工程案例
業務范圍
混凝土裂縫及滲漏水治理措施
發布時間：2014-08-09
混凝土是一種多孔膠凝人造石材，屬剛性體，主要特點抗壓強度高、抗拉強度低、延伸率微小、易產生收縮裂縫。混凝土工程裂縫最常見出現問題是由于收縮變形受到約束引發的收縮裂縫和由外部荷載作用引發荷載（受力）裂縫。混凝土的裂縫出現是很難避免的，但是能預防和治理的。出現裂縫后根治理裂縫是本次需要解決的問題。 一、混凝土裂縫分類及裂縫出現收集的資料
根據地下工程和防水混凝土的防水要求，對混凝土裂縫而言，可分為有害裂縫和無害裂縫。混凝土的裂縫產生主要是限制條件變形作用引起的，變形作用包括溫度變形（水化熱、氣溫、生產熱、太陽熱）、溫度變形（自生收縮、失水干縮、碳化收縮、塑性收縮等）。
1、有害裂縫的基本概念
（1）混凝土結構產生的裂縫對耐久性受到影響；
（2）裂縫有滲漏水；
（3）裂縫貫穿結構層；
（4）混凝土結構的冷縫明顯且有滲漏水；
（5）裂縫的深度與構造鋼筋相連，形成鋼筋串水；
（6）裂縫的寬度大于0.2mm，且不能自愈；
（7）裂縫密度呈網狀；
（8）裂縫對結構安全性、穩定性有危害程度。
混凝土制作應有預防措施，防止產生有害裂縫的出現。出現有害裂縫后，應認真進行治理，清除有害裂縫，保證混凝土結構的安全性、穩定性、耐久性和無滲漏水。
2、無害裂縫的基本概念
（1）裂縫的出現對結構耐久性、安全性、穩定性無影響；
（2）裂縫無滲漏水，且不貫通；
（3）裂縫寬度小于0.2mm，且不滲漏水；
（4）裂縫可自愈。
3、混凝土裂縫治理應收集的資料
（1）混凝土材料資料：水泥用量，水灰比、砂石比、砂率、外摻料（粉煤灰和外加劑）；
（2）混凝土施工資料：施工時環境條件、氣象條件、氣溫條件、澆注混凝土順序，商品混凝土質量，坍落度損失，降低水化熱措施、拆模時間，拆模時間，拆模順序，混凝土的養護措施；
（3）溫度控制資料：入模溫度（入模溫度=原材料溫度+混凝土攪拌時的溫升+混凝土運輸中的溫度）、混凝土水化熱最高內溫、混凝土內溫與表溫差，混凝土溫降梯度；
（4）結構設計資料：控制混凝土開裂的具體措施，附加防水層設置，施工縫、變形縫、后澆帶等的設置、配筋方式等。
4、混凝土裂縫調查資料
（1）裂縫出現的部位（拱、墻、底）裂縫的方向（垂直、斜交、水平），裂縫的寬度、深度、長度和延伸方向；
（2）裂縫開裂時間，有無發展；
（3）裂縫滲漏水現狀（雨季和旱季）。
5、裂縫評價
（1）裂縫的定性，應從裂縫對結構的危害程度，安全度、滲漏水情況確定；
（2）裂縫有無擴展的可能性，自愈的可能性；
（3）裂縫的分類及標準。
6、混凝土裂縫產生的原因（在此不論述）
混凝土裂縫產生主要是溫度變形和濕度變形的影響產生的裂縫。混凝土制作過程中，只有從原材料，配制、攪拌、運輸、澆灌、養生、綜合考濾，才能控制混凝土不出現或少出現裂縫，做到不裂不滲。
二、混凝土裂縫治理
混凝土裂縫治理方法按無害裂縫和有害裂縫進行治理，本文重點簡介有害裂縫的治理。
1、無害裂縫治理
無害裂縫治理原則上只進行表面修補，常用的方法在混凝土出現裂縫的表面涂刷一層無機防水涂料。無機涂料涂刷后不得開裂，但粘結力強，耐水性好。
2、有害裂縫治理
（1）有害裂縫治理原則
