工程结构裂缝处理方法课件

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工程結構裂縫處理方法鋼筋混凝土結構裂縫處理方法鋼筋混凝土裂縫處理方法有下列幾種。(1)表面修補。常用的方法有壓實抹平、塗抹環氧樹脂膠粘劑、噴塗水泥砂漿或細石混凝土、壓抹環氧膠泥、環氧樹脂粘貼玻璃絲布、增加整體面層、鋼錨栓縫合等。(2)局部修復法。常用的有充填法、部分鑿除重新澆築混凝土等。(3)水泥壓力灌漿法。適用於縫寬大於0.5mm的穩定裂縫。(4)化學灌漿。可灌入縫寬大於0.05mm的裂縫。(5)減小框架結構內力。常用的方法有卸載或控制荷載、設置卸荷結構、增設支點或支撐、改簡支梁為連續梁等。(6)框架結構補強。常用的方法有增加鋼筋、加厚板、外包鋼筋混凝土、外包鋼、粘貼鋼板、預應力補強體系等。(7)改變框架結構方案，加強整體剛度。例如，框架裂縫採用增設隔板深梁法處理。(8)其他方法。如拆除重做、改善框架結構使用條件，通過試驗或分析論證不處理等。在選擇裂縫處理方法時應考慮如下一些因素：裂縫性質、大小、位置、環境、處理目的以及結構受力情況和使用情況等。對框架結構裂縫處理方法的選擇可參照表14-1進行。鋼筋混凝土結構裂縫處理方法表14-1裂縫處理方法選擇分類處理方法表面修補局部修補灌漿減小內力結構補強水泥化學裂縫性質溫度收縮荷載地基變形▲▲▲△△▲△△△△▲△☆▲△裂縫寬度(mm)＜0.10.1~0.5＞0.5▲▲▲▲△△△△處理目的美觀防滲漏耐久性承載能力▲▲▲△△△△△△☆▲注：▲—較常用；△—較少用；☆—應與表面修補配合使用。用化學灌漿法處理結構裂縫化學灌漿就是用壓送設備將化學材料配製的漿液灌入混凝土構件的裂縫內，使其擴散、固化。固化後的化學漿液具有較高的粘結強度，與混凝土能較好地粘結，從而增強了構件的整體性，使構件恢復使用功能，提高耐久性，達到防銹補強的目的。用於結構修補的化學漿液主要有兩類：一類是環氧樹脂漿液；另一類是甲基丙烯酸甲酯液(簡稱甲凝)。用於防滲堵漏的化學漿液主要有水玻璃、丙烯醯胺、聚氨酯、丙烯酸鹽等。這些材料可充填縫隙，使之不透水並增加強度。用化學灌漿法處理結構裂縫一.灌漿材料的選用及配方1.灌漿材料的選用用於結構修補的灌漿材料，可根據裂縫的寬度、深度的不同，按以下方法選用。(1)對於寬度小於0.3mm的細而深的裂縫，宜採用可灌性較好的甲凝或低粘度的環氧樹脂漿液灌注補強。(2)當裂縫寬度大於1.0mm時，宜用微膨脹水泥砂漿液修補。(3)對寬度為0.3mm~1.0mm的裂縫，宜採用收縮性較小的環氧樹脂漿液灌注補強。2.漿液配方及使用條件漿液配方由漿液的用途及使用條件而定。下麵分別介紹幾種常用的環氧樹脂漿液、甲凝的配方及其使用性能。1)環氧樹脂液《混凝土結構加固技術規範》所建議使用的環氧樹脂漿液配方見表14-2。用化學灌漿法處理結構裂縫表14-2加固規範推薦的漿液配方及其性能材料名稱規格配合比(重量比)配方1配方2配方3配方4配方5環氧樹脂6101號或634號100100100100100糠醛工業－20～25－5050丙酮工業－20～25－6060鄰苯二甲酸二丁酯工業－－10－－甲苯工業30～40－50－－苯酚工業－－－－10乙二胺工業8～1015～258～102020使用性能1天後固化，流動稍差2天後為彈性體，流動性較好4天後為彈性體，流動性較好6天後為彈性體，流動性較好7天後為彈性體，流動性較好從表14-2可以發現，各種添加劑的摻加比例對環氧樹脂漿液的性能和使用功能都有較大的影響。在工程中，應該根據不同情況選用不同的配方。用化學灌漿法處理結構裂縫2)甲基丙烯酸甲酯漿液(簡稱甲凝)甲凝能灌入0.05mm的細微裂縫中，當水壩、水池一類的建(構)築物出現裂縫時，用甲凝進行修復補強是非常有效的。