浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法处理混凝土裂缝的工艺流程及主要施工方法
(1)压力注浆法主要用于贯穿性裂缝和细而深裂缝的修补,尤其是受力裂缝的修补;应根据裂缝的探测情况选择使用的注浆材料:
a.宽度在0.5mm以下裂缝,宜采用丙烯酸甲酯类或低粘度改性环氧类注浆材料; b.宽度在0.5-5mm的裂缝,宜采用无收缩或低收缩的改性环氧类注浆材料,其体积收缩率应小于5%;
c.宽度大于5mm的裂缝,宜采用注浆料或流动性好的无收缩水泥类胶凝注浆材料 (2)当采用化学注浆材料以压力注浆法修补裂缝时,应符合下列要求:
a.粘贴注浆嘴和封缝前,应沿缝对混凝土表面进行处理,清除松散灰砂、油垢,是注浆嘴和封缝胶带粘贴在坚实平整的混凝土基面上。
b.注浆器材和工具的选择应按裂缝的情况决定,一般:
1、对深度的结构性裂缝,宜骑缝或斜向自下而上钻孔至裂缝深处(约为构件厚度的1/2),且需与破裂面交叉,然后在孔内埋设注浆管;
2、对宽度小于0.5mm的裂缝,宜用注浆帽,注浆压力应大于0.4Mpa; 3、对宽度大于0.5mm的裂缝,宜用注浆嘴,注浆压力应大于0.2Mpa;
4、注浆嘴应具有开启、关闭和密封功能并便于粘接,以满足封缝后的试压、试注、试排气和保压等的工艺要求。
c.注浆嘴应埋设在裂缝端部、交叉处和较宽处,间隔300-100mm。对贯穿性深裂缝应每隔1-2m加设一个注浆管。
d.封缝时,应使用专用的封缝胶,胶与混凝土的粘接强度应大于4Mpa;胶层应均匀无气泡、砂眼,厚度大于2mm,与注浆嘴连接密封。注浆压力较大时,可加贴E玻璃纤维布增强密封带胶缝的粘结强度;纤维布宽度为80-100mm。
e.封缝胶固化后,应使用洁净无油的压缩空气试压,确认注浆通道是否通畅、密封、无泄漏。
f.灌浆材料的调配和使用必须严格按说明书的规定进行。
g.灌浆顺序应按又宽到细、有一端到另一端按设计布置的注浆嘴顺序,从第一注浆嘴开始灌注,待下一注浆嘴出浆后关闭本注浆嘴;再在下一注浆嘴继续压力灌注,这样依次进行。对垂直裂缝还应按由低到高的顺序进行。缝隙全部注满后应继续稳定压力一定时间,
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吸浆率小于50ml/h后停止注浆,关闭注浆嘴。
(3)灌浆材料固化后,应敲开表面封闭胶层观察,必要时可钻芯取样检验裂缝维修效果,若修补效果不能满足设计要求,应采取相应的补救或加固措施。 3.2.3 结构加固法及混凝土置换法
一、钢筋混凝土构件的加固方法有以下几种:
(1)加大截面加固法。即采取增大混凝土构件的截面面积,以提高其承载能力和满足正常使用的一种加固方法,广泛用于钢筋混凝土板、梁、柱构件的加固。 图2 为钢筋混凝土梁的加大截面加固示意图。
采用加大截面加固钢筋混凝土构件时,必须按照《混凝土结构设计规范》的基本规定并考虑新混凝土与原结构构件协同工作,对加固构件承载力进行计算并满足构造要求。
当用混凝土围套进行加固时,应设置封闭箍筋;当用单侧或双侧加固时,应设置U形箍筋,见图3。
加固施工时,在受力钢筋施焊前应采取卸荷或支顶措施,将原构件表面凿毛或打成深度不小于6mm,间距不大于200mm的沟槽,并将原有混凝土表面冲洗干净,浇注混凝土前刷水泥浆等界面剂,以利新旧混凝土的粘结。
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(2) 外包钢加固法。即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法。适用于不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度提高承载力的混凝土构件的加固,图4为钢筋混凝土框架的外包钢加固示意图。
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钢筋混凝土梁柱外包型钢加固,当以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法粘结时,称为湿式外包钢加固,其承载力应按照《混凝土结构设计规范》的规定进行计算;钢筋混凝土柱采用外包型钢加固,当型钢与原柱间无任何连结,或虽填塞有水泥砂浆仍不能确保结合面剪力有效传递时,称为干式外包钢加固,其外包钢构架各杆件的承载力应按《钢结构设计规范》的规定进行计算,干式外包钢加固柱的总承载力为钢构架承载力与原混凝土柱承载力之和。采用外包钢加固时,应同时满足构造规定。
(3)预应力加固法。即采用外加预应力的钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种)或撑杆,对混凝土结构进行加固的方法。
采用预应力拉杆加固时,其预加应力的施工方法宜根据工程条件和需加预应力的大小选定。预应力较大时宜用机张法或电热法;预应力较小(在15KN 以下),则宜用横向张拉法。 图5 为预应力下撑式拉杆对梁加固示意图。其构造是通过设置在梁两端的钢板托套锚固预应力拉杆,用设在梁底跨中的拉紧螺栓(直径不小于16mm)沿横向张紧钢拉杆建立预应力。
图6 所示为采用预应力撑杆对钢筋混凝土柱的加固。预应力撑杆所用角钢的截面不应小于5Omm×5Omm×5mm,缀板厚度不得小于6mm,其宽度不得小于8Omm, 拉
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紧螺栓的直径不小于16mm,施工时通过拧紧在弯折处的拉紧螺栓(即横向张拉)建立预应力。
(4)改变结构传力途径加固法。主要有增设支点法:该法是以减小结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。按支撑结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支撑构件的轴心受力将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种加固方法(图7)。弹性支点法是以支撑结构的受弯或桁架作用来间接传递荷载的一种加固方法(图8)。