混凝土裂縫修補技術 與管理、質量控制ppt

1、混凝土裂縫修補技術與管理、質量控制,目 錄,1. 裂縫修補基礎知識2. 裂縫修補技術 2.1 裂縫修補原則 2.2 裂縫修補方法 2.3 裂縫修補材料 2.4 裂縫修補施工技術3. 裂縫修補工程管理4. 裂縫修補質量控制5. 裂縫修補工程示例6. 思考題,1. 裂縫修補基礎知識,1.1 裂縫類型劃分,混凝土結構的裂縫，按其成因可分為結構性裂縫和非結構性裂縫，按其表現(xiàn)形式可劃分為靜止裂縫、活動裂縫和尚在發(fā)展的

2、裂縫。（1）結構性裂縫：由外荷載引起的裂縫，其分布及寬度與外荷載有關。這種裂縫出現(xiàn)，預示著結構承載力可能不足或者存在其它嚴重問題。（2）非結構性裂縫：由變形引起的裂縫，如溫度變化、混凝土收縮等因素引起的裂縫。這種裂縫對橋梁的承載能力影響較小。（3）靜止裂縫：形態(tài)、尺寸和數(shù)量已穩(wěn)定不再發(fā)展的裂縫。（4）活動裂縫：寬度在現(xiàn)有環(huán)境和工作條件下始終不能穩(wěn)定、易隨著結構構件的受力、變形或環(huán)境溫度、濕度變化而時張、時閉的裂縫。 （5）尚在

3、發(fā)展的裂縫：長度、寬度和數(shù)量尚在發(fā)展，但經歷一段時間后發(fā)展將會終止的裂縫。,1.2 裂縫形態(tài)檢測,1.2.1 裂縫長度檢測,一般以裂縫兩端的實際走向長度定為裂縫長度，可用鋼尺丈量檢測。,1.2.2 裂縫寬度檢測,一般以裂縫最寬處的尺寸作為裂縫寬度，可用鋼尺、裂縫卡、裂縫讀數(shù)放大鏡逐條測量。,1.2.3 裂縫深度檢測,一般以構件表面至構件未裂部位的距離尺寸作為裂縫深度，可由鉆芯取樣法、超聲波法（含地質雷達法）和灌注彩色液體法進行檢測。,,

4、,1.2.4 裂縫發(fā)展檢測,混凝土結構裂縫的發(fā)展，通過檢測裂縫的數(shù)量增加，裂縫長度、寬度和深度的增大，確定裂縫的發(fā)展。,1.2.5 裂縫長度變化監(jiān)測,在已觀察裂縫兩端，劃線作為裂縫的端點，并在旁邊記上觀測日期，定期進行觀察，查看裂縫是否伸出端點，若伸出，表明裂縫長度在伸長變化（圖1.2.5）。,,圖1.2.5 混凝土結構裂縫長度變化監(jiān)測方法簡圖,,1.2.6 裂縫寬度變化監(jiān)測,在已觀察裂縫最寬的部位做上記號并粘貼玻璃條（3mm厚）或安裝

5、百分表支座，定期觀察，若玻璃條被拉斷或百分表讀數(shù)顯示裂縫寬度增大，則表明裂縫寬度增大變化（圖1.2.6）。,,,圖1.2.6 混凝土結構裂縫寬度變化監(jiān)測方法簡圖,,1.3 裂縫成因分析,內因：混凝土結構、構件材料質量缺陷，截面尺寸不足、設計、施工、養(yǎng)護失誤等。 外因：結構超載、位移約束、溫度、收縮、徐變影響、災害損壞影響等。 注意：混凝土結構、構件因承載力不足而產生的裂縫，開裂只是結構、構件承載力下降的一種表面征兆和構造性的反應，并

