楊俊　宋凱凱

（中交二航局一公司　湖北　武漢　430000）

水工建筑物混凝土裂縫缺陷的修補(bǔ)方法

楊俊宋凱凱

（中交二航局一公司湖北武漢430000）

近年來(lái)很多舊水工建筑物為了能繼續(xù)運(yùn)營(yíng)使用，通常采用對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)加固改造的施工方案，以便節(jié)省資金成本，縮短工期，如舊碼頭加固的改造工程。舊碼頭因受環(huán)境、水荷載、車輛荷載及溫度變化等不利影響給混凝土面板及混凝土樁基帶來(lái)了不同程度的破壞，如裂縫、混凝土缺陷，因此需要精心修補(bǔ)才能保證其安全運(yùn)行。本文為作者近年參與建設(shè)的西部非洲某舊碼頭修復(fù)改造工程后的經(jīng)驗(yàn)之談。

水工建筑物；舊碼頭；裂縫；混凝土缺陷；修補(bǔ)

1　簡(jiǎn)述

西非某國(guó)家舊碼頭因國(guó)家貧窮失修、缺少保養(yǎng)，混凝土面板及樁基頂部大面積出現(xiàn)裂縫、保護(hù)層大面積剝落、鋼筋外露銹蝕等病害，嚴(yán)重影響了碼頭的結(jié)構(gòu)安全使用功能。對(duì)上述病害修補(bǔ)后的作用為：

（1）抵御誘發(fā)鋼筋銹蝕的介質(zhì)入侵，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)安全使用年限；

（2）混凝土補(bǔ)強(qiáng)后，能保持構(gòu)件的完整性；

（3）恢復(fù)結(jié)構(gòu)的使用功能，提高其防水、防滲能力；

（4）消除質(zhì)量病害對(duì)使用人群的恐懼壓力；

（5）提高碼頭混凝土外觀質(zhì)量。

2　混凝土裂縫處理方法

2.1裂縫修補(bǔ)方法

表1中四種裂縫修補(bǔ)方法可組合使用，以求達(dá)到最好的修補(bǔ)效果。

2.2施工方法

（1）裂縫的檢查及標(biāo)注

根據(jù)裂縫數(shù)量、長(zhǎng)度及寬度進(jìn)行化學(xué)灌漿材料配量、埋嘴、灌漿的計(jì)算和安排。

表1　

（2）對(duì)寬度＜0.15mm的裂縫進(jìn)行封閉修補(bǔ)，方法為：

①沿裂縫走向騎縫鑿深度≥30mm和寬度≥15mm的U型凹槽；

②清除槽內(nèi)松散層、油污、浮灰和其他不老附著物；

④準(zhǔn)確稱量、拌制封縫材料，一次或分次壓入U(xiǎn)型凹槽內(nèi)使其略高于槽面，并抹平修整，保證表面美觀。

（3）對(duì)寬度≥0.15mm的裂縫采用壓力灌注灌縫膠處理，方法為：

①清除混凝土裂縫表面松散物和縫內(nèi)異物。

②按300～1000mm間距設(shè)置灌漿嘴，裂縫的端部、裂縫交叉處及貫穿裂縫的兩個(gè)側(cè)面均埋設(shè)灌漿嘴。

④粘貼灌漿嘴前先將除去灌漿嘴底盤的鐵銹并以丙酮擦洗至清潔，再用環(huán)氧膠泥突破底盤周圍，厚度1～2mm，對(duì)準(zhǔn)裂縫上的孔眼進(jìn)行粘貼。每道裂縫至少對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)漿嘴、排氣嘴和出漿嘴。注意孔眼對(duì)中并管路暢通、灌漿嘴粘貼牢固。

⑤壓氣試驗(yàn)：作用是檢查封閉帶是否密實(shí)，壓氣試驗(yàn)在環(huán)氧封閉帶硬化后進(jìn)行，氣體進(jìn)入灌漿嘴后，氣壓控制在0.2～0.4MPa。再用肥皂水在封閉帶和灌漿嘴周圍涂抹，若有泡沫出現(xiàn)，則示意該部位漏氣，再次封閉和氣檢漏氣部位進(jìn)行，如此反復(fù)。試氣對(duì)于豎向縫可從下向上，水平向裂縫由低往高進(jìn)行。

⑤灌注環(huán)氧漿液：將裂縫灌注膠按照產(chǎn)品說(shuō)明書的比例配制準(zhǔn)確，稱量，將主劑和固化劑倒在容器中，用低速攪拌器攪拌均勻。

灌注裂縫采用低壓滲注法。在灌漿過(guò)程中注意控制壓力：縫寬較大的，若進(jìn)漿通暢，氣壓應(yīng)控制在0.2MPa，若進(jìn)漿不暢，可把壓力控制在0.4MPa。

