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    案例解析_化学灌浆在混凝土防渗堵漏工程中的综合应用
2012-2-17  点击次数:642  双击自动滚屏,单击停止

案例解析_化学灌浆在混凝土防渗堵漏工程中的综合应用

化学灌浆是建筑混凝土(砼)裂缝、“蜂窝”、“狗洞”防渗堵漏手段之一。性能优良的化学灌浆材料和合理可行的灌浆施工方法是化学灌浆防渗堵漏得以实现的关键所在。

1 几种化学灌浆材料

1.1 AM-9材料


  该材料是以改性高分子材料为主剂,改性丙烯酰胺类材料为交联剂,配以其它化学材料组成的化学灌浆材料。

其特点是:

(1)浆液起始粘度η(25 ℃)=1.30~1.73 mPa.S;

(2)胶凝时间小于60 min;

(3)抗渗性能K=(1~9)×10-8 cm/s;

(4)抗压强度0.3~0.8 Mpa;

(5)抗挤出强度3.5 Mpa。

1.2 C-S材料


该材料不但有水泥浆的基本性能,还具有化学灌浆材料的一些优点。

其特点:

(1)可用于0.2 mm以上裂缝和1 mm以上粒径的砂层,适应性强;

(2)浆液凝胶时间可准确地控制在几秒至几十分钟范围内;

(3)结石率98%~100%;

(4)结石体抗压强度0.5~20 Mpa;

(5)结石体抗渗性能K=(1~9)×10-8 cm/s;

(6)材料来源丰富,价格便宜。


1.3 FYZ材料


该材料具有良好的抗腐蚀性、抗渗透性、抗老化能力,对混凝土粘结力很强。

其特点:

(1)起始粘度η(25 ℃)=6.48~162 mPa.S;

(2)抗压强度70~120 Mpa;

(3)抗张强度7~30 Mpa;

(4)抗弯强度30~85 Mpa;

(5)劈裂强度1.3~3.1 Mpa;

(6)抗渗透性能K=(1~9)×10-6 cm/s。

(7)固化时间3 h~3 d。


1.4 FEZ材料


该材料具有优良的渗透性能和良好的粘结能力。

其特点:

(1)浆液起始粘度η(25 ℃)=5.4~54 mPa.S;

(2)抗剪强度10~40 Mpa;

(3)抗拉强度10~20 Mpa;

(4)抗压强度50~80 Mpa;

(5)可灌入抗渗透性能K=(1~9)×10-8 cm/s的泥化夹层和0.001 mm的裂缝;

(6)固化时间3~7 d。


1.5 400材料


该材料由高分子主剂和添加剂“A”及偶联剂组成。

其特点:

(1)浆液密度1.047 kg/L;

(2)起始粘度η(25 ℃)=2.32 mPa.S;

(3)表面张力32.8×10-3 N/m;

(4)抗压强度43~60 Mpa;

(5)抗拉强度6~9 Mpa;

(6)抗剪强度18~27 Mpa;

(7)固化时间7 d。


1.6 YDS材料


该材料是以YDS复合增强剂为主,含有稀释剂分子,并参予网络结构的单液浆材。

其性能优良:

(1)起始粘度η(25 ℃)=2.16~10.8 mPa.S;

(2)固化时间48~50 h;

(3)抗压强度80~100 Mpa;

(4)抗拉强度2~14 Mpa;

(5)抗剪强度49~56 Mpa;

(6)抗渗透性能K=(1~9)×10-8 cm/s;

(7)安全性能好,固结体无毒、无环境污染,对人体无害。


1.7 单宁类材料


该材料以栲胶为主剂,具有高渗透性、固化时间可调、凝胶稳定、无毒、调制方便等特点,固结体强度达到1.00~18.5 Mpa。既能用于防渗堵漏,又能用于固结补强。

1.8 木质素类材料

该材料由纸浆废液和相应的胶凝剂配制而成,成本低,易操作,可灌性能好,材料来源广泛,适应于加固地基和防渗堵漏的工程。

其主要性能:

(1)起始粘度η(25 ℃)=2.16~5.4 mPa.S;

(2)固化时间10~120 min;

(3)固砂体强度0.4~0.9 Mpa;

(4)可渗透性能K>10-4 cm/s;

(5)固砂体抗渗性能K′<10-7cm/s。

2 施工现场调查

在进行化学灌浆前,应先通过现场调查,了解裂缝的成因、环境条件、地质情况等,充分掌握现场第一手资料和数据,以利于施工。


2.1 裂缝产生的原因

混凝土构件或坝块裂缝的发生和发展,不仅与其设计型式、荷载条件、环境等因素有关,而且与混凝土的质量、浇筑工艺、养护等有密切关系。


2.1.1 混凝土表面裂缝

一般在混凝土浇筑后6~15 d内产生裂缝,主要是因养护期内气温骤变,温度应力作用所致。若不及时处理,在荷载(特别是动荷载)的作用下,这种裂缝会发展,甚至成为贯穿性裂缝,危及混凝土结构体的安全。