6、非導致其承載力下降的實質性原因，故不可能通過單純的裂縫修補來恢復其承載功能。,1.4 裂縫修補作用,（1）抵御誘發(fā)鋼筋銹蝕的介質侵入，延長結構使用壽命；（2）通過對混凝土補強保持結構、構件的完整性；（3）恢復結構的使用功能，提高其防水、防滲能力；（4）消除裂縫對人們形成的心理壓力；（5）改善結構外觀。,1.5 裂縫修補技術規(guī)范,（1）中華人民共和國國家標準《混凝土結構加固設計規(guī)范》（GB 50367－2006）；（2）中華人民

7、共和國行業(yè)推薦性標準《公路橋梁加固設計規(guī)范》（JTG/T J22－2008 ）；（3）中華人民共和國行業(yè)推薦性標準《公路橋梁加固施工技術規(guī)范》（JTG/T J23－2008 ）；（4）重慶市工程建設標準《混凝土結構加固工程施工及驗收規(guī)程》（DBJ 50－049－2006）。,,2. 裂縫修補技術,2.1 裂縫修補原則,（1）可靠性鑒定確認必須修補的裂縫，應根據(jù)裂縫的種類進行修補設計，確定修補材料、修補方法和時間。（2）混凝土結構因

8、承載力不足引起的裂縫，除按規(guī)范規(guī)定的適用修補方法進行修補外，還應采用適當?shù)募庸谭椒▽Y構進行補強和加固。,2.1.2 技術原則,2.1.1 規(guī)范原則,,,2.2 裂縫修補方法,（1）規(guī)范規(guī)定且工程常用的4種裂縫修補方法如表2.2所示。（2）根據(jù)工程需要，4種裂縫修補方法可組合使用，以求達到最好的修補效果。,表2.2 混凝土結構裂縫修補方法一覽表,,2.3 裂縫修補材料,2.3.1 裂縫灌縫膠（注射劑）材料,（1）裂縫灌縫膠（注射劑）

9、材料的安全性能和工藝性能應符合表2.3.1－1和表2.3.1－2的規(guī)定。（2）裂縫灌縫膠（注射劑）材料主要采用改性環(huán)氧樹脂、改性丙稀酸樹脂和改性聚氨酯類材料制成。,表2.3.1－1 裂縫修補膠（注射劑）安全性能指標,,表2.3.1－2 裂縫修補膠（注射劑）工藝性能指標,2.3.2 裂縫注漿材料,（1）裂縫修補的聚合物水泥注漿料的安全性能應符合表2.3.2的規(guī)定。（2）聚合物水泥漿的聚合物材料有天然或合成橡膠漿、熱塑性或熱固性聚合

10、物樹脂（主要為不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂等）及水溶性聚合物（包括纖維素衍生物─基甲纖維素（MC）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯鹽─聚丙烯酸鈣和糠醇等）。其摻入量為水泥質量的5～25％。,,表2.3.2 修補裂縫用聚合物水泥注漿料安全性能指標,,2.4.1 裂縫表面封閉施工技術,2.4 裂縫修補施工技術,2.4.1.1 涂刷樹脂膠液表面封閉施工技術,（1）先對裂縫封閉范圍的混凝土表面采用手提砂輪機打磨除去表層污漬，打磨范圍應超出裂縫四周各

11、200mm，打磨至露出混凝土新面，經檢查合格后，再用吹風機或空壓機吹風清潔，并用丙酮涂刷或擦拭進一步清潔裂縫封閉范圍的混凝土表面。（2）按照設計或產品說明書要求配兌環(huán)氧樹脂封縫膠，用毛刷或膠輥粘膠涂刷于要求裂縫封閉的混凝土表面。封縫膠應分兩次縱橫向涂刷，后次縱向（或橫向）涂刷應在前次橫向（或縱向）涂刷膠液成膜并指觸干燥時進行。每次涂刷應細密重迭和均勻，保證涂刷膠液不流淌或流淌后應即時補刷，膠液固化后膠膜均勻、密實封閉裂縫。,2.3.3

