某渠段钢筋混凝土建筑物裂缝处理及质量控制.pdf

第 4 5卷 第 1 0期 2 0 1 4 年 5 月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r VO I _ 4 5 NO 1 0 M a y， 201 4 文章编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 4 ) 1 00 0 9 4 0 3 某渠段钢筋混凝土建筑物裂缝处理及质量控制 牛 东 方 ， 郑 晓 阳 ( 南水北调 中线干线工程建设管理 局， 河南 郑州 4 5 0 0 4 6 ) 摘 要： 南水北调 中线工程禹长段某钢筋混凝土建筑物存在裂缝 。分析 了混凝 土裂缝产 生的原 因， 介 绍 了混凝 土裂缝 处理 的 3种施 工方 法， 即表 面涂 刷法、 嵌缝充填 法、 灌浆法 ， 以及各 施工方法的 工艺流程 。为尽 量避免 裂缝 的 出现 ， 确保工程质量 ， 根据 南水北调 中线干线混凝结构质量缺 陷及裂缝处理技术规定 ， 提 出了钢筋混凝 土 建 筑 物质 量控 制要 点 。 关键词 ： 裂缝处理 ； 质量控制 ；施工工艺；混凝土裂缝 ；南水北调 中线工程 中 图 法 分 类 号 ：T V 4 3 1 文 献 标 志 码 ：A 混凝 土是一 种 由砂石 骨料 、 水泥 、 水 及其 他外 加材 料混合 而形 成 的非均 质 的多相 复合脆性 材 料 。由于施 工和混凝土本身变形及约束等一系列原因， 致使混凝 土易 产生微 裂缝 ， 微裂 缝通 常是 一种无 害裂 缝 ， 对 混凝 土结构 的承重 、 防渗及其他功能不产生危害。但在受 到荷载、 温差等作用之后 ， 微裂缝就会不断地扩展和连 通 ， 最终形 成 肉眼可见 的宏 观裂 缝 ， 这 些裂 缝 已成 为水 利工 程 中常见 的工程 病 害 ， 使 混凝 土 内部 的钢 筋材 料 产生腐蚀 ， 降低钢筋混凝土结构的承载力 、 耐久性和使 用寿命 。因而对裂缝的处理是保证混凝 土结构安全的 重要 措施 之一 。 本文 以南水 北调 中线 工程 禹长段 某钢 筋混凝 土建 筑物 为例 ， 分析 其裂缝 成 因 、 处理 裂缝 时 的施工工 艺及 质量 控制要 点 。 某钢筋混凝土建筑物 由进 口渐变段、 进 口检修闸、 管身段、 出口控制闸和出 口渐变段组成。建筑物横向 共孔 ， 两孔分为一联 ， 共两联 ， 采用箱型钢筋混凝土结 构。在质量检查时 ， 发现裂缝 1 5条 ， 其中 I类裂缝 l 3 条， 类裂缝 2条 ， 类裂缝 0条。 1 裂缝 分类及成 因 1 1 裂缝分类 根据 南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺 陷及裂缝处理技术规定， 混凝土结构裂缝分类 见表 l。 表 1 混凝土结构裂缝判别 、 分类标准 类别 判另 0 标准 I 缝宽小于0 2 m m 隧长小于1 0 o c m ， 缝深不超过钢筋保护层 缝宽0 2 0 4 m m ， 缝长1 0 0 4 0 0 e ln ， 缝深超过钢筋保护层小于结构厚1 2 缝宽 大于0 4 m m ， 缝长大于4 0 0 c m ， 缝深大于结构厚1 2 1 2裂缝成 因分析 长期 的工程 经验 表 明 ， 混 凝 土 建筑 物 裂 缝 产 生 的 原 因主要有 以下 两方 面 。 1 2 1 混 凝 土 材料 原 因 ( 1 )混凝土中粗骨料的用量较大、 若拌和不均匀， 或骨 料 中针片状 石 子含 量 以及 细 骨料 的粒 径 、 含 泥 量 超标 等均会 造成 混凝 土 内部 孔 隙增 多 ， 导 致 混 凝 土 强 度下 降 ， 引起裂缝 的产生 。 ( 2 )对混凝 土 出现 离 析 、 泌 水 等不 良现 象 未 及 时 处理 ， 造成 混凝 土各 种组份 分 布不均 匀 ， 水 化反 应差 异 性大 ， 导致 裂缝 产生 。 ( 3 )混凝 土 中因大 量 加 入 粉煤 灰 等 掺 和 料 ， 虽 减 少了水泥用量 ， 但可能因此造成混凝土早期强度不足 ， 难 以抵 抗早 期 的 内部 拉应 力而 出现 裂缝 。 1 2 2 施 工 原 因 ( 1 )混凝 土浇 筑完 毕 后 因 抹 面或 养 护 不 及 时 ， 导 收 稿 日期 ： 2 0 1 40 32 0 作者简介 ： 牛 东方 ， 男， 工程 师， 从 事水利工程 建设 管理工作 。