①混凝土結構的強度達到設計要求，結構變形處于穩定狀態，裂縫無發展，才能治理有害裂縫；
②裂縫處理與防水處理相結合，裂縫處理與結構的穩定性和耐久性處理相結合；
③在治理裂縫過程中，不得破壞原結構；
④裂縫治理應采用注漿和封縫相結合，注漿材料和封縫材料應滿足防水耐久性的要求，應采用經過檢測。并經實踐檢驗，質量可靠的材料；
⑤方案合理選材得當、施工可靠、管理到位。
（2）有害裂縫治理基本要求
①提供治理裂縫的基本資料；②有害裂縫滲漏水情況和產生裂縫的原因；③提供封縫材料，注漿材料的技術標準、技術要求，注漿設備情況；④編寫施工組及質量檢查標準等。
3、有害裂縫治理方法
先開槽封縫，后鉆孔注漿、采用封縫和注漿相結合的治理裂縫的方法。
①沿裂縫開槽：采用破縫機開槽，然后用人工沿槽縫鑿除縫間混凝土，機械破縫寬度2cm、深度2~3cm，開槽長度沿裂縫兩端各延長40~60cm；
②清洗槽體，做到槽體規范（深度與寬度）干凈；
③充分濕潤槽體；
④槽體涂刮嵌縫料：要求嵌縫材料能在潮濕基面施工，嵌縫料與槽縫間混凝土有牢固的粘結力，耐久性好，不開裂、材料中不得含有溶出物，無污染環境，無腐蝕功能（嵌縫料內容后述）；
⑤應加強濕養護（一般72h保持嵌縫料濕潤）；
⑥鉆孔：孔要求深而細，鉆斜孔：孔徑Ø8~Ø18孔深為混凝土厚度1/2~2/3，斜孔α=350~450；
注：d—混凝土厚度：單位mm
⑦注漿設備選型：應選用高壓電動注漿機，要求注漿壓力不小于40MPa，機具體積小，便于操作及攜帶，產品采用模組化設計，便于組裝拆卸及保養（注漿設備選型內容后述）；
⑧應配備有注漿零配件：止水針頭、鉆頭（各類長度200~450mm）、注漿管、牛油頭、開關閥門、連接桿、高壓管；
⑨注漿材料選擇：注漿材料的選擇，要求可灌性好，在有水或潮濕基面上有牢固的粘結力，強度高耐久性好，不收縮、無溶解物質，對環境無污染、防腐蝕性好等優點；
一般選用改性環氧樹脂灌漿料：國產質量較優的有廣州金科有限公司生產的SJK高滲透性改性環氧灌漿料，廣州市泰利斯固結構補強工程有限公司生產的EAA環氧注漿料；
⑩安裝注漿嘴；
○11采用R1型堵漏材料封堵注漿嘴，防止注漿料從注漿嘴周圍滲出；
○12做壓水試驗，檢查注漿嘴孔口有無滲漏水和提供裂縫注漿進漿壓力，試壓不得小于4~8MPa；
○13注漿時，采用正壓與負壓并舉的方式進行；
○14注漿時進漿壓力從低到高、直到壓力穩定、進漿壓力發生突變時，停止注漿，相隔8h后進行三次注漿、注漿方法與第一次注漿方法相同；
○15最后一次注漿約48h后（一般3d），再進行注漿檢查，注漿檢查的壓力達10MPa不進漿，注漿成功；
○16拆管封管、注漿結束。
3、裂縫治理采用的防水材料、注漿及注漿設備介紹
（1）嵌縫料
①原材料組成：普通42.5級的硅酸鹽水泥、1萬目纖維素、粘稠劑、石英粉、調色劑等材料組成；
②產品特點
a、能帶水作業，凝固時間可調；
b、耐久性好與混凝土縫間粘結力強，抗滲抗裂性好；
c、嵌縫材料中不含溶出物質，耐腐蝕性防腐蝕性好，無毒無味，屬環保材料；
d、施工高效快捷。
③施工方法
a、縫槽沖洗干凈，并充分濕潤；
b、配合比：粉料:水=1:0.3攪拌均勻成膩子（不得含生料或團粒）；
c、將膩子用刮刀嵌入槽縫，上料時稍用力壓實平順；
d、涂層硬化后進行濕養護3d。
