圓筒倉裂縫修補及體外預(yù)應(yīng)力索加固施工技術(shù)

1、圓筒倉裂縫修補及體外預(yù)應(yīng)力索加固施工技術(shù)【摘 要 以浙江某水泥廠生料均化庫加固工程施工為例，介紹了修補裂縫后在筒倉體外安設(shè)預(yù)應(yīng)力索的加固工藝，為類似筒倉工程加固施工提供了一種經(jīng)濟(jì)實用、安全可靠的處理方法。關(guān)鍵詞 筒倉；加固；裂縫修補；預(yù)應(yīng)力索；技術(shù)浙江某水泥廠生料均化庫筒倉高52m，外徑23.4m，壁厚450mm。在施工過程中，由于施工隊伍質(zhì)量意識不強(qiáng)導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。根據(jù)浙江建筑科學(xué)設(shè)計研究院對該工程的檢測結(jié)果：高程13.0m28.0m范圍內(nèi)的倉壁實際的水平環(huán)向鋼筋平均間距為156mm，遠(yuǎn)大于設(shè)計及規(guī)范要求的間距（120mm）；砼強(qiáng)度低于設(shè)計要求；筒倉壁豎向裂縫開裂在13m28m高度范圍內(nèi)平

2、均間距為345mm，最大寬度達(dá)3mm；寬度0.8mm的裂縫深度達(dá)222mm，部分裂縫已經(jīng)貫穿。在實際檢測到的數(shù)據(jù)下，結(jié)構(gòu)承載力和裂縫寬度均不滿足鋼筋混凝土筒倉設(shè)計規(guī)范GB50077-2003的要求，需對該筒倉進(jìn)行加固處理。最初擬定兩種方案：一、對裂縫進(jìn)行灌漿修復(fù)后對生料均化庫筒倉水平環(huán)向鋼筋不合格范圍在筒倉外壁進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力鋼鉸線施工。二、采用泰扶芳玻韌布對該生料均化庫倉壁進(jìn)行加固處理。經(jīng)過比較論證，從質(zhì)量、進(jìn)度、安全、經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮最終選定了方案一。1 施工準(zhǔn)備1.1 技術(shù)準(zhǔn)備人員進(jìn)場后施工前做好體外預(yù)應(yīng)力設(shè)計圖全面深化，設(shè)計圖全面交底，施工設(shè)備檢修及千斤頂?shù)臉?biāo)定，預(yù)應(yīng)力索鋪放圖繪制，預(yù)

3、應(yīng)力施工技術(shù)參數(shù)表的制作，工程用材料質(zhì)量檢驗。1.2 物資準(zhǔn)備按照設(shè)計要求，進(jìn)場的主材有：無粘結(jié)低松馳鋼鉸線（d=15.24,抗拉強(qiáng)度fptk=1860MPa）、預(yù)應(yīng)力錨具、無粘結(jié)全封閉錨具保護(hù)套及錨墊板、P.O42.5級普通硅酸鹽水泥、JGN灌注膠。1.3 主要設(shè)備及工具主要設(shè)備幾工具需求見表1。表1 主要設(shè)備及工具需求表序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1電焊機(jī)-1臺預(yù)應(yīng)力成型制作設(shè)備2配電箱380伏3臺3配電箱220伏2臺4砂輪切割機(jī)400mm1臺5小型手動葫蘆-4臺6前卡式千斤頂YC-254臺張拉控制設(shè)備7手提式超高壓電動油泵（包括限位、接長）YC25D4臺8精密壓力表0.4級4只9高壓油管6m16