Em a i l ： a n i u d f 1 6 3 t o m 第 1 0期 牛东方 ， 等 ： 某渠段钢筋混凝土建 筑物裂缝处理及质量控 制 9 5 致 塑 性 裂缝 ， 这类 裂 缝 不 长 ， 深 度 也 浅 ， 表 现为 中 间宽 两头 细 。 ( 2 )混凝 土施工 过 程 中局 部 钢 筋 保 护 层 偏 小 、 混 凝土坍落度偏大而产生 的裂缝 ， 该裂缝沿钢筋纵 向出 现 。 ( 3 )新 老混 凝 土 间隔 时间过 长 易产 生 因约束 而 引 起 的裂缝 ， 若 下层 混凝 土 龄期 超过 1 个 月 ， 再 浇筑上 层 混凝 土 ， 因新 老 混凝 土之 间 弹性模 量 差异 过大 ， 老 混凝 土对 新 浇混凝 土产生 较 强约束 ， 使 新 混凝 土产 生裂 缝 。 2 裂缝处理 2 1 施 工方法 ( 1 ) I 类 裂缝 。 主要 采取 表 面 涂 刷 法 处 理 ， 即用 防水 材 料对 表 面涂刷 并 刮平 处理 。 ( 2 ) 类 裂缝 。 多采 用 嵌 缝 充 填 法 进 行 处 理 ， 即 对 裂缝 部位 进 行凿 槽后 冲 洗 干净 ， 再用 高 于母 体 一 个 级 别 的材料 进 行填 充 ， 然 后 采 用 防 水 材 料 对 充填 后 的 新老混凝土结合处进行表面涂刷处理。 2 2 施 工 工 艺 ( 1 )表面 涂刷 法 。施 工工艺 流 程 ： 处 理前 的检查 、 记 录及 备案 一 基 面处理 一基 层涂 刷一 面层 涂 刷 防水材 料一 养护 。 ( 2 )嵌 缝 充填 法 。施 工 工艺 流 程 ： 凿槽 处 理 一 槽 内冲洗 一涂 刷 基液一 预 缩砂 浆分 层 填充一 养 护 。 ( 3 )灌浆 法 。施 工 工 艺 流程 ： 凿 槽 一 布 孔 及钻 孑 L 一 清 洗 孑 L 槽 一 垂 直 布 嘴 ( 注浆 嘴 ) 一 封缝 槽一 密 封度 检查一水泥浆调配一化学注浆一二次注浆一结束注浆 一 打 管修 复基 面一 场地 清 理 。 3 质量控制要点 3 1表面涂刷 法 ( 1 )基底 处 理 。对存 在裂 缝部 位 沿裂缝 两 侧用 钢 丝刷 刷 毛 ， 然 后用 清 水 冲洗 洁净 ， 保 证 基 面无 起 砂 、 无 起 皮 、 无 油污 、 基 面密 实 。施工 前使 施工 面处 于 湿润 状 态 。 ( 2 )环 氧树脂 基 液涂 刷 。对 已刷 毛 的基 面均匀 涂 刷环 氧树 脂 基液 ， 施工 结 束后 进行 遮盖 处理 ， 严 禁洒 水 养护 。 环氧基液配制过程环氧树脂加热至 6 0 C， 加入二 丁脂和丙酮拌匀 ， 再加入 乙二胺均匀拌制 。环氧树脂 基 液 配合 比见 表 2 。 ( 3 )水 泥基 渗透 结 晶 防水 涂料 涂 刷 。基 面处 理完 后采 用水 泥基 渗 透结 晶 防水涂 料进 行涂 刷 。涂 刷方 法 是将 已拌 制好 的材料 用毛 刷 和腻子 刀沿 裂缝 方 向均 匀 涂 刷并 刮平 ， 要 求涂 刷均 匀 ， 不 得 有 漏刷 现 象 。间 隔 1 2 h ( 时间视现场温度及通风条件而定) ， 待第一层防 水膜 完 全干 固后 再 涂第 二 遍 ， 但 涂刷 方 向与 第 一 遍 涂 刷方 向垂直 ， 每 层涂 刷厚 度 为 0 81 2 m m， 涂刷 两 层 后结 束 。水 泥基 防水 涂 料料水 比选择 2 5 ： 1或 3 ： 1 。 表 2环 氧 树 脂 基 液 配 合 比 ( 重 量 比 ) 材料名称化学名称 比例 材料名称化学名称 比例 环氧树脂 6 1 O 1 l O O 增韧剂 二丁酯 1 O 固化剂 乙二胺 l O 稀释剂 丙酮 2 O ( 4 )养 护及 质 量 检 查 。施 工 完 毕 ， 待 涂 刷 层 完全 凝 固后 ， 采 取喷 洒水 雾后 覆盖 湿 毛毡保 湿养 护 ， 需 保 持 其 透气 性 良好 。养 护 时 间不 得 少 于 5 d 。养 护 期结 束 后对 处 理效 果进 行 现场 检 查 ， 检查 内容 主要 为 处理 外 观质 量 。 3 2 嵌 缝充填法 ( 1 )凿 槽 。在 裂缝 位 置 ， 沿 缝 左 右 各 3 5 c n l 顺 长 度方 向超 过 缺 陷部位 两 头 各 5 0 c m凿 U形 槽处 理 ， 槽 深 5 0 c m， 采用 切割 机对 切 槽 区域 进 行切 缝 使 其平 顺 。 ( 2 )槽 内冲洗 。用钢 丝刷 将 槽 内附 着 的浮 渣 、 松 散层及粉尘等其他残 留杂 质刷 除， 然后用压力水流进 行 冲洗 ， 确 保凿 毛 面干净 。 ( 3 )涂刷 基液 。