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裂縫灌漿加固
裂縫灌漿加固是在墩臺(tái)基礎(chǔ)之下，在墩臺(tái)中心直向或斜向鉆孔或打入管樁，通過孔眼及管孔，用一定壓力把各種漿液（加固劑）灌人土層中，通過漿液凝固，把原來松散的土固結(jié)為有一定強(qiáng)度和防滲性能的整體，或把巖石裂縫堵塞起來，從而達(dá)到加固地基、提高地基承載力的一種加固法。灌漿加固一般可分為靜壓灌漿和高壓噴射灌漿二類。靜壓灌漿又可分為填充灌漿、裂縫灌漿、滲透灌漿和擠壓灌漿等；高壓噴射灌漿又有旋轉(zhuǎn)噴射灌漿和定向噴射灌漿之分。
灌漿料
灌漿料是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環(huán)氧樹脂(砂)漿，經(jīng)過進(jìn)程噴漿機(jī)按一定壓力留意灌注貫注結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi)，起到填塞縫隙、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)全部強(qiáng)度的浸染。
裂縫灌漿
裂縫灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環(huán)氧樹脂(砂)漿，經(jīng)過進(jìn)程噴漿機(jī)按一定壓力留意灌注貫注結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi)，起到填塞縫隙、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)全部強(qiáng)度的浸染。裂縫灌漿加固法同樣平凡用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)縫隙，灌漿分為水泥漿、水泥沙漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂、沙漿等，具體采用哪一種，應(yīng)視實(shí)際情況而定。
灌漿料加固法
用壓漿泵將各種樹脂漿液、水泥漿液或聚合物水泥漿等膠結(jié)料壓入縫隙中，由于其凝結(jié)、硬化而起到補(bǔ)縫浸染，達(dá)到規(guī)復(fù)結(jié)構(gòu)的全部性。灌漿法包括水泥灌漿法和化學(xué)灌漿法兩種。水泥灌漿法只能填充縫隙和承受壓力，不克不迭抵抗拉應(yīng)力和剪應(yīng)力；化學(xué)灌漿法能將縫隙兩邊的混凝土結(jié)合在一起，并有抗拉強(qiáng)度和抗變形能力，目前多采用環(huán)氧樹脂來對(duì)縫隙結(jié)束整修。此法適用于縫隙寬度較大、深度較深的縫隙修補(bǔ)，分外是對(duì)受力縫隙的修補(bǔ)，處理效果好。
裂縫灌漿加固施工工藝
(一)鉆孔
通過鉆孔向巖層裂隙或破碎巖層注入漿液，達(dá)到堵水 與加固的目的，所以應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的鉆孔方向、角度和孔徑進(jìn)行鉆進(jìn)。待鉆孔方向和角度確定后，將鉆機(jī)固牢即可開鉆，采用清水鉆進(jìn)。開孔時(shí)，要輕加壓、慢速、大水量，防止把孔開斜，鉆錯(cuò)方向。鉆孔過程中應(yīng)做好鉆孔詳細(xì)記錄，如取巖芯鉆進(jìn)，應(yīng)記錄鉆進(jìn)進(jìn)尺、起止深度、鉆具尺寸、變徑位置、巖石名稱、巖石裂隙 發(fā)育情況、出現(xiàn)的涌水位置及涌水量、終孔深度等。如不取巖芯，應(yīng)記錄鉆進(jìn)進(jìn)尺、起止深度、鉆具尺寸、變徑位置、巖石名稱、巖石裂隙發(fā)育情況、出現(xiàn)的涌水位置及涌水量、終孔深度等。特別注意鉆孔速度快慢，涌水情況，由此判斷巖石的好壞。 如遇斷層破碎帶或軟泥夾層等不良地層時(shí)，為取得準(zhǔn)確詳細(xì)的地質(zhì)資料，可采用干鉆或小水量鉆進(jìn)，甚至用雙層巖芯管鉆進(jìn)。
注漿工程中，由于鉆孔數(shù)量多，有時(shí)每段注漿鉆孔累計(jì)總長達(dá)千余米，因而鉆孔消耗時(shí)間多，注漿消耗時(shí)間少。尤其是水下隧道的施工，水中段的施工是工程的關(guān)鍵，且具有一定的危險(xiǎn)性，需要采取有效措施?？s短注漿鉆孔時(shí)間的途徑，主要是提高鉆機(jī)的鉆進(jìn)效率，或是采用多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)鉆進(jìn)。