4、根10手提式切割機(jī)-2臺11砂漿攪拌機(jī)2501臺筒外抹灰設(shè)備2 施工工藝流程腳手架搭設(shè)裂縫修復(fù)體外預(yù)應(yīng)力索施工體外預(yù)應(yīng)力抹灰3腳手架搭設(shè)鋼管腳手架沿筒體外側(cè)搭設(shè)雙排架，內(nèi)側(cè)立桿距筒體0.3m,雙排架立桿間距1.2m,大橫桿步距1.5m, 腳手架短橫桿應(yīng)與筒體頂實，同時做好人行通道，鋪設(shè)竹板通道，腳手架外側(cè)掛安全網(wǎng)覆蓋。4裂縫修復(fù)對于裂縫寬度不大于0.2mm的細(xì)裂縫，采用JGN修補型結(jié)構(gòu)膠直接封閉的處理方法；對于寬度0.2mm1.0mm的裂縫或?qū)挾却笥诨虻扔?.0mm的裂縫，采用低粘度或中等粘度JGN修補型結(jié)構(gòu)膠封閉處理并壓力灌注的方法使裂開的混凝土重新粘結(jié)成一個整體。4.1寬度大于或等于0.2

5、mm的裂縫灌漿施工(1) 裂縫縫口表面的處理用鋼絲刷清除掉縫口兩邊的灰塵和污垢，縫口內(nèi)采用壓縮空氣吹凈浮塵，如縫口因灰塵堆積過多而完全堵死，還應(yīng)用砂輪片對縫口進(jìn)行拓寬處理（或用鑿子對堵死部分鑿一槽子），如整條裂縫都已完全堵死，應(yīng)沿縫表面每隔400mm800mm間距進(jìn)行局部拓寬或鉆孔處理，完成后可直接在該部位埋設(shè)灌漿嘴。(2) 埋設(shè)灌漿嘴:裂縫表面處理完后，將灌漿嘴埋設(shè)在裂縫的交叉、較寬、端部或經(jīng)拓寬處理的縫口部位，如裂縫兩側(cè)有斜孔，將斜孔內(nèi)灰塵除盡后可根據(jù)孔的深淺將導(dǎo)管插入斜孔或直接將灌漿嘴埋設(shè)在洞口，埋設(shè)嘴子的間距視情況設(shè)為300mm 800mm，原則上，縫窄應(yīng)密、縫寬可稀。每條裂縫都至少必

6、須有一個出氣孔和進(jìn)漿孔，對于出氣孔，也可離裂縫盡頭10mm30mm不密封，以便灌漿、查看灌漿效果，也不會影響灌漿的質(zhì)量。(3) 封縫：灌漿嘴埋設(shè)好后，沿縫用配制好的JGN修補型結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行密封，密封時在沿裂縫走向50mm 寬的范圍內(nèi)用抹刀刮抹封口膠，封口膠厚度約0.5mm 1.0mm。如果縫兩側(cè)有較多細(xì)微龜裂的部位，應(yīng)將封口膠刮抹寬度加寬，并按壓膠的邊緣，消除卷邊，盡量一次完成，避免反復(fù)涂抹?；炷羷兟涮幰畛涿軐崳c注入座銜接的地方要特別注意。封好的縫表面應(yīng)光滑、平整，邊緣與混凝土面應(yīng)緊貼，不應(yīng)有卷邊現(xiàn)象。(4) 密封檢查：如有發(fā)現(xiàn)密封表面有不完整的裂痕或者混凝土表面不堅實的地方，可以對密封縫

7、進(jìn)行檢查。待密封膠達(dá)到強(qiáng)度固化時間：12h（20）或6h（30）后，沿縫涂抹一層肥皂水，并隔1000mm2000mm的間距把中間的注漿孔，用螺栓(纏生料帶)堵上，從灌漿嘴中通入空氣，如密封的縫上有冒泡現(xiàn)象，應(yīng)對該部位重新密封，當(dāng)縫較長時可分段試氣檢查。對于只能單面密封的通裂縫，可根據(jù)其深度進(jìn)行不同程度的試氣檢查，推測對面未封的縫口漏氣的大小，如對面漏氣較為嚴(yán)重，深度又較淺時，可適當(dāng)增加漿液的粘度采用減壓延時的方法持續(xù)對其灌注。(5) JGN灌注膠的配制：將灌注膠的兩種成分按說明書上的比例混合攪拌均勻，一次能用完一整套包裝的量時不必稱量，全部混合即可；用量較少時要分別稱量兩種成分，按規(guī)定配比配合

