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關(guān)鍵詞:地下溶洞;硅化法;加固工程
通常來講,常見的化學灌漿法有兩種:一種是單液法,它指的是將漿液的所有組成部分全部混合在一起,然后再借助相應(yīng)的灌漿機械進行灌注;另一種是雙液法,即將漿液進行組配,分成兩個大的部分,然后分別借助相應(yīng)的灌漿機械,分兩條路輸送至孔口混合裝置,最后再將其灌入裂縫。本文重點分析雙液化學硅化法在地下溶洞加固工程中的應(yīng)用。
一、工程概況
(一)工程整體概況
為了適應(yīng)交通的需要,某機場實行基樓擴建。此基樓共3層,人工挖孔樁基礎(chǔ)為雙樁臺,持力層為下伏灰?guī)r。在修建的過程中,遇到覆蓋型灰?guī)r溶洞,且在打孔的作業(yè)中,常常發(fā)生鉆具自由下落和漏水(或者掉鉆)情況。經(jīng)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示,最大溶洞的洞高為5.64m,在局部地區(qū),還有2到3層的溶洞存在,涌水量高達1000噸/天,水流速度在300厘米/分。由于地下溶洞嚴重影響了樁基礎(chǔ)的承載力,根據(jù)施工設(shè)計要求,需要對16#樁的地下溶洞進行加固處理。
(二)需加固工程概況
第一,鉆孔情況。經(jīng)探測結(jié)果顯示,鉆孔的深度為27.70m,回填土的深度為0.8m,樁身長度則為16.63m,最終鉆進持力層的深度為10.27m。此外,巖芯采取率為78%,鹼芯采取率則為99%。第二,持力層情況。樁端下1.71m發(fā)現(xiàn)有溶洞,其高度為5.64m,粘性較好,潮濕性強,目前已部分充填粘土溶泥。根據(jù)相應(yīng)的測試顯示,其極限抗壓強度是59.8MPa。
二、雙液化學硅化法在地下溶洞加固工程中的應(yīng)用
(一)施工方案與施工設(shè)備
1、選擇科學的施工方案
在本工程中,由于地下溶洞屬于成片發(fā)育,并且具有較大高度的洞高。在加固的過程中,如果采用灌砂、粘土、石、水泥等,會造成嚴重的損耗,而且質(zhì)量也不穩(wěn)定。因此,必須要采用化學硅化法灌漿,達到加固的目的。在本工程中,采用雙液化學硅化法進行灌注,其具有以下幾個方面的優(yōu)勢:①擁有較快的固化時間。在加固的過程中,可以根據(jù)工程需要,在30到120秒的時間區(qū)間內(nèi)進行調(diào)節(jié),從而有效避免漿液的流失;②固結(jié)率和沖填率較高,幾乎可以達到100%;③固結(jié)體的耐水性好、強度好(可達到5-15MPa)。
2、施工設(shè)備的準備
根據(jù)本工程的加固施工要求,需準備一下施工設(shè)備:①壓力表(個數(shù):3;強度大?。?-4MPa);②鉆機(臺數(shù):1;型號:XJ100-1);③泥漿泵(臺數(shù):2;型號:BW-250和BW-150);④水箱(個數(shù):3;容量大小:1.5m?);⑤膠管(型號:φ1.0英寸;長度:100m;層數(shù):3);⑥鍍鋅鐵管(個數(shù):3;型號:φ1.5英寸管50m、φ4分管40m、φ6分管10m);⑦攪拌機(類型:自制雙;臺數(shù):1;容量:200L/桶);⑧三通頭,分別連接水玻璃漿單液、水泥漿單液、內(nèi)外套環(huán)(地下孔內(nèi)雙管雙液)。
(二)施工工藝
1、加固機理
采用雙液化學硅化法對地下溶洞進行加固,涉及兩種作用機理。第一,化學作用機理。首先,借助機械壓力的作用,將之前配置好的漿液均勻地注入目的層,然后這些漿液以充填、劈裂、擠壓等方式。將積存在土粒間的氣體、水分排擠出來,促使那些軟弱、松散的土體進一步轉(zhuǎn)化成緊密的新土體,即“人造石”,它具有較強的抗蝕能力、較高的強度。在加固施工中,會產(chǎn)生相應(yīng)的化學反應(yīng),一種是NaO?nSiO2+Ca(OH)2+mH2OCao?nSiO2?mH2O+2NaOH;另一種是水玻璃與巖石中的Ca反應(yīng),然后生成硅酸鹽,從而使土體的固結(jié)作用更加明顯。
第二,物理作用機理。即在加固施工中,將大量的漿液灌注到溶洞中后,那些比較微弱的土體就會進一步受到擠壓,促使其體積不斷縮小,那么土體的密度就會隨之增大,最終達到加固的目的。
2、漿液的配置
第一,選擇合適的漿材。考慮到地下溶洞在處理中的速凝要求,在選擇漿材時,應(yīng)充分利用粒狀漿材和化學漿材的優(yōu)勢,采用一種混合漿材,其主劑為水玻璃和水泥。這樣一來,不僅可以有效滿足地下溶洞加固施工的要求,還可以節(jié)約成本。第二,選擇合適的漿液配比,具體方案可以參照表1。
3、施工工藝
