设备基础二次灌浆层裂缝成因及处理浅析

唐正

摘 要：二次灌浆层作为设备嵌固重要组成部分，其施工质量对设备正常运行有着重要影响。裂缝作为常见现象，如果发生在设备基础二次灌浆层而未能得到妥善处理，则有可能影响设备运行。因此，设备基础二次灌浆层施工虽零星，但是极为重要，一定要引起足够重视。做好裂缝形成的原因分析，确保施工材料、施工工艺正确性，对于减少裂缝的危害，提高设备基础施工质量至关重要。

关键词：二次灌浆;裂缝;原因分析

1 设备基础二次灌浆层裂缝原因分析

二次灌浆产生裂缝有很多原因，但主要成因可以归纳为三点：一是施工工艺，二是环境影响，三是材料的选择。

1.1 施工工艺问题

用水量：灌浆材料拌和时，加水量一般应按随货提供的产品合格证上的推荐用水量加入。水加多了，则水化反应后，水流失了，灌浆料有一定的收缩，容易在表面产生收缩裂缝。

材料供应：灌浆材料的拌和可采用机械搅拌或人工搅拌。采用机械搅拌时，搅拌时间一般为1～2min。采用人工搅拌时，应先加入2/3的用水量搅拌2min，其后加入剩余用水量继续搅拌至均匀。灌浆作业必须保持连续性，需要备置足够数量的搅拌机、提桶、抹刀及其它必须的工具，并尽可能靠近灌浆处，以便充分利用灌浆搅拌后的有限作业时间。材料供应不及时则灌浆层会形成了一道较明显的灌浆交界，容易产生裂缝。

收面和养护：在灌浆料初凝前，对灌浆层进行抹面处理，可以减少表面裂纹的产生，给予灌浆层适当的压力，使灌浆料更加的密实。灌浆完毕后，应立即喷洒养护剂或覆盖塑料薄膜，并加盖草袋或岩棉被。收面和养护不到位，也会导致二次灌浆层裂缝。

1.2 环境影响

灌浆材料的施工温度一般为-5～40℃，否则，应采取相应措施。因环境温度差异容易造成灌浆料表面附近存在较大的温度梯度，内外温差产生的表面拉应力大于此时灌浆料的极限拉应力，于是产生字条及顶面向下发展的裂缝。裂缝多发生在灌浆料浇筑后的升温阶段，一般在灌浆料浇筑后的第三天至第四天开始出现裂缝，现场出现裂缝时间也是灌浆后4-5天，内外温度差影响也可能是重要原因之一。

一般灌浆料浇筑完三天后，灌浆料内部会逐渐降温，散热降温时内部产生收缩，而且在灌浆料硬化过程中内部拌合的水化和蒸发以及胶凝体的胶凝等作用，容易促使灌浆料硬化收缩。在收缩过程中，如果灌浆层受到约束，在基础内部产生较大的拉应力，此拉应力大于灌浆料的抗拉强度时，产生自基底向上发展的裂缝，因裂缝形成与结构最薄弱的截面，因此，自表面形成的温度裂缝与自基地产生的降温收缩裂缝就贯穿连通全截面。

灌浆的质量与环境因素和灌浆料的性能密不可分，环境影响属于综合因素，在施工过程及养护过程中均存在，在正常施工情况下，环境影响是造成小范围面层龟裂的主要因素之一。

1.3 材料影响

灌浆料的膨胀机理有三种：第一种是掺某些金属，如铝，利用活性金属与水发生反应时产生气体，达到前期膨胀的目的。这种灌浆料的膨胀，主要发生在浆体塑化阶段，前期膨胀较快，但会使灌浆料的早期强度降低;第二种是掺入一定的钙盐，与水泥和水反应后，产生钙矾石达到膨胀的目的，这种灌浆料的膨胀主要发生在浆体硬化阶段，在后期产生膨胀，此类灌浆料一般强度较高，容易产生裂纹，施工时对养护条件要求严格;第三种是前两种的复合型，但膨胀尺度不好把握。灌浆材料的选用，在某种程度上直接决定了灌浆质量，尤其是对于裂缝控制，需要慎重选材，与施工工艺、环境影响等结合考虑。

