化学灌浆
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化学灌浆施工方法化学灌浆施工方法是一种应用于建筑工程中的重要技术,主要用于加固和加强土地、混凝土结构以及岩石等材料的强度和稳定性。
该方法通过在需要加固的区域注入特殊的化学灌浆材料,以填充空隙、弥散压力并增加材料强度,提高工程结构的稳定性和抗压能力。
本文将介绍化学灌浆施工方法的基本原理、施工步骤以及适用范围。
一、基本原理化学灌浆施工方法基于以下几个基本原理:1. 渗透作用:化学灌浆材料能够通过渗透作用侵入土地、混凝土结构或岩石等材料的微孔隙中,填补空隙并提高材料的密度。
2. 胶凝作用:化学灌浆材料在固化过程中发生胶凝作用,形成一种固体胶体,可以提高材料的强度和稳定性。
3. 弥散作用:化学灌浆材料可以通过弥散作用将压力均匀分散,并提高材料的抗压能力。
二、施工步骤化学灌浆施工一般包括以下几个基本步骤:1. 深度测量:根据工程需要,首先对需要加固的区域进行深度测量,确定灌浆的深度和范围。
2. 准备工作:为了确保施工顺利进行,需要进行准备工作,如清理施工区域、搭建支撑结构等。
3. 注浆孔钻探:根据设计要求,使用适当的孔钻设备在施工区域进行孔钻探。
4. 施工注浆:将准备好的化学灌浆材料注入到孔洞中,控制注浆的速度和流量,并确保材料均匀分布。
5. 固化处理:注浆完成后,需要等待一定时间使化学灌浆材料进行固化,通常需要根据材料的特性和环境温度进行固化处理。
6. 检测验收:在施工完成后,需要进行检测验收,包括对加固区域的强度、密度以及灌浆效果等进行评估。
三、适用范围化学灌浆施工方法适用于多种场景和工程项目,包括但不限于以下几个方面:1. 地基加固:在土地结构较弱或需要增加承载能力的情况下,可使用化学灌浆施工方法进行地基加固,提高土地的稳定性和承载能力。
2. 混凝土结构修复:对于老化、开裂或受损的混凝土结构,可以通过化学灌浆施工方法进行修复,增加结构的强度和稳定性。
3. 岩石支护:在岩石结构或岩体工程中,常常使用化学灌浆施工方法来加固和支护岩石,提高施工的安全性和稳定性。
化学灌浆材料化学灌浆材料是指通过化学反应或物理作用形成的具有一定流动性、粘结性和硬化性的材料,用于填充、加固或密封混凝土结构中的空隙或裂缝,以提高结构的承载能力和耐久性。
化学灌浆材料广泛应用于建筑、桥梁、隧道、地铁、水利工程等领域,是维护和加固混凝土结构的重要手段之一。
一、化学灌浆材料的分类。
根据其成分和性能特点,化学灌浆材料可以分为无溶剂型和溶剂型两大类。
无溶剂型化学灌浆材料主要包括环氧树脂、聚氨酯树脂、无溶剂聚合物等,具有无挥发性、高粘结强度和良好的耐化学腐蚀性能;溶剂型化学灌浆材料主要包括丙烯酸树脂、环氧丙烯酸酯等,具有低粘度、易渗透、固化速度快等特点。
二、化学灌浆材料的性能要求。
1. 流动性,化学灌浆材料应具有一定的流动性,能够充分填充混凝土结构中的空隙和裂缝,确保灌浆效果。
2. 粘结性,化学灌浆材料应具有良好的粘结性,能够牢固粘结混凝土结构的表面,形成一体化的加固效果。
3. 硬化性,化学灌浆材料应具有适当的硬化时间和硬化强度,能够在规定时间内达到设计强度要求。
4. 耐久性,化学灌浆材料应具有良好的耐水、耐碱、耐化学腐蚀等性能,能够长期保持稳定的加固效果。
三、化学灌浆材料的施工要点。
1. 表面处理,在进行化学灌浆加固前,需要对混凝土结构表面进行清理、打磨和处理,确保表面光洁、无杂质和油污。
2. 灌浆设备,选择适当的灌浆设备和工具,根据具体工程要求确定灌浆方法和施工工艺。
3. 施工环境,在进行化学灌浆施工时,需要注意环境温度、湿度和通风情况,确保施工条件符合要求。
4. 施工质量,严格按照设计要求和施工规范进行化学灌浆施工,保证加固效果和施工质量。
四、化学灌浆材料的应用范围。
化学灌浆材料广泛应用于混凝土结构的加固、修复和密封,包括桥梁、隧道、地铁、水利工程、建筑结构等领域。
通过灌浆加固,可以有效提高混凝土结构的承载能力和耐久性,延长使用寿命,保障工程安全。
五、化学灌浆材料的发展趋势。
随着建筑技术的不断发展和混凝土结构的广泛使用,化学灌浆材料的研发和应用也在不断创新和完善。
