基于灌浆法的建筑工程混凝土裂缝处理

基于灌浆法的建筑工程混凝土裂缝处理【摘要】针对建筑工程中常见的基本问题——混凝土裂缝，进行了原因的探讨。并以此为依据，提出了采用灌浆法来处理该问题的措施。最后，从现场施工的实际效果来看，应用该方法，基本达到了控制裂缝的目的。【关键词】建筑工程；混凝土裂缝；灌浆法在当前建筑工程的施工以及使用过程中，混凝土结构最普遍采用的一种方式。它是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料[1]。由于自身的特点（如变形、材料、工艺等），裂缝的存在，亦是不可避免的问题。所以一般的观点是，所有的混凝土建筑，都是带缝工作状态。这些裂缝的存在、发展会使得潮气、粉尘等入侵。久而久之，内部的钢筋等材料会遭受腐蚀，继而降低整个工程材料的强度、缩短使用寿命。因此，在建筑工程施工及使用的过程中，采取一定的措施限制裂缝的发展，是一个非常必要的工作。从目前国内外的研究情况来看，修补裂缝的方法很多，例如：开槽法、低压注浆法、表面覆盖法等。每一种方法其适用的条件不同，如低压注浆法的适用范围为0.2mm-0.3mm的裂缝；而表面覆盖法，一般适用于表面小于0.2mm的裂缝。故方法的选择中，必须要根据其裂缝的特点，进行合理的采用。针对建筑工程中的混凝土裂缝特点，本文提出了灌浆法为处理措施的裂缝控制方案，结合几个工程中的实际效果来看，该方法有效地限制了裂缝的扩大，起到了控制的作用。1.混凝土裂缝形成的原因混凝土裂缝的产生是一个很复杂的过程，它贯穿于建筑工程中的每一个环节（如结构的设计、材料的选用、施工的工艺等）。可以认为，任何一个步骤的处理不当，都将增大裂缝的尺寸或增加裂缝的数量。其常见的因素[2]主要有：设计、材料、混凝土配合比、施工原因等造成。1.1设计原因在建筑结构的设计过程中，最重要的设计环节是强度的计算。该步骤是一个综合的过程，需要考虑的因素很多（如应力的计算、刚度的校核、标准环境温度等）。为了节省工作量，目前最常采用方式是仅仅对整个结构的最不利点进行强度核算，而其余的工作状态，均被忽略。这样导致的结果[3]，虽然在强度上，整个结构满足了要求，但是在一些局部的地方，受力分布是否均匀、有无应力相对集中的区域，却无从得知。继而导致某些地方受力不均，产生裂缝，主要体现在以下几个方面：（1）在建筑工程中的某些断面，由于某些因素（如共振），忽然发生应力集中的情况造成裂缝的产生。（2）设计工作中，对构件预应力的计算不准确，导致受力不均而产生裂缝。（3）设计过程中没有考虑到混凝土的伸缩变形情况。1.2材料原因在建筑工程混凝土裂缝的产生因素中，材料的加工过程中的不当措施，也占有相当大的比例。常见的包含以下几种情况：集料的含泥量太多，导致混凝土的伸缩变大，以至裂缝的发生；骨料的粒径过细，会引起针片量的增加，继而使得混凝土的用灰和水的使用量增加，收缩量也会随着加大；混凝土的掺和料使用不正确，收缩量会增加；水泥品种选择不当；混凝土强度等级原因，通常情况下，强度等级越高，脆性也越高、那么混凝土很容易裂开。1.3混凝土配合比设计原因混凝土配合比的设计过程中，常常会因为其中某些参数条件的不合理，而导致裂缝的产生。因此，在设计过程中，应尽量避免以下情形：水泥的等级设计不合理；水灰比偏大；单方水泥的用量大、用水量偏高；配合比设计中砂率、水灰比选择不当；配合比中，膨胀剂的掺量选择不合理。1.4施工原因建筑工程混凝土结构裂缝的产生因素中，由施工原因引起的情形，也占有相当大的比例。通常情况下，建筑施工过程中应该注意的问题有：浇筑混凝土的时候，若插入不当，过振抽撤加快，便会直接影响混凝土的密实性，导致裂缝的生成；混凝土搅拌不匀、搅拌时间控制不好、浇筑时间间隔偏长；持续浇筑的时间长，也容易发生裂缝；外界环境影响，例如，在高空浇注混凝土的时候，若遇风速偏大或是温度较高，也会导致混凝土收缩值增加，继而增加产生裂缝的几率；对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。