第一,打孔下管。施工人員利用鉆機設(shè)備,將孔打好,然后進行下管。為了經(jīng)灌注土層的細小裂縫有效沖開以及將噴管清洗干凈,完成下管操作后,需要采用清水進行沖管和試水。第二,灌漿。在灌漿的過程中,壓力值在0.2-0.5MPa之間,速度控制在100-150L/min之間,擴散半徑控制在1.5-2.0m之間,在灌漿的過程中,遵循灌漿深度的減小,隨之減小灌漿的壓力值和速度。此外,在灌漿的過程中,還要嚴格控制灌漿量,從而保障灌漿效果。這里可以采用回歸統(tǒng)計計算,公式如下: 。其中,Q表示注漿量,p表示注漿壓力,k表示滲透系數(shù),μ表示黏度。當?shù)孛娈a(chǎn)生龜裂(或者隆起)現(xiàn)象,且灌漿壓力值>0.5MPa時,表明灌漿操作已達到飽和,這時候方可停止灌漿。第三,拔管。在灌漿中,當完成某一個段次的施工中,應(yīng)馬上將其拔除,然后進入下一個段次的施工。第四,灌漿檢查。灌漿完成后的4-7d之后,施工人員要檢查灌漿效果。采用抽樣檢查的方法,檢查強度大小和是否存在掉鉆現(xiàn)象。
4、特殊情況處理
在灌漿的過程中,有時候會出現(xiàn)一些冒漿、跑漿現(xiàn)象,從而影響加固施工質(zhì)量,這時候需要采取有力的措施加以解決。第一,當發(fā)現(xiàn)有跑漿現(xiàn)象時,必須要馬上予以調(diào)整,需采用的方法如下:①將水玻璃量、漿液濃度在原來的基礎(chǔ)上加大;②先停止灌漿,過了12h之后,再次進行灌漿;③多次停灌――復(fù)灌。第二,當遇到冒漿情況時,主要的處理方法有三種:①慢速低壓灌注法,經(jīng)相關(guān)研究表明,當灌漿壓力控制在0.2-0.3MPa時,可以有效防止冒漿現(xiàn)象的發(fā)生;②間隙灌注法,在灌漿的過程中,根據(jù)冒漿情況,采用停停灌灌的方法,即“灌注――停止――灌注”,;③下止?jié){套管法,即在施工的過程中,使其超過填土深度。
結(jié)束語
綜上所述,將雙液化學硅化法應(yīng)用于地下溶洞加固工程,要想保障施工質(zhì)量和效果,需要結(jié)合工程的實際情況,選擇科學合理的施工方案以及相應(yīng)的施工設(shè)備;在施工的過程中,需要做好打孔、下管、灌漿、質(zhì)檢幾個方面的工作,確保施工滿足設(shè)計要求,有效解決地下溶洞加固施工,提高工程的經(jīng)濟效益和射虎效益。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:加固設(shè)計,施工方案
混凝土建筑物因出現(xiàn)功能性改變,如接建、增加荷載等,或出現(xiàn)質(zhì)量問題,如配筋不足、災(zāi)后修補、混凝土強度不夠等,都需要進行加固。其加固設(shè)計及加固施工方案的制定尤為重要,對于需要加固的構(gòu)筑物,應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經(jīng)濟、快捷、施工方便的原則,只有這樣,加固工程才能收到良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
1混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計
混凝土結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類,設(shè)計時可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。
1.1直接加固的一般方法
1.1.1加大截面加固法。
在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層,可增加截面有效高度,擴大截面面積,從而提高構(gòu)件正截面抗彎,斜截面抗剪能力和截面剛度,起到加固補強的作用。
1.1.2置換混凝土加固法。
該法的優(yōu)點與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點;適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。
1.1.3有黏結(jié)外包型鋼加固法。
外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊,外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法,即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件黏結(jié)成一整體,加固后的構(gòu)件,由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高,因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。
1.1.4粘鋼加固法。