④注意事項
a、拌制材料隨用隨配，攪拌好的料必須在凝結前用完；
b、盡量避開烈日大風下施工，若在烈日高溫下施工，應有防曬措施和濕養，0℃以下施工應有防凍措施，一般不得在0℃以下施工；
c、原材料應存放在干燥環境中，不得與雨水接觸。
（2）堵漏封口防水材料—（R-1型料）
①產品簡介：
R系列堵漏防水材料R-1型為堵漏和防水材料，產品以特種水泥、改性纖維、石英粉、增稠劑、分散劑、穩定劑、密實劑、抗收縮劑等組成。是速凝、抗滲、抗裂和耐久性好的防水材料；
②產品特點：
a、能帶水堵漏和防水，凝固時間可調（3~15min均可）；
b、耐久性好、無溶出物、耐腐蝕性好、無腐蝕性、無毒無味、屬環保材料；
c、抗滲抗裂性好、粘結力強，是粘帖帖瓷磚、馬賽克和大理石優質材料；
d、施工方便、工期短、高效快捷；
e、使用范圍廣，適用于新舊混凝土和磚石結構的滲漏水修繕和防水，廣泛應用于各種地下室、隧道、地鐵、蓄水池、水塔、衛生間、輸水管道等的堵漏和防水。
③技術指標：
序號檢驗項目技術指標
凝結時間（20±2）℃
初凝，min≥2~<10
終凝，min≤152
抗壓強度，MPa，≥1h 4.53d 15.03
抗折強度，MPa，≥1h 1.53d 4.04
抗滲壓力，MPa，7d，≥，
試塊1.55粘結強度，MPa，7d，≥1.26
耐熱性，100℃，5h無開裂、起皮、脫落7
凍融循環，（-15℃~20℃）20次無開裂、起皮、脫落
④方法
a、面處理
堵漏：用鑿子或沖擊鉆將漏水部位打孔并將孔眼用水沖洗干凈；
抹面：基面必須充分濕潤，并要求基面堅固、潔凈、平順、不平之處先用雙快補強R-6型材料找平。滲漏水嚴重處，應打孔引水。
b、材料配合比
方式配合比=粉:水厚度，（mm）用料，（kg/m2）要求堵漏1:0.3捏面料團抹面1:0.4 2~3 3.2~4.8拌制均勻、細膩
c、施工方法
堵漏：用鑿子或沖擊鉆將滲水部位打成4~5cm深，直徑2~3cm的孔洞，用于沖洗干凈后，R-1型材料加水（灰:水=1:0.3）攪拌均勻，捏成料團（料團大小與孔洞相近），手掌感覺發熱，迅速將料團塞于孔中，并用手掌壓住幾分鐘，手掌感到發硬后，松開手掌，再用木板壓平。15min后進行濕養護；
抹面：基面清理干凈，充分濕潤后，R-1型材料加水（灰:水=1:0.4）攪拌均勻（不得含生料或團粒）成膩子狀，用抹子或刮板迅速上第一層料（厚度1mm），涂層硬化后噴水濕養護，再上第二層料（厚度1mm），上料時稍用力使涂層密實。若還有局部滲水或有濕漬，只需在滲水或濕漬部位再加涂一層，直到不滲不濕。并注意搭接，每次配料不要太多（每次攪拌應在凝結前用完），以免造成浪費。涂層硬化后要進行濕養護3d。
d、注意事項：拌制材料隨用隨配，攪拌好料必須在凝結前用完；盡量避開烈日下施工，若在烈日下施工涂層凝固后，應及時加遮曬措施和濕養護，0℃以下施工要添加防凍劑；材料貯存時，應置于室內干燥處。材料袋裝拆線后，余料應扎緊口，勿受潮。
（3）超早強自流平水泥基灌漿料超早強自流平水泥基灌漿料新產品，是一種水泥基，凝結時間可調的水硬化灌漿材料，其特點是具有超早強、高強、微膨脹和自密實、自流平、可灌性好、施工簡單。
該產品為粉狀材料，使用方便，按0.35~0.45的水泥比直接加水，攪拌均勻后即可使用。灌注后，不需振搗