化学灌浆施工工序1. 化学灌浆施工就像一场神秘的魔法秀,第一步嘛,那场地清理得跟要迎接超级贵宾似的,一丁点儿杂物都不能留,哪怕是个小灰尘都像个破坏分子,得统统赶走。
2. 钻孔这事儿啊,就像是给大地扎针灸,那些钻头就像超级尖的针,狠狠地扎进地里,想要把大地扎得服服帖帖的。
3. 钻孔后的洗孔,就好比给刚扎完针的穴位洗个澡,必须洗得干干净净,要是有残留的脏东西,那就像在干净的汤里掉进了一只苍蝇,整个化学灌浆的“汤”就坏了。
4. 配浆的时候,各种化学材料就像一群性格各异的小伙伴,得小心翼翼地把它们按照比例混合,要是比例不对,那就像让一群高矮胖瘦不一的人穿一样尺码的衣服,乱套了。
5. 搅拌浆材就像在跳一场激烈的舞蹈,搅拌器是领舞者,带着那些化学材料疯狂旋转,要让它们充分融合,要是融合不好,这浆就像一盘没炒熟的菜,根本没法用。
6. 灌浆开始喽,那灌浆管就像个贪婪的小怪兽,大口大口地把浆液往孔里吸,不过这个小怪兽可得听话,不然就像调皮的孩子乱吃东西,会出大问题的。
7. 浆液在孔里流动的时候,就像一群小蚂蚁在地道里行军,规规矩矩地朝着目标前进,如果有堵塞的地方,那就像前面突然出现了一座大山,把小蚂蚁们的路给堵死了。
8. 灌浆过程中观察压力就像盯着一个随时会爆炸的气球,压力小了,就像气球没气瘪瘪的,灌浆没效果;压力大了,那就像气球要爆了,会把整个工程都搞砸。
9. 中间检查这个环节啊,就像考试中的临时小测验,得仔细看看灌浆进行得怎么样,要是有问题没发现,就像考试作弊没被抓到却最后成绩一塌糊涂。
10. 当发现有漏浆的时候,那简直像家里的水管漏水一样让人头疼,必须得赶紧堵上,漏浆就像个小偷,在悄悄偷走你的浆液。
11. 处理漏浆的方式就像在和狡猾的狐狸斗智斗勇,得想出各种巧妙的办法,不然它就会不停地捣乱。
12. 继续灌浆的时候,就像长跑比赛中的选手重新出发,得保持好节奏,不能太快也不能太慢,太快了像脱缰的野马,浆液到处乱喷;太慢了像蜗牛爬行,工程进度得拖到猴年马月。
化学灌浆施工一、化学灌浆的意义和作用化学灌浆是在水泥灌浆的基础上发展起来的一种以化学材料作为浆液的新型灌浆方法。
水泥灌浆的应用虽最为普遍,但也有一定的局限性。
在某些不良地质条件下,如断层、岩石破碎带、泥化夹层、岩石微细裂隙等,使用水泥灌浆处理有时难于见效,而采用化学灌浆就较易解决这些问题。
防渗帷幕采用化学灌浆时,一般情况下先进行水泥灌浆,在此基础上再进行化学灌浆,这样既可提高帷幕灌浆质量,也比较经济。
二、化学浆液的特性(1)化学浆液的黏度低,有的接近于水,甲凝浆液的黏度也能进入,灌浆效果好。
(2)化学浆液的聚合时间可以比较准确地控制,对灌浆施工非常有利。
(3)化学浆液聚合后所形成的聚合体的渗透系数很小,一般可达10-6~10-8cm/s,或更小,抗渗性强,防渗效果好。
(4)有些化学浆液聚合体本身强度及其与岩石或混凝土的黏结强度都比较高,可承受高水头,稳定性和耐久性好。
(5)有机高分子化学浆液即使经过改性后,仍常具有低毒性,使用时应特别注意,切实防止污染环境,同时还重视对人身的有效防护。
三、化学浆液的类别在水利电工程地基防渗处理化学灌浆中,常采用的化学浆液主要有水玻璃类、丙烯酰胺类、丙烯酸盐类、聚氨酯类、环氧类、甲基丙烯酸酯类等。
鉴于除水玻璃类外,有机高分子化学浆液或多或少具有低毒性,且价格也较高,故对这些浆液进行改性,以减除毒性,改善性能,降低成本,并研究其老化规律和使用寿命。
1990 年EAA新型浆材(环氧类)问世,在这些方面均有所改进和创新,已取得可喜成果。
此外,我国于20 世纪80 年代开展了用国产拷胶配制单宁类化学浆材的研究。
经检测证实,该浆材无毒或基本无毒,但在水电工程地基灌浆处理方面尚未正式使用,其灌浆效果尚待验证。
四、化学灌浆的应用目前,化学灌浆在大坝基岩处理方面仅起辅助作用,而着重解决一些水泥灌浆难以见效的问题。
对具有低毒性的化学浆液,原则上应尽量不用或少用。
但在堵漏和混凝土裂缝灌浆处理方面,由于效果好,化学灌浆日益显示出其优越性。
化学灌浆化学灌浆是一种以高分子有机化合物为主体材料的灌浆方法。
(-)化学浆液的特点1.化学灌浆冻液的黏度低,流动性好,可灌性好,小于0.1mm以下的缝隙也能灌入。