灌漿的次序：豎向縫自下而上、水平縫自低向高進(jìn)行壓力灌漿。自一端開始?jí)簼{至另一端，漿液會(huì)在裂縫內(nèi)的氣體排盡后從終端灌漿嘴排出，待噴出漿液濃度相同與進(jìn)漿濃度時(shí)時(shí)可停止壓漿，保持壓力不變并封堵灌漿嘴。如果單面灌注漿液后，貫通縫另一端不見出漿，可在不出漿端另行灌注一次。未貫通裂縫必須以“見到相鄰的灌漿嘴出漿”下定論。

⑥拆除灌漿嘴：對(duì)于已修補(bǔ)完的裂縫，待漿液聚合固化后才能拆除灌漿嘴，并用環(huán)氧樹脂膠泥抹平灌漿嘴粘貼處，最后對(duì)所有修補(bǔ)完成后的裂縫再次涂抹一層環(huán)氧水泥漿，確保封閉嚴(yán)密，并使其顏色與原混凝土表面盡量保持一致。

3　面板及樁頂混凝土缺陷修復(fù)

（1）清理混凝土破損區(qū)域

①對(duì)混凝土出現(xiàn)的蜂窩麻面、松散、孔洞、破碎、剝落等缺陷部位以及鋼筋外露區(qū)域，采用人工鑿除法去除干凈，直至露出堅(jiān)硬密實(shí)的表面，同時(shí)保證該部位干凈整潔以及無(wú)其他附著物。

②對(duì)于缺陷程度較大，破損嚴(yán)重的區(qū)域，混凝土表面必須鑿成方波型和鋸齒狀，且鑿至堅(jiān)實(shí)層，判斷的標(biāo)準(zhǔn)以能夠看見粗骨料，在施工中嚴(yán)格執(zhí)行《港口水工建筑物修補(bǔ)加固技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范要求。

（2）清理鋼筋銹蝕區(qū)域

混凝土破損表面清除后，用鋼刷清除鋼筋表面的浮銹，使之露出光潔部分；對(duì)鋼筋銹蝕區(qū)域，混凝土表面必須無(wú)油污、油脂、蠟狀物等有機(jī)污物。

（3）涂刷界面劑

①為使新增部分的環(huán)氧砂漿（或聚合物砂漿）能與老混凝土良好地結(jié)合，修補(bǔ)前應(yīng)首先在待修補(bǔ)混凝土缺陷表面涂一層界面劑，其涂刷厚度以≤1mm為宜，且應(yīng)涂刷均勻，涂刷時(shí)可采用人工涂刷或噴槍噴射，對(duì)于已涂刷界面劑的表面應(yīng)注意防護(hù)，嚴(yán)禁雜物、灰塵落入其上。

②基液涂刷完成后，須間隔一定時(shí)間，等界面劑中的氣泡消除后方可涂抹聚合物或環(huán)氧砂漿，時(shí)隔一般為30～60min。

（4）破損混凝土修補(bǔ)

①當(dāng)破損面積較小時(shí)應(yīng)采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)，為避免修補(bǔ)過(guò)程中砂漿流淌宜分層進(jìn)行。

②當(dāng)破損面積較大或缺陷深度＞4cm時(shí)應(yīng)采用聚合物砂漿修補(bǔ)，其工藝與環(huán)氧砂漿相似。

（5）養(yǎng)護(hù)：環(huán)氧砂漿修補(bǔ)養(yǎng)護(hù)期間要求控制好溫度，一般養(yǎng)護(hù)溫度以15～25℃為宜。

4　粘貼碳纖維布

4.1材料要求

本工程采用300g/m2高強(qiáng)Ⅰ級(jí)碳纖維布，配套粘結(jié)劑為A級(jí)膠。

4.2施工流程

粘貼碳纖維布施工放樣→混凝土底層處理→涂刷底膠→混凝土涂刷底膠→二次找平→涂刷下層樹脂→粘貼碳纖維布→涂刷上層樹脂→表面處理。

4.3施工方法

（1）混凝土底層處理

①清除被補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)表面混凝土的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。

②按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。

④打磨混凝土粘貼面，剔除表面松散層，打磨深度應(yīng)達(dá)到骨料新面，一般應(yīng)≥2mm，并形成平整的粗糙面。對(duì)棱角處應(yīng)圓化打磨，圓化半徑應(yīng)≥20mm。待混凝土干燥后用用脫脂棉沾丙酮擦拭表面。對(duì)混凝土凹凸不平利用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)。

⑤將混凝土表面清理干凈并保持干燥。

（2）涂刷底膠

常溫施工時(shí)將底膠A、B組分按規(guī)定的配膠比例稱量，倒入潔凈容器中并攪拌均勻，用毛刷或滾筒在混凝土表面涂刷均勻，膠表干后，可視情況多次涂刷，但涂層厚度≤0.4mm，并不得漏刷或有氣泡、流淌等，待膠固化后進(jìn)行下道工序。