加固規範推薦的配方見表14-3。表14-3加固規範推薦的甲凝配方材料名稱代號配合比(重量比)配方1配方2配方3甲基丙烯甲酯MMA100100100醋酸乙烯－18－0～15丙烯酸－－100～10過氧化二苯甲酸BPO1.51.01～1.5對甲苯亞磺酸TSA1.01.0～2.00.5～1.0二甲基苯胺DMA1.00.5～1.00.5～1.5用化學灌漿法處理結構裂縫二.灌漿方法及設備目前，常用的灌漿方法分手動和機械兩類，近年來國外已有自動灌漿法。1.手動灌漿施工法手動灌漿工具是油脂槍，槍筒可裝200mL以下的漿液。操作時將配製好的漿液裝入槍筒，槍頭與灌漿嘴(盒)相接，扳動操縱杆即可把漿液壓入縫中。施工時可任意調節灌注壓力。當用強力板壓杠杆時，槍端最大壓力達20MPa。這樣大的壓力，即使膏糊也可注入。手動法所用的工具少，機動靈活，當裂縫不多，灌漿量不大時，適宜採用此法。2.機動灌漿施工法機動灌漿是一種靠泵連續壓漿的機械施工方法。它所需要的機具包括：灌漿泵、管、灌漿嘴。目前市場上的化學灌漿泵主要有：①HGB型，其排漿流量調節範圍為0L/min～6.4L/min；②2MJ-3/40型隔膜計量泵，其精度高，既適用於化學灌漿，又適用於水泥灌漿，流量調節範圍為0L/min～3L/min；③JN-4型化學灌漿泵，可用於甲凝灌漿，最大流量為2.8L/min。壓漿筒可自製，其容量根據工程上耗漿量的大小自行決定。目前，國外多採用雙組分灌漿泵，即環氧漿液按環氧樹脂及硬化劑兩種組份分別裝在兩個容器內。灌漿時，按所要求的比例自動混合，形成可固化的漿液，灌入縫內。用化學灌漿法處理結構裂縫三.安全技術及注意事項環氧樹脂和甲凝的組成材料大多數有毒，危害人體健康，並且污染環境；有的還易燃、易爆。施工過程中如果不加以注意，則很可能危及施工人員的安全。這些有毒物質可通過接觸、呼吸及消化道等途徑進入人體而引起中毒；更應該注意的是，有些毒性反應在短時期內並不明顯，但經過長期的積累中毒後，將對人體造成嚴重傷害。因此，必須從安全教育、材料管理、現場施工組織管理、勞動保護、防火、防爆等幾方面採取切實可行的措施，以確保施工人員的安全和環境免受污染。1.安全教育加強對全體施工人員(包括貯運人員)的業務培訓和安全教育，充分認識化學灌漿材料的毒性及危害性，並且熟悉、掌握各種安全技術和防護措施。2.材料管理中的安全技術對有毒性和刺激性的揮發性材料，應有專人負責，將其密封貯存在陰涼通風的室內。丙酮、甲苯等易燃易爆材料，應貯存在遠離施工現場處。用化學灌漿法處理結構裂縫3.施工現場的安全技術施工現場應採取有效的通風設施，如施工地點在地下或井下，更應設置足夠的排風設備，將有毒氣體排出現場，並引入新鮮空氣。施工結束後，餘下的廢料都應妥善處理，防止污染環境。4.勞動保護(1)施工人員應穿戴防護服、橡膠或乳膠手套、專用臂套、防護口罩以及防護眼鏡等勞保用品，並應在漿液的上風位置工作。室內試驗應在通風櫥內進行。不准用手直接接觸化學灌漿材料。(2)施工人員不准在化學灌漿現場進食、吸煙，離開現場前應洗手。(3)若皮膚粘有漿液，應用熱水、肥皂或酒精擦洗乾淨。粘有環氧樹脂時，可先用鋸木屑去掉汙粉；擦洗後，再用熱水、肥皂洗淨。不准用丙酮等滲透性強的溶劑洗滌，防止有毒物質滲入人體。用化學灌漿法處理結構裂縫5.防火防爆措施(1)施工現場不准貯存易燃、易爆材料。(2)施工現場不准吸煙、禁用明火。使用強光燈泡時，應加防護安全罩，防止燈管爆裂而失火。(3)施工現場應有化學滅火機(泡沫、四氯化碳、二氧化碳等)與黃砂等消防設施。泡沫適用於乙醇、丙酮滅火；四氯化碳適用於丙酮、苯、甲苯等材料滅火；二氧化碳適用於電氣設備滅火；黃砂適用於小範圍的滅火。