2.浆液的聚合时间,可以认为比较准确地控制,通过调节配比来改变聚合时间,以适应不同工程的不同情况的需要。
3.浆液聚合后形成的聚合体的渗透系数小,一般为10-8~10-10cm/s,防渗效果好。
4.形成的聚合体强度高,与岩石或混凝土的粘结强度高。
5.形成的聚合体能抗酸抗碱,也能抗水生物、微生物的侵蚀,因而稳定性及耐久性均较好。
6.有一定的毒性。
(二)化学浆液类型化学浆液主要有水玻璃类、丙烯酰胺类(丙凝)、丙烯酸盐类、聚氨酯类、环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类(甲凝)等几种类型。
(三)化学灌浆施工1.灌浆的工序化学灌浆的工序依次是:钻孔及压水试验,钻孔及裂缝的处理(包括排碴及裂缝干燥处理),埋设注浆嘴和回浆嘴以及封闭、注水和灌浆。
2.灌浆方法按浆液的混合方式分单液法灌浆和双液法灌浆两种。
(1)单液法。
是在灌浆前,将浆液的各组成分先混合均匀一次配成,经过气压或泵压压到孔段内。
这种方法的浆液配比比较准确,施工较简单。
但由于已配好的余浆不久就会聚合,因此在灌浆过程中要通过调整浆液的比例来利用余浆很困难。
(2)双液法。
是将预先已配制的两种浆液分盛在各自的容器内不相混合,然后用气压或泵压按规定比例送浆,使两液在孔口附近的混合器中混合后送到孔段内。
两液混合后即起化学作用,通过聚合,浆液即固化成聚合体。
这种方法在灌浆施工过程中,可根据实际情况调整两液用量的比例,适应性强。
3.压送浆液的方式化学灌浆一般都采用纯压式灌浆。
化学灌浆压送浆液的方式有二种:一是气压法(即用压缩空气压送浆液);二是泵压法(即用灌浆泵压送浆液)。
气压法一般压力较低,但压力易稳定,在渗漏性较小、孔浅时,适用于单液法灌浆。
泵压法一般多采用比例泵进行灌浆。
比例泵就是由两个排浆量能任意调整,使之按规定的比例进行压浆的活塞泵所构成的化学灌浆泵。
化学灌浆材料及施工工艺
在选择化学灌浆材料时,需要考虑以下几个因素:混凝土原材料的成
分和强度等级、结构的承载能力和需求、施工环境和条件等。
常见的化学
灌浆材料包括丙烯酸酯树脂、聚胺酯树脂、环氧树脂等。
在施工过程中,首先需要对需要灌浆的裂缝进行清理和预处理。
清理
过程包括清除裂缝中的杂物和老化混凝土,以及钻孔洞口的清理。
预处理
过程一般包括将水泥浆或粘结剂涂覆在裂缝表面,以提高灌浆材料的附着力。
接下来,需要根据具体情况确定灌浆材料的配制比例和施工方式。
通
常情况下,需将粉剂和液体按照一定比例混合,形成稠度适宜的浆料。
灌
浆可以采用注射枪或压力泵进行,确保灌浆材料能够充分填充裂缝并达到
预期效果。
在灌浆完成后,需要等待一定时间让灌浆材料充分硬化。
一般情况下,灌浆材料在几小时到几天内能够达到最佳硬化效果。
在硬化过程中,需要
注意保持适宜的温度和湿度,以提高灌浆材料的强度和耐久性。
总之,化学灌浆材料及施工工艺在混凝土结构加固和修复中具有重要
的作用。
选用合适的灌浆材料和采用正确的施工工艺能够提高结构的耐久
性和安全性。
在施工过程中,需要进行适当的清洁和预处理,并按照比例
配制和灌注材料,最后等待充分硬化。
通过科学的施工工艺,可以实现混
凝土结构的有效维修和保护。
一、裂缝处理化学浆材的选择
化学浆材选择应掌握的原则:一是浆材的可灌性,所选化学浆材必须能够灌入裂缝,充填饱满,灌入后能凝结固化,以达到补强和防渗加固的目的;二是浆材的耐久性,所选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易起化学变化,并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度,不易脱开,对于一些活动裂缝和不稳定裂缝要特别注意这条原则。
污水处理厂构筑物混凝土裂缝的特点是:裂缝开度较小、外水压力较大、浆液较难灌入,一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏,灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。
我们在渗水裂缝处理过
程中采用了EAA、CW、LPL三种高渗透改性环氧浆材。