12、 裂縫封閉材料,（1）裂縫一般封閉主要采用環(huán)氧樹脂材料；（2）裂縫表面封護增強材料，主要采用E型和S型GF布、CF布及其配套的膠粘劑。,2.3.4 活動裂縫修補材料,（1）主要采用無流動性的有機硅酮、聚硫橡膠、改性丙烯酸酯、聚氨酯等柔性的嵌縫密封膠類修補材料。（2）活動裂縫修補材料還可用于混凝土與其它材料接縫界面干脆性裂隙的封堵。,2.3.5 潮濕環(huán)境裂縫修補材料,（1）含水率＞8％的混凝土構件，裂縫修補材料應選用能在水中固化的親水

13、型環(huán)氧樹脂類材料制成的封縫膠、灌縫膠、注漿料及粘貼纖維布的配套膠； （2）含水率＞8％的混凝土構件，有條件干燥使其含水率下降時，可選用一般的通用型環(huán)氧樹脂類材料制成的裂縫修補材料。,2.4.1.3 粘貼纖維布表面封閉施工技術,（1）先對裂縫封閉范圍的混凝土表面打磨除去污漬表層并使打磨后的混凝土新面堅實、平順，打磨范圍應超出裂縫四周各250mm，然后吹風清潔和用丙酮擦拭清潔干凈混凝土表面。（2）按粘貼纖維布加固混凝土結構的技術要求

14、，先涂刷高強度、低粘度的底膠，并使底膠盡可能多地滲入裂縫中，凝膠后再用找平膠配兌膠泥修補整平封閉范圍的混凝土表面，凝膠后再一次打磨平順并吹風清潔干凈。（3）選擇GF布或及與其配套的浸漬膠，將纖維布粘貼于裂縫封閉范圍的混凝土表面，要求纖維方向垂直于裂縫走向，纖維布與混凝土應密貼并張緊，纖維布超出裂縫四周每邊均不少于200mm，纖維布自身搭接長度不小于100mm。（4）纖維布粘貼完畢后應在其表面再涂刷一遍浸漬膠，并灑布一層石英砂，便于纖

15、維布固化后在其上涂抹水泥漿或灰漿等其它飾面層，自檢合格后報工程監(jiān)理和質監(jiān)單位檢查驗收。,,（1）先對裂縫封閉范圍的混凝土表面打磨除去表層污漬，打磨范圍應超出裂縫四周各200mm，打磨至露出混凝土新面為止，然后吹風清潔和用丙酮擦拭清潔干凈混凝土表面。（2）按照設計要求配制環(huán)氧樹脂膠泥，每次配兌的膠泥數(shù)量以1小時內能刮涂施工完畢為宜，配好的膠泥的黏稠度，應既便于施工，又能保證工程質量。（3）采用灰刀和刮板將膠泥均勻、密實地刮涂和抹壓在裂

16、縫封閉范圍的混凝土表面，膠泥應縱橫向刮涂和反復抹壓，刮涂、抹壓次數(shù)不小于3次；第一次刮涂、抹壓的方向應垂直于裂縫走向，使盡可能多的膠泥抹壓進入裂縫內部，并與混凝土粘接牢固；膠泥固化（硬化）后膜層應密實和均勻，無裂縫和孔洞。（4）封縫膠泥硬化后，構件表面應打磨平順。,2.4.1.2 刮涂樹脂膠泥表面封閉施工技術,2.4.2 裂縫壓注灌縫膠修復施工技術,（1）騎縫打磨裂縫范圍的混凝土表面并吹風清潔干凈，打磨范圍應超出裂縫四周各50～100

17、mm。 （2）騎縫粘貼固定專用注射器的BC基座，要求基座中心對準裂縫中心，基座間距一般為200～400mm（即每延米裂縫粘貼3～6個），基座間裂縫表面刮涂環(huán)氧樹脂膠泥或粘貼GF布進行嚴密封閉防止壓注時灌縫膠從基座間裂縫中溢出。 （3）按設計要求和產品說明書要求配兌干燥型或潮濕型灌縫膠，每次配兌的灌縫膠數(shù)量以一次壓注完膠液不在注射器內發(fā)熱、變稠和凝膠為限，做到專人配兌、專人檢核、稱量準確、攪拌充分、即配即用。 （4）先將灌縫膠吸入注

