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身份证号码:450902198408266083 广西 南宁 530022
【摘 要】在房建工程中组成楼房结构的地下室、桩、柱、梁、板、墙体等出现裂缝;房屋门、窗渗漏等渗漏是楼病害的“多发病、常见病”。这类楼房病害,不但严重影响人们的正常生活,甚至导致原设计功能的改变,给人们财产、生命带来严重危害。文章根据实践施工经验,着重从注浆技术方面提出了处理房建病害的措施,以期望提高楼房的使用功能,延长楼房的使用寿命。
【关键词】注浆技术;建筑施工;房建工程;施工管理
一、注浆技术的定义和分类
注浆技术是将具有充填胶结性能的材料配成浆液,利用注浆设备将其注入到地层的裂隙、孔隙或孔洞中,待浆液凝结、硬化后达到填充、加固或堵水的目的。注浆技术实用性强、应用范围广,是地下工程施工中的重要辅助施工技术,主要应用于水利堤坝、矿山巷道、竖井、隧道、地铁等工程开挖时的防渗堵漏和加固。
二、注浆材料
随着世界各国地下工程建设的高速发展,注浆材料得到了越来越广泛的开发和利用。它大致可以分为普通注浆浆液材料、化学注浆浆液材料和绿色注浆浆液材料三大类。
1普通注浆浆液材料
普通注浆浆液材料最常用的是水泥类注浆材料。这种浆液来源广泛、施工工艺简单,但稳定性差,易沉淀析水,在地下水流速较大的情况下施工时,浆液易受水的冲刷和稀释,抗水溶蚀性和抗水分散性差。为了提高浆液的稳定性,一般是向水泥浆液中加入0.2%—5%的膨润土和相应的外加剂。它的缺点是随着膨润土掺量的增加,浆液结石体早期强度显著下降,甚至几天不凝,这使浆液在灌入地层后易被地下水冲蚀,降低灌浆效果。水泥注浆材料自1838年英国汤姆逊隧道开始应用,人们在实践中发现普通水泥粒径较大,渗透能力有限,一般只能深入大于0.1mm的裂隙和空隙,而对于微细裂隙注浆加固效果较差。
2化学注浆浆液材料
一是水玻璃类化学注浆材料:水玻璃注浆材料主要采用水玻璃和固化剂,使其发生化学反应,生成大量的硅凝胶从而凝结硬化,具有凝结时间可调、强度可控等优点;但其结石体抗压强度较低,耐久性能及抗水溶蚀性能差。
二是有机高分子化学注浆材料:包括丙烯酰胺类浆材、环氧树脂类浆材和聚氨酯浆材等。一般当砂土颗粒粒径≤0.5mm 或岩石裂隙开口≤0.2mm,地下水流速大于500mm /min 时,采用有机高分子化学注浆材料可以解决普通水泥浆液无法解决的工程问题。这种材料具有黏度低、渗透能力及可注性强、能注入土层或岩石中的细小裂隙或孔隙、固结性能好、凝结强度和凝结时间的可控性好等优点;其缺点是结实体强度较低,耐久性较差,对周围环境和地下水源有污染。由于化学注浆材料价格高、配方复杂,而且大多数化学注浆材料都有毒,因而其发展受到限制,尤其1974年日本上岗县发生注浆污染事故后,日本、美国相继禁止了有毒浆材的使用。
三是复合化学注浆材料:近年来出现的水泥—水玻璃双液注浆材料不仅具有水泥浆的全部优点,而且兼有水玻璃浆液的一些特点,凝固时间可以从几秒到几十分钟内调节,结石体抗压强度较高,凝结后结石率可达到100%,可注性比水泥浆高,是目前研究和应用较多的注浆材料。但水泥—水玻璃双液注浆材料消耗水泥量大,又非绿色材料,不适合时代的可持续发展要求,且水泥—水玻璃双液注浆材料的最终固结强度低,耐久性能差。
3.绿色注浆浆液材料
当前地下工程建设突出存在注浆材料用浆量大、成本高、对水泥原材料消耗过度,环境污染严重等问题,无法形成材料生产与环境相协调的产业化格局。在我国,粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣的拥有量很高,但利用率却非常低,其有效使用率还不到10%,而且它们对环境造成了极大的污染。试验表明工业废渣能被碱激发,其固体颗粒较普通水泥颗粒小,且颗粒级配分布也更合理,因此可以作为双液注浆原材料。
