压力灌浆法加固钢筋混凝土裂缝梁的应用

冷敖英

(江西铜业集团公司德兴铜矿,江西德兴 334224)

压力灌浆法加固钢筋混凝土裂缝梁的应用

冷敖英

(江西铜业集团公司德兴铜矿,江西德兴 334224)

混凝土裂缝系质量通病,严重影响到工程结构的耐久性。本文结合工程实例,详细介绍了压力灌浆(环氧树脂)法治理混凝土裂缝梁的施工方法,并提出了施工中应注意的事项。该施工方法工期短,成本低,是解决工程实际中类似质量问题的一种可行的方法,具有很大的推广价值。

压力灌浆;环氧树脂;钢筋混凝土梁;裂缝处理

1 前言

压力灌浆法是采用改性环氧树脂、水玻璃、甲基丙烯酸脂及聚氨脂等化学灌浆材料,对混凝土构件的各种质量缺陷如裂缝、松散、蜂窝、麻面、孔洞等进行补强加固的一种较新的施工工艺,广泛应用于工业与民用建筑、道路桥梁、大坝、隧道、矿山、人防工程及地基基础等工程中[1]。其过程是经过一段时间对建筑物的观测,找到裂缝最宽的位置后,采取封闭保护或局部修复处理,用压力灌浆机将制成浆液的补强型环氧树脂注入裂缝内,使其扩散、凝胶、固化,达到加固的目的[2]。

江西铜业集团(德兴)矿山新技术开发有限公司5000t/a改(扩)建工程——选钼厂房▽6.50m平台钢筋混凝土梁由于施工和使用等原因,出现了程度不一的裂缝,这些裂缝绝大多数是有规则的竖向裂缝,由梁两侧向内纵深延伸发展。为不影响选钼厂的正常生产,经过技术人员的多方论证,决定采用压力灌浆加固技术处理裂缝。

2 压力灌浆的准备

2.1 灌注液

表1 ESA-G灌浆料物理及力学性能

本项目采用ESA-G灌浆料,属改性环氧树脂类灌缝材料,配胶比容易掌握,便于现场操作,施工简便快捷。灌浆液早强、高强,不腐蚀钢筋,抗老化性及耐介质性好。渗透力强,粘度低,能注入微裂缝,与混凝土的粘接强度高,常温固化(5℃以上),不含挥发性溶剂,硬化时收缩小。其主要性能见表1。

2.2 灌浆设备[3]

本项目采用的灌浆设备是一种袖珍式可对混凝土微细裂缝进行自动灌浆注入的新型工具,自动压力灌浆器是配有灌浆底座、灌浆连接头(注浆嘴)、灌浆堵头、灌浆软管等一次使用配件,其构造如图1所示。

图1 自动压力灌浆器构造

该机长度只有26cm,重量为110g,灌浆器内弹簧压力为6kg,注入起始压力为60kPa,软管可装树脂量为50g,有效注入量为40g。该机灵巧、轻便、不用电、无噪音、操作简便、快捷,可在水平、垂直等任何方向及高空安设使用,摒弃了传统的空压机、手压泵等笨重的加压设备。在无电源、有障碍、高空、野外尤其显示出优越性。灌浆时根据裂缝长度可数个或数十个同时并用,不断自动注浆,直接观察和确认注入情况,避免了灌注不饱和、不密实等问题,质量易于保证与控制。同时,灌浆器内弹簧压力经科学试验确定,适合各种裂缝的化学灌浆。灌浆器擦拭干净后能够重复使用,可节约成本,降低工程造价。

2.3 计算树脂注入量[2]

树脂注入量可根据W=A＊B＊C＊D计算。

式中,W为理论注入树脂量(g);A为裂缝长度(cm);B为裂缝宽度(cm);C为裂缝深度(cm);D为树脂比重。根据经验,实际用量为理论值的1.3倍以上,某些振捣不密实的混凝土或砖墙注入量可达理论值的数倍。

2.4 梁卸荷

加固前,必须对梁进行卸荷。由于灌浆是在老厂房内进行,为不影响生产,对一些不能移动的设备,采用千斤顶顶升的方式卸荷;对于承受均布荷载的梁,应采用多点均匀顶升;对于有次梁作用的主梁,每根次梁下需设1台千斤顶顶升,顶升吨位由设计计算确定。加固分两次施工,从厂房中间柱开始,先进行一半梁加固改造完并具备使用条件后,再进行另一半的加固改造施工。

3 施工工艺

3.1 施工过程

裂缝处理→埋设灌浆嘴→封缝→压气试漏→灌浆→封口→检查。

3.2 裂缝表面处理

对梁上小于0.5mm的裂缝,采用钢丝刷等工具清除裂缝表面的灰尘(白灰、浮渣及松散层等污物),然后用毛刷蘸甲苯、酒精等有机溶液,将裂缝两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥。对梁上大于0.5mm的裂缝,沿裂缝用钢钎或风镐凿成“∨”形槽,可根据裂缝深度和有利于封缝来确定槽宽与槽深。凿槽时先沿裂缝打开,再向两侧加宽,凿完后用钢丝刷及压缩空气将砼碎屑粉尘清除干净。

