化学灌浆在某大跨覆土建筑混凝土裂缝的应用

文/周曼 武汉科技大学城市学院 湖北武汉 430033

1、工程概况

某大跨覆土建筑为融入城市环境，将大面积建筑体量埋于防洪堤内，堤顶以绿化和步道为主，形成生态自然并兼具市民休闲功能的城市新型地下空间建筑。主体结构为地上四跨地下五跨双层钢筋混凝土框架结构，地下一层层高5.1 米，地下二层层高3.9 米。沿江堤覆土建筑长459 米，框架柱、梁、剪力墙均采用C35 混凝土，建筑物顶平台高程为28.4 米，顶部最大覆土厚度1.4米。主体结构浇筑完毕，由于多方面原因，剪力墙多处出现裂纹，有的还有渗漏现象发生。

2、裂缝检测

2.1 裂缝具体分布及形态

主体结构依照结构轴线顺序（由主干道向江边走势分别编号为A～F）,对每一条裂缝进行登记和编号，拍照记录特征明显的裂缝，分别对裂缝长度及走向、发展、裂缝宽度、深度等，进行外观检查并辅助超声波检查，形成裂缝统计表如表1-1 所示。

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根据裂缝记录表观察分析裂缝走势为：

①裂缝主要集中在地下一层的临江侧F 轴线的墙体上和E 轴线的梁上。墙体上裂缝长度大多为3.2m 左右，梁上的裂缝大多为 0.8m 左右，均呈垂直走向。

②F 轴墙体裂缝宽度大于或等于0.40mm的墙体裂缝有14 条，为贯穿裂缝。裂缝宽度大于0.20mm 且小于0.40mm 的裂缝使用超声波测裂缝深度11 处，其中3 处裂缝深度大于10.0cm 且小于20.0cm；6 处裂缝深度大于20.0cm 且小于40 .0cm；2 处裂缝深度大于40.0cm，为贯穿裂缝。

③经过跟踪观察2 个月，裂缝的发展延伸情况基本稳定。

2.2 裂缝原因分析

覆土建筑混凝土结构浇筑时间为冬季，施工时基础底板与承台的施工为大体积混凝土浇捣，地下室底板与隔墙及周边外墙一次整体浇筑，水平施工缝间混凝土一次浇筑完毕，在墙内除设置有后浇带外未留任何竖向施工缝[1]。

结构沉降监测结果表明，结构累计沉降量为0.82mm～13.1mm，可以排除基础不均匀沉降的影响。裂缝全部分布在F 轴外侧墙及地下一层E 轴大梁腹板处，梁底及墙顶、墙底未见裂缝，裂缝走向均为垂直方向。根据以上可以判定裂缝产生原因主要为混凝土收缩及温度应力偏大。这与施工中，变形缝间距过大，膨胀加强带封闭过早，商品混凝土配合比及坍落度、混凝土养护措施等因素的影响均有关。

3、裂缝处理方法

大体积混凝土裂缝有效的修补方案有化学灌浆方法、结构补强法、超细水泥灌浆法等。根据本工程的特点，经多次专家论证会讨论，确定采用化学灌浆法。此方法相对于其他混凝土裂缝处理方法来说，其使用的环氧浆液亲水性好，胶凝时间易控制，强度高，环保的同时能有效的保证结构的整体性和耐久性。

3.1 具体实施步骤

本工程针对覆土建筑裂缝的宽度进行分类处理，具体实施流程为[2]：裂缝清理—孔位布置—钻孔、安装注浆嘴—封缝—压风测孔—化学配浆—注浆—表明修饰。

1)裂缝清理：用手动打磨机按照规定的尺寸沿裂缝打磨出槽，用压缩空气清理裂缝表明的杂物。2）孔位布置：根据裂缝情况合理确定压浆嘴的位置。3）钻孔和安装注浆嘴：按裂缝宽度是否大于0.2mm 进行分类处理，对大于0.2mm的裂缝用电锤在周围斜向钻孔，清理干净后安装专用压浆嘴；对小于0.2mm 的裂缝，用环氧胶泥将注射用注浆嘴骑缝固定。4）封缝：用环氧胶泥将除注浆嘴以外的裂缝全部进行封缝。5）压风测孔：封缝24h 后，用空气机通过压浆嘴压入空气，初步判断裂缝内部深度及贯穿情况。6）化学配浆：针对本工程实际情况，采用具有补强加固作用的WJY-2 双组份环氧树脂型灌浆材料。7）注浆：采用由下至上的顺序进行注浆，最后一个注浆嘴留作排气孔用。注浆起始压力0.4Mpa，一条缝注浆完毕，此缝最后一个注浆孔应稳压5—10min 压力不下降，即算完成灌浆。8）表明修饰：用环氧胶泥对孔口进行封闭及表明修补，至与混凝土齐平即可。

通过上述灌浆工艺对大体积混凝土覆土建筑裂缝进行处理，待各施工工序质量达到规定要求后对其进行取芯检查，随机钻取直径不小于50mm 的芯样，采用劈裂抗拉强度测定方法进行芯样检验，检测结果符合设计要求。

结语：

某大跨地下覆土建筑混凝土结构通过检查其裂缝形态，分析裂缝成因，并经多次专家论证会议编制化学灌浆方案，对主体结构按轴线分布进行化学灌浆处理，并对裂缝处理后结果进行强度检测，达到加固补强的作用。对类似大跨地下覆土建筑混凝土裂缝修补提供宝贵的经验。