为了保 证槽 面 与槽 内填充 物粘 结 良好 ， 对 冲洗干 净 的槽 面涂刷 一层 环 氧树脂 基液 。 ( 4 )预缩 砂浆 填充 。采 用 预缩砂 浆对 槽 内进行 填 充 。填充 分层 进 行 ， 分 层 厚 度 不大 于 2 c m； 每层 填 充 后用小锤捣实至表面 出现少量浆液为止 ， 逐层连续作 业 直 至修 补工 作完 成 。修补 外露 面用 铁抹 子反 复压 实 抹 光 ， 并与 原混 凝 土 接 头平 顺 密实 。预 缩 砂 浆 施 工 配 合 比水 为 0 3 0 ， 水 泥 为 0 8 5 ， 粉 煤 灰 为 0 1 5 ， 砂 为 1 8 ( 砂子为经过 2 5 m m孔径筛过 的河砂 ， 细度模 数 为 1 8 4； 砂以饱和面干状态为基准 ； 拌和后 的预 缩砂浆覆盖放置 3 0 6 0 ra i n后开始使用 ， 夏天控制在 2 h内使用 完毕 ， 冬 天控 制 在 4 h内使用 完毕 ) 。 ( 5 )涂刷 封 闭 。施 工 方法 与表 面涂 刷法 相 同。 ( 6 )养 护 。对填 塞 面 进 行 洒水 养 护 ， 养护 时 间 不 少于 7 d 。 3 3 灌 浆法 ( 1 )凿 槽 。沿 着裂 缝方 向骑 缝开 V形槽 。要求 V 形 槽 底 对 准 裂缝 ， 凿 开 的槽 宽度 为 3 O n l ， 槽 深 度 不 大 于 5 c m。 ( 2 )钻孔 。采用 骑缝 钻孑 L ， 孔 径为 1 2 m m， 孑 L 深 度 为 3 5 c m。缝 宽较 大的裂缝 注浆孔 径为 1 8 r n m， 孔 深为 5 c m 以上 。 9 6 人 民 长 江 ( 3 )清洗 孔槽 。采 用钢丝 刷 、 毛刷 、 批 灰 刀等工 具 除 去孔 、 槽 内的杂 物 ， 再 用 水 冲洗 表 面及 孔 、 槽 内 的灰 渣 ， 使 孔 、 槽 内露 出新鲜 的混凝 土实 体 。 ( 4 )布孔 。埋 管间距 根据 裂缝 的宽度 和裂 缝 的类 型 而定 ， 一般 为 2 03 0 a m， 按 照 裂缝 中部 孔距 小 两 边 孔距大的原则布孔 ， 埋管从上而下。 ( 5 )封缝 。采 用环 氧 水 泥 浆 涂刷 槽 表 面 ， 再 涂 刷 环 氧水 泥胶泥 进行 封闭 ； 为确保 不 发生漏 浆现 象 ， 在 封 闭 面两 边 5 1 3 1 1 3 范 围 内胶 刷 5 0 w i n 左 右 的水 泥 砂 浆 保 护层 。 ( 6 )压水试验 。待封闭缝槽 1 3 d后 ， 开始做压 水试 验 判断封 闭效 果 、 贯 通性 及注 浆量 ， 根据 注水量 大 小及 裂缝 宽度 确定 相应 注浆材 料 。若压水 试 验失败 则 应 进行 修补或 重新 凿缝 、 钻孔 、 封缝 ， 直 至合格 。 ( 7 )灌浆。采用环氧树脂浆液注浆， 若裂缝宽度 及深度较大时 ， 先灌水 泥浆液充 填漏缝 ， 灌浆从 下而 上 、 从 吃水量 ( 压水 试 验 ) 大 自小 方 向 进行 ， 充 填 结 束 后 再进 行化 学灌浆 。 1 ： 1 ， 灌浆 压力为 0 20 3 MP a ， 当进浆 量不 大于 5 mL m i n时 ， 灌浆 压 力 提 高 至 0 3 5 MP a 。 当 不 进 浆 时 恒 压扎 管 ， 待 压 力 回零 回浆 后 ， 取 下 注 浆 管 ， 81 2 h 后 ， 进行第 2次注 浆 。灌 浆 的 结 束标 准 是 以不 吸 浆 为 原 则 ， 如 吸浆 率小 于 1 mL m i n ， 并维 持适 当时 间 ( 一 般 1 5 m i n ) ， 亦可作为结束标准 ， 停 止灌浆 。对于不出浆 的灌浆嘴， 若是单独一个嘴不出浆 ， 不再灌浆 ； 若是连 续 两个 或大 于两个 灌 浆 嘴不 出浆 ， 在两 个 不 出浆 灌 浆 嘴之间加一个灌浆 嘴， 并在适 当的位置 加出浆嘴 ( 出 气 嘴 ) ， 进 行 二次灌 浆 。若 二 次 灌浆 仍 不 出浆 ， 则 不再 灌浆。对于较宽的裂缝 ， 灌注水泥浆液充填后再次灌 注化学浆液 ， 灌浆压力 0 4 MP a左右 ， 稳压 3 5 mi n ， 间隔 5 8 h后 ， 进行第 2次灌 浆。化学浆液配合 比： 环 氧浆 ( 甲组 ) ： 固化剂 ( 乙组 ) ： 促 进 剂 ( D 3 0丙 组 )= 1 0 0 0： 8 0 ： 8 ， 施 工过 程 中根 据具 体情 况需 要进 行 适 当 的调整 。 ( 8 )注 浆 完 成 47 d后 ， 拆 除灌 浆 孔 内 的 注浆 管 ， 清洗 干净 后用丙 乳 砂浆进 行填 充 。 