采用水玻璃激发粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣制备注浆材料,不仅有利于大量工业废渣变废为宝,减少环境污染,降低注浆材料成本,而且该注浆材料的综合性能优异,这为实现注浆材料节能环保和高性能化提供了一种选择。在我国有效利用大宗工业废渣研制高性能、绿色注浆材料,无疑是与时代可持续发展相协调的新型注浆材料研究方向。
三、注浆方法
为改善实际工程的注浆效果,除研制合适的注浆材料以外,注浆方法也逐渐被人们所重视。
(一)高压喷射注浆法
高压喷射注浆法始于20世纪60年代后期,在我国已经有了广泛的应用,并且制定了相应的施工设计规范。在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面得到了越来越多的应用。在一些大城市,随着地铁建设和高层建筑的崛起,不少深基坑工程亦都采用了高压喷射注浆技术来进行深基坑的止水防渗。
(二)静压注浆法
静压注浆又称劈裂灌浆。在软土地基中进行静压注浆施工,是利用劈裂作用机理,即用压力注入比重较大的水泥浆或水泥砂浆,在压力传递作用下灌入的浆液沿地基应力场中的最小主应力面或弱应力分布区劈裂、延伸,所形成的浆脉状或不规则形状的凝结体,对周围土体产生挤压和密实作用,使土体的孔隙减小,压缩模量增加。浆液凝结体在土体中起到骨架作用,从而达到提高地基承载力,减少沉降变形的目的。
(三)复合注浆法
复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合,发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中先采用高压旋喷注浆成桩柱体,再采用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中,能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点,克服其缺点。复合注浆法适用地层范围广,它既可用于砂卵石层,又可用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时可用于处理岩溶土洞。而且复合注浆法可操作性强,施工简便,施工噪音小,注浆材料对环境无污染,加固效果好。
四、注浆技术运用
(一)注浆方法选择
对于已建成的楼房出现上述病害,尤其是已装修的房屋处理,原则应以最低限度不影响原砼结构和已装修的饰面为基础,采用注浆的方法能满足以上的原则。做到施工影响范围小,加固影响范围大,可达到“一注见效,长久保安”的目的。
注浆方法尤其适用于受周边施工环境的限制无法采用常规方法施工的部位,具有操作简单,快捷的特点。如文物建筑的彩描、雕刻花梁,无法替换的琉璃瓦面等裂缝的补强加固处理;受周边设施限制,无法拆除变动的部位。注浆方法处理是在压力的作用下,将流动性的“粘结剂”压入被加固体中,具有粘结效果好,封密性好。如压入的是环氧材料对钢筋还具有一定的抗锈蚀性的保护功能,粘结强度往往大于砼自身的拉、剪应力。
在防水方面,由于注浆是把浆液注入到砼内缝中,使其充填密实粘结,因此在提高砼防水性方面较优于“穿衣”性的防水效果。对出现蜂窝、老化、蚀变性的砼,采用注浆方法是最为理想的方法,能使强度下降的砼得到固结改性,提高强度,延长使用寿命。
(二)注浆材料的选择
材料具有良好的渗透性和亲润性,可以灌入微细的缝隙中,对潮湿裂缝具有良好的亲水性和扩散性、粘结性能好;材料综合力学性能好、强度高、耐老化、粘结力强、充填性好;材料环保、固结体无毒性污染、耐老化;工艺简单、易操作、施工方便;材料价格适中。
(三)注浆方法对病害处理
1.女儿墙。砼女儿墙与楼板的接缝可视为施工缝。由于楼板受周边结构约束,受温度影响,热胀冷缩的线膨胀倍率与女儿墙是不一致。当女儿墙纵向变形膨胀系数a=5×10-6时,楼板变形膨胀仅为女儿墙的一半,采用常规的材料处理很难满足这一伸缩变化要求,因此女儿墙的渗漏是楼房病害的通病之一。
除考虑楼板设置相应的变形缝外,在女儿墙与楼板接触部位进行钻孔、埋管注浆,注浆材料应选用拉、剪强度好,粘结力强的材料。
2.结构受力部位。从设计-施工-管理-使用过程做好病害成因分析。干缝可注入低粘度的环氧树脂类材料,固化时间应控制在12~16h,目的是让注浆材料能充分充填到缝隙内,起到缝面及周边微细缝隙的全面积粘结作用。