鋼筋混凝土受彎構(gòu)件外部粘鋼加固是在構(gòu)件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面粘貼鋼板,這樣可提高被加固構(gòu)件的承載力,且施工方便。
1.1.5粘貼纖維增強塑料加固法。
外貼纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域,使它與被加固截面共同工作,達到提高構(gòu)件承載能力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外,還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點,但需要專門的防火處理,適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
1.1.6繞絲法。
該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近;適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固,或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。
1.1.7錨栓錨固法。
該法適用于混凝土強度等級為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固;不適用于已嚴重風化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
1.2間接加固的一般方法
1.2.1預(yù)應(yīng)力加固法。
1)預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法。預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件,由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用,拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力,該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上,在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用,該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩,減少了外荷載效應(yīng),從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時,由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用,構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。
2)預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法。鋼筋混凝土構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固定后,形成一個由被加固構(gòu)件和下?lián)问嚼瓧U組成的復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)體系,在外荷載和預(yù)應(yīng)力共同作用下,拉桿中產(chǎn)生軸向力并通過與構(gòu)件的結(jié)合點(下?lián)吸c和桿端錨固點)傳遞給被加固構(gòu)件,抵消了部分外荷載,改變了原構(gòu)件截面內(nèi)力特征,從而提高了構(gòu)件的承載能力。
1.2.2增加支承加固法。
增設(shè)支點加固法是通過減少受彎構(gòu)件的計算跨度,達到減少作用在被加固構(gòu)件上的承載效應(yīng),提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。該法簡單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減小使用空間;適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
1.2.3其他加固法。
輔助結(jié)構(gòu)加固法是采用另制的輔助構(gòu)件,如型鋼、鋼桁架或鋼筋混凝土粱,部分或全部分擔被加固梁的荷載。在支座附近加腋后,支座附近截面的有效高度提高了,因此,截面的抗彎和抗剪能力都得到提高。
2混凝土結(jié)構(gòu)加固施工方案
優(yōu)秀的加固方案具體體現(xiàn)在其施工作業(yè)方便、施工技術(shù)先進、經(jīng)濟效果好、加固質(zhì)量高等四方面的特點。