6.緊急搶救措施由於通風不良，漿管爆裂、材料著火等突發事故造成急性中毒或灼傷，應在現場採取緊急搶救措施。(1)漿液噴射入眼睛時，應立即用大量清水或生理鹽水徹底沖洗後，立即送醫院救治。(2)發現中毒昏厥人員，應立即將病員移至空氣新鮮場所，由醫務人員急救，脫險後送醫院治療。(3)灌漿材料著火，應迅速滅火，切斷電源、火源，移走未用完的易燃、易爆材料，消防人員也應穿戴勞動防護用品。用噴射混凝土處理結構裂縫噴漿或噴射混凝土都是用壓縮空氣將水泥砂漿或細石混凝土噴射修補結構上的裂縫、孔洞或加大結構斷面，以恢復或提高原結構的承載能力、剛度和耐久性。一.適用範圍及特點噴漿與噴射混凝土在建築物加固中的應用十分廣泛，它常與鋼筋網、鋼絲網、金屬套箍、扒釘等共同使用。噴漿與噴射混凝土常應用於局部或全部地更換已損傷混凝土；填補混凝土結構中的孔洞、縫隙、麻面等等。噴漿與噴射混凝土有如下特點。(1)噴射層以原有結構作為附著面，不需要另設範本，在高空對板、梁的底面或複雜曲面施工較方便。(2)對混凝土、堅固的岩石有較強的粘結力。(3)噴射層密度大，強度高，抗滲性好。(4)工藝簡單，施工高速、高效。(5)可在拌合料中加入速凝劑，使水泥漿在10分鐘內終凝，2小時後具有強度，可以大大縮短工期。噴射混凝土的密度一般取2200kg/m3，設計強度不應低於15MPa(C15)。用噴射混凝土處理結構裂縫二.施工工藝及技術要求噴射混凝土的施工工藝如圖14.1所示。待噴面處理補配鋼筋埋設噴厚標誌噴射養護

圖14.1噴射混凝土的施工工藝1.待噴面處理待噴面的處理是結構構件加固的關鍵工序。待噴面的處理包括裂縫、空洞的外形處理和受損傷構造的處理等。用噴漿修補結構裂縫和孔穴時，應將裂縫和孔穴修成“V”形，使灰漿可以順利噴入並堆積密實。當待噴面比較光滑時，則應鑿成麻面，以保證新舊混凝土的粘結。結構待噴面為損傷混凝土時，一般應該剷除至堅實的結構層為止。如果剷除不徹底，會造成“夾餡”，影響噴射層的粘結、耐久性和新舊結構層的共同受力。待噴面處理補配鋼筋埋設噴厚標志噴射養護用噴射混凝土處理結構裂縫2.補配鋼筋若經結構評定，認為應在噴射層內加配鋼筋時，可在待噴面處理之後補配鋼筋。當附著面上出現孔洞時，應注意孔洞的尺寸，並分別作出處理。當孔洞較小時，可直接噴補；當孔洞面積較大時，可先在孔洞表面敷貼直徑φ4－φ6，間距100mm的鋼筋網，再作噴面處理。對於承載力不足的混凝土梁、混凝土柱等，應補配鋼筋或鋼筋網或鋼絲網，隨後才可噴射。鋼筋網與受噴面間的距離不宜小於2D(D為最大骨料粒徑)。3.埋設噴射層厚度標誌每次不能噴得太厚。一次噴射厚度見表14-4。在噴射前應埋設噴層厚度的標誌，以方便噴射施工和保證噴射品質。用噴射混凝土處理結構裂縫表14-4噴射混凝土一次噴射厚度噴射方向一次噴射厚度(mm)加速凝劑不加速凝劑向上50～7030～50水準70～10060～70向下100～150100～1504.噴射噴射混凝土可分為幹法噴射、濕法噴射和半濕法噴射三種。所謂幹法噴射是將材料幹拌合後用氣壓把它以懸浮狀態通過軟管帶到噴嘴，在距噴嘴口25cm~30cm處，將多股細水流加入料中進行混合，最後噴到噴射面上。用噴射混凝土處理結構裂縫為了減少噴射粉塵，在距噴嘴數米處應供給壓力水，這樣，拌合的材料為幹料，而噴嘴噴出的材料為濕料。因此，這種方法稱為半濕法。所謂濕法噴射是將幹料與水攪拌後用泵將濕料送至噴嘴，在噴嘴處加入速凝劑後，用氣壓將砂漿或混凝土噴出。幹法噴射具有材料輸送距離長、能噴射輕型多孔集料等優點；其缺點是回彈大、粉塵較大。濕法噴射具有用水量及配合比控制較準確、材料能充分攪拌、回彈小、節約材料、粉塵較小等優點，其缺點是輸送的混合料含水量較大，因而其強度、抗滲性、抗凍性受到一定的影響。