水工混凝土的裂縫處理工藝

摘要:裂縫是水工混凝土中最常見的缺陷之一，是造成混凝土被破壞的主要原因，處理難度較大。對(duì)水工混凝土的2類裂縫處理方法(表面處理和內(nèi)部處理)的工藝進(jìn)行了詳細(xì)分析，為工程實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞:水工混凝土;裂縫;處理工藝

中圖分類號(hào):TB42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1006－6446(2007)05一0022一02

0 引言

　　裂縫是水工混凝土中最常見的缺陷之一，由于水泥的一些固有的特性，以及各種輔助材料和施工方法等因素的影響，大體積水泥混凝土的裂縫一直難以避免，而且是造成混凝土被破壞的主要原因。其處理的難度很大，要根據(jù)裂縫在結(jié)構(gòu)中的位置、裂縫的危害程度以及裂縫的物理尺寸等因素來(lái)確定處理方法。目前水工混凝土的裂縫處理方法大致分為2類，即表面處理(封閉防滲)和內(nèi)部處理(指灌漿)。本文對(duì)這2類裂縫處理方法的工藝進(jìn)行詳細(xì)分析，為工程實(shí)踐提供參考。

1 裂縫的表面處理方法及工藝

　　表面處理的目的是進(jìn)行縫口封閉，以防止?jié)B漏和鋼筋銹蝕。對(duì)于有抗沖耐磨要求的過(guò)流面裂縫，表面處理可增強(qiáng)其抗沖耐磨能力。表面處理的方法包括沿縫口鑿槽嵌縫、貼橡皮板、設(shè)置防滲層(澆瀝青防滲層)、貼環(huán)氧玻璃絲布以及高分子聚合物縫口浸漬等。

　　(1) 縫口鑿槽嵌縫。對(duì)平面上的表面淺層裂縫常用鑿槽法處理，即在裂縫兩側(cè)用風(fēng)鎬、風(fēng)鉆或人工將混凝土鑿除至看不到裂縫為止。對(duì)深度小于20cm的裂縫，可不再采用其他措施。當(dāng)縫深超過(guò)20cm，可在鑿槽內(nèi)鋪涂砂漿抹平，表面上再視情況鋪設(shè)鋼筋。縫面鑿槽是一種較為簡(jiǎn)易的方法，由于能夠消除縫端的應(yīng)力集中，防止裂縫延伸，因此被廣泛采用。

　　(2) 鋪設(shè)鋼筋。在縫面上鋪設(shè)鋼筋也是一種較為簡(jiǎn)易的裂縫處理方法。鋪設(shè)鋼筋除了用于處理裂縫和防止裂縫發(fā)展外，還用在可能產(chǎn)生裂縫的部位以預(yù)防裂縫的發(fā)生，如陡坡、并縫和分縫處。在己發(fā)生裂縫處鋪設(shè)鋼筋，一般放置一層Ø25－Ø32mm的鋼筋，長(zhǎng)度5－8m(大多采用5m長(zhǎng))，間距200mm左右。重要部位可鋪設(shè)2層鋼筋。鋼筋的直徑和長(zhǎng)度最好按照裂縫的實(shí)際情況配備，這樣不會(huì)造成浪費(fèi)，但是施工會(huì)較為復(fù)雜。實(shí)踐證明，鋪設(shè)鋼筋并不是一種完善的措施，不能制止混凝土初期裂縫的增加和延伸，但有利于保持結(jié)構(gòu)后期運(yùn)行時(shí)的受力完整性。

　　(3) 縫口粘貼橡皮板?？p口粘貼橡皮板主要用于處理?yè)跛畨味斡蛄芽p，防滲效果好。由于橡皮彈性好且抗?jié)B性能優(yōu)越，宜用以修補(bǔ)尚未穩(wěn)定的裂縫。常用橡皮板厚5mm ，橡皮表面應(yīng)先用鋼絲刷刷毛或以濃硫酸浸泡腐蝕，進(jìn)行表面鑿毛使粘貼牢固。我國(guó)許多大壩擋水面裂縫均用此法修補(bǔ)，如東江電站大壩、緊水灘電站大壩等。葛洲壩工程位于大江和二江電站廠房上游面的豎向裂縫也采用此法修補(bǔ)，獲得了良好的效果。