2.1良好的施工性是加固工程方案必須考慮的條件之一
加固工程方案的優(yōu)劣,首先要把是否具有施工作業(yè)方便作為必要條件,沒有良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個攔路虎。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性,但是,由于其方案在施工過程中增加了一定的施工難度,而造成施工工期長,勞動用工多,安全系數(shù)低的弊端,影響到加固質(zhì)量。
2.2不同類型加固工程與加固方案分析
一般來說,加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法等,隨著科學技術(shù)的不斷進步,應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝進行工程加固的方法,如化學灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法應(yīng)運而生,并開始廣泛應(yīng)用于各類加固工程中。具體哪個方案最能體現(xiàn)加固工程所要求的短、平、快、省的特點,應(yīng)根據(jù)需要加固的構(gòu)件情況,綜合確定加固方案。
2.2.1以框架梁的加固為例,較為合理、經(jīng)濟、技術(shù)先進的加固方案當屬粘鋼錨固法和碳纖維加固法。前者以造價低,施工簡單,占用空間小,加固效果好,明顯優(yōu)于加大截面法和預(yù)應(yīng)力加固法,后者除材料費用高外,則各種優(yōu)勢盡顯其中,重要表現(xiàn)在自重輕,材料自身幾乎不增加重量;強度高,固化后的碳纖維強度比鋼材高達十幾倍;勞動強度小,一個作業(yè)面只需一至兩人操作即可;施工工期短,熟練工人每人每天可完成近200m左右。但是,應(yīng)用其在負彎矩部位進行加固效果不如鋼板性能好。
2.2.2以框架柱的加固為例,較為常見的加固方法有外包鋼加固法,即在混凝土柱四周包以型鋼進行加固,這樣既不增大混凝土截面尺寸,又可大幅度地提高混凝土柱的承載力。具體方法分干法作業(yè)與濕作業(yè)法兩種形式:干式加固法是將型鋼(一般是角鋼)直接外包于需要加固的混凝土柱四周,型鋼與混凝土之間無連接,由于與混凝土沒有形成一個整體,所以不能確保結(jié)合面?zhèn)鬟f剪力。
濕式加固法一種是用乳膠水泥漿或環(huán)氧樹脂化學灌漿等材料,將角
關(guān)鍵詞:地下室;防水;施工措施;滲漏
前言
隨著高層建筑的興起,地下室的技術(shù)要求也越來越高,而地下室的防水滲漏治理技術(shù)問題, 一直都困擾了高層建筑的整體施工,因此,防水施工滲漏治理在地下室工程中異常重要。近年來,為改善城市環(huán)境面貌,地下室用作車庫、商場并在其地面上開辟綠地的設(shè)計增多,由于地下室易受地下水、地面雨水等入侵,若防水層設(shè)置不當,施工粗糙,地下室就會極易發(fā)生滲漏水現(xiàn)象,影響建筑物的正常使用和安全。隨著地下室和地下工程的增長,地下防水工程也引起高度的重視,地下工程防水效果的好壞,不僅是滿足建筑物使用功能的基本要求,而且在一定程度上影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命,同時也制約工程投資,降低工程成本,減少維修費用。
1 地下室滲漏部位與滲漏形式
某地下室工程滲漏情況概況:考察時間為7 月份,為當?shù)赜晁竟?jié),一年中地下水位較高、水壓較高的季節(jié)。其地下室外墻內(nèi)側(cè)壁支模的穿墻螺栓未作防水處理,滲漏點有50 處左右,裂縫總長100m,均有滲漏水外流。地下室底板滲漏較為嚴重,考察時,積水達2cm 深。
從考察情況來看,滲漏部位主要集中在地下室四周外墻內(nèi)側(cè)壁和底板上。滲漏表現(xiàn)形式:地下室四周外墻內(nèi)側(cè)壁大面積慢滲、孔洞點滲漏和裂縫漏水。底板表現(xiàn)為高壓慢滲水。
2 地下室滲漏原因分析
經(jīng)過考察了解,該地下室滲漏水原因是多方面因素造成的:
(1)勘察時雖明確有地下水,設(shè)計中也考慮了防水方案,但由于施工時沒有出現(xiàn)地下水,建設(shè)單位中途取消了原設(shè)計的防水方案,忽視了地下水水位的變化以及回填土中上層滯水和壅水的危害,造成地下室滲漏。
(2)施工單位防水混凝土施工的質(zhì)量欠佳,出現(xiàn)質(zhì)量問題,導致滲漏:
①地下室底板及側(cè)壁鋼筋密集,施工中混凝土漏振或少振,都極易造成混凝土不密實,致使混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象,同時使混凝土抗?jié)B、抗裂能力降低,形成滲漏水通道。