在采用多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)鉆進(jìn)時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和注漿設(shè)備能力，做到鉆進(jìn)和注漿平行作業(yè)。多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)鉆進(jìn)注意事項(xiàng)，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行合理編組，按設(shè)計(jì)注漿孔的方向、角度、上下左右孔位，開孔時(shí)問先后錯(cuò)開，避免同時(shí)鉆進(jìn)，造成注漿時(shí)串漿，并做好預(yù)防串漿的措施。
一般對(duì)設(shè)計(jì)的注漿孔要分三批鉆進(jìn)。第一批鉆孔問距可大些(即按設(shè)計(jì)鉆孔間隔鉆進(jìn))，第二批鉆孔間距小些，最后鉆檢查孔，并根據(jù)檢查情況決定是否須再追加注漿孔。
(二)測(cè)定涌水量
當(dāng)鉆孔過程中，遇到涌水，應(yīng)停機(jī)，測(cè)定涌水量，以決定注漿方法。
(三)設(shè)置注漿管
根據(jù)鉆孔出水位置和巖石好壞，確定注漿管上的止?jié){塞在鉆孔內(nèi)的位置。止?jié){塞應(yīng)設(shè)在出水點(diǎn)巖石較完整的地段，以保證止?jié){塞受壓縮產(chǎn)生橫向變形與鉆孔密封。如止?jié){塞位置不當(dāng)，或未與鉆孔密封，不僅漿液會(huì)外漏，而且會(huì)把注漿管推出孔外，造成事故。
(四)注水試驗(yàn)
利用注漿泵壓注清水，經(jīng)注漿系統(tǒng)進(jìn)人受注巖層裂隙。注人量及注入壓力須自小到大。壓水時(shí)間視巖石裂隙狀況而定，大裂隙巖石約須10～20min，中、小裂隙約15～30min或更長些。 注水試驗(yàn)的主要目的是：
(1)檢查止?jié){塞的止?jié){效果。
(2)把未沖洗凈還殘留在孔底或粘滯在孔壁上的雜物推到注漿范圍以外，以保證漿液的密實(shí)性和膠結(jié)強(qiáng)度。
(3)測(cè)定鉆孔的吸水量，進(jìn)一步核實(shí)巖層的透水性，為注漿選用泵量、泵壓和確定漿液的配比提供參考數(shù)據(jù)。
(五)注漿
各道工序的具體做法、要求如以下。
1．備料
注漿站應(yīng)存放足夠的新鮮水泥。水泥的強(qiáng)度等級(jí)不低于32．5級(jí)，品種最好采用普通硅酸鹽水泥。水玻璃應(yīng)加水稀釋至使用的波美度(35～40波美度)。
2．安裝設(shè)備
應(yīng)在鉆進(jìn)注漿孔的同時(shí)，將注漿所需注漿泵、攪拌機(jī)、貯漿槽等設(shè)備固定在適當(dāng)位置建立注漿泵站，或?qū)⑸鲜鰴C(jī)械、貯漿槽等安裝在臺(tái)車上成為移動(dòng)注漿泵站。這兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。固定注漿泵站操作方便，所需設(shè)備器材少，但注漿泵站距作業(yè)面有一定的距離，聯(lián)絡(luò)不便，注漿管路較長，易造成漿液的浪費(fèi)，并須在隧道內(nèi)占一定的地方等。移動(dòng)注漿泵站可緊靠作業(yè)面，注漿管路短，聯(lián)絡(luò)方便，不易浪費(fèi)漿液，但需要臺(tái)車及移動(dòng)配電設(shè)備、電纜等。
3．試泵
注漿前為保證注漿泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須先進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方法是先將三通閥門調(diào)到回漿位置，開泵后，待泵吸水正常時(shí)，將三通閥回漿口慢慢調(diào)小，注漿泵的壓力徐徐上升，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的注漿壓力，并持續(xù)3min不出故障，即認(rèn)為泵的性能正常。
4．選擇注漿參數(shù)
以下參數(shù)必須在注漿前通過試驗(yàn)和計(jì)算進(jìn)行初選，在壓漿過程中再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行調(diào)整。
(1)漿液的凝膠時(shí)間