2.1.2 混凝土使用裂缝

工程竣工后,混凝土结构体或坝体在使用过程中,在各种荷载作用下产生的裂缝,一般可能是受载条件不利而引起的。这种裂缝必须待其发展到稳定状态后,才能进行处理,否则难以获得满意的处理效果。


2.2 裂缝宽度和深度的调查

2.2.1 裂缝的宽度

用精确钢尺量测,必要时也可用读数显微镜进行量测。

2.2.2 裂缝的深度


一般用钢丝和放大镜(10倍以上)进行探测。必要时,对混凝土构件或水坝上某些重要部位的裂缝,应进行钻孔取样室内试验和现场渗透水试验(或压水方法),以确定其深度和走向。如有条件时可用钻孔摄影、钻孔电视或超声波等方法进行检查。

3 化学灌浆防渗堵漏工艺流程与效果检测

3.1 工艺流程

查缝→凿槽→洗槽→布孔→埋管→封缝→试压→注浆→封孔→修复。


3.2 效果检测


3.2.1 盖帽检查法


在埋好注浆管12~24 h后,用胶管套盖在注浆管头上,再用铁丝捆扎,然后观察周边是否还有水渗漏,即可判定埋管和封缝质量。


3.2.2 感觉检查法
  

在灌完浆24 h后,用肉眼或手触摸被灌体干爽情况,即可定性检查注浆质量。

4 工程实例

4.1 杭州市麒麟新村张鉴洲住宅楼屋面水池渗漏止水工程


该楼为6层框架结构。当屋面水池内墙壁贴好马赛克和瓷砖后试水,发现混凝土挡墙有渗漏现象。经过检查,发现系墙内裂缝、“蜂窝”、“狗洞”所致。考虑到内墙已装饰好,便选择背水负压面外墙壁补漏施工。首先查出裂缝位置,再凿V型槽,清理干净后打基液,后用FYZ浆材水泥泥胶,局部用FEZ浆材泥胶涂刷,每天2~3遍,累计3~5遍停止。2~3天后做水泥砂浆保护层。经现场装水试验,滴水不漏,效果很好。


4.2 厦门市台龙、莲花、思东、中信、远华大厦地下室外墙、底板、墙边顶板渗漏止水工程


厦门市背山临海,普遍分布着海陆相沉积砂层和淤泥质粘土,沿海一带地下水丰富,使该市一般地下室建筑普遍渗漏。如台龙、莲花、思东、中信、远华大厦等建筑物地下室外墙、底板、墙边顶板都存在渗漏水现象。一般裂缝宽度1~20 mm,长度0.01~6 m,水压力不等,流水量相差也较大,为此,采用化学灌浆进行防渗堵漏处理。由于AM9材料水溶性好,凝胶时间精确,是目前世界上先进的防渗堵(补)漏材料,广泛应用于各种建筑止水工程。因此,这几个工程使用了这种材料,配合单宁类和木质素类材料复合使用。一般埋注浆管嘴2~5个/ m,嘴径1 cm,灌浆量500~1000 mL/管,凝胶时间1~2 min,终孔压力0.2 Mpa左右为宜,稳压时间≥15~30 min,注浆效果很好,受到广泛好评。


4.3 厦门市中信广场一期A、B座地下室储水池、排污坑、沉(集)水井和二期C、D座地下室电梯井渗漏管涌堵漏工程


该裙楼地下室2层,大开挖深度10.0 m左右,地下水丰富,水头压力大,加上浇筑混凝土时存在技术问题,个别地方胶结较差,呈松散状态,厚度很薄,造成地下室的储水池、排污坑、沉(集)水井、电梯井普遍漏水,其中电梯井管涌达到60~70 L/min,沉水井渗漏还带出垫层的砂石并掏空,留下隐患。因此,除地下室储水池、排污坑按常规防渗堵漏处理外,沉水井和电梯井的施工方案有所不同:


(1)由于沉(集)水井流砂掏空严重,除放置2~3根较长的注浆管外,其周围应放入一些碎石块和红砖填塞空洞,余下的空隙则塞进一些棉纱团块,后用CS材料封住缺口注浆。为了增强防渗堵漏效果,可以调整埋管、封缝、修复用的混凝土砂浆配合比,掺外加剂或使用新品种水泥等方法提高自身的密实性、憎水性和抗渗性,使其满足抗渗压力>0.6 Mpa的不透水性要求。