②混凝土養(yǎng)護不良造成早期失水嚴重,形成毛細管通道。
③施工縫、變形縫等細部構(gòu)造留設(shè)處理不當,清理不干凈,新舊混凝土結(jié)合處未嚴格處理,造成沿施工縫、變形縫滲漏水。
④對地下室外墻支模時穿墻螺栓孔眼,施工后未進行防水處理或封堵不嚴造成滲漏。
3 地下室滲漏治理原則
(1)采用多種工藝和材料,以“堵防結(jié)合、封排結(jié)合、多道設(shè)防、優(yōu)選材料、整體布局、標本兼治、綜合治理”為原則,進行科學嚴密的施工方案設(shè)計。
(2)在大面積滲漏狀態(tài)下進行堵漏防水施工時,必須盡量減少滲漏面積,本著面滲變線滲,線滲變點滲,使?jié)B漏水匯集成一點或數(shù)點的原則,最后按點滲漏治理方法進行堵漏防水施工,以減少其它部位的滲漏水壓力,保證整體堵漏止水工作順利進行。
4 地下室滲漏治理施工技術(shù)和方案
根據(jù)地下室滲漏治理原則,確定采用“灌、堵、嵌、涂”相結(jié)合的滲漏治理施工技術(shù)。滲漏治理施工方案分為兩個方面:①堵漏止水;②設(shè)置永久防水層。
(1)灌漿:即將化學材料配制成的漿液,用灌漿機將其灌入混凝土的縫隙或孔洞中,使其擴散、凝固,封閉混凝土中的滲水通道和孔隙,從而達到既防水又保護混凝土免受水的侵蝕的雙重目的。根據(jù)孔隙的大小和材料的可灌性選用適當?shù)幕瘜W灌漿材料。
(2)封堵:是指注漿孔、孔洞或裂縫采用快速堵漏材料進行封堵,這是灌漿施工過程中一道必不可少的工序,封堵質(zhì)量的好壞直接影響灌漿的效果。
(3)嵌縫:是指沿裂縫剔鑿成V 形或八字形溝槽,并在槽中嵌填柔性或剛性密封材料。
(4)涂布:是指在滲漏處表面涂刷具有防水防滲效果的高分子防水涂料。
①混凝土底板高壓慢滲水側(cè)壁大面積慢滲和裂縫漏水治理施工方案:大面積慢滲即無明顯漏水孔洞,約3~5min 左右才發(fā)現(xiàn)濕痕現(xiàn)象,相隔一段時間才聚集成一片水。具體的施工方案是:
a.抽凈地下室地面積水,底板側(cè)壁基層清理。b.用水泥砂漿將底板面分為20~25m2 的方格,方格內(nèi)滲水用拖布吸凈。c.注漿針頭布置:主要是在滲漏嚴重處或結(jié)構(gòu)缺陷部位,先用沖擊鉆鉆孔,后埋入注漿針頭,針頭間距根據(jù)滲漏流量流速大小、裂縫大小以及漿液擴散半徑而定,一般間距為500~1000mm,注漿針
頭布置宜成梅花形交錯布置,使其擴散半徑互相交叉。d.灌漿:水平面可在方格內(nèi)自一端向另一端進行或從四周向中央集中進行,垂直面先下后上進行灌漿。注到不再進漿時停止灌漿,如此逐個直至結(jié)束。e.封孔:經(jīng)檢查無滲漏水現(xiàn)象發(fā)生時,割掉外露注漿針頭后,用快速堵漏料封堵密實。f.基層處理:涂刷聚合
物水泥基防水涂料,形成整體封閉型防水。g.防水質(zhì)量驗收。h.底板40mm 厚細石混凝土,側(cè)壁15mm 厚水泥沙漿保護層。
②側(cè)壁螺栓孔點滲漏用直接快速堵塞法施工:孔洞不大的情況下采用。以漏水點為中心,剔鑿成直徑10mm 圓孔.用水沖洗干凈。隨即將快速堵漏料調(diào)成可塑狀并捻成與槽直徑相近的圓錐體。將其用力塞入槽內(nèi),使材料與槽壁結(jié)合緊密。待孔洞堵塞密實無滲漏現(xiàn)象發(fā)生時,再在其表面用素水泥漿抹一層,待表面有一定厚度后,再在其上做整體封閉式防水層和保護層。
5 質(zhì)量控制要點
灌漿堵漏技術(shù)是治理地下滲漏工程的一門新技術(shù),其技術(shù)特點是將化學灌漿液通過灌漿機具壓入裂縫、孔隙深處,使其擴散聚合凝固,失去流動性,形成凝膠體,起到堵漏止水的目的。其質(zhì)量控制要點是:
(1)灌漿順序:水平面從一端向另一端進行或從四周向中間進行,垂直面先下后上進行灌漿。
(2)灌漿壓力:灌漿壓力促使?jié){液前進擴散,是填充結(jié)構(gòu)縫隙的動力??筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)型式和耗漿量大小進行控制,大耗漿量用低壓力,小耗漿量用高壓力,灌漿壓力一般控制在0.4~1.0MPa。
(3)灌漿施工:操作時采用快慢停慢快的方法,開始先快速把漿液壓入,使?jié){液與水混合,然后慢慢灌漿,使其充分混合,再停段時間,再慢慢壓入,當達到一定壓力時,再快些壓入漿液,形成二次滲透,產(chǎn)生較大的滲透半徑和凝膠體,使縫隙充實。當漿液不再進漿,且鄰近注漿嘴冒漿時,應(yīng)立即停止注漿。下注漿工具后,應(yīng)檢查注漿是否充實,有無假凝、微滲水現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)后重新注漿。
6 體會:
(1)地下室滲漏治理,關(guān)鍵是要從工程的設(shè)計入手,并且在施工中要認真按防水設(shè)計施工,不要隨意變更甚至取消防水設(shè)計方案,在施工上引起重視,重點做好混凝土結(jié)構(gòu)自防水,最大限度地控制開裂和減少混凝土的滲漏。