18、射器并用活動卡條固定，再將注射器裝入BC基座擰緊固定，全部注射器安裝完畢后松開固定卡條，使灌縫膠在注射器配套專用壓力筋作用下低速低壓連續(xù)自動地將灌縫膠源源不斷地壓入裂縫深處，一個注射器的灌縫膠注射完畢，立即換上另一個預先吸滿灌縫膠的注射器繼續(xù)壓注，直至裂縫完全灌滿為止。 （5）灌縫膠固化8小時后撤除注射器，剔除封縫膠泥或封縫GF布，用手提砂輪機打磨平順并吹風清潔干凈，自檢后報工程監(jiān)理和質監(jiān)單位檢查驗收。,,2.4.3 裂縫注漿修補施工

19、施工技術,（1）注漿孔分為直接在裂縫表面固定注漿嘴（適用于一般結構縫深≤1.2m的裂縫）和鉆孔埋管兩種。鉆孔埋管方式又分為騎縫孔（適用于縫深1～2m的裂縫）和穿縫斜孔（適用于深層裂縫）兩種。（2）鉆孔埋管方式如圖2.4.3－1所示，鉆孔的孔徑為Φ20，孔深為100～150mm，孔距為800～1000mm，為避免鉆孔底部偏離縫面，管底距孔底要保留1/3孔深距離，即灌漿管僅埋入孔深的2/3左右，并防止砂漿堵孔。（3）注漿嘴設置間距一般為

20、200～500mm，應設置在裂縫交叉點，裂縫較寬處和端部；注漿嘴或埋管固定好后，其間裂縫用環(huán)氧樹脂膠泥或GF布進行封縫。（4）進行壓漿設備的適用性檢查和試壓，保證其流動度和適應性，試壓在封縫膠泥或GF布固化后進行。若試壓氣壓達到0.5MPa時某注漿嘴仍不通氣，則說明該部位與其它壓漿嘴未連通，應重新埋設注漿嘴，并縮短注漿嘴的間距；若封縫處肥皂水鼓泡，則說明該處漏氣，封縫不嚴密，應重新封縫。在壓氣檢測中應注意吹凈縫內及孔內灰塵及粉末。（

21、5）按照設計要求試配小批量注漿料送監(jiān)理和質監(jiān)單位試驗檢測合格后，正式配兌大批量注漿料，按設計壓力對各壓漿嘴逐個進行壓漿。豎向裂縫壓漿時，應按從下向上順序進行（圖2.4.3－2）；對板面貫穿性裂縫，宜從下向上注漿。,,（6）注漿過程中出現(xiàn)下列標志之一者，均表明裂縫處注漿飽滿，可轉入下一個注漿嘴繼續(xù)注射，直至整條裂縫注滿為止： 1）在注漿壓力下，上部注漿嘴有漿液流出，應及時以膠泥或堵頭堵孔封閉上部注漿嘴，并維持原工作壓力1～2min；

22、 2）當存留在注漿器中的漿液（不得發(fā)熱、變稠）5min內未見注入，或吸漿率小于0.05L/min；（7）裂縫內的注漿料全部凝固后，撤除壓漿嘴，剔除封縫膠泥或GF布并打磨平順、吹風清潔干凈。（8）深層裂縫注漿，一般情況下騎縫孔和穿縫斜孔兩種鉆孔并用。此時，騎縫孔先作排水、排氣用，待穿縫斜孔灌漿后，再灌騎縫孔。,,,圖2.4.3－1 裂縫壓力注漿的鉆孔埋管方式,,,圖2.4.3－2 裂縫壓力注漿的注漿過程,2.4.4 裂縫填充