采 用水 泥浆 液 注 浆 多孔 并 注 ， 水 灰 比为 0 5 ： 1 ( 编辑： 邓玲) Cr a c k t r e a t m e n t a n d qu a l i t y c o n t r o l o f r e i nf o r c e m e n t c o nc r e t e s t r uc t u r e o f a c a n a l NI U Do n g f a n g，ZHENG Xi a o y a n g ( C o n s t r u c t i o n a n d A d m i n i s t r a t i o n B u r e a u o f S o u t h t o N o r t h Wa t e r D i v e r s i o n Mi d d l e R o u t e P r o j e c t ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 3 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： S o me c r a c k s e x i s t e d i n r e i n f o r c e d c o n c r e t e b u i l d i n g i n Y u z h o u t o C h a n g g e s e c t i o n o f Mi d d l e R o u t e P r o j e c t o f S o u t h t o No r t h W a t e r Di v e r s i o nTh e c a u s e o f t hi s c r a c k s wa s a na l y z e d a n d 3 c o n s t r u c t i o n me t ho d s o f c r a c k t r e a t me nt we r e i nt r o d uc e d， i n cl u di ng s u r f a c e c o a t i n g，fis s u r e fil l i ng a n d g r o u t i ng，s o wa s t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s I n o r d e r t o p r e v e n t c r a c k i n g a nd e ns u r e t he c o ns t r u c t i o n q ua l i t y，t h e k e y po i n t s o f q ua l i t y c o nt r o l we r e p u t f o r wa r d a c c o r di n g t o t he q u a l i t y d e f e c t s o f t h e c o nc r e t e s t r u e t ur e a n d c r a c k t r e a t me n t r e g u l a t i o n s o f r e i n f o r c e me n t c o n c r e t e s t r u c t ur e Ke y wo r d s ： c r a c k t r e a t me n t ；q u a l i t y c o n t r o l ；c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ；c o n c r e t e c r a c k s ；Mi d d l e R o u t e P r o j e c t o f S o u t h t o No r t h W a t e r Di v e r s i o n 】 】一 ( 上接第 9 O页 ) S a f e t y m o n i t o r i n g a nd s t a b i l i t y a na l y s i s f o r a c a n a l s l o p e o f Mi d d l e Ro u t e P r o j e c t o f S o u t h t o No r t h W a t e r Di v e r s i o n MAI J u z he ， ZHANG Hu a y