(2)大型地下室的滲漏治理,由于其特殊的地下工程特性,堵漏防水材料應(yīng)擇優(yōu)選擇黏結(jié)力強和力學強度好的防水材料,從修補缺陷部位的混凝土,達到止水防水目的,滿足工程結(jié)構(gòu)
和使用功能要求。
(3)防水工程施工是一項技術(shù)性較強,標準要求較高的防水材料再加工過程,必須由具有資質(zhì)等級證書的專業(yè)防水施工隊伍承擔,施工人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓,考核合格并取得建設(shè)行政主管部門所發(fā)的上崗證后,才能從事防水施工作業(yè)。
7 結(jié)束語
防水施工滲漏治理在地下室工程中異常重要,通過對該地下室滲漏治理工程的施工,使我們積累了治理高層建筑大型地下室嚴重滲漏的施工經(jīng)驗,為今后治理好難度更大的滲漏工程奠定了堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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水利水電工程中的鉆探施工環(huán)節(jié)和采礦、采煤、石油勘探等鉆探施工均有所不同。水利水電中的鉆探施工側(cè)重于需要準確無誤地分析出水利水電建筑物下的土石,巖層的特性與狀況,確定地下巖層的劃分位置,評定地下巖層的穩(wěn)定性等。而采礦、采煤、石油勘探等鉆探施工側(cè)重于勘探目的和鉆進工藝等方面。對水利水電的鉆探需要對不同層位原狀樣進行各種物理力學和水文地質(zhì)的測試,對地層的穩(wěn)定性、區(qū)域的穩(wěn)定性和地層的滲透性都需要做出合理的評定,這樣才能對水利水電建筑物的安全性做出合理的施工預(yù)案,從而設(shè)定切合實際的工程造價。水利水電鉆探施工中,必須要對作業(yè)環(huán)境進行一個全方位、多角度的了解,查明覆蓋層的地質(zhì)組成和厚度等情況,以利于制定合理的施工方案,確保鉆探施工的順利進行。
二、水利水電灌漿漿液材料
灌漿通常使用水和水泥、粉煤灰和外加劑等混合成的漿液。標準情況下,漿體制成的立方體試件,在標準情況下養(yǎng)護一周,并將亞強度控制在5兆帕以上。同時,漿體在施工中由于其具有優(yōu)良的可泵性、保水性以至于漿體密度高不能很均勻地鋪滿板底的空隙。由于在現(xiàn)行灌漿施工規(guī)范中并未對此做出明文規(guī)定,我們可以與預(yù)制梁板壓漿的施工經(jīng)驗進行對照,做水泥漿稠度實驗漏斗,把漿體全部自由流完的時間當作流動度從而得到挖制。在同標準條件下,進行不同水灰比和材料配比之間的試件強度和流動度結(jié)果,在水泥凈漿中不摻減水劑,使得其流動性都優(yōu)越于同條件F粉煤灰水泥漿體。因此,對沒有減水劑的水泥石,它的流動度應(yīng)大于等于16s,而摻有減水劑的漿體中其流動度最大不超過26s。當然施工中漿體的流動度不能過小,控制在20~30s之間最合適,否則會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。
三、水利水電鉆探與灌漿技術(shù)方法
1.水利水電鉆探技術(shù)
根管清水鋼粒鉆進方法在施工過程中使用鋼粒的沖擊破壞巖土層的結(jié)構(gòu),再用清水充當清洗液沖洗,鉆探時套管要不斷跟進前端,以保護鉆探截面的完整性,對巖土層的取樣由專門的卡料結(jié)構(gòu)完成,清水作為沖洗液有利有弊,清水價格低廉,容易制備而且能對鉆頭前端工作部分進行水冷,以降低鉆頭前端產(chǎn)生的高溫,但是清水同時也容易破壞卡料結(jié)構(gòu)獲取的巖土層試樣,造成難以對水利水電工程施工環(huán)境的地質(zhì)情況做一個準確的判斷和分析,即使通過提取返回清洗液中的巖土殘渣進行一定程度的補救,但是仍然難以對巖土地貌具體分布做一個判斷。鋼粒鉆進時,沖洗液量的大小也要準確控制,過大造成鉆探前端難以迅速推進,過小不利于提取巖土試樣。
2.水利水電施工中灌漿技術(shù)方法分析