根據(jù)注水試驗(yàn)，當(dāng)采用水泥-水玻璃漿液時(shí)，如進(jìn)水量很大，泵的壓力長時(shí)間不升高，凝膠時(shí)間可選用1～2min；如進(jìn)水量中等，泵的壓力穩(wěn)定上升，凝膠時(shí)間可選用3～4min如進(jìn)水量很小，泵的壓力升高很快，凝膠時(shí)間可選用5～6min甚至更長。
(2)進(jìn)漿量
實(shí)踐證明，采用水泥-水玻璃漿液注漿時(shí)，當(dāng)進(jìn)漿量大于300L／min，泵的壓力長時(shí)間不升高，則為大進(jìn)漿量；當(dāng)進(jìn)漿量在100～300L／min，泵壓力穩(wěn)定上升，則為正常進(jìn)漿量；當(dāng)進(jìn)漿量小于100L／min，泵的壓力升高較快，則為小進(jìn)漿量。大進(jìn)漿量時(shí)，應(yīng)調(diào)整漿液濃度，加快凝膠時(shí)問。
(3)注漿壓力
損失大小，取決于注漿管理、注漿技術(shù)以及按裂隙等級(jí)合理劃分段高等因素。
裂隙率可根據(jù)巖芯實(shí)際調(diào)查選取，遇有巖溶大裂隙時(shí)，可取偏高值或按實(shí)際選取。
結(jié)石率與水灰比大小有關(guān)。
(5)確定注漿方式與分段長度。為使?jié){液在巖層裂隙中擴(kuò)散較均勻，保證注漿質(zhì)量，提高注漿堵水率，對(duì)單個(gè)注漿鉆孔宜分段進(jìn)行注漿。注漿段長度系根據(jù)裂隙發(fā)育程度和涌水量大小而定，當(dāng)?shù)叵铝严栋l(fā)育且涌水量較大，注漿段宜短，反之可較長。
為實(shí)現(xiàn)分段注漿，可采用上行式和下行式注漿兩種方式。分段下行式注漿是鉆孔一段，注漿一段，在上段注漿結(jié)束后，進(jìn)行掃孔，鉆進(jìn)到下一段再進(jìn)行下段注漿作業(yè)。這種注漿方法，適用于巖層裂隙發(fā)育、涌水量大或者巖性 差異很大的地層。下行式注漿質(zhì)量高，但重復(fù)鉆進(jìn)耗工時(shí)多。分段上行式注漿是注漿鉆孔一次打成，由孔底向上分段注漿，分段上行注漿宜用于裂隙不很發(fā)育巖層， 主要優(yōu)點(diǎn)是不必重復(fù)鉆孔。
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測(cè)與修復(fù)
大量科研和實(shí)踐都證明了混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，裂縫出現(xiàn)時(shí)荷載常為極限荷載的15%-25%。在正常使用荷載作用下，鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)一般是帶裂縫工作的，一般肉眼可見的裂縫范圍為0.02- 0.05mm，裂縫寬度小于0.05mm 的屬無害裂縫，對(duì)防水、防腐蝕與承重的影響均可忽略不計(jì)。我國現(xiàn)行規(guī)范對(duì)一般正常使用條件下混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度的控制標(biāo)準(zhǔn)為0.3mm。因此就經(jīng)濟(jì)及科學(xué)觀點(diǎn)，一定程度的裂縫是可以接受的。
裂縫原因及類型
裂縫形成的原因一般分成兩類：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。
【結(jié)構(gòu)性裂縫】由于直接施加的各種靜力和動(dòng)力荷載所引起的裂縫。由于結(jié)構(gòu)承載力不足應(yīng)力達(dá)到限值引起的，是結(jié)構(gòu)開始破壞的特征。這種裂縫是比較危險(xiǎn)的，如果不對(duì)這類裂縫進(jìn)行處理將對(duì)結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患。
【非結(jié)構(gòu)性裂縫】由于溫度變化、收縮、不均勻沉降等間接作用, 結(jié)構(gòu)的變形受到約束而引起的裂縫。這種裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響不大，可根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性、抗?jié)B、抗震、使用等方面要求采取修補(bǔ)措施。
