浅析老坝体大体积混凝土裂缝处理技术

混凝土重力坝是我国常见的坝型,但重力坝的大体积混凝土由于施工和后期养护等各方面原因,极易出现裂缝。从而严重影响混凝土耐久性以及坝体安全性。本文从实践角度总结了坝体大体积混凝土裂缝的分类及处理方法。

1、混凝土裂缝分类

(1) 大体积混凝土裂缝分类

Ⅰ类:一般缝宽δ<0.2mm,缝深h≤30cm,性状表现为龟裂或呈细微规则特性;

Ⅱ类:表面(浅层)裂缝,一般缝宽0.2mm≤δ<0.3mm,缝深30cm≤h<100cm,平面缝长3m≤L<5m,呈规则状;

Ⅲ类:表面深层裂缝,缝宽0.3mm≤h<0.5mm,缝深100cm≤h<500cm,缝长大于500cm,或平面大于、等于三分之一坝块宽度,侧面大于1~2个浇筑层厚,呈规则状;

Ⅳ类:缝宽δ≥0.5mm,缝深>500cm,侧(立)面长度h>500cm,平面上贯穿全坝段的贯穿裂缝。

(2) 钢筋混凝土裂缝分类评判标准:

Ⅰ类:表面缝宽δ<0.20mm,缝长50cm≤L<100cm,缝深h≤30cm,规律性差;

Ⅱ类:表面裂缝宽0.2mm≤δ<0.3mm,缝长100cm≤L<200cm,缝深30cm<h≤100cm,且不超过结构厚度1/4;

Ⅲ类:表面缝宽0.3mm≤δ<0.4mm,缝长200cm≤L<400cm,缝深100cm<h≤200cm,或大于结构厚度1/2;

Ⅳ类:表面缝宽δ≥0.4mm,缝长L≥400cm,缝深h≥200cm或基本将结构裂穿(大于2/3结构厚度)。

2、裂缝检查方法

①常规检查

混凝土裂缝检查随着贴坡混凝土浇筑进行,首先对坝体表面进行常规检查,用高压水冲洗混凝土表面,人工检查,对裂缝位置、形状、走向、缝长、缝宽及缝面是否渗水等作好记录,缝长由钢卷尺测得,缝宽由读数放大镜测得。按照比例详细描绘在方格纸上,对裂缝进行编号。

②缝深检查

常规检查后,根据裂缝情况,对于缝宽δ≥0.3mm的裂缝还要进行缝深检查,缝深检查采用斜孔压风法检查

a、 钻斜孔

斜孔为φ20手风钻孔,钻孔角度45。左右,孔深要求穿过裂缝30~50cm,间距20~50cm一个、垂直孔深(相当于缝深)1m、2m、3 m……由浅入深逐级进行钻孔,逐级进行压风检查。

b、 压风检查

压风时先吹净裂缝内灰尘,用肥皂水满刷裂缝表面,再进行压风,压风压力为0.2~0.3Mpa,裂缝表面如有冒泡现象,需进行下一级检查孔施工,直至与缝不串为止。与裂缝相串的孔作为灌浆斜孔,与裂缝不串的废孔回填预缩砂浆。

c、裂缝声波测试检查裂缝深度

对于比较典型、深度较深的裂缝,不容易用斜孔压风检查深度的混凝土裂缝,还采取了在裂缝两侧钻平行孔进行声波对测法检查裂缝的深度

3、  老坝体混凝土裂缝处理方式

3.1  类裂缝一般不作处理。

3.2  Ⅱ类裂缝处理施工方法

3.2.1 裂缝表面处理

裂缝表面处理根据实际施工情况,需要结合混凝土表面凿毛进行处理,在裂缝检查后即进行表面凿毛的施工,在凿除混凝土表面的碳化层后,用高压水对混凝土表面进行冲洗干净,再用高压风将裂缝两侧附近的混凝土表面吹干。

3.2.2切凿嵌缝槽

在裂缝混凝土表面处理完成后接着进行裂缝切凿梯形槽,切槽宽度为5~8cm左右,裂缝两侧各2.5~4cm,深度为3~5cm,剔除槽内混凝土。

3.2.3 嵌缝进行缝口封闭

在嵌缝前用高压风将裂缝周边混凝土的水吹干,然后用1:2水泥浆将裂缝嵌缝槽内混凝土表面涂刷一遍,涂刷时充分浸透混凝土表面,采用M40预缩砂浆对嵌缝槽内进行分层回填嵌缝,用橡胶锤将槽内预缩砂浆锤击表面出现少量浆液,预缩砂浆回填高度要求与表面混凝土平齐。预缩砂浆嵌缝回填后表面采用覆盖棉毡养护。