a n ， NI U Co n g ( 1 He n a n Wa t e r Po we r E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g C o ，L t d，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 1 6，C h i n a； 2 Ne w s ， P r o p a g a n d a a n d P u b l i c a t i o n C e n t e r ，Y e l l o w R i v e r C o m mi s s i o n ， Z h e n g z h o u , 4 5 0 0 0 3 ， C h i n a ； 3 Y e l l o w R i v e r C o n s e r v a n c y T e c h n i c a l I n s t i t u t e ， K a ir e n g 4 7 5 0 0 1 ， C h i n a ) Abs t r a c t ：Th e s t a bi l i t y o f h i g h c a na l s l o p e d i r e c t l y i n f l ue nc e s t he s a f e o p e r a t i o n o f c a n a 1 I n o r de r t o ma s t e r s l o p e de f o r ma t i o n c o nd i t i o n a n d e a r l y wa r m t h e p o s s i bl e l a n ds l i d e，i t i s n e c e s s a r y t o c a r r y o u t o v e r a l l mo n i t o r i n g f o r s l o p e Ta k i n g a h i g h c an a l s l o p e o f Mi d d l e R o u t e P r o j e c t o f S o u t h t o No r t h Wa t e r Di v e r s i o n a s a c a s e ，t h e s a f e t y mo n i t o r i n g w a s c o n d u c t e d a n d t h e mo n i t o - r i n g c o n t e n t s i nc l u de d i s p l a c e me nt ，s l o pe de f o r ma t i o n，un d e r g r o u n d wa t e r l e v e 1 Ac c o r di n g t o t h e pr i n c i p l e s o f”mu t ua l v e r i fic a t i o n，c o mbi n a t i o n o f l o ngt e r m a nd s ho r tt e r m ，e c o n o mi c a n d r e a s o na bl e”，t h e mo ni t o r i n g de v i c e s o f ho r i z o n t a l d i s p l a c e me nt ma r k，mu l t ip o i n t s d i s p l a c e me nt me t e r，i n c l i n o me t e r，o s mo me t e r e t c we r e a r r a n g e d t o mo n i t o r t h e s l o pe d e f o r ma t i o n a n d t i n d e r g r o uu d wa t e r t i me l y a nd a c c u r a t e l y Ke y wo r d s ： s l o p e s t a b i l i t y；s a f e t y mo n i t o r i n g；mu l t i p o i n t s d i s p l a c e me n t me t e r ；Mi d d l e Ro u t e P r o j e c t o f S o u t h t o N o r t h Wa t e r Di v e r s i 0 “