浅议七里河倒虹吸工程混凝土裂缝处理施工工法

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摘要：混凝土裂缝严重影响混凝土的强度等级，使混凝土的抗拉、抗剪、抗渗能力下降。使钢筋产生严重锈蚀，降低混凝土与钢筋握裹力，降低使用年限，裂缝是产生渗漏水的主要原因，有的裂缝还会导致建筑物受到毁坏

关键词：裂缝；钻孔；灌浆

南水北调邯石段七里河渠道倒虹吸起点桩号102+698，终点桩号103+563，建筑物总长865m，其中进口段长75m，管身段长700m，出口段长90m。进口设检修闸，出口设节制闸，组成了以倒虹吸为主体的枢纽工程。管身为3孔一联钢筋混凝土结构，单孔过水断面尺寸（高×宽）为6.5×6.5m。

针对可能会出现的混凝土裂缝特制定本方案，对其进行补救，以保证混凝土质量。

1、裂缝产生原因与影响

1.1 裂缝产生原因

1.1.1当上下层混凝土浇筑间隔时间长时，已浇混凝土温度已降到接近日常气温，新浇混凝土在浇筑后5天内水化热升到较高温度然后又逐渐降温，一般认为新浇混凝土在高度为其长度20%区域内属严重约束区，在约束区内新浇混凝土受到较大约束拉应力，当约束力超过新浇混凝土抗拉极限时必然产生裂缝。

1.1.2泵送C30混凝土水泥用量大，水化速度快，早期水化热高，混凝土养护不及时极易产生裂缝。

1.1.3管身边墙混凝土内外养护条件不同，温差较大，产生温度荷载，产生裂缝。

1.2 裂缝影响

混凝土裂缝严重影响混凝土的强度等级，使混凝土的抗拉、抗剪、抗渗能力下降，使钢筋产生严重锈蚀，降低混凝土与钢筋握裹力，降低使用年限，裂缝是产生渗漏水的主要原因，有的裂缝还会导致建筑物受到毁坏。

2、裂缝分类

根据南水北调相关规定，混凝土结构裂缝检查判别标准见表1

结合实际情况，项目部将缝宽

3、施工方法

裂缝的处理措施主要分为两种，对于Ⅰ类裂缝采取相应的表面处理：表面涂刷或切槽嵌填预缩砂浆的方法修补；对于缝宽Ⅱ类裂缝采取化学灌浆的方式修补。施工缝及结构缝渗水采用与Ⅱ类裂缝相同的方式修补。

3.1 Ⅰ类裂缝处理措施

3.1.1表面涂刷

涂刷“塞柏斯”做法：用砂纸将裂缝两侧混凝土打磨干净，然后涂刷“塞柏斯”。

3.1.2切槽嵌填预缩砂浆

a 施工步骤

凿槽并冲洗回填材料养护。

b 凿槽

使用切割机沿裂缝走向割开深（2-3）cm、宽3cm的U型槽，然后使用压力水将槽内的废渣冲洗干净。完成后，报请监理工程师验收。

c 回填材料

切槽验收合格后，沿槽壁与槽底涂刷一层水泥净浆，然后分层嵌填预缩砂浆，层厚1.5cm左右，使用木槌锤击密实，然后进行下一层施工。砂浆嵌填略高出混凝土面，然后使用刮刀刮平。预缩砂浆施工必须连续进行，防止砂浆凝结。

预缩砂浆性能指标：M35W6F150，水胶比0.38，配比为每m?砂浆425水泥486kg、粉煤灰122kg、水230kg、砂1279kg，密度2120kg/m?，稠度（10～30）mm。

d养护

预缩砂浆施工完毕后，进行洒水养护，保持砂浆湿润，养护期为28天。

3.2Ⅱ类裂缝处理措施―化学灌浆

3.2.1施工程序

化学灌浆的施工步骤为：施工准备切槽封缝钻孔埋设灌浆嘴灌浆质量检测封孔。

3.2.2施工准备

化学灌浆采用LW水溶性聚氨酯类灌浆材料，其主要性能指标见表2。

灌浆设备选用单液电动化学灌浆泵，功率为90W，灌浆压力（0～2.5）MPa。

3.2.3切槽封缝

沿裂缝切V型槽，宽4cm、深3cm，要求切槽必须跨缝准确，用压力水将切槽冲洗干净。切槽经监理验收后，使用M35预缩砂浆封缝，若裂缝处存在渗水，封缝时在渗水点埋设水管引出渗水。

3.2.4钻孔

根据方便浆液渗透的原则，使用手钻在裂缝单侧或两侧钻骑缝灌浆孔。灌浆孔孔径14mm；间距20cm；孔深一般为20cm，以钻穿裂缝为宜；孔位布置见图1；Ⅱ类裂缝布孔数量按下图布置。钻孔完成后，使用压力空气或压力水将孔内的浮渣清理干净。

3.2.5埋设灌浆嘴

所有灌浆孔均埋入灌浆嘴，灌浆嘴与灌浆孔壁必须连接紧密，防止灌浆时沿灌浆孔漏浆。

灌浆嘴埋设完毕后，使用压缩空气检查裂缝与灌浆嘴之间的畅通性，封缝的密封性以及灌浆嘴的牢固性、可靠性，确保灌浆顺利进行。压缩空气压力不得大于0.2MPa。

3.2.6灌浆

灌浆设备采用容量为2L的电动灌浆泵，单液法灌浆。

灌浆顺序为竖缝自下而上逐孔灌浆，水平缝（或接近水平缝）由一端向另一端逐孔灌浆。

灌浆压力：灌浆开始压力为0.2MPa，以0.05MPa的梯度逐级加压至0.4MPa。

操作过程：首先进行第一孔灌浆，灌浆时必须保证足够的压力、足够的注浆时间和充分的稳压闭浆时间（裂缝越长，该时间越长）。观察灌浆泵上的注浆量显示器，根据注浆量逐级调整灌浆压力至0.4MPa，当吸浆率小于1ml/min时，保持压力持续20min，然后进行下一孔灌浆。直到全部灌浆孔完成后，停止灌浆。

若有渗水点，待埋设水管排出浆液1min后，停止灌浆。待浆液凝固后，拆除水管。

3.2.7灌浆质量检验

灌浆完成7天后，采用压水方式检验灌浆质量，压水压力为0.2MPa，以无法注入水为合格。不合格孔位进行补灌处理。

3.2.8封孔

检验合格后，拆除灌浆管，使用预缩砂浆封堵灌浆孔。

4、质量保证保证措施

4.1.裂缝处理前必须详细调查裂缝的特征，准确分析裂缝产生原因，合理评估裂缝的危害性，采取适当的处理措施。

4.2、预缩砂浆必须严格按照配合比拌制，分层填充，确保质量。

4.3、预缩砂浆必须及时养护，防止干缩与基础产生裂缝。

4.4、化学灌浆必须有专业人士操作，进场灌浆材料必须有出厂合格证，且经现场检验质量合格。

4.5、灌浆孔必须凿穿裂缝，保证裂缝与灌浆孔的畅通。

4.6、化学灌浆必须连续进行，不得中途停止影响灌浆质量。

4.7、化学灌浆必须保证灌浆压力与时间达到方案要求，确保裂缝内部充填密实。

参考文献：

[1]南水北调中线干线工程混凝土常见质量缺陷处理作业指导

[2]曹为民，刘世煌，曹雪玲。混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定（试行）。[S]。北京：南水北调中线工程建设管理局，2007