近幾年我國的灌漿施工技術(shù)得到長足發(fā)展,其環(huán)保、耐久性好、可以應(yīng)用于各種苛刻的施工環(huán)境,并且灌漿施工成本低。在灌漿材料方面,現(xiàn)在也是品種多元化、應(yīng)用面廣。灌漿施工技術(shù)方面的研究也不斷的改進和創(chuàng)新,在灌漿設(shè)備、儀器方面我們現(xiàn)在實現(xiàn)了產(chǎn)能化、固定形式化、系列化、成套化、標準化和環(huán)?;?,其設(shè)備不僅能適應(yīng)各種施工場合,其效率也相當高。水利水電灌漿施工技術(shù)一般有:混凝土灌漿技術(shù)、誘導灌漿技術(shù)?;炷凉酀{技術(shù)是最先被用于水利水電建筑壩體的堵漏和加固。隨著灌漿技術(shù)的日益革新,混凝土灌漿技術(shù)也日新月異,我們將混凝土的防水抗震的特性應(yīng)用得更好,所以在水利水電工程中混凝土灌漿技術(shù)的重要性是不可改變的,其前景更加廣闊,全國范圍內(nèi)已有多個成功應(yīng)用混凝土灌漿工藝建筑大壩和水利工程的先例。誘導灌漿技術(shù)是一項新興的施工技術(shù),它的工藝流程比較特殊,其主要是依據(jù)電化學的原理對施工中利用阻力或是利用漿液的成分和溫度等因素來對水利水電中的中巖層的側(cè)壓力和控制漿液的流動范圍,從而對水利水電工程建筑物進行加固。
四、討論灌漿施工中應(yīng)注意的事項
在水利水電工程中,灌漿施工環(huán)節(jié)重中之重,此環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求極高,關(guān)鍵控制點多。在此施工環(huán)節(jié)我們必須注意:灌漿施工方案是否適合;操作技術(shù)人員是否在施工過程中監(jiān)督到位;工程進度是否合理等??刂乒酀{工藝質(zhì)量的關(guān)鍵點在于:依據(jù)工程預(yù)案對施工現(xiàn)場進行實際勘探,根據(jù)勘探情況制定合理的灌漿工藝技術(shù),包括選擇漿材,參考施工環(huán)境的溫度分布、地質(zhì)分布等,力爭使灌漿工藝最大程度地契合工程特點。
(1)采用劈裂灌漿方式進行灌漿時,劈裂現(xiàn)象
必然會首先發(fā)生在載體中垂直最小主應(yīng)力的平面上。
(2)劈裂灌漿方式一般是應(yīng)用數(shù)值法和曲線法
相結(jié)合來確定灌漿載體中發(fā)生的水力劈裂性質(zhì)。當流量與水頭呈線性關(guān)系時,水在裂隙中呈層流狀態(tài),灌漿載體中未發(fā)生水力劈裂;流量與水頭呈平方根函數(shù)時,滲流呈紊流狀態(tài),可能裂隙中發(fā)生了阻塞或裂隙中的充填料被壓密;當流量的增長高于水流的增長時,表明滲流斷面已被擴大,這是由于載體劈裂、裂隙充填物被沖走或裂隙變形等原因所致。
五、結(jié)語
關(guān)鍵詞:化學灌漿;地下棧橋;堵漏;工程應(yīng)用
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
我國沿海地區(qū)地下水位都比較高,地下建(構(gòu))筑物工程防水施工質(zhì)量控制是難度和重點。在施工過程中,即使采取了多項混凝土防水預(yù)控措施,也很難保證混凝土不滲漏,地下工程混凝土滲漏問題已經(jīng)是通病問題。在天津石化100萬噸/年乙烯及配套項目地下棧橋施工過程中,筆者單位也采取了多項混凝土防水質(zhì)量控制措施,但仍然有一個穿越鐵路的地下棧橋出現(xiàn)了滲漏問題。針對滲漏問題筆者專門查閱了大量堵漏工藝方面的資料,并結(jié)合該地下棧橋的自身特點,通過現(xiàn)場試驗,最終選定化學灌漿技術(shù)作為堵漏方法,在該工程中進行了實際應(yīng)用,取得了非常好的效果。本文對化學灌漿技術(shù)進行了介紹,重點對其實際應(yīng)用進行了分析和闡述,積累了一些經(jīng)驗,可供其他工程參考。
1.化學灌漿技術(shù)概述
化學灌漿技術(shù)是指將由化學材料(有機或者無機材料)配制的漿液,通過鉆孔埋設(shè)灌漿嘴,使用壓力泵將其注入結(jié)構(gòu)裂縫中,使其擴散、凝固,達到防水、堵漏、補強、加固的目的,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項地基處理和混凝土修補技術(shù)。隨著化學灌漿技術(shù)的發(fā)展和進步,現(xiàn)己成為建設(shè)工程中頗具特色且不可或缺的一項先進技術(shù),常用于修補較深的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。根據(jù)灌漿的壓力和速度,可分為高壓快速灌漿法和低壓慢速灌漿法。
化學灌漿技術(shù)在我國起步較晚。在上世紀八十年代中期,曾有過推廣應(yīng)用高峰期,但由于受施工設(shè)備、材料的限制未能普及。近幾年來隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,化學灌漿技術(shù)應(yīng)用發(fā)展較快并有獨創(chuàng)。到二十世紀末,我國在化學灌漿材料和灌漿設(shè)備的研制、開發(fā)上已趕上了各國發(fā)展的步伐。近幾年來隨著我國經(jīng)濟、技術(shù)的迅速發(fā)展,灌漿材料的品種、產(chǎn)量也已大幅增加,高壓化學灌漿技術(shù)發(fā)展較快。尤其在大型的水利水電工程中,取得了大量的成功經(jīng)驗和豐碩科技成果。