(2)由于电梯井的冒、涌水量较大,需用一根38.1~50.8 mm(1.5~2.0 in)铁管,长度0.3~0.5 m(高出基面10~15 cm即可),直接对准涌水量大处安置,用胶管套紧铁管头把水引出井外排泄,再在铁管周边设置2~3根小管(1 cm)协助排水,也用胶管套住把水引出涌水口围堰外。然后,用棉纱团块堵塞除管口外的漏水缺口,并用CS材料封盖和埋定排水管(也是以后的注浆管)。为防止地下水压力的突破,在电梯井整个底板上浇筑一层2~5 cm厚的外加剂水泥砂浆,以增加重力和抗压强度。24~36 h后,可用棉纱缠箍1~2根小管(1 cm)做成比埋置的铁管内径稍大的“活塞”(阻塞器),人力推进涌水大铁管内,再用铁线捆紧管口,以防“活塞”受地下水压力反弹出来。然后,在大管中的小管里灌浆便可。


4.4 厦门市体校综合楼和德大食品厂综合楼地下室机械坑和化粪池后浇带渗漏止水工程

厦门市体校综合楼和德大食品厂综合楼地下室机械坑多处边、角渗漏水,个别水量极大(10~30 L/min),而化粪池则因后浇墙混凝土接触带不好,有裂缝、蜂窝、狗洞分布,造成极规则的条带状漏水。本工程采用注浆铝管缠棉纱线形成1.5~2.0 cm的喇叭管口,垂直放在出水口,再用小碎石或棉纱或碎布或烂棉花等放在注浆管嘴周围,有利于浆液扩散止水。对个别水流量较大的漏水点,可用1.5~5 cm注浆嘴埋管,再用棉纱缠住小管(1 cm)做成“活塞”(阻塞器)推进大管内,从小管引水。然后,再灌注防水堵漏材料,对于重点或难点工程,可复合灌入YDS或400浆材,效果更佳。

4.5 泉州市千亿大厦地下室出口和楼梯脚渗漏止水工程

该楼为12层框架结构,桩-箱板块复合基础。由于楼梯脚受力较重,加上地下室底板防水工作又未做好,造成楼梯脚局部渗漏水;另外由于施工期间未抽干地下水,使厚砂浆(5~10 cm)墙上产生多条微细裂缝和砂眼,造成地下室出口处浮漏。


首先找出流水“面、线、点”,用钢钎开凿V型槽,冲洗清理干净后,按一定的距离用棉纱、小碎石和C-S材料埋置注浆管嘴,再用外加剂水泥砂浆封缝,12 h后灌注AM9材料止水。为双保险,可在裂缝面带上再涂刷一层FYZ或YDS材料,防渗堵漏更安全可靠。

5 结语

(1)化学灌浆具有简单、方便、快速、有效等诸多优点,它不但起到防渗堵漏的作用,而且还有一定的结构加固作用。

(2)水泥属于颗粒状材料,对张开型的大于1.0 mm的裂缝灌浆效果好;对于0.5~1.0 mm的裂缝,则要用特制细水泥粉配的浆液进行灌浆;而对于小于0.5 mm的细缝,水泥浆液就不易灌入,这使得其使用受到限制。只有借助于比水泥具有更好的可灌性,胶凝时间又能在数秒至数小时内调节的化学灌浆材料。如有的能灌入建筑物0.15 mm以下的细缝或地基内粒径0.1 mm以下的粉砂中,经胶凝后可起到加固补强和防渗堵漏的良好效果。
  

(3)AM9材料防渗堵漏效果好,FYZ固砂体强度高,因而可根据需要综合使用,相互补充,综合利用,弥补单一材料的不足,大限度地发挥各种材料优势。如条件允许,应选择正水压力面施工灌浆。
  

(4)长期有水的裂缝用AM9和CS材料处理;受降雨才渗漏的无水裂缝用FYZ和FEZ材料处理为宜;间歇性有水裂缝以YDS和400材料处理为佳;管涌则用AM9、CS,木质素类和单宁类材料综(复)合使用,充分有效地堵塞空洞管涌,才能达到好的效果。
  

(5)注浆程序为先灌水量少的后灌水量大的;先灌外围的后灌圈内的;先快速后慢速;先低压后高压;稳压时间≥15~30 min为宜。
  

(6)渗水量微小的毛细管水和流量较大的管涌,其防渗堵漏工作难度大,尤以多次重复(复合)注浆工艺效果理想。
  

(7)防渗堵漏材料水溶性好,但强度较低,而固结补强材料强度高,但水溶性较差。常规工程往往要求既要防渗堵漏,又要固结补强。目前较好的防水补漏材料有:水溶性环氧树脂、水溶性聚氨酯等。今后,需要进一步研制两者兼之综合性能更优越的新型复合材料

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信息来源:南弘防水补漏  文章作者:杭州南弘防水补漏工程部 
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