在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，由于荷載所引起的裂縫只占總數(shù)的20%左右，而由于間接作用所產(chǎn)生的裂縫，大約占裂縫總數(shù)的80%。
裂縫成因復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響差異也較大。只有在弄清結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)影響的基礎(chǔ)上，才能確定相應(yīng)的修復(fù)措施。
裂縫調(diào)查與分析
裂縫成因調(diào)查包括對(duì)【材質(zhì)與施工質(zhì)量】、【設(shè)計(jì)計(jì)算與構(gòu)造】、【使用環(huán)境與荷載】等方面的調(diào)查，是為裂縫分析提供依據(jù)的。
通過裂縫現(xiàn)狀觀測(cè)、成因調(diào)查判明是結(jié)構(gòu)性裂縫還是非結(jié)構(gòu)性裂縫。
裂縫的寬度、長度保持恒定不變的屬于穩(wěn)定裂縫，只要其寬度不大，符合規(guī)范要求，其危險(xiǎn)性較小，屬安全構(gòu)件；
裂縫的寬度和長度隨時(shí)間不斷擴(kuò)展，說明鋼筋應(yīng)力可能接近或達(dá)到流限，對(duì)承載力有嚴(yán)重的影響，應(yīng)及時(shí)采取措施。
裂縫檢測(cè)
裂縫檢測(cè)就是裂縫現(xiàn)狀檢查，通過現(xiàn)狀檢測(cè)并繪制裂縫分布圖，為進(jìn)行裂縫分析和危害性評(píng)定提供依據(jù)。
裂縫外觀檢測(cè)常用的儀器有刻度放大鏡、裂縫對(duì)比卡等，裂縫深度主要采用超聲波法探測(cè)或直接鉆芯法檢測(cè)。檢測(cè)的一般步驟如下：
01 繪制裂縫分布圖
先畫出產(chǎn)生裂縫構(gòu)件的形狀， 然后將裂縫的位置、長度標(biāo)于圖上，并對(duì)每條裂縫進(jìn)行編號(hào)和注明裂縫出現(xiàn)時(shí)間。
為便于研究分析，裂縫圖應(yīng)根據(jù)構(gòu)件逐一繪制展開圖，并在圖上標(biāo)明方位。當(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí)，可在構(gòu)件有裂縫的表面畫上方格，方格尺寸依據(jù)構(gòu)件的大小以200- 500mm 為宜，在裂縫的一側(cè)用毛筆或粉筆沿裂縫畫線，然后依據(jù)同樣的位置翻樣到記錄本上，對(duì)于特殊形狀的裂縫還要拍照和攝像。
02 測(cè)定裂縫寬度
測(cè)定時(shí)把裂縫全長分為四等分，中央點(diǎn)和兩端，以及中央點(diǎn)和中間的第三分點(diǎn)。測(cè)定裂縫方向上的垂直寬度，使用帶有刻度的專用顯微鏡，將刻度與縫口垂直，量出縫口寬度，記下讀數(shù)并標(biāo)于圖上。
也可以采用裂縫卡通過放大鏡估計(jì)裂縫寬度，但這種方法誤差較大。裂縫長度可用鋼尺測(cè)量，在裂縫的端部要有標(biāo)志，標(biāo)上年月日，以觀測(cè)裂縫的發(fā)展。
在測(cè)定裂縫長度和寬度的同時(shí)，須同時(shí)確認(rèn)保護(hù)層厚度，保護(hù)層混凝土厚度不宜用鏨鑿開時(shí)，可用鋼筋探測(cè)器找出其厚度。
03 測(cè)定裂縫深度
檢測(cè)裂縫的深度通常用超聲波法，通過所測(cè)得的聲時(shí)與探頭之間的關(guān)系推算出裂縫的深度。
用超聲波測(cè)試裂縫深度，要在避開鋼筋的位置上進(jìn)行，且僅對(duì)一些受力裂縫比較合適，因?yàn)檫@種裂縫兩邊的混凝土一般是完全分離的。如果兩邊的混凝土并未完全分離，用超聲波檢測(cè)是不太準(zhǔn)確的。
對(duì)于裂縫不深且其走向大致成一直線的構(gòu)件，可以采用直接取芯的方法進(jìn)行檢測(cè)。
這種方法是在有裂縫的位置，沿深度方向鉆取混凝土芯樣，這樣可以在芯樣側(cè)面直接測(cè)量裂縫深度，其缺點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件有一定的破損。
04 裂縫發(fā)展情況觀測(cè)
對(duì)于活動(dòng)裂縫，應(yīng)進(jìn)行定期觀測(cè)，專用儀器有接觸式引伸儀、振弦式應(yīng)變儀等，最簡(jiǎn)單的辦法是騎縫涂抹石膏餅觀察。
在典型裂縫位置處抹50mm左右見方的石膏餅，觀察石膏餅是否沿原裂縫開裂，就可確定裂縫是否在繼續(xù)發(fā)展。石膏餅開裂寬度大，說明裂縫增長也大，將裂縫的變化情況亦記于圖上。通過以上觀測(cè)繪制形成的裂縫圖，即可作為裂縫分析的依據(jù)。