　　(4) 縫口設(shè)置防滲層。此法適用于擋水大壩上游面裂縫防滲。如豐滿大壩，為修補(bǔ)存在的大量裂縫等缺陷，防止混凝土繼續(xù)發(fā)生滲漏破壞，在上游高程245－226cm部位外掛6cm厚混凝土預(yù)制板，內(nèi)澆瀝青混凝土防滲層。

　　(5) 縫口貼玻璃絲布。此法除用于縫口保護(hù)外，還用于嵌縫止漏。一般采用“三液兩布”(即3層環(huán)氧基液和2層玻璃絲布)的“玻璃鋼”，也可采用“兩液一布”。

　　(6) 縫口浸漬處理。浸漬是高分子材料的復(fù)合單體聚合作用，對(duì)混凝土表層產(chǎn)生浸漬滲人，強(qiáng)化低強(qiáng)度混凝土表面，同時(shí)使表面淺層裂縫的縫口封堵粘合。由于高分子材料浸漬聚合后具有較高的強(qiáng)度，因此可提高混凝土表面的抗沖磨能力。如葛洲壩工程試驗(yàn)C50混凝土，浸漬后磨損率提高近3倍。一般浸漬的深度為2－3cm，這種處理方法不受季節(jié)的限制，但浸漬過(guò)程需要干燥環(huán)境，不宜在雨天進(jìn)行。表面裂縫的浸漬處理方法是在經(jīng)過(guò)清洗干燥的縫口，用鐵絲圈罩住，形成一條沿裂縫走向密封管狀紙罩，在紙罩內(nèi)將浸漬基液浸人縫中，待基液固化后進(jìn)行聚合。

2 裂縫的灌漿處理方法工藝[Page]

　　灌漿是混凝土裂縫內(nèi)部補(bǔ)強(qiáng)最重要的方法，應(yīng)用范圍最廣，主要用于深層及貫穿裂縫修補(bǔ)。實(shí)踐證明，只要選材得當(dāng)、工藝合理，通過(guò)灌漿除能填塞裂縫達(dá)到防滲目的外，還可恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。常用的灌漿處理方法有水泥灌漿和化學(xué)灌漿，由于化學(xué)灌漿具有水泥灌漿所無(wú)法比擬的優(yōu)越性，水泥灌漿已較少應(yīng)用，而化學(xué)灌漿應(yīng)用日益廣泛，漿材品種也逐漸增多。

2.1 水泥灌漿

　　由于水泥是一種顆粒性材料，經(jīng)水?dāng)嚢韬蟮乃酀{是一種懸濁液體，在其凝固過(guò)程中體積發(fā)生收縮，硬化后在縫內(nèi)會(huì)留下一條細(xì)縫。較細(xì)的裂縫，水泥顆粒無(wú)法灌人，故水泥漿僅用于灌注寬度≥2mm的裂縫。水泥漿的起始水灰比一般采用1:1－3:1，不宜過(guò)稀，因漿液越稀其干縮后產(chǎn)生的縫隙越大。水泥灌漿之所以用得比較普遍，主要是因這種材料比較易取且價(jià)廉，適用于大面積處理工作。由于水泥系脆性材料，故水泥灌漿更適用于“死縫”;又因水泥自身強(qiáng)度較低，灌人裂縫后，在溫度應(yīng)力作用下，反復(fù)承受拉力和壓力，以至發(fā)生解體或被滲水溶蝕。對(duì)己灌水泥漿的裂縫，數(shù)年后挖開觀察，多呈粉末狀，也無(wú)強(qiáng)度和粘結(jié)力可言。因此，為提高水泥灌漿的可灌性和耐久性，克服水泥漿凝結(jié)后體積收縮的缺陷，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)開展研究，旨在減小水泥粒徑，使其能夠灌人更細(xì)的縫隙，灌后體積不會(huì)收縮，并且能夠改善力學(xué)性能，提高抗拉和抗壓強(qiáng)度。