23、密封修補施工技術,（1）沿裂縫走向按設計和規(guī)范規(guī)定的剖面尺寸騎縫鑿槽或切槽，鑿槽或切槽應延伸過裂縫末端，槽的端頭應做成弧形，以避免該處應力集中。鑿槽或切槽完成后，應吹風清潔干凈。（2）當設置隔離層時，槽底隔離材料應采用不吸潮膨脹、且不與彈性密封材料及結構材料相互發(fā)生反應的材料，隔離材料應緊貼槽底。（3）采用圖2.4.4－1的構造來處理活動裂縫或尚在發(fā)展的裂縫時，填入槽中的彈性密封材料宜低于構件表面高度。（4）采用微膨脹水泥砂漿、聚

24、合物砂漿或細石混凝土填縫時，先用水潤濕槽內壁及周邊，然后再填入灌縫材料，表面抹壓平整后，注意養(yǎng)護，以免表面出現(xiàn)裂縫。,,（5）采用改性環(huán)氧樹脂或彈性填縫材料填縫時，填實后應粘貼GF布或CF布等增強纖維布封閉其表面，保護填縫料不壓壞和碎裂溢出（圖2.4.4－2）。,,圖2.4.4－1 裂縫填充密封構造,圖2.4.4－2 裂縫填充密封的表面封閉構造,,,,3. 裂縫修補工程管理,3.1 設計、施工資質管理,（1）裂縫修補設計，應由具有結

25、構加固設計資質的設計單位和專業(yè)技術人員按《混凝土結構加固設計規(guī)范》、《橋梁加固設計規(guī)范》進行設計。 （2）裂縫修補施工，應由具有結構加固特種專業(yè)施工資質的施工單位和經過專業(yè)技術培訓考核上崗的專業(yè)技術工人進行施工。,3.2 施工組織管理,（1）裂縫修補施工管理、與混凝土結構加固施工管理相同，必須有健全的組織機構，施工人員固定，實行項目責任制和質量終生責任制。 （2）裂縫修補工程施工應編制施工組織方案（設計），制定科學的施工技術方案、組

26、織機構設立方案、質量、安全保證措施，報業(yè)主和監(jiān)理單位審批后執(zhí)行。,3.3 工程規(guī)類管理,按照《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》（GB 50300－2001）規(guī)定的分部、子分部和分項工程劃分原則，將結構加固工程劃分為地基或基礎分部或主體結構分部的一個子分部，與混凝土基礎、樁基礎、混凝土結構、鋼結構等子分部并列。分項工程的劃分和規(guī)類，是根據(jù)結構加固工程中采用的主要材料、施工工藝等不同特點進行劃分并規(guī)類管理。以混凝土橋梁結構加固為例，其劃分與歸

27、類如表3.3所示。,表3.3 混凝土橋梁結構加固子分部工程分項工程劃分,,,4. 裂縫修補質量控制,4.1 材料質量控制,（1）裂縫注射、注漿修補材料的質量應符合表2.3.1－1、表2.3.1－2和表2.3.2規(guī)定的性能指標，其它材料的質量性能應滿足相關技術規(guī)范、標準的要求。 （2）裂縫修補材料應有產品合格證和質量檢驗報告，產品合格證應有出廠日期、數(shù)量、規(guī)格、保質期，嚴禁使用過期及無合格證的材料；質量檢驗報告應由有檢測資質的單位出具

28、，并能反映出是該批材料的質量指標。 （3）裂縫修補材料進場后，應按規(guī)定及時進行見證抽樣復檢，復檢不合格的材料不準使用，檢驗合格批準進場使用的材料，應在干燥、清潔、遠離高溫的環(huán)境下存放，并具有明顯的標識。 （4）封縫膠、灌縫膠、注漿料和填縫料應由專人配制，配比及稱量應由第二人檢驗復核，并應有每次配料的稱量記錄，以便出現(xiàn)問題時查找原因。,4.2 施工質量控制,（1）裂縫修補實行全程質量控制，施工現(xiàn)場管理有相應的施工技術標準、健全的質量管

