注浆技术在混凝土结构裂缝修复中的应用

2015-12-11唐玮琦

福建建筑 2015年10期

唐玮琦

(福建七建集团有限公司福建福州 350009)

引言

近年随着国家加大基础设施投资，建筑市场与建设规模高速发展，相应带来工程技术的长足发展。新技术、新工艺、新材料不断涌现，其中以各类注浆技术在施工中的应用尤其受到关注。无论在建筑工程、市政公用、道路桥梁、岩土隧道等专业的建设过程中，注浆技术均以其工艺简单、成本低廉、效果明显、节能环保等特点被大范围的使用。基于以上原因，本文结合工程经验专注于解析注浆技术在混凝土结构裂缝修复中的施工方法、技术要点。

1 注浆技术原理与优势

1.1 注浆技术的工作原理

注浆技术是将按一定配比配制并具有一定凝胶时间的浆液，利用压送技术将其注入建筑结构裂缝，通过浆液的凝结填充被介入结构的缝隙，进而有效改善结构完整性、紧密性，达到设计指标、保证结构实体质量的施工技术。

1.2 注浆技术的优点

(1)操作简单、不复杂

在结构裂缝修复中应用的注浆技术，不需大型机械设备即可顺利完成，同时也不需要在施工现场进行特别防护，不会给周围居民的生活和出行带来不便。施工期间只需使用填充、挤压等方式对施工部位的裂缝进行适当封堵即可，整个施工周期不会对临近建筑物及施工活动造成影响。并且由于设备操作简单，材料品种单一，所需耗费的施工时间也不长，使得在进行施工前只需对相关人员进行专业培训即能掌握操作，有效地节约施工成本。

(2)防水施工效果好

因为注浆技术是将浆液直接注入结构的缝隙，所以有效地保证了被介入结构的紧密性，继而使得结构整体在防水能力方面有较为明显提高。

(3)防渗施工影响小

因施工工艺、材料质量、结构环境、使用年限的影响，相当部分的在建、已建结构都会因为出现裂缝而产生渗漏现象。针对这种情况，如使用传统补设防渗层方式进行修复，尤其是对已经完成装修的结构都会造成较大的影响，容易对原有结构造成损伤。反观使用注浆技术，就可以有效的降低施工所带来的负面影响，并且具有施工迅速、节约材料、效果明显等优点。同时由于注浆是使用压力的方式将具有凝结作用的填充物压入缝隙，对结构也起到很好的粘结效果，进而提升结构整体的稳定性。

2 注浆方法

2.1 高压注浆方式

上世纪70年代，高压注浆法已开始出现，这种高效的施工方法近十年在我国建筑行业得到了广泛的使用，尤其在修复混凝土结构裂缝方面具有优越的特性。高压注浆是将注浆材料通过高压装置注入混凝土裂缝，浆液在压力的作用下在混凝土裂缝中迅速分散、填充、膨胀、固结，达到对被介入结构加固、抗渗、防水的目的。

图1 高压注浆施工方法示意图

2.2 静压注浆方式

静压注浆技术就是通过利用劈裂作用的原理，随着静压力的传递将浆液灌入施工部位缝隙区域，对弱应力分布区进行劈裂、延伸，进而形成浆脉状形态或是不规则性凝结形态，进一步提高裂缝区域压膜缩量，使得凝结体起到一定的支架作用，从而提升施工部位的结构完整性和密实度，也有效提高了施工部位的结构强度。

图2 静压注浆施工方法示意图

2.3 复合注浆方式

复合注浆方式就将高压注浆和静压注浆这两种注浆方式进行有机结合，从而将这两种方式的优点共同发挥。复合注浆方式可应用于多种类型、尺寸结构裂缝的修复，既有广泛的适用性，亦有明显的易用性，同时还节能环保、省时省工，其所达到的施工效果与技术指标较为显著[1]。

3 注浆材料的选择

3.1 注浆材料选用的特点

首先，必须保证注浆材料具有良好的力学性能，同时还要具备一定的抗拉强度、抗老化能力及较强的填充能力。

其次，选取的注浆材料还要有良好的渗透性，能够深入到结构中细微的裂缝中，同时，还要具有良好的粘结性能、亲水性能和扩散性能，从而满足对潮湿裂缝注浆的要求。

最后，保证注浆材料符合环保要求，选用没有毒害的原材料进行制备，从而降低施工对周围环境的污染，同时对原材料成本进行合理控制。

3.2 常用注浆材料的选取

注浆材料的选择是注浆技术在实际应用中最为基本的环节以及不可缺少的组成部分，而注浆施工能够起到良好的防水、加固以及防渗漏效果，都是由注浆材料间接转化而来的。所以，所选用的注浆材料除必须具备液体转为固体的性能外，还需起到一定的加固作用。其中较为常见的材料有以下几种:

(1)水泥

一般情况下，注浆材料多会选择使用水泥作为主要注浆材料，这是因为水泥材料本身具有良好的稳定性外，其凝结后还会形成高强度的稳定胶结体。例如，超细水泥在凝结之后会形成膨润土浆。此外，在使用前进行配浆时，通常会在浆液中加入一定量的化学浆液或是少量的外加剂，例如，添加氯化钙(CaCl2)、水玻璃(Na2O.nSiO2)等，进而调整水泥浆液的性能。

(2)有机高分子材料

在注浆材料的选择中，除水泥等无机注浆材料以外，还有其他材料可供选择，其中以有机高分子混合物为代表的注浆材料得到了较为广泛的应用。例如，水溶性聚氨酯浆液、脉醛树脂—硫酸浆液等。

4 混凝土结构裂缝修复中的实际应用

4.1 混凝土结构裂缝简析

近年随着建筑工程大量出现，建筑基础与主体受到施工、材料、环境等多方面原因的影响，加之建设与使用期间未进行良好维护，使得混凝土结构裂缝病害与隐患时有出现。例如，建筑裂缝、楼层渗漏等。因此，须根据结构裂缝的产生原因和发展情况选用合适、有效的方式对其进行修复，从而保证结构的整体安全与使用功能。

4.2 施工工艺及要点

为了注浆技术更好的在混凝土结构裂缝修复中进行应用，就需要充分了解其工艺流程及施工特点，从而在施工过程中确保注浆质量，进而达到预期的施工效果、实现裂缝防治意图。

工艺流程:施工准备→查找裂缝→钻孔→清孔→清缝→导管安装→封缝→配置浆液→注浆→二次注浆→导管清除→孔口修补→验收。

施工要点:首先要在结构受到裂缝影响的区域进行打孔，孔距保证在30～40cm，随裂缝宽度减小孔距可适当缩小，孔径须控制在0.6～1.2cm。一旦发现混凝土裂缝属于干缝，则骑缝开孔;如是湿缝，应使用加开V形槽的方法。

其次在进行清孔，清槽环节处理后，必须使用水泥对其进行封堵，如果裂缝是干缝，为免灌注的浆液流出，需使用环氧树脂材料进行封缝，其固化最佳时间为14个小时左右;如果混凝土裂缝是湿缝，则要使用亲水性能良好的材料进行注浆，使浆液能与水膜充分融合，进而达到对裂缝填实的目的[2]。

4.3 工程实例

成都某商业广场及写字楼工程，总建筑面积320000m2，其中地下3层80000m2，工程由3幢33层写字楼、1幢28层公寓楼及裙楼大型商场组成，主体结构采用框架剪力墙结构，而建筑基础则采用柱下独立基础、框架剪力墙下使用筏板基础，基础持力层为中风化泥岩。地下室底板、外墙、顶板均设置纵横两道后浇带，成十字形设置。后浇带宽度为800mm，纵横向长度分别约为75m、107m，厚度同底板。

图3 地下室外墙混凝土裂缝注浆

由于本项目地下室面积较大、地下室外墙周长较长，大体积混凝土施工所带来的通病集中显现。工程部分地下室外墙先后出现裂缝，通过现场观察发现裂缝均为干缝，分析裂缝成因为混凝土水灰比控制不当、二次振捣不充分以及外墙养护不足所致。

图4 地下室后浇带混凝土渗漏

图5 地下室后浇带混凝土裂缝注浆

地下室后浇带位置出现的渗漏则确定是由于后浇带出现裂缝所致，裂缝为湿缝，究其施工原因为后浇带浇筑前，未将后浇带内粘附于钢丝网片上的疏松混凝土凿除、清理以及浇筑时振捣不密实所致。

经建设单位联系设计单位出具补强方案，采用1∶1∶1.7(重量比)水泥—水玻璃双液浆钻孔注浆技术进行处理，水泥采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥。钻孔深度为渗漏部位结构厚度的2/3，钻孔角度垂直于结构表面，倾斜度控制在8°以内。封缝采用环氧类快干水泥，湿缝骑缝开V型槽。施工机械采用GZJB型液压双液浆注浆泵，工作压力0.5～7.0MPa，注浆压力控制在5.0MPa左右，出浆后持荷3分钟。

施工过程中，需要注意控制水泥浆与水玻璃的施工配合比。虽然水玻璃的浓度对水泥的初凝影响不大，但过稀的水玻璃浓度达不到加速水泥固结的目的。水泥凝胶时间的总趋势是随水玻璃浓度变小而增大。注浆后48小时后进行结构表面复查，未有出水点重新出现的，表示该区域渗漏处理成功;如仍有出水点出现的，则表示修补不成功，还须再次打孔注浆，直至没有出水点出现为止[3]。

注浆施工过程中还需注意相关的安全事项:

(1)操作人员须经培训合格后方能上岗操作;

(2)注浆作业中，作业人员必须佩戴护目镜;

(3)压力设备所带压力表必须定期检定合格后方可使用;

(4)每次施工前必须试机，检查合格、正常后方可继续施工。