2.2 化學(xué)灌漿

　　灌漿補(bǔ)漏目的不同，對(duì)灌漿材料的要求也有不同。以堵漏為目的，常選用丙凝、水玻璃以及水溶性聚氨醋等材料。這些材料的抗?jié)B性能極好，有的還具有失水干縮或遇水膨脹等特性，能在靜水中和動(dòng)水中凝固;有的能在極短的時(shí)間里凝結(jié);有的彈性好，能適應(yīng)裂縫活動(dòng)和變化。以恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性為目的，則常選用粘結(jié)強(qiáng)度高的環(huán)氧、甲凝類漿材。

　　化學(xué)灌漿布孔方式分為騎縫孔和穿縫斜孔2種，前者適用于縫深1一2cm以內(nèi)的淺層裂縫，后者適用于深層裂縫。目前，國(guó)內(nèi)外比較成熟的裂縫化學(xué)灌漿的主要工藝流程是:鉆孔~清縫一埋管(或貼灌漿嘴、灌漿盒)一嵌縫~試漏(用風(fēng)、水或漿)一灌漿一拔管封孔一效果檢查。

　　裂縫化學(xué)灌漿由于漿液耗量不多，一般不必使用化學(xué)灌漿專用泵，而用手掀泵即可。這種泵雖為純壓式，但可經(jīng)過(guò)一定的改造，可變純壓式為孔口循環(huán)式。騎縫孔可采用手持式電鉆鉆孔，孔徑20mm左右，孔深10一15cm，孔距80一l00cm。對(duì)深層裂縫灌漿，經(jīng)常2種鉆孔并用。騎縫孔先作排水和排氣用，待穿縫斜孔灌漿后，再灌騎縫孔。一般斜扎單孔控制面積為4一6cm²。清縫時(shí)必須吹凈孔內(nèi)粉末。騎縫埋管應(yīng)注意的是:為避免鉆孔底部偏離縫面，管底距孔底要保留1/3孔深距離，即灌漿管僅進(jìn)入孔深的2/3左右，并防止砂漿堵孔。

　　在結(jié)構(gòu)允許的前提下，灌漿壓力宜盡量大，常用0.3一0.5MPa。進(jìn)漿孔應(yīng)選用漏量大并與縫面暢通的孔，并預(yù)留排水和排氣孔。進(jìn)漿程序由低到高，由1側(cè)向另1側(cè)依次推進(jìn)。一般宜選用2泵同時(shí)灌注。當(dāng)?shù)?孔進(jìn)漿時(shí)，鄰孔作排水和排氣孔，待該孔內(nèi)水、氣排盡出漿后，接上另1泵，2泵同時(shí)灌注。依此類推，直至最后1孔。若鄰孔不出漿，則表明其中至少1孔與縫面不通，須按標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束灌漿。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是:本孔或不出漿孔在15一30min內(nèi)連續(xù)吸漿率小于10耐/min且壓力不下降。為使?jié){液在有壓下固化，提高固化物密實(shí)度及其與縫面的粘結(jié)強(qiáng)度，應(yīng)在灌漿結(jié)束前，將孔口皮管反握并用鐵絲綁扎。

3 結(jié)束語(yǔ)

　　在裂縫處理過(guò)程中，一般采用由簡(jiǎn)入繁的辦法，對(duì)易處理的表面裂縫及早進(jìn)行處理，以免進(jìn)一步發(fā)展;對(duì)難以處理的裂縫，要對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，確定相應(yīng)的處理方法，然后，找出具有代表性的裂縫，預(yù)先進(jìn)行處理試驗(yàn)，試驗(yàn)成功后，選取恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，統(tǒng)一處理。

　　[2]JTJ268－96.水運(yùn)工程混凝士施工規(guī)范[5].

　　[3]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國(guó)建工出版社 ，197 .