29、理體系、施工質量控制和檢驗制度，使建設單位、監(jiān)理單位和施工單位人員有章可循。（2）裂縫修補施工，應根據(jù)設計和相關標準、規(guī)范、規(guī)程要求，結合工程內容和施工環(huán)境制定切實可行的施工組織設計和施工技術方案。對涉及結構安全和人員安全的內容，應有明確的規(guī)定和相應的措施。,,（3）施工單位嚴格按照有關施工技術標準和經審批的施工組織設計、施工技術方案進行施工，并有完整的施工記錄和質檢記錄；每道工序完成應按規(guī)定檢查驗收，檢驗合格方可轉入下道工序施工。

30、 （4）裂縫修補施工環(huán)境的溫度，應滿足設計和規(guī)范要求，并避免在烈日、雨雪、風沙天氣條件下施工，以減少環(huán)境對質量的不利影響。,4.3 施工質量檢驗,（1）對影響結構、構件承載力的裂縫（結構性裂縫）修補后，必須進行檢測確定修補質量滿足設計要求。 （2）裂縫表面封閉修補后，封縫膠膜、膠泥層和纖維布應均勻、平整、不出現(xiàn)裂縫、孔洞和脫落，粘貼纖維布的寬度允許偏差為-3～+5mm，長度允許偏差為-5～+10mm，中心線允許偏差為±5m

31、m。 （3）裂縫注射灌縫膠修補后，固化期達到7d時，可采用取芯法檢驗壓注修補質量，芯樣檢驗采用劈裂抗拉強度測定方法。檢驗結果符合下列條件之一時為符合設計要求： 1）沿裂縫方向施加的劈力，其破壞應發(fā)生在混凝土部分（即內聚破壞）； 2）破壞雖有部分發(fā)生在界面上，但其破壞面積不大于破壞總面積的15％。 （4）裂縫壓力注漿法修補后，可采用超聲波法進行檢測，并與壓漿前的超聲檢測結果對比（前后波形變化）確定壓漿修補效果。 （5

32、）裂縫填充密封修補后，不僅要檢驗表面纖維布封閉保護效果，還要檢查隔離層，填充料施工的隱蔽工程驗收記錄，綜合評定裂縫修補質量。,,,5. 裂縫修補工程示例,5.1 示例工程背景,重慶市高新區(qū)高廟科技新區(qū)市政道路A1線高架橋，橋型為兩聯(lián)9跨不等跨變截面鋼筋混凝土空心板連續(xù)梁橋（圖5.1），于2004年建成交付使用，2007年對該橋進行定期檢查時發(fā)現(xiàn)，該橋連續(xù)梁底板開裂嚴重，部分裂縫寬度超出規(guī)范限值，部分裂縫深度已穿透空心板的底板。2008年

33、5月汶川大地震發(fā)生后，檢查這些裂縫長度、寬度和深度又有所發(fā)展，為保證該橋正常、安全使用，業(yè)主委托我們進行了裂縫修補設計和施工。,,圖5.1 高廟科技新區(qū)市政道路A1線高架橋橋跨布置圖,,（a）　第1、2、3跨橋梁橫斷面構造,,（b）　第4、5、6跨橋梁橫斷面構造,圖5.2 高廟科技新區(qū)市政道路A1線高架橋橋梁橫斷面構造圖,,,5.2 裂縫修補設計,經結構檢算和檢測分析，認為連續(xù)梁裂縫既有結構性裂縫又有非結構性裂縫，修補設計對縫寬＜

34、0.15mm的裂縫采用涂刷環(huán)氧樹脂封縫膠進行封閉修補；對于縫寬≥0.15mm的裂縫采用壓注潮濕型裂縫灌縫膠修補；跨中部位再粘貼1～2層EGF布進行增強封護作用并達到抗彎、抗裂補強和提高結構耐久性加固的效果，圖5.2為該橋第一聯(lián)第三跨右幅的裂縫修補施工設計圖。,5.3 裂縫修補施工,施工按照設計文件和審批確認的施工組織方案進行施工，先同步進行裂縫表面封閉修補和裂縫壓注灌縫膠修補施工，檢驗合格后再進行粘貼GF布的增強、加固施工，工期為1個月