裂縫修復(fù)措施
裂縫處理的原則：
1）首先應(yīng)能保證裂縫處理后結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水、抗?jié)B性能；
2）其次要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長時(shí)間的影響，以免處理后再出現(xiàn)新的裂縫；
3）再次應(yīng)防止進(jìn)一步的人為損傷結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，盡量避免大動(dòng)大補(bǔ)，并盡可能保持原結(jié)構(gòu)的外觀。
裂縫的類型不同，修復(fù)處理的方法也不相同，裂縫一般的處理方法有如下幾種：
01 表面修補(bǔ)
通過密封裂縫表面以提高其防水性及耐久性。適用于對(duì)結(jié)構(gòu)承載力無影響的漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2mm)。
修補(bǔ)用的材料必須具有密封性、抗?jié)B性和耐老化性，與混凝土的變形要相適應(yīng), 大面積處理時(shí)應(yīng)注意防止空鼓、起皮。
表面修補(bǔ)法主要有表面涂抹環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚合物砂漿等，表面粘貼常采用玻璃絲布、碳纖維布、土工膜。
修補(bǔ)處理前應(yīng)將裂縫附近的灰塵浮渣清除干凈，采用表層粘貼封閉時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行打磨處理。
02 內(nèi)部修復(fù)
采用壓漿泵將粘合劑及密封劑漿液灌入裂縫深部，由于膠結(jié)料在裂縫內(nèi)部凝結(jié)、硬化而起到補(bǔ)縫作用，從而達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性及防水性的目的。
灌漿材料一般要求具有較好的流動(dòng)性，且具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料，可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。
一般對(duì)寬度大于0.5mm的裂縫，可采用水泥灌漿；對(duì)寬度小于0.5mm 的裂縫，宜采用化學(xué)灌漿?；瘜W(xué)灌漿材料主要為環(huán)氧樹脂和聚氨酯等。
壓力灌漿分為低壓注入和高壓注入兩種方式，應(yīng)根據(jù)修復(fù)的結(jié)構(gòu)類型和裂縫種類選擇適合的注入方式。
低壓注入適合寬度較細(xì)，深度較淺的建筑物裂縫；高壓注入適合寬度較寬,深度很深的建筑物裂縫。
目前國內(nèi)較為成熟的“YJ - 自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)”，是一項(xiàng)包括材料、機(jī)具、施工的綜合技術(shù)，利用低壓原理，依靠內(nèi)部彈簧壓力和毛細(xì)管作用將樹脂注入微細(xì)裂縫。
03 加固補(bǔ)強(qiáng)
結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)是為了防止裂縫再出現(xiàn)和擴(kuò)展，保證結(jié)構(gòu)安全。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的方法很多，主要有加大截面法、外包角鋼法、粘鋼法、粘貼碳纖維法以及預(yù)應(yīng)力加固法等。
加固方法的選擇，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)分析結(jié)果、結(jié)構(gòu)功能降低及加固原因，結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、當(dāng)?shù)鼐唧w條件、新的功能要求等因素綜合分析后確定。
與修補(bǔ)處理不同，由于加固處理目的在于恢復(fù)因裂縫降低的混凝土構(gòu)件的承載力，涉及到建筑物的結(jié)構(gòu)安全和使用功能的改變，因此必須在確認(rèn)安全的基礎(chǔ)上計(jì)算承載力，提出合理的詳細(xì)的方案。
裂縫灌漿加固常見問題
裂縫灌漿加固技術(shù)參數(shù)