2.灌浆法的使用灌浆法的本质[4]，即使用气压、液压或电化学的原理，把某些能固化的浆液注入裂缝当中，用以改善混凝土结构的力学特性。对于普通建物而言，通常要实现以下目的：（1）降低渗透性，减少渗流量，提高抗渗能力，降低孔隙压力。（2）封填孔洞，堵截流水。（3）提高岩土的力学强度和变形模量，恢复混凝土结构及圬工建筑物的整体性。（4）纠正建筑物偏斜：使已发生不均匀沉降的建筑物恢复原位或减少其偏斜度。灌浆法的实现方式很多，包含单层管灌浆法、双层管灌浆法、布袋灌浆法等。就普通建筑物的混凝土裂缝而言，可采用单过滤管灌浆法（如图1所示），其具体操作步骤如下：（1）将钻机、灌浆设备调整至指定位置。（2）插入灌浆过滤管。（3）分别在管内、外填充粘土。（4）开始灌浆。（5）待灌浆完毕滞后，拔出滤管，用清水冲洗管中残留浆液。重复上述过程操作，完成所有裂缝灌浆工序。图1单过滤管灌浆法3.实际案例分析在对建筑物采用了灌浆法控制裂缝后，其效果能否满足要求，需要对实际的建筑工程进行跟踪调研。由此，本文以两个实际的工程进行了对比。已知成都某小区同样层高（均为32层）和户型（三室两厅）的两幢建筑，分别定义为建筑1和建筑2。二者在结构设计、施工等各环节，均满足要求。但建筑1从设计到使用未采用相应的控制裂缝措施，而建筑2对裂缝采用了单过滤管灌浆法进行处理。已知在此之前，二者第32层的同样户型卫生间，都未做过防水处理，现进行渗水试验，监测效果，其测试数据如下：表1建筑1的渗水试验结果试验时间（h）试验对象面积（m2）渗水量（ml）482030表2建筑2的渗水试验结果试验时间（h）试验对象面积（m2）渗水量（ml）482010由表1和表2所示，在采用灌浆法对裂缝进行处理之后，其渗水量较之未采取任何措施之前，有了较大的改善，即48小时的渗水量从原先的30ml，降到了10ml。由此可以得出结论，采用灌浆法对于混凝土结构的裂缝处理，达到了闭塞间隙的目的，控制裂缝的效果较好。可见，灌浆法在建筑工程中的混凝土裂缝控制上，是一种行之有效的方法。4.结论在分析了建筑工程中混凝土结构的裂缝产生原因之后，提出了灌浆法控制裂缝的思想。在普通的建筑中，采用单过滤管灌浆法来处理裂缝，是一种操作方便，且经济合理的方法。最后，通过对两个同户型的建筑进行渗水试验，其结果的合理性，论证了灌浆法处理裂缝的良好效果。然而，由于时间因素，只是在其中一项指标（防渗漏）进行了测试，并未对试验对象其他指标[5—7]，进行监测（如由于裂缝原因导致的建筑物倾斜程度、力学性能等）。因此，在未来的研究工作，应该从这两个指标入手，完善数据，以期更好地改善方法，使建筑工程的裂缝问题，能够得到更好的控制。参考文献：[1]金伟良，吕清芳等.混凝土结构耐久性设计方法与寿命预测研究进展[J].建筑结构学报，2007，（1）：7-13.[2]陈肇元，崔京浩等.钢筋混凝土裂缝机理与控制措施[J].工程力学，2006，（S1）：86-107.[3]徐有邻，王晓锋等.混凝土结构理论发展及规范修订的建议[J].建筑结构学报，2007，（1）：1-6.[4]徐瑞.关于灌浆法在地基加固中的应用分析研究[J].山西建筑，2011，（23）：89-91.[5]C.A.Wright，陈福明.实时压裂井倾斜裂缝测绘技术[J].国外油田工程，2003，（2）：19-23.[6]张贤超，尹健.透水混凝土性能研究综述[J].混凝土，2010，（12）：47-50.[7]郭自利，刘宝影.混凝土减缩防水密实剂干缩性能试验研究[J].混凝土，2010，（12）：54-56.