8、。該種膠剛配制好時粘度低，對于窄縫，配制完畢后應(yīng)立即灌注，且要少量配制，配好的漿液應(yīng)在1h內(nèi)用完，總之可根據(jù)縫的寬度、縫的深度、使用溫度及注漿時的進(jìn)漿速率、進(jìn)漿量來調(diào)整漿液的一次配漿量及粘度。(6) 灌漿：微細(xì)裂縫的灌漿設(shè)備主要是應(yīng)用低壓低速的針筒灌注，灌漿壓力為0.1MPa 0.6MPa，可根據(jù)裂縫的可灌度來調(diào)整壓力。灌漿順序由一端向另一端，對于豎直裂縫，灌漿從下到上依次序進(jìn)行，灌漿時要間隔預(yù)留出氣孔和進(jìn)漿孔，當(dāng)出氣孔出漿后，再把其作為進(jìn)漿孔再進(jìn)行灌注，依序進(jìn)行，下面的進(jìn)漿孔予以密封(可用纏生料帶的螺栓堵塞)，直至灌完。對于水平裂縫，灌漿的順序可從兩端到中間，也可從中間到兩端，中間預(yù)留出漿孔

9、就行，灌漿的方法同豎直裂縫。對于深層、非慣通裂縫，先從縫側(cè)面的斜孔進(jìn)行灌注至縫的深層，然后再從表面灌注，灌注過程中應(yīng)適當(dāng)延長灌注時間。4.2 寬度小于0.2mm的裂縫封閉施工先用鋼絲刷清除沿裂縫走向的混凝土表面污垢或灰塵，用壓縮空氣吹凈縫內(nèi)的浮塵，再用酒精或丙酮將表面清洗干凈。然后配制好JGN修補型結(jié)構(gòu)膠將裂縫封閉起來。4.3 裂縫修補時應(yīng)注意的幾個問題(1) 灌漿嘴騎縫時對位必須準(zhǔn)確，騎縫口無灰塵等雜物堵塞；灌漿預(yù)留的出漿孔必須出漿；(2) 縫兩側(cè)蜂窩、麻面較多的混凝土表面必須清理和密封好，防止灌漿時滲漏；(3) 漿液配制時攪拌必須均勻以防止?jié){液在縫體內(nèi)不均勻固化；JGN修補型結(jié)構(gòu)膠A、B兩

10、組份稱量必須精確以保證配合比準(zhǔn)確；(4) 灌漿嘴的孔口必須堵塞好，以防止?jié){液初凝前漏漿而至縫體內(nèi)出現(xiàn)空洞，施工時用來堵塞的螺栓應(yīng)纏好生膠帶，再擰緊；（5) 混凝土裂縫內(nèi)基面影響粘接的污物必須清洗干凈以防止基面粘接不牢，影響粘接效果；(6) 因漿液有較強(qiáng)的滲透性可滲透毛細(xì)孔，為防止剛注滿的漿液被混凝土吸收形成空洞,灌漿時間不應(yīng)少于15min，且應(yīng)持續(xù)到吸漿率小于2ml/min為止。當(dāng)使用溫度低于5時，小于0.2mm的裂縫一般應(yīng)停止灌注。5 預(yù)應(yīng)力索施工根據(jù)水泥工業(yè)設(shè)計研究院提供的詳細(xì)受力分析設(shè)計計算，本生料均化庫在13m28m高度范圍內(nèi)按200mm間距設(shè)一根15.24無粘結(jié)低松馳預(yù)應(yīng)力鋼鉸線。生

11、料均化庫結(jié)構(gòu)剖面預(yù)應(yīng)力索加固區(qū)域見圖1,錨固端承壓板布置見圖2。圖1 生料均化庫結(jié)構(gòu)剖面圖 圖2 對稱張拉分層錨固承壓板布置圖5.1 施工順序根據(jù)預(yù)應(yīng)力施工的技術(shù)參數(shù)，在專用場地內(nèi)用砂輪切割機(jī)進(jìn)行材料斷料，鋼絞線斷料時不得使用氣割或電焊切割，下料長度須保證無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的工作長度不小于400mm。5.2 體外預(yù)應(yīng)力索的安裝按標(biāo)高施工放線，標(biāo)出預(yù)應(yīng)力索安裝位置。按2m間距在筒倉體外設(shè)鋼絞線定位支承釘，預(yù)留張拉端承壓板位置。用4根M16化學(xué)錨栓或膨脹螺栓固定承壓板后鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力索、安裝和調(diào)索。預(yù)應(yīng)力錨固端承壓板見下圖3所示圖3 預(yù)應(yīng)力錨固端承壓板圖5.3 預(yù)應(yīng)力張拉在預(yù)應(yīng)力筋張拉前進(jìn)行設(shè)備標(biāo)定。當(dāng)施

