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本文论述了化学灌浆的技术特点和工艺流程,并介绍了水溶性聚氨酯化学灌浆技术在杭州市天目山路益乐路口/紫金港路口过街地道工程中的应用情况,证明了化学灌浆是城市地下空间工程中渗水控制的有效方法。
关键词:化学灌浆;防水
序言
伴随着我国城市化进程的进一步加快,城市地下空间的开发利用已经成为当今各城市发展趋势,并成为衡量城市现代化的重要标志。伴随着城市地铁修建的热潮,人行地道、地下车库等配套设施的修建,地下工程防水问题日益突出。
在地下工程砼施工中,伸缩缝、施工缝的渗水及温度应力裂缝的处理一直是一个世界性难题。为了最大可能减少砼施工过程中各种裂缝的发生,在砼施工过程中,我们不断在原材料的选用、工艺流程方面大做文章,并且不断制定、优化质量保证体系和控制措施,以确保施工各环节完全受控,但往往不能达到我们的预期目标,在砼施工中还是不同程度的发现有各种缺陷产生。
化学灌浆就是砼缺陷处理的一种非常有效的补救方法,它能有效解决地下工程中因混凝土结构缺陷包括接缝、施工缝、变形缝、蜂窝麻面及混凝土收缩等引发的渗漏水问题,止水防水效果显著。由于化学灌浆技术有着其他防水技术方法所无法代替的优点:应用灵活、简便、高效、快速并能够迅速控制渗水,因此它在城市地下工程中被日益广泛应用。作为地下工程防水、堵漏的一项主要手段,化学灌浆防水技术正日益受到越来越多的关注和重视。
1 化学灌浆技术简述
化学灌浆一般是指将由化学材料配制的浆液,通过钻孔埋设灌浆嘴,使用压力将其注入结构裂缝中,使其扩散、凝固,达到防水、堵漏、补强、加固的目的。常用于修补较深的砼结构裂缝。根据灌浆的压力和速度,可分为高压快速灌浆法和低压慢速灌浆法。
2 作用机理
(1)对裂缝形成化学链结。
(2)对表面的孔隙形成高强度锚栓。
(3)高压力的推挤下填充所有裂缝。
3 材料选择
聚氨酯化学灌浆材料:它遇水后立即反应,体积迅速膨胀,生成一种不溶于水、有较高强度和弹性的凝胶体。
聚氨酯灌浆材料分水溶性(亲水性)和油溶性(疏水性)两种。
水溶性、油溶性聚氨酯灌浆材料共异性分析:
(1)共性:二者都能用于防水、堵漏。
(2)异性:水溶性聚氨酯灌浆材料包水量大,渗透半径大,固结体弹性好,最适合混凝土动缝的防渗堵漏;油溶性聚氨酯固结体强度大,防渗透性好,固结体弹性小,最适合混凝土静缝的防渗堵漏及加固。
城市地下空间工程渗水属于动态防水,故采用水溶性聚氨酯化学灌浆材料。
水溶性聚氨酯灌浆材料物理性能:
(1)水溶性聚氨酯灌浆材料亲水性好,包水量大,适用于潮湿裂缝的灌浆堵漏、动水地层的堵涌水、潮湿土质表面层的防护等;
(2)水溶性聚氨酯具有良好的亲水性,浆液遇水后自行分散、乳化、发泡,立即进行化学反应,形成不透水的弹性胶状固结体,有良好的止水性能。它能与水以某种比例混合(最高达1:40),在注浆过程中使用是经济的。
(3)水溶性聚氨酯预聚体可加入20~40%的稀释剂,而油溶性聚氨酯预聚体可加入10~20%的稀释剂,前者的粘度为后者的1/4~1/6。
(4)水溶性聚氨酯对水质适应性强。不论海水、矿水、酸性或碱性水质对浆液性能影响不大。
(5)水溶性聚氨酯与水混合后粘度小,可灌性好,固结体在水中浸泡对人体无害、无毒、无污染。
(6)水溶性聚氨酯对水的溶解度及亲和力比其它化学浆材高,在流动水中,浆液不易被流动水冲散,固结体的固结面积反而扩大,且随着动水流速的增加,其堵水面积而相应扩大。
(7)水溶性聚氨酯反应后形成的弹性胶状固结体有良好的延伸性、弹性及抗渗性、耐低温性,在水中永久保持原形。
(8)水溶性聚氨酯浆液遇水反应形成弹性固结体物质的同时,释放C02气体,借助气体压力,浆液可进一步压进结构的空隙,使多孔性结构或地层能完全充填密实。具有二次渗透的特点。
4 施工机具
主要施工机具有:注浆泵、止水针头、电锤。5施工工艺
(1)定位:详细检查、分析渗漏情况,确定灌浆孔位置及数量。www.tmgc8.com
(2)钻孔:使用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧进行钻孔,钻头直径与注浆嘴(止水针头)直径一致,钻孔角度宜≤45。,钻孔深度≤结构厚度的2/3,钻孔必须穿过裂缝。但不得将结构打穿(壁后灌浆除外)钻孔与裂缝间距≤1/2结构厚度。
(3)埋嘴:在钻好的孔内安装灌浆嘴(又称之为止水针头),并用专用内六角扳手拧紧,使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙,不漏水。
(4)封缝:将洗缝时出现渗水的裂缝表面用水泥基防水材料(抗渗1号堵漏型)进行封闭处理,目的是在灌化学浆时不跑浆。
(5)灌浆:使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料。当相邻孔开始出浆后,保持压力3~5分钟,即可停止本孔灌浆,改注相邻灌浆孔。
(6)拆嘴:灌浆完毕,确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。清理干净已固化的溢漏出的灌浆液。
(7)封口:用水泥基防水材料(抗渗1号防水型)进行灌浆口的修补、封口处理。
(8)防水:用单组份PA防水胶将已灌部位涂三遍(底涂、中涂、面涂)宽度10~20cm,两端各长出20~30cm。
6 应用实例
杭州市天日山路益乐路口/紫金港路口过街地道工程设计采用全封闭防水,在基坑回填结束后,地下水位不断上升,加上当时正值雨季,整个主体结构完全被水浸泡,很快,主体结构就出现了不同程度渗水,主要集中在明暗挖结合处、设备用房与主通道结合处、拱顶、楼梯地板等部位,出水点多达几十处。为此,施工单位在广泛调研论证后,决定采用水溶性聚氨酯注浆堵漏技术,对出水点全面堵漏。施工过程中,因旧的出水点已封闭,在混凝土薄弱处,新的出水点还不断出现,然后再次进行注浆防水堵漏。在洞内装饰开始施工前,主通道内的出水点已基本消失,取得了良好的效果。
7 结束语
实践表明:化学灌浆堵漏是砼缺陷修复的一利,有效的施工方法,它具有简单、方便、快速、有效等诸多优点,不仅可以起到防渗堵漏的作用,而且还有一定的结构补强加固作用。而水溶性聚氨酯灌浆技术对地下工程动态渗水的防水处理尤为适用,而且可广泛应用于水利水电、隧洞、市政、工业与民用建筑等领域应用,具有良好的经济效益和社会效益。