3.3 Ⅲ、Ⅳ类裂缝处理施工方法

3.3.1 裂缝表面处理

裂缝表面处理根据实际施工情况,需要结合混凝土表面凿毛进行处理,在裂缝检查后即进行表面凿毛的施工,在凿除混凝土表面的碳化层后,用高压水对混凝土表面进行冲洗干净,再用高压风将裂缝两侧附近的混凝土表面吹干。

3.3.2 切凿嵌缝槽

在裂缝混凝土表面处理完成后接着进行裂缝切凿梯形槽,切槽宽度为5~8cm左右,裂缝两侧各2.5~4cm,深度为3~5cm,剔除槽内混凝土。

3.3.3  钻骑缝孔埋灌浆管

沿混凝土裂缝钻骑缝灌浆孔,灌浆孔孔径为20mm,深度为15~20cm,钻孔间距为30~100cm,间距大小根据裂缝宽度进行调整。

用高压风将裂缝周边灰尘吹净,再用高压水对进行冲洗,将灌浆管插入灌浆孔内5~8cm插紧,所有灌浆管插好后用高压水通过灌浆管对裂缝进行冲洗,检查灌浆管同裂缝的贯通性,并对裂缝进行内部进行清洗,清除裂缝表面灰尘。

3.3.4  嵌缝进行缝口封闭

在嵌缝前用高压风将裂缝周边混凝土的水吹干,然后用1:2水泥浆将裂缝嵌缝槽内混凝土表面涂刷一遍,涂刷时充分浸透混凝土表面,采用M40预缩砂浆对嵌缝槽内进行分层回填嵌缝,用橡胶锤将槽内预缩砂浆锤击表面出现少量浆液,预缩砂浆回填高度要求与表面混凝土平齐。预缩砂浆嵌缝回填后表面采用覆盖棉毡养护。

3.3.5  灌浆嘴试气检查

环氧胶泥固化后,在灌浆管上安装截止阀,通过灌浆嘴对裂缝试压,试压压力0.2~0.3Mpa,在裂缝槽口用肥皂水检查嵌缝漏气情况,如有漏气的部位配置快速固化的环氧基液对漏气部位进行涂刷,再进行试压检查,确定裂缝嵌缝质量后可以进行化学灌浆。

3.3.6  化学灌浆

(1)灌浆顺序

水平缝由一端向另一端灌注,垂直缝由下往上灌注,灌浆时可采取多点同步法灌浆。

(2)灌浆压力

一般采用0.2~0.4Mpa,根据进浆速度逐级缓慢提升,当进浆量小于10mL/min时,可将压力逐步提升至0.6~0.8Mpa,在屏浆时根据实际情况可以适当提高压力,以保证浆材更好的渗透到细微裂缝。

(3)灌浆

a、灌浆时可采用多点同步法灌注,先从1#、3#、5#嘴进浆。待2#、4#、6#嘴冒浆颜色正常后将其关闭,依次将1#、3#、5#嘴移灌2#、4#、6#嘴,在后面嘴冒浆后,再接灌7#、9#、11#嘴,依次往复,在所有嘴冒浆后再从头进行补灌,补灌时稳压进行屏浆,在吸浆量小于10ml/min时继续屏浆10min后关闭灌浆嘴,依次对灌浆嘴进行补灌屏浆,当进行最后的5个嘴进浆时,注浆设备的显示器停止进浆或在稳定压力下15min内连续吸浆率小于10mL/min,且压力不下降,即可结束灌浆。

b、多点同步灌浆时,应随时检查注浆机的进浆显示器,当无法明确某根管进浆量的状况时,可关闭其它接头的阀门,只从该嘴进浆,并观察注浆机的显示器,就可知道该嘴是否进浆。

3.3.7  灌浆质量检查

裂缝化灌后3天进行对该条裂缝骑缝钻孔取芯、压水检查。在灌浆完成的裂缝一侧1m钻45°斜孔,孔深已穿过裂缝缝面50cm以上为准,对斜孔进行压水检查裂缝灌浆质量。钻孔取芯采用岩芯钻机钻φ76mm骑缝取芯孔,混凝土芯样进行检查浆材结石情况。

4 老坝体裂缝处理质量自检情况

在裂缝灌浆完成后对每条灌浆缝均采取压水和钻孔取芯两种方式进行质量检查,其中每条灌浆裂缝进行2个孔的压水检查,通过压水和钻孔取芯进行灌浆质量检查发现,各条裂缝经化学灌浆后缝面透水率符合设计技术要求,缝面浆材充填饱满,粘结良好。


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