該產品特別適用于緊急搶修工程，如鐵路基床病整治工程（不影響列車運營的情況下）、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注漿堵漏工程（高寒區）、云南白虎山隧道、上海局外復線苔井隧道等十余座隧道的注漿堵漏工程進行了成功應用，在武漢鋼鐵廠4#高爐的快速搶修中，采用研制的超早強灌漿料配制的超早強自流平混凝土，6h混凝土強度達到C30以上，應用效果非常好，節約了維修時間，減少了停產維修所帶來的巨大損失。
該技術產品已通過部級技術鑒定，部分性能指標達到國際領先水平。
①產品的主要特點
a、水灰比為0.35~0.45時，凈漿的流動度大于240mm，料漿初凝10~20min，料漿終凝12~25 min。（流動性保持時間和凝結時間可調，根據用戶需要，可縮短或延長料漿的流動性保持時間和凝結時間）。料漿的初凝與終凝時間間隔短（2~4min）。
b、從加水攪拌起，常溫下，凈漿試體30min的抗壓強度可達8~15MPa，1h抗壓強度可達12~25MPa，1d抗壓強度可達25~45MPa，28d抗壓強度可達50MPa以上，具有顯著的超早強、高強的特點。后期強度持續增長，一年達60MPa以上；
c、產品具有良好的微膨脹性，水灰比為0.4時，凈漿試體的水中自由膨脹率為1d6.6/萬，3d17/萬，7d17.9/萬，14d17.9/萬。可以看出，試體的微膨脹在7d已趨于穩定；
d、產品的抗滲性、抗凍性和耐硫酸鹽侵蝕性良好；
e、產品堿含量低、無氯；
f、產品可配制超早強混凝土、噴射混凝土。
②主要技術指標(檢驗依據Q/LTF06-2004)
檢驗項目 標準值
漿流動度，（mm），≥2202
流動度保持時間，（min），≥83
凝結時間，（min），（10℃~7℃）
初凝，≥10
終凝，≤20
初、終凝結間隔，≤54
抗壓強度，（MPa）
塊養護，（40min），≥6
試塊養護，（1d），≥23
試塊養護，（3d），≥30
試塊養護，（7d），≥36
試塊養護，（28d），≥425
試件膨脹率，%
水中，（7d），≥0.05
水中，（28d），≥0.2
干空，（28d），≥-0.02
③施工方法
a、鉆孔：布孔的原則是先疏后密，中插孔，并用壓風機沖孔，將孔內沉碴、淤泥徹底清理干凈，通過沖孔可了解孔位之間的連通關系，從而確定壓漿孔和通氣孔；
b、灌漿：灌漿以前，應先進行注水試驗，以檢查孔洞是否暢通，然后將超早強自流平水泥基灌漿料按灰水比1:0.4的比例，用攪拌機制漿，將制好的漿放入貯漿桶后，通過壓力泵由管線送漿液至工作面而進行壓漿，壓漿工序可視漿液的凝結時間而定，以保證其結石強度。
④注意事項
a、產品宜在16℃~28℃的環境穩定下使用，在其它溫度下使用產品的凝結時間會有較大的變化，故用戶采用時，應加以說明，我們會提供低溫或高溫下的產品；
b、產品應在干燥環境下存放，保質期6個月時，應經試驗合格后使用。
（4）改性環氧樹脂灌漿材料
改性環氧樹脂灌漿材料是利用環氧樹脂的高強度，粘結力強的特點，改性它在潮濕接觸面有較好的耐久粘結力，遇水分散，可灌性好的性能，是改善混凝土密實性、補縫、補強防水的優質灌漿材料。