【摘 要】在房建工程中组成楼房结构的地下室、桩、柱、梁、板、墙体等出现裂缝;房屋门、窗渗漏等渗漏是楼病害的“多发病、常见病”。这类楼房病害,不但严重影响人们的正常生活,甚至导致原设计功能的改变,给人们财产、生命带来严重危害。文章根据实践施工经验,着重从注浆技术方面提出了处理房建病害的措施,以期望提高楼房的使用功能,延长楼房的使用寿命。
【关键词】注浆技术;建筑施工;房建工程;施工管理
一、注浆技术的定义和分类
注浆技术是将具有充填胶结性能的材料配成浆液,利用注浆设备将其注入到地层的裂隙、孔隙或孔洞中,待浆液凝结、硬化后达到填充、加固或堵水的目的。注浆技术实用性强、应用范围广,是地下工程施工中的重要辅助施工技术,主要应用于水利堤坝、矿山巷道、竖井、隧道、地铁等工程开挖时的防渗堵漏和加固。
二、注浆材料
随着世界各国地下工程建设的高速发展,注浆材料得到了越来越广泛的开发和利用。它大致可以分为普通注浆浆液材料、化学注浆浆液材料和绿色注浆浆液材料三大类。
1普通注浆浆液材料
普通注浆浆液材料最常用的是水泥类注浆材料。这种浆液来源广泛、施工工艺简单,但稳定性差,易沉淀析水,在地下水流速较大的情况下施工时,浆液易受水的冲刷和稀释,抗水溶蚀性和抗水分散性差。为了提高浆液的稳定性,一般是向水泥浆液中加入0.2%—5%的膨润土和相应的外加剂。它的缺点是随着膨润土掺量的增加,浆液结石体早期强度显著下降,甚至几天不凝,这使浆液在灌入地层后易被地下水冲蚀,降低灌浆效果。水泥注浆材料自1838年英国汤姆逊隧道开始应用,人们在实践中发现普通水泥粒径较大,渗透能力有限,一般只能深入大于0.1mm的裂隙和空隙,而对于微细裂隙注浆加固效果较差。
2化学注浆浆液材料
一是水玻璃类化学注浆材料:水玻璃注浆材料主要采用水玻璃和固化剂,使其发生化学反应,生成大量的硅凝胶从而凝结硬化,具有凝结时间可调、强度可控等优点;但其结石体抗压强度较低,耐久性能及抗水溶蚀性能差。
二是有机高分子化学注浆材料:包括丙烯酰胺类浆材、环氧树脂类浆材和聚氨酯浆材等。一般当砂土颗粒粒径≤0.5mm 或岩石裂隙开口≤0.2mm,地下水流速大于500mm /min 时,采用有机高分子化学注浆材料可以解决普通水泥浆液无法解决的工程问题。这种材料具有黏度低、渗透能力及可注性强、能注入土层或岩石中的细小裂隙或孔隙、固结性能好、凝结强度和凝结时间的可控性好等优点;其缺点是结实体强度较低,耐久性较差,对周围环境和地下水源有污染。由于化学注浆材料价格高、配方复杂,而且大多数化学注浆材料都有毒,因而其发展受到限制,尤其1974年日本上岗县发生注浆污染事故后,日本、美国相继禁止了有毒浆材的使用。
三是复合化学注浆材料:近年来出现的水泥—水玻璃双液注浆材料不仅具有水泥浆的全部优点,而且兼有水玻璃浆液的一些特点,凝固时间可以从几秒到几十分钟内调节,结石体抗压强度较高,凝结后结石率可达到100%,可注性比水泥浆高,是目前研究和应用较多的注浆材料。但水泥—水玻璃双液注浆材料消耗水泥量大,又非绿色材料,不适合时代的可持续发展要求,且水泥—水玻璃双液注浆材料的最终固结强度低,耐久性能差。
3.绿色注浆浆液材料
当前地下工程建设突出存在注浆材料用浆量大、成本高、对水泥原材料消耗过度,环境污染严重等问题,无法形成材料生产与环境相协调的产业化格局。在我国,粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣的拥有量很高,但利用率却非常低,其有效使用率还不到10%,而且它们对环境造成了极大的污染。试验表明工业废渣能被碱激发,其固体颗粒较普通水泥颗粒小,且颗粒级配分布也更合理,因此可以作为双液注浆原材料。
采用水玻璃激发粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣制备注浆材料,不仅有利于大量工业废渣变废为宝,减少环境污染,降低注浆材料成本,而且该注浆材料的综合性能优异,这为实现注浆材料节能环保和高性能化提供了一种选择。在我国有效利用大宗工业废渣研制高性能、绿色注浆材料,无疑是与时代可持续发展相协调的新型注浆材料研究方向。