以上三种材料各有优缺点,EAA、CW属糠醛、丙酮改性系列,具有亲水性、粘度低、可灌性较好,缺点是凝固时间长、脆性大,不适宜对变化的裂缝进行处理;LPL浆材属活
性稀释剂改性系列具有亲水性、凝固时间快、脆性小、浆材本身不收缩的优点,但粘度大,对于细小裂缝的可灌性差。
二、无损贴嘴法处理渗水裂缝
1.工艺流程:注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。
2.重要工艺技术要求:
(1)注浆嘴加工。
在外径为6 mm、长度大于6cm的铜管一端焊上边长为3~4cm、厚度为1.5mm左右的方形铁片,铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔,铁片周边钻排列规则的小孔。
(2)打磨:采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20cm的宽度,除去混凝土表面杂物,以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。
(3)冲洗:是贴嘴法施工最重要的工序,用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗,以保证缝口敞开无杂物。
(4)裂缝描述:用刻度放大镜测量裂缝宽度,并对裂缝走向及缝长进行描述,用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。
(5)贴嘴:根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。
规则裂缝缝宽小于0.3mm时按间距
20cm布嘴,缝宽大于0.3mm时按间距30cm布嘴;不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。
将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上,贴嘴时用定位针穿过进浆管,对准缝口插上,
然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针,定位针未粘附胶认定注浆嘴粘贴合格。
(6)封缝:贴嘴3h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住,2h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍;待干后刮抹一层ECH-Ⅱ型粘胶;当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶三遍,待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后,用堵漏灵加固形成中间高,两边低的伞形封盖。
(7)压风检查:封缝完成并养护2h后即可进行压风检查各孔的贯通情况,压风压力<0.25MPa;对于不串通的孔应查明原因进行分析和处理。
(8)灌浆:采用多点同步灌注方式,从下至上,从宽至窄,逐步推进,采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材,施工中采用稳压慢灌,每孔纯灌时间不少于90min,以保证灌浆质量。
(9)注浆嘴的清除:灌浆结束48h后铲除注浆嘴,混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。
(10)质量检查及验收:灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7d后进行。
压水检查:现场布骑缝孔,冲击钻造孔(孔径18~20mm、孔深10~15cm)后,采用单点法压水,压水检查压力为0.3MPa。
合格标准:压水检查透水率q≤0.1Lu。
钻孔取芯:取芯直径89mm,并进行岩芯鉴定、描述,绘制钻孔柱状图。
3.无损贴嘴法的工艺特点
(1)不破坏混凝土的整体性,适合薄型结构的裂缝处理。
(2)由于从缝的表面进行打磨冲洗,可避免微细粉尘对灌浆的影响,从缝口进浆可灌性得到了保证。
(3)使"以浆赶水",多点依序同步灌浆成为可能。