①改性環氧樹脂灌漿材料應符合如下條件才能選用
a、可灌好、凝固后不收縮、無溶出物質，可灌K=10-6~10-8cm/s，地層中可灌入0.01mm裂縫中；
b、粘結力強，可以粘結縫、濕縫、水下縫，可以粘結被油，有機物灰塵等污染的裂縫；
c、綜合力學性能和物理性能好、強度、粘結力、抗拉強度、剪切應力等指標高，能適應動荷載下施工（如高壓水頭堵水加固、地鐵和公路道床加固，房屋地基加固，橋梁補強，混凝土結構和堵水補縫補強等）；
d、材料中不含溶出物質，無收縮，對環境無污染，耐腐蝕無腐蝕固結體無毒，耐久性好（粘結力），
②主要技術指標
外觀：無結塊，顏色一致，無分層；固化時間：15~48h；
抗壓強度：≥50MPa；
抗拉強度：≥8MPa；
粘結強度：干燥基面≥1.5MPa；潮濕基面≥（1.5×0.8）MPa；
彎曲強度：≥25MPa
收縮率：≤0.3%；
③改性環氧灌堵漏補強工程施工工藝
a、用切縫機開縫，人工治縫開槽，槽寬20mm，槽深20~30mm，槽長向縫兩端頭各延長100mm；
b、用清水將打鑿好的滲漏水縫、滲漏水點清洗干凈；
c、埋設注漿咀，注漿咀一般埋設在滲漏水較大或裂縫較寬的部位，注漿咀間距一般為30~50cm，滲漏水點注漿咀埋設在滲漏水部位；
d、用封堵材料把注漿咀固定并把“U”型縫封平；
e、在注漿咀處套1根約12cm長、ø10mm的高壓膠管，用鐵絲把高壓膠管扎緊；
f、待封縫材料固結后，采取從裂縫左邊至右邊（或右至左）或由下至上的方式，用灌漿泵把化學漿從灌漿咀處灌入，灌漿壓力需緩慢增加，當灌漿壓力上升到1~8MPa后，在沒有加壓的前提下，若灌漿泵的壓力表指示針在2~3min內基本不下滑，即可停止該咀灌漿，移至下一咀續灌。在灌縫過程中，若出現灌漿咀通漿情況，即將通漿咀封閉（用鐵線扎緊高壓膠管口），若出現封縫部位漏漿，即應停止灌漿，用封漏材料將部位堵位；
g、封管，灌漿完畢后，用鐵絲扎緊套在灌漿咀上的高壓膠管口；
h、將漿液固化后（一般3d），切除注漿咀；
i、檢查注漿效果，若個別部位仍有滲漏現象，必須重灌，直至不滲不漏為止。
④汗滲部位的化灌堵漏處理
a、在汗滲部位布置注漿孔，孔距一般為30~50cm，孔徑約12mm，孔深約40cm（或根據工程具體情況而定）；
b、用高壓水槍（水壓1MPa左右）將注漿孔清洗干凈；
c、埋設注漿管，管深約10cm；
d、封管，用微膨脹速凝材料將注漿管與混凝土孔隙封實，管壁周邊再用改性環氧漿泥密封，范圍約ø10mm；
e、待封管材料固結后，作灌漿防滲處理。灌漿壓力根據進漿情況確定；
f、灌漿時，采用正壓與負壓并舉的方式進行。
（5）高壓灌注機設備簡介
①機具介紹
a、機具：高壓灌漿機，灌注壓力可達8000~10000磅，可進入0.02mm以上的發絲裂縫。
機具體積小，便于操作及攜帶（重量7kg）。產品采用模組化設計，便于組裝、拆卸及保養。
可切換進料方式：除一般傳統置料方式外，本機另可切換至吸料管進料，可節省倒料時間及節省材料。并可以避免材料二次污染；
高壓注漿堵漏—工法特性：高壓灌注機所產生的巨大壓力，將堵漏劑送至壁體裂縫的中間部位，使堵漏劑以裂縫中間部位為中心向四周擴散。堵漏劑與水快速反應硬化后，將裂縫永久性堵住，尤其是對厚度大于20cm以上的混凝土壁體，使用本工法堵漏更是快速且有效。