12、工時油壓表不歸零或損壞、失靈，鋼鉸線嚴(yán)重斷、滑絲，鋼鉸線伸長量不合要求而對張拉力有懷疑時或在千斤頂檢修后應(yīng)對設(shè)備重新標(biāo)定。（1） 張拉工藝在預(yù)應(yīng)力索全部安裝完畢進(jìn)行隱蔽工程的驗收后，方可開始進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。本工程張拉時采用4套設(shè)備，分別從筒倉自下而上方向分區(qū)、分標(biāo)高跳開進(jìn)行張拉，環(huán)向兩端對稱張拉。張拉時做到孔道、錨環(huán)與千斤頂三對中，張拉過程應(yīng)均勻。（2） 張拉程序： 010%con（讀初始伸長值L1并作記錄）con（量測伸長值L2并作記錄）持荷兩分鐘錨固。（3）張拉控制應(yīng)力：本工程張拉控制應(yīng)力con按設(shè)計要求：con0.4×fptk=0.4×1860=744(MPa)，無粘

13、結(jié)低松馳鋼鉸線（d=15.24）截面積Ap=140(mm2)，張拉力Np=con×Ap=104(kN)。（4）張拉伸長值控制：采用以張拉力為主，伸長值校驗的方法。初應(yīng)力時量取千斤頂活塞的伸長量L1，張拉達(dá)100scon再量取千斤頂活塞的伸長量L2，L2L1二者之差為鋼束的實際張拉伸長量。實際張拉伸長量與理論推算伸長量(即10%理論伸長量)之和,與理論伸長相比較誤差不超過±6%，否則應(yīng)停機(jī)檢查原因，予以調(diào)整后方可張拉,必要時進(jìn)行處理。預(yù)應(yīng)力張拉的理論伸長量計算按混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范GB5025-92要求進(jìn)行，采用平均張拉應(yīng)力法。5.4 錨具保護(hù)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在張拉完成

14、后即可切割工作長度內(nèi)多余鋼絞線，切割采用手提式切割機(jī)進(jìn)行，露出錨具外的鋼絞線長度不小于30mm。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在錨具保護(hù)套杯塞內(nèi)，注入專用防腐油脂，套入錨具內(nèi)。6 體外預(yù)應(yīng)力索保護(hù)抹灰體外預(yù)應(yīng)力張拉完畢，驗收合格后將筒體混凝土外表面鑿毛，清理干凈后刷界面劑，在抹灰前一天澆水濕透。選用 P.O42.5級普通硅酸鹽水泥、中砂或粗砂配制砂漿，當(dāng)粉刷厚度超過4cm以上時還需使用鋼絲網(wǎng)，將鋼絲網(wǎng)展開固定在筒體外支承釘上再進(jìn)行抹灰，鋼絲網(wǎng)搭接長度為100mm。抹底層灰前，結(jié)合筒體的弧度，垂直程度、墻面抹灰厚度確定灰餅厚度，進(jìn)行掛線“打墩”。在墻體濕潤的情況下抹底層灰，先在混凝土墻體表面刷界面劑一遍，隨刷隨抹底層灰。底層灰采用1：2.5水泥砂漿涂沫、砂漿厚度為10mm 20mm。待底層灰稍干，再以同樣砂漿抹中層灰，厚度為20mm 30mm，并用磨板搓干帶毛面，在砂漿凝固之前，將表面用掃帚掃毛。中層灰抹完磨平后全面檢查其垂直、圓弧度，發(fā)現(xiàn)問題要及處理。中層砂漿抹好后第二天，按設(shè)計要求的水泥混合