（3）找平處理

①配制找平膠泥。

②混凝土表面凹陷部位用找平膠泥修復(fù)平整，且無(wú)棱角。

④轉(zhuǎn)角處用找平膠泥修復(fù)成光滑的圓弧，半徑≥20mm。

⑤待找平膠泥表面指觸干燥后，即施工下道工序。

（4）粘結(jié)樹脂配制及涂刷

①按廠家提供的主劑：固化劑的重量比，將主劑與固化劑先后置于容器中，并攪拌均勻，每次配置的粘結(jié)樹脂的量控制在半小時(shí)左右用完為宜。

②將下層樹脂均勻涂抹于需要粘貼碳纖維布的混凝土表面。

（5）粘貼碳纖維布

①按規(guī)范要求及修補(bǔ)處尺寸裁剪好碳纖維布，粘貼于指定部位后，用特制的滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，并使膠粘劑浸透碳纖維布。滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布。

②在粘結(jié)劑允許的暴露時(shí)間內(nèi)（視溫度不同而定），將碳纖維布置于混凝土表面上。用橡皮滾筒將布?jí)旱江h(huán)氧膠粘劑中，直到膠粘劑被擠出。

④粘貼碳纖維布時(shí)，各層碳纖維布應(yīng)錯(cuò)開布置，錯(cuò)開間距應(yīng)為5～10cm，且保證各層碳纖維布的接縫錯(cuò)開。

⑤多層粘貼重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面干燥時(shí)即進(jìn)行下一層粘貼。最后一層的碳纖維布表面涂抹浸漬樹脂。

⑤當(dāng)膠粘劑固化后，可以清除流出在混凝土面板上的粘結(jié)劑的膜，最后進(jìn)行碳纖維布的空鼓檢驗(yàn)。

圖1　

5　構(gòu)件防護(hù)涂裝

（1）所有混凝土表面必須完好，干燥，清潔，無(wú)油脂，污物，化學(xué)物質(zhì)，霉菌，脫模劑，風(fēng)化物，松脫漆膜，舊漆表面必須除去疏松及剝落漆層，銹蝕物和其它表面污物。

（2）新混凝土必須至少養(yǎng)護(hù)28d，同時(shí)做過(guò)防水處理。噴砂或打磨粗鑿基面，使光滑的部分拉毛粗糙，并除去浮漿皮，用洗塵器吸塵清除干凈，或使用清潔干燥的壓縮空氣吹掃干凈表面。

（3）按照專業(yè)油漆的混凝土表面涂裝工藝說(shuō)明書進(jìn)行分3層涂裝施工：封閉底漆（環(huán)氧漆）→中間漆（環(huán)氧云鐵中間漆）→面漆（聚氨酯面漆）。

6　修補(bǔ)質(zhì)量控制措施

6.1裂縫

①施工保證在5℃以上環(huán)境溫度下進(jìn)行，并符合配套樹脂的施工使用溫度。施工時(shí)盡量選用耐低溫灌縫材料。②從一端開始?jí)簼{后，另一端的灌漿嘴噴出的漿液與壓入的漿液濃度相同時(shí)，方可停止壓漿。④灌縫材料要求：漿液的粘度小，可灌性好；漿液固化后的收縮性小，抗?jié)B性好；漿液固化后的抗壓、抗拉強(qiáng)度高，有較高的粘結(jié)強(qiáng)度；漿液固化時(shí)間可以調(diào)節(jié)，灌漿工藝簡(jiǎn)便。

6.2混凝土缺陷

①所有新老混凝土結(jié)合面的原混凝土松散、碳化層應(yīng)全部鑿?fù)?，直至露出?jiān)實(shí)的混凝土基面；將外露銹蝕鋼筋進(jìn)行除銹、阻銹處理。②在混凝土固化期間禁止施工方位內(nèi)有大的擾動(dòng)，確?；炷恋墓袒|(zhì)量。

6.3粘貼碳纖維布

①碳纖維布及粘結(jié)膠采用相配套產(chǎn)品。②被粘貼混凝土表面應(yīng)打磨平整，除去表面等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)基面，轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀。④待涂敷的底層涂料指觸干燥后，必須用找平膠找平，碳纖維布與所粘貼混凝土表面緊密接觸，才能產(chǎn)生良好粘貼效果。

7　結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)外水工建筑物新建市場(chǎng)趨于飽和狀態(tài)，大量的舊碼頭及混凝土建筑物需要修補(bǔ)加固方能保證安全使用功能，修補(bǔ)加固施工有一定的市場(chǎng)空間，作為施工技術(shù)人員可以提前掌握修補(bǔ)加固技術(shù)，以便及早適應(yīng)多樣化建筑市場(chǎng)。

[1]《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2006）.

[2]《港口水工建筑物修補(bǔ)加固技術(shù)規(guī)范》（JTS311-2011）.

[3]張錫祥.《混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù)與管理、質(zhì)量控制》.重慶交通大學(xué)復(fù)合材料橋梁研究所.

TV698.2

A

1673-0038（2015）19-0238-03

2015-4-22

楊俊（1984-），男，助理工程師，本科，從事港航施工技術(shù)管理工作。