本工法所使用之高壓注漿機，灌注壓力高、流量大，可快速止水，確為有效的堵水工法。尤其是對量涌水的漏水點，本工法更有神奇之處。
適用范圍：地鐵、隧道、涵洞、地盤改善、水庫、港灣工程、頂板、裂縫、施工縫、伸縮縫、地下室發絲狀裂縫等止漏工程。
b、零配件
配件名稱規格或說明
止水針頭長針頭15cm用于松散結構：短針頭8.5cm，10cm用于密實結構。并可定制其他規格。
鉆頭各種長度。（15×210mm，14×310mm，14×450mm）。
牛頭油 進口
開關閥門 國產
連接桿 進口
高壓管 進口
②高壓灌注堵漏裂縫施工工藝
a、前期施工步驟
尋找裂縫：對于潮濕基層，先清掃結水，待基層全部清理干凈、表面稍干時，仔細尋找裂縫，用色筆或粉筆沿裂縫作好記號：對于干燥基層清，清理后可用氣泵或吹風機吹除表面灰塵；
鉆孔：按混凝土結厚度，距離裂縫約150~250mm，沿裂縫方向兩例交叉鉆孔。孔距應按現場實際情況而定，以兩孔注漿后漿液在裂縫處能交匯機為原則，一般剛開始時孔距宜為300mm；孔徑的大小，應按配套的止水針頭大上而定，采用的為非標的13mm鉆頭。孔與裂縫斷面應成450~600交叉，并交叉在底板中部1/3范圍。
埋止水針頭：止水針頭為配套部件，是漿液注入裂縫內的連接件，埋設時應用工具緊固，并保證針頭的橡膠部分及孔壁在未使用前干燥，否則在緊固時容易引起打滑。
b、前期施工應注意的問題
在尋找裂縫前，首先應對裂縫進行分析，并按裂縫寬度、長度的不同分別取芯，以確定裂縫深度發展規律。如非貫穿裂縫且深度較淺，可以作表面處理。
c、裂縫修補
灌注漿液應從第一枚針頭開始（結構立面由下往上灌注），當漿液從裂縫處冒出，應立即停止，移入第二枚繼續灌注，依次向前進行。在灌注過程中，如果漿液已灌滿相鄰針頭位置，可以跳開不注：如注漿后發現裂縫兩端仍有裂縫延伸，或有裂縫與其交叉，應在該位置補孔，重新注漿。這樣，整條裂縫的第一次注漿才算結束。
為使裂縫完全灌滿漿液，應進行二次注漿。第二次灌注應與第一次間隔一段時間，但必須在漿液凝固前完成。如二次灌注后，漿液仍不能愈合，應在該位置重新鉆孔注漿。
d、注漿時應注意的問題
當一枚針頭在灌注較長時間后（約5min后），漿液仍未從裂縫內冒出，應停止灌注，間隔一段時間后再進行，如仍未灌滿，應檢查鉆孔是否與埋管線交叉，底板是否有孔洞等情況，待查明原因后再進行。
灌注時應嚴密注視灌注機的工作壓力表，如超過額定壓力（35MPa以上），應停機再進行，如壓力仍居高不下，應檢查鉆孔是否與裂縫完全交叉。
聚氨酯是遇水膨脹材料，工作時應穿戴好防護器具如手套、護目鏡，如不慎濺入眼睛，應立即送醫院。
e、表面清理及設備維護
待漿液凝固后，表面應及時清理。
灌注機連續使用最多不超過10h，如中途停止工作超過30min，應及時清洗機械，清洗可用專用清洗劑或丙酮等。
灌注機使用前應經常檢查，發現異常，立即予以維修，以防發生事故。
③裂縫修補檢測
對已修補完成的裂縫，用鉆孔機進行取芯檢測。檢測結果應該是混凝土表面光滑、密實，漿液全部灌滿裂縫，并對芯樣進行混凝土強度抗壓試驗，達到原設計值。
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