三、注浆方法
为改善实际工程的注浆效果,除研制合适的注浆材料以外,注浆方法也逐渐被人们所重视。
(一)高压喷射注浆法
高压喷射注浆法始于20世纪60年代后期,在我国已经有了广泛的应用,并且制定了相应的施工设计规范。在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面得到了越来越多的应用。在一些大城市,随着地铁建设和高层建筑的崛起,不少深基坑工程亦都采用了高压喷射注浆技术来进行深基坑的止水防渗。
(二)静压注浆法
静压注浆又称劈裂灌浆。在软土地基中进行静压注浆施工,是利用劈裂作用机理,即用压力注入比重较大的水泥浆或水泥砂浆,在压力传递作用下灌入的浆液沿地基应力场中的最小主应力面或弱应力分布区劈裂、延伸,所形成的浆脉状或不规则形状的凝结体,对周围土体产生挤压和密实作用,使土体的孔隙减小,压缩模量增加。浆液凝结体在土体中起到骨架作用,从而达到提高地基承载力,减少沉降变形的目的。
(三)复合注浆法
复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合,发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中先采用高压旋喷注浆成桩柱体,再采用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中,能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点,克服其缺点。复合注浆法适用地层范围广,它既可用于砂卵石层,又可用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时可用于处理岩溶土洞。而且复合注浆法可操作性强,施工简便,施工噪音小,注浆材料对环境无污染,加固效果好。
四、注浆技术运用
(一)注浆方法选择
对于已建成的楼房出现上述病害,尤其是已装修的房屋处理,原则应以最低限度不影响原砼结构和已装修的饰面为基础,采用注浆的方法能满足以上的原则。做到施工影响范围小,加固影响范围大,可达到“一注见效,长久保安”的目的。
注浆方法尤其适用于受周边施工环境的限制无法采用常规方法施工的部位,具有操作简单,快捷的特点。如文物建筑的彩描、雕刻花梁,无法替换的琉璃瓦面等裂缝的补强加固处理;受周边设施限制,无法拆除变动的部位。注浆方法处理是在压力的作用下,将流动性的“粘结剂”压入被加固体中,具有粘结效果好,封密性好。如压入的是环氧材料对钢筋还具有一定的抗锈蚀性的保护功能,粘结强度往往大于砼自身的拉、剪应力。
在防水方面,由于注浆是把浆液注入到砼内缝中,使其充填密实粘结,因此在提高砼防水性方面较优于“穿衣”性的防水效果。对出现蜂窝、老化、蚀变性的砼,采用注浆方法是最为理想的方法,能使强度下降的砼得到固结改性,提高强度,延长使用寿命。
(二)注浆材料的选择
材料具有良好的渗透性和亲润性,可以灌入微细的缝隙中,对潮湿裂缝具有良好的亲水性和扩散性、粘结性能好;材料综合力学性能好、强度高、耐老化、粘结力强、充填性好;材料环保、固结体无毒性污染、耐老化;工艺简单、易操作、施工方便;材料价格适中。
(三)注浆方法对病害处理
1.女儿墙。砼女儿墙与楼板的接缝可视为施工缝。由于楼板受周边结构约束,受温度影响,热胀冷缩的线膨胀倍率与女儿墙是不一致。当女儿墙纵向变形膨胀系数a=5×10-6时,楼板变形膨胀仅为女儿墙的一半,采用常规的材料处理很难满足这一伸缩变化要求,因此女儿墙的渗漏是楼房病害的通病之一。
除考虑楼板设置相应的变形缝外,在女儿墙与楼板接触部位进行钻孔、埋管注浆,注浆材料应选用拉、剪强度好,粘结力强的材料。
2.结构受力部位。从设计-施工-管理-使用过程做好病害成因分析。干缝可注入低粘度的环氧树脂类材料,固化时间应控制在12~16h,目的是让注浆材料能充分充填到缝隙内,起到缝面及周边微细缝隙的全面积粘结作用。