在結構的修理加固中，採用幹噴射較為普遍。用噴射混凝土處理結構裂縫幹法噴射的品質控制應注意以下幾點。(1)骨料的級配要好。(2)混合物在進入噴嘴與水混合之前，其含水率控制在2%～5%。如果小於2%，會增大粉塵；若大於5%，易造成管道堵塞。(3)噴嘴距噴面應保持0.9m～1.2m的距離。濕法噴射工藝既可用於細石混凝土的噴射，也可用於水泥漿的噴射。5.養護對於噴射薄層混凝土，尤其對於磚砌體的噴射混凝土加固層，噴射施工完畢後，加強養護是至關重要的。第一次灑水養護一般應在噴射後1～2小時進行，以後的灑水養護應以保持表面濕潤為宜。鋼筋混凝土結構裂縫處理工程實例一.實例一1.工程事故概況某單層廠房跨度20m，屋架採用薄腹屋面梁，混凝土強度等級為C35，採用平臥重疊製作，翻身扶正時第一榀屋面梁出現嚴重開裂現象，其中，上弦裂縫5條，最小間距350mm，裂縫最大寬度0.45mm。屋面梁端部附近有斜裂縫3條，最大裂縫寬度0.25mm。2.裂縫原因分析(1)原設計規定屋面梁設兩個吊環，位置離端部3000mm，屋面梁製作時施工單位在位置離跨中2500mm處增加了兩個吊環。屋面梁翻身扶正時，四個吊環受力不均，由於薄腹屋面梁的剛度很小，導致了裂縫的出現。(2)屋面梁重疊生產，隔離層品質有問題。主要是靠左端梁與下層的隔離不良，粘結力較大，起吊時，沒有事先將部分粘結的兩榀梁鑿開。梁在翻身起吊時，左半部分梁脫離較慢，相當於在上弦側向增加了較大的剪力和彎矩。(3)平臥疊層製作的第一榀屋面梁往往因製作場地沉降不均，範本變形引起裂縫。鋼筋混凝土結構裂縫處理工程實例3.事故處理措施1)開裂的屋面梁將屋面梁裂縫區段約6m長的混凝土鑿去，將鋼筋整理好，對原有混凝土連接處進行充分的濕潤後，再澆搗C40強度等級的混凝土，並澆水養護14天。2)端部斜裂縫在斜裂縫區及兩端各超出200mm的範圍內新增箍筋，其數量按所承受的實際剪力計算確定，即不考慮混凝土截面和原有的鋼箍作用。新增箍筋為雙肢箍φ8@150。施工處理時，先將梁側混凝土表面鑿毛，下弦底面及兩側的保護層鑿去，安裝新增箍筋後，用強度等級C40的噴射混凝土覆蓋。鋼筋混凝土結構裂縫處理工程實例二.實例二1.工程事故概況某綜合樓為三層混合結構，縱牆承重，外牆厚240mm，內牆厚180mm，三合土基礎，現澆鋼筋混凝土肋形樓蓋。該工程於2001年5月底澆搗第二層樓蓋鋼筋混凝土，7月初澆搗第三層樓蓋，主體結構於2001年9月完工。次年1月做裝飾工程時，發現大樑兩側的混凝土樓板上部混凝土普遍開裂，裂縫方向與大樑平行。鑿去部分混凝土檢查，發現板內負鋼筋被踩塌。決定加固樓板，4月初開始施工，板厚由原設計的80mm增加到100mm。大樑裂縫特徵如下。(1)裂縫分佈與數量：梁的兩端裂縫密集，數量眾多，跨中相對較少，每榀梁裂縫數量在8到20條之間，梁主筋截斷處附近均出現裂縫。(2)裂縫方向：多數為斜裂縫，傾角一般為50º～60º，少數為40º左右，跨中為豎向裂縫。(3)裂縫位置：一般裂縫均在梁的中性軸以下，至受拉縱筋邊緣，有少數裂縫已貫通梁的全高。(4)裂縫寬度：梁兩端的裂縫較寬，約0.5mm～1.2mm，跨中附近裂縫較窄，約0.1mm～0.5mm。(5)裂縫深度：一般小於梁寬的1/3，少數裂縫貫穿大樑的兩面。鋼筋混凝土結構裂縫處理工程實例2.裂縫原因分析專家現場實地考察之後，一致認為，該事故與設計、施工均有關系，但施工單位應負主要責任。具體原因如下。1)施工方面的問題(1)嚴重違反施工規範與設計要求，澆築混凝土時，施工人員將板中的負彎矩鋼筋踩塌，這是造成板與梁連接處附近出現通長裂縫的主要原因。(2)出現裂縫後，採用增加板厚20mm