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混凝土建筑物裂缝处理

混凝土建筑物投入运行后,由于各方面的原因,使建筑物出现有害裂缝而采取的处理措施。

混凝土建筑物投入运行后,由于各方面的原因,使建筑物出现有害裂缝而采取的处理措施。如原设计考虑不周,使结构断面过于单薄、孔洞所占面积过大、配筋量少或钢筋配置不合理,使结构强度不足;或浇筑混凝土时所选水泥品种、标号和骨料不适宜,浇筑期和浇筑间歇安排不当,结构分缝、分块不合适、温控措施不严、混凝土保温和养护不周,使混凝土抗裂性能降低;或基础处理不彻底和基础形状存在缺陷;或运行中维护不善;或在超设计荷载下使用,如遇强烈地震、冰凌和爆破等其他非预料因素,均可能使混凝土建筑物产生有害裂缝。出现裂缝后,如仍继续承受各种外力、温度应力及渗水侵蚀,将使裂缝进一步发展和恶化,危及建筑物的稳定、安全和耐久性。

裂缝的形式 按裂缝成因,可分为沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝和施工缝。干缩缝多属龟纹形表层浅缝,沉陷、应力和施工缝多为深层与贯穿性缝,温度缝则深、浅不一。按裂缝产状,垂直坝轴线的为横向裂缝,处理时多以防渗为主;平行坝轴线的为纵向裂缝,应以加强整体性为主;水平向裂缝,则防渗与整体性都应加强。处理与修补裂缝的目的,是恢复结构的整体性,保持混凝土的强度使之达到设计要求的承载能力、抗渗性和耐久性,延长建筑物的寿命。一般表层浅缝对结构强度影响不大,进行表面处理即可;深层与贯穿性裂缝影响结构强度和严重渗水时,应谨慎、细致地处理;对于一些严重影响结构强度的裂缝,需提出结构补强设计方案,进行补强加固处理。

发现混凝土建筑物产生裂缝,应即进行监测,查清走向、缝宽、缝深等情况,并分析裂缝原因,确定处理方案。裂缝处理可分为表面处理和内部处理两类。

混凝土表面裂缝处理 表面处理有表面涂抹、表面粘补、凿槽嵌补和喷浆修补等。①表面涂抹的方法是先将表面凿毛并使糙面平整,冲洗干净并保持湿润,然后用水泥浆、水泥砂浆、防水快凝砂浆、环氧基液及环氧砂浆等涂抹在裂缝部位的混凝土表面。对一些浅层发丝形的细小裂缝,可用水泥砂浆涂抹在裂缝上,水泥采用普通硅酸盐水泥,标号不低于400号,涂抹完毕,精心养护;当有防水和速凝要求时,可在水泥砂浆中加入防水剂,以达到速凝和提高防水性能的效果;在抗冲耐磨的部位,可用环氧砂浆涂抹,裂缝为干燥状态时用普通环氧砂浆,潮湿状态时宜用环氧焦油砂浆或用以酮亚胺作固化剂的环氧砂浆。②表面粘补是先将裂缝表面混凝土凿成宽槽,然后用胶粘剂(如环氧材料胶粘剂)把橡皮、氯丁胶片、塑料带、紫铜片、沥青麻布和玻璃布等止水材料,粘贴在裂缝部位的混凝土面上,达到封闭裂缝防渗堵漏的目的。用环氧材料粘贴橡皮处理隧洞、尾水管混凝土衬砌裂缝,工程实例很多,效果较好。中国佛子岭水库拱坝拱圈施工缝被拉开而产生渗漏,采用迎水面凿槽,用沥青粘贴数层沥青麻布,表面再用钢丝网喷水泥砂浆保护,防渗效果良好。环氧橡皮粘补裂缝,见图1。③凿槽嵌补法用于修理一般对结构强度没有影响的裂缝,其方法是沿混凝土裂缝凿一条深槽,“V”型槽多用于竖直裂缝;梯型槽多用于水平裂缝;三角型槽多用于顶面裂缝及有水渗出的裂缝,槽内嵌填具有一定粘结强度且又有一定弹塑性的材料,如沥青油膏、沥青砂浆、沥青麻丝和聚氯乙烯胶泥,顶面再用水泥砂浆或环氧砂浆抹平保护,以防渗水。聚氯乙烯胶泥嵌补裂缝,见图2。④喷浆修补是在裂缝部位的混凝土表面。先凿毛处理,然后喷射一层密实且强度高的水泥砂浆保护层,达到封闭裂缝、防渗堵漏及提高混凝土表面抗冲耐蚀能力的目的。按裂缝的部位、性质和修理要求,分别采用无筋素喷浆、挂网喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补。无筋素喷浆易于引起喷浆层开裂或脱落,只用于一些分布面积较大的发丝裂缝;挂网喷浆效果较好,可普遍采用(见混凝土建筑物表层处理)。挂网喷浆结合凿槽嵌填预缩砂浆,质量更有保证,效果更好。

图1 橡皮粘补裂缝图(单位:厘米)

图2 聚氯乙烯胶泥嵌补裂缝示意图

混凝土内部裂缝处理 多采用灌浆,亦有沿裂缝面抽槽(开挖)回填混凝土的。当裂缝宽度大于0.3毫米时采用水泥灌浆,小于0.3毫米时则采用化学灌浆;对于渗透流速较大(大于600米/昼夜)或受温度变化影响的裂缝,则以化学灌浆为宜。水泥灌浆应使缝面混凝土干净湿润,止浆堵漏最好用能透水使水泥结石密实的而不漏浆材料。化学灌浆材料如甲凝、环氧树脂多用于较干燥或经处理后已无渗水的裂缝,甲凝能灌细微裂缝,并可以在低温下灌浆。环氧树脂能灌注0.3毫米左右宽的裂缝。丙凝、聚氨酯、硅酸钠和水泥一般用于有渗水裂缝的处理。丙凝最适宜用于防渗堵漏,甲凝、环氧具有较高的粘结强度,聚氨酯具有一定弹性,适宜于开合变化大的裂缝。竖向裂缝的灌浆可参照纵缝灌浆的要求施灌;水平裂缝可按回填灌浆要求布孔施灌;对缝面不通畅的,亦可采用逐渐加密法按梅花或方格形分次序布孔施灌的原则进行,以保证缝面灌注密实。

对有危害混凝土建筑物的整体性与承载能力的裂缝的补强处理,可采用沿缝面插钢筋束、插钢棒,设置键槽并在缝面两侧加设预应力锚索等措施。但这些均需根据裂缝补强设计的方案论证,按需要和可能,选择采用。