2.化學灌漿技術(shù)的特點
(1)壓力高且穩(wěn)定可靠。壓力一般可達20MPa以上,化學灌漿材料具有良好的滲透性和擴散性,可讓化學漿液完全進入混凝土結(jié)構(gòu)深層微小裂縫內(nèi)部,止水效果好。 (2)灌漿液技術(shù)成熟,品種齊全,基本上都已實現(xiàn)了單組份成品化生產(chǎn),不需現(xiàn)場調(diào)配,質(zhì)量穩(wěn)定,開桶即可使用。漿液耐化學腐蝕,固化后無毒、環(huán)保、可永久防水。 (3)施工工藝簡單、易行,施工速度快,止水效果立竿見影,一勞永逸;工人勞動強度小,施工效率是傳統(tǒng)施工方法的5~10倍,傳統(tǒng)作法無法比擬。 (4)施工不受季節(jié)、天氣限制,可用于各種工程,包括檢修、搶修等工程。施工綜合費用低,經(jīng)濟效益顯著。
(5)漿液遇水后自行分散、乳化、發(fā)泡,立即進行化學反應(yīng),形成不透水的彈性膠狀固結(jié)體,有良好的止水性能。
(6)漿液遇水反應(yīng)后形成的彈性膠狀固結(jié)體有良好的延伸性、彈性及抗?jié)B性、耐低溫性,在水中永久保持原形。
(7)漿液與水混合后粘度小,可灌性好,固結(jié)體在水中浸泡對人體無害、無毒、無污染。
(8)漿液遇水反應(yīng)形成彈性固結(jié)體物質(zhì)的同時,釋放CO2氣體,借助氣體壓力,漿液可進一步壓進結(jié)構(gòu)的空隙,使多孔性結(jié)構(gòu)或地層能完全充填密實,具有二次滲透的特點。
(9)漿液的膨脹性好,包水量大,具有良好的親水性和可灌性,同時漿液的粘度、固化速度可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。
3.工程應(yīng)用實例
3.1工程概況
天津石化100萬噸/年乙烯及配套項目熱電工程燃料供應(yīng)系統(tǒng)位于天津市濱海新區(qū)(原大港區(qū)),為大乙烯項目的配套工程,多數(shù)建(構(gòu))筑物為地下工程,當?shù)氐叵滤惠^高;其中焦1#棧橋為穿越鐵路的地下棧橋(焦1#棧橋地下部分示意圖見圖3.1)。
圖3.1焦1#棧橋地下部分示意圖
該地下棧橋主要施工步驟如下:
(1)棧橋上方鐵路采取便梁架空,基坑采取鋼筋混凝土灌注樁支護;
(2)土方大開挖后進行棧橋施工;
(3)地下棧橋施工完成并且混凝土強度達到設(shè)計強度后進行土方回填;
(4)鐵路進行原狀恢復(fù)。
鐵路恢復(fù)通車后,在鐵路的正下方砼棧橋(有坡度部分)內(nèi)墻面多處出現(xiàn)線漏問題,影響了地下棧橋的正常使用。(見右面照片)
3.2地下混凝土工程滲漏原因分析及危害
3.2.1原因分析
地下混凝土工程滲漏現(xiàn)象通常可分為三類,即點、線、面滲漏。
(1)點漏是指不連續(xù)的,無規(guī)律的滲漏現(xiàn)象,主要表現(xiàn)形式為孔洞滲漏水,一般是由于混凝土施工不當造成的孔洞、模板對穿螺孔及其他孔眼未及時封堵或封堵不當、鋼筋銹蝕和穿墻管等細部構(gòu)造留設(shè)處理不當以及二次施工或裝修施工不慎破壞了原防水層等原因造成的滲漏。
(2)面滲是指混凝土大面積潮濕和微滲水,俗稱“冒汗”。產(chǎn)生面滲漏的原因主要有:混凝土帶水澆注、振搗不實、混凝土養(yǎng)護不當?shù)取?/p>
(3)線漏是指連續(xù)的,或有一定規(guī)律的,并以縫漏作為其主要表現(xiàn)形式的滲漏現(xiàn)象。線漏可分為變形縫和非變形縫兩種,主要包括伸縮縫、沉降縫、施工縫和裂縫等。產(chǎn)生線漏的原因主要有:設(shè)計或施工不當、材料質(zhì)量及老化、結(jié)構(gòu)變形、溫度應(yīng)力、地基沉降不均等。
該地下棧橋滲漏屬于線漏中的裂縫滲漏,主要原因分析如下:
(1)由于運煤火車的頻繁通過使得地下棧橋受力不均而造成結(jié)構(gòu)變形;
(2)砼內(nèi)部存在溫度應(yīng)力;
(3)地基沉降不均勻。
3.2.2危害分析
(1)地下混凝土工程滲漏水,會使鋼筋混凝土內(nèi)部存在的氫氧化鈣溶失,PH值變小,容易導致混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋發(fā)生銹蝕,并會加快結(jié)構(gòu)混凝土的堿骨料反應(yīng),從而影響到結(jié)構(gòu)安全,縮短工程的使用年限;
(2)地下混凝土工程滲漏水,會失去它的使用功能;
(3)地下混凝土工程的滲漏,須常年采用機械排水和使用抽濕機或用吸濕劑除濕,均會造成能耗損失,成本飆升。
3.3堵漏方案選擇
堵漏治理方案是混凝土滲漏治理的關(guān)鍵,必須結(jié)合建(構(gòu))筑物的防水要求,根據(jù)滲漏水的特點和防水材料性能選擇相應(yīng)的施工工藝和防水材料。
3.3.1施工工藝的選擇