2 裂缝的防治措施

2.1 严格选用材料

灌浆料的选用，对于二次灌浆层的质量有重要影响。材料的选用需要根据施工工艺和施工环境来综合考虑，在实际施工过程中，必须要根据设备基础二次灌浆形式，慎重选用灌浆材料。在条件允许的情况下，应进行多种灌浆料试配，确保选用质量较好的灌浆料。灌浆料的流动性和抗裂行是保证灌浆质量的关键，在满足灌浆强度的前提下，选用流动性好，抗裂性好的材料，一般掺加纤维的灌浆料能减少二次灌浆裂缝。

2.2 施工工艺控制

施工前，对设备基础基层进行清理，剔除浮浆和杂物。提前12小时对基础灌浆面浇水湿润，灌浆前1小时，清理积水。

严格控制用水量，按照灌浆料说明书进行试配，符合要求后，正式配料用水量严格按照要求配比进行。

施工过程中，为保证材料及时供应，根据实际用量，可采用多台搅拌器交替搅拌。灌浆料搅拌时间不能过长，搅拌完后，保持一定时间的静置，使气泡溢出，减少含气量，增大灌浆的密实度和接触面。灌浆时，针对不同基础，要采取一定的导流措施，以保证灌浆料能够快速、均匀流动。

根据温湿度情况，在灌浆料初凝前及时进行抹面压光处理，压光时注意力度的控制，保证足够的压力维持灌浆料持续地流动，直至灌浆料初凝。加强养护，减少环境影响。灌浆层终凝后（一般灌浆完成12h内），考虑到环境因素与灌浆料性能的综合作用，在灌浆施工前要控制好灌浆料的内外温差，采用加草垫及保湿棉覆盖等方式，养护足够时间，保证灌浆质量。

2.3 减小应力影响

对于面积大、厚度薄的二次灌浆层，可以采取增加钢筋网片的方式，以增加灌浆料抗拉性能。同时，要有效保证支模质量、控制拆模时间，对灌浆边缘进行约束，以尽量减小自由端，削弱应力影响。

2.4 规范人员操作

操作人员上岗前，落实好岗前考核，考核不合格人员不予上岗。考核合格后，由专业技术人员进行岗前培训和实操演练，确保操作人员严格执行操作规程。根据不同设备基础的灌浆要求，制定行对应技术措施，并进行技术交底。严格监督操作过程，避免出现误操作。

3 裂缝处理措施

3.1 修补

如果裂纹仅为表面龟裂细纹，没有继续向下发展，可以不用处理。但如果裂纹范围较大，影响观感，则可以采用同批次灌浆料进行表面修补。

如果裂纹向下发展不深，经评估不影响正常试过用，可采用小型打磨机沿龟裂纹方向打磨一个V型槽并清洗干净，用比原灌浆料高一等级的灌浆料浇注至高出原灌浆料表面2mm，养护完成后再将高出部分打磨掉。

3.2 加固

裂纹较大，经专业评估，对使用功能有一定影响的，但又无法返工的二次灌浆层，需制定专项加固措施，对设备基础进行加固。通常用注浆法，对裂缝部位进行注浆，把裂缝部位封闭。

4 结语

综上所述，在设备基础二次灌浆施工过程中，裂缝是比较严重的质量问题，有可能会对其承载的设备运行造成影响，甚至可能导致设备运行的安全责任事故。因此，要高度关注设备基础二次灌浆裂缝现象，尤其是动设备类，找到造成裂缝的主要原因，并制定出行之有效的预防和应对措施，还要灌浆施工中，执行标准化，规范化与科学化的施工要求，有效保障施工质量。

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