(4)贴嘴封缝、采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺,可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性,裂缝的灌入深度也能满足要求,加上使用低黏度、低收缩的化灌浆材,达到了"堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性"的效果。
(5)工艺简单、复灌率低,节约昂贵的化学浆材,降低了成本,加快了施工进度。
4.特殊情况处理
(1)渗漏点的复灌:第一,对有规律的渗漏点,即一段裂缝仍渗水,采用原施工方
法进行复灌。
第二,对单独的渗漏点采用打辅助孔的方法进行复灌,先在渗漏点贴嘴、封缝。
然后用冲击钻在距渗漏点10cm沿原裂缝钻3个辅助斜孔(孔径18~20mm,孔距10~20cm,倾角50°,孔深25cm),并预埋外径为6mm的铜管。
再用堵漏灵进行封堵埋管,在渗漏点贴嘴及封缝、辅助孔埋管及封堵完成后,其他工序按原方法进行施工。
(2)浆液配比出现问题时的处理:灌浆时如出现长时间不进浆,且浆液粘度增加,
即浆液配比出现问题。
处理方法是打开机箱盖,清理两活塞杆运行系统,直至两活塞杆运行同步后,排弃部分混合液,然后重新注浆。
三、复灌后仍局部渗水的处理
(1)经复灌后仍有渗水的部位采用嵌缝措施:开槽槽深×槽宽为5cm×5cm,并在槽内每1.5m用电钻打一个22排水孔,孔深>70cm;从孔底部埋一根铝管,在管口用堵
漏灵封闭将水引出;将槽面清洗干净并尽量烘干,若无法烘干则在缝面用堵漏灵先堵水,然后涂环氧基液,再用丙乳砂浆锤填密实,并满足过流面平整度要求。
(2)嵌缝后再在表面粘贴玻璃丝布防渗,玻璃丝布宽15cm。
粘贴方法:先将缝面清理干净,均匀刷一层1438胶,再贴一层玻璃丝布,三胶二布。
对于灌浆后延伸的裂缝,若渗水不大或不渗水,则直接在缝面粘贴玻璃丝布,并延伸1.0m左右。
(3)待丙乳砂浆封闭7 d后封闭引水管孔。
先用干塑性水泥砂浆填充并用细钢筋捣密实,离孔口5cm时,改用预缩砂浆填充密实,对其表面涂刷环氧胶泥。
四、混凝土裂缝处理过程中应注意的问题
混凝土裂缝处理难度较大,对有渗水的裂缝处理难度更大。
通过参与污水处理厂构筑物混凝土渗水裂缝的处理,认为在处理过程中主要应注意以下几个问题:
(1)灌浆材料的正确选择:应选择低黏度、低收缩的环氧浆材。
收缩大的材料需多
次复灌,不但增加投入,而且复灌成功率小。
目前采用主要是两种系列的改性环氧浆材,各有优缺点应根据缝的宽度、渗水情况及处理的结构要求,选择适宜的浆材。
(2)推广贴嘴无损法施工:混凝土温度缝一般较细,且不在一个平面上,裂缝很难
找准,浆材难以灌入,最好是采用贴嘴无损法施工,既减少了钻孔量,又可减少孔容、管容的浆材耗用量,降低成本;结构的厚薄、裂缝的深浅对钻孔的要求较高,为了找准裂缝
的深度以便准确地布置灌浆孔,不得不打出大量的检查孔,对结构造成严重破坏。
(3)避免微细粉尘对化学灌浆的影响:混凝土裂缝内部极不规则,其宽度受骨料、
钢筋等的影响宽窄变化复杂,当化学浆液夹着微细粉尘在裂缝中灌入时,碰到较窄处,就会累积阻塞浆液通路。
因此微细粉尘对化学灌浆的危害极大,但钻孔处理工艺无法避免粉尘影响。
(4)从宽处往窄处灌浆最为有利,"从上至下,从宽至窄,从一边至另一边",这是化
灌的基本原则。
温度裂缝的形成最先在混凝土表面形成,随着温度应力的作用持续向纵深方向发展,因此在混凝土表面的裂缝开合度最大,从缝口进浆对灌浆质量的提高极为有利。
(5)必须保证连续稳定的灌浆压力:稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键,采用手摇泵灌浆很难做到这一点,应采用双液气压泵进行施工。
(6)有效降低外水压力:裂缝中只要有水就会增加灌浆难度,应通过打排水孔的方
法来降低外水压力,或采用封闭渗水岩体的方法减少裂缝的渗水量,提高浆材的粘接强度和灌浆效果。
(7)灌浆施工中有效的排水排气:裂缝灌浆时应通过有效措施把孔中及缝面的水气
排出,来提高可灌性。
采用在孔中埋双管或在裂缝的缝口处埋排气嘴的方法可有效的排除裂缝中的水和气。