3.3 埋设灌浆嘴[4]

灌浆嘴的埋设很重要,它直接关系到灌浆质量。设定要综合考虑裂缝的形状、宽度、深度、长度以及是否贯通等情况,在施工中我们按下列方法埋设灌浆嘴:

(1)形状规整宽度小于0.5mm的裂缝,灌浆嘴的间距为200～300mm,如图2(a)。通常在裂缝的最下端和最上端各设一灌浆嘴,其余灌浆嘴按上述间隔距离并应尽可能在裂缝较宽部位设置,这一原则对其它情况裂缝同样适用。

(2)形状规整宽度大于0.5mm的裂缝,灌浆嘴的间距为300～500mm,如图2(b)。设置原则同上。

(3)形状不规整裂缝的灌浆嘴的设置:

A.表面不能连的裂缝,有可能内部也不能连通,因此,设置灌浆嘴可当作两条裂缝处理,如图3(a)。

B.裂缝两侧有许多龟纹时,灌浆嘴应尽可能设置在交叉嘴上,如图3(b)中c4和d4对于长度较长的分支裂缝,可作为一条单独裂缝处理,即在分支嘴上增设灌浆嘴,如图3(b)所示。

不需要凿槽的裂缝埋设灌浆盒或灌浆嘴,对凿成“∨”形槽的裂缝埋设灌浆嘴,用水泥砂浆在电锤钻的孔内埋设导浆铁管,然后与灌浆管连接;在裂缝交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处,用电锤钻的孔内均应埋设灌浆嘴,在一条裂缝上必须埋设进浆嘴、排气嘴;埋设灌浆嘴或灌浆盒时,先在灌浆嘴或灌浆盒的底盘(先用甲苯擦洗干净)上抹一层厚约1mm的环氧胶泥,将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上。

3.4 封缝

不需要凿槽的裂缝采用环氧树脂胶泥封缝;对凿成“∨”形槽的裂缝采用水泥砂浆封缝,先在“∨”形槽面上用毛刷涂刷一层厚1～2mm环氧树脂胶液,涂刷必须平整均匀,防止出现气孔和波纹,待初凝后用水泥砂浆(水泥∶中砂∶水=100∶200∶30)抹平封缝。

3.5 压气试漏

裂缝封闭后,待封缝胶泥固化后或封缝砂浆养护达到规定(≧3d)时间并具有一定的强度时,必须检查裂缝的密闭效果和贯通情况,对其用小型空压机进行压气试漏(压力≤0.3MPa),不漏气为合格。

3.6 灌浆

开始进浆就要注意观察,待沿缝隙方向第一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀门,然后接着继续灌浆直至沿缝隙方向第二个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀门,如此顺序进行即可;灌浆时压力必须是逐渐升高,防止骤然加压,但当压力升到0.2MPa后保持并稳定5min。

3.7 封口

待缝内浆液达到初凝而不外流时,拆下灌浆嘴,再用环氧树脂胶泥或拌有水泥的灌浆液把灌浆嘴处抹平进行封口。

3.8 检查

灌浆结束后,检查补强效果和质量,发现不密实或其他不合格情况时,立即采取补灌等措施,以保证工程质量。

4 效果与体会

江西铜业集团(德兴)矿山新技术开发有限公司5000t/a改(扩)建工程——选钼厂房▽6.50m平台下开裂钢筋砼梁进行压力灌浆加固工程施工耗时1个月,比采用普通加固方法缩短工期近1个月,造价较低,更关键的是没有影响到工厂的正常生产。该工程于2008年9月经过检测验收,完全能满足设计要求,有效地恢复砼结构的整体性。两年来,加固砼梁未见有裂缝现象,工程结构安全,工程质量符合国家现行质量验收标准及国家强制性标准要求。

采用性能良好的环氧树脂灌浆液灌浆,能经济、简便、快速、有效地补强房屋建筑、桥梁以及污水管等各种结构物不同情况的裂缝,恢复结构的整体性,因而可进一步推广应用。

[1] 李烙,林仿.压力灌浆在混凝土质量缺陷补强中的应用.广东土木与建筑,2002,(4):55-56.

[2] 蒋硕忠.我国化学灌浆技术发展与展望[J].长江科学院院报,2003,(5).

[3] 张冬梅,周文,毛晓园.YJ-自动压力灌浆器的开发与应用.施工技术,2001,30(3):36-37.

[4] 周述.用压力灌浆法加固钢筋混凝土裂缝梁.福建建材,2003, (1):40-42.

Application of Pressure Grouting to Reinforce Fracture on Concrete Beam

LENGAo-ying

(Dexing CopperMine of Jiangxi Copper Corporation,Dexing,Jiangxi,China 334224)

Fractures on concrete is a common problem and affects the durability of the structure.W ith case study,this article details the processof pressure grouting(epoxy resin),and areas need to pay attention.Themethod has a short construction time and low cost,and can be promoted as practical solution to similar problems.

pressure grouting;epoxy resin;concrete beam;fracture treatment

TU375.1

B

1009-3842(2010)04-0090-03

2010-09-30

冷敖英(1974-),女,江西上高,本科,工程师,主要从事工程施工管理与工程造价等工作,E-mail:76327236@163.com