混凝土裂缝修补【电话--申工】随着经济的发展,山岭地区新建铁路越来越多,隧道工程所占的比例也逐步增大。隧道二次衬砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺,但混凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影响了美观,还给工程质量留下了隐患，较有可能造成通车后的渗漏水现象。
2、二衬混凝土裂缝的调查
在施工过程中，我们对隧道二衬混凝土进行了排查，通过对统计数据进行比较分析发现：
⑴、裂缝多发育在距洞口200米之内的范围内。
⑵、裂缝所处的二衬混凝土浇筑时间多在7～10月份，该段时间为高温、少雨季。
⑶、裂缝多属环向或者斜向裂缝。
⑷、按照裂缝发育部位统计：自仰拱施工缝处开始发育的占大多数。
⑸、裂缝宽度在0.1-0.4mm之间，深度在30-80mm之间。
3、裂缝原因分析
混凝土裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用的结果，下面根据本标段隧道裂缝的特点进行分析。
⑴温度裂缝
多发生二衬混凝土表面或温差变化较大的地区的混凝土结构中。混凝土在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,从而使混凝土内部温度升高,尤其对混凝土内部和表面的散热条件不同,大量的水化热聚积混凝土内部而不易散发,导致内部温度上升,而混凝土表面散热快。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力过混凝土抗拉强度时,混凝土表面产生裂缝,这种裂缝多发生混凝土先、中期。
此外,外界气温、温度变化是产生裂缝的重要因素。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热的湿度叠加所组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温越高,混凝土的浇筑温度也就会越高;如果外界温度降低则又会增加混凝土内外温度梯度。如果外面温度很高下降过快,会造成很大的温度拉应力,较易发生混凝土的裂缝。此外,外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,或导致混凝土裂缝的产生。
本标段隧道二衬施工中，前200m内出现较多的裂纹，而200m后则没有裂纹。一般而言，气温对隧道内部的二衬结构影响较小，但是气温对洞口的二衬混凝土影响较大，特别是夏季施工衬砌混凝土温度较高，冬季施工衬砌混凝土温度较低，冷收缩较大，都有可能造成混凝土的开裂，因此要做好洞口衬砌混凝土的养生工作。
⑵干缩裂缝
混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。
干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。影响混凝土干缩裂缝的因素主要有：水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。
⑶荷载变形裂缝
仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净,仰拱新旧混凝土未凿毛，混凝土浇筑后,基底产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固,以及过早脱模,或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。
同时，由于红线要求，软弱围岩中二衬距掌子面距离较短，爆破距离过短，炸药在爆破时除了对掌子面岩层做功消耗一部分能量外，其余能量以波的形式向外传播，形成爆破震动波，对距离较近的二衬也有影响，可能导致二衬混凝土出现裂缝。
4、裂缝的处理办法
裂缝处理的方式很多，表面封闭法、灌浆法等等，对于本标段裂缝宽度在0.1-0.5mm、深度在30-80mm的裂缝，我们采用了环氧树脂高压灌浆法，完成后并进行了取芯，发现注浆饱满，强度能满足要求。
⑴灌浆材料
环氧树脂具有良好的性能：其浆液的粘度小，可灌性好；固化后的收缩性、抗渗性好，不易造成气泡、不饱满等不良现象；其浆液固化后的抗压、抗拉强度都能满足设计要求，有较高的粘结强度；并且浆液的固化时间可以调节，灌浆工艺简便，属低材料。
⑵ 修补工艺
裂缝表面清理→封缝→埋设灌浆针孔→配制浆液→高压灌浆→封孔结束→处理痕迹→取芯检查
用毛刷蘸酒精**溶液，把沿裂缝两侧擦洗干净并保持干燥。
图4-1封缝图4-2埋设灌浆针孔
使用抹刀将封缝胶均匀抹在裂缝上，边抹边压，刮平整以防止产生小孔和气泡。裂缝封闭后进行密封检查。在裂缝表面先涂上一层肥皂水，然后从灌浆嘴通入压缩空气，如有漏气，及时进行密封。
用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧进行钻孔，钻头直径为14mm，钻孔角度宜≤45°，孔深度约10cm，钻孔必须穿过裂缝。孔与裂缝间距约3-5cm。钻孔间距约为40cm 。
在钻好的孔内安装灌浆嘴（又称之为止水针头），并用**内六角扳手拧紧，使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙，不漏水
灌浆前先对灌浆机具、器具及管子进行检查，运行正常后开始灌浆。将浆配制好的环氧树脂浆液放入搪瓷桶，把标尺插进桶中，并作灌浆记录；压浆时，保持在0.2Mpa以上的压力，应持续压注5分钟左右，关上进浆嘴上的转芯阀门，即结束灌浆。灌浆结束后，立即拆除管道，并用清洗剂把管道、设备清洗干净。
图4-3 高压灌浆
在修补前，对环氧树脂砂浆制取了一组（70.7×70.7×70.7）的试件，检查结果为38.2MPa，满足要求；用钻芯取样机在衬砌裂缝处钻取了φ100的试件，进行抗压试验，抗压结果为36.4 Mpa（＞35Mpa），满足要求。
5 注意事项
⑴、对裂缝的清洗，除以上方法外，也可以用高压水进行冲洗；冲洗后可用喷灯烘干或自然晾干，用喷灯烘烤时应防止烤焦混凝土。
⑵、用环氧树脂浆液修补衬砌，一般宜在春季和秋季进行。若冬季施工时，环氧树脂浆液可能受冻而固结，应采取防冻措施：修补时将混凝土表面预热，修补后进行保温覆盖，防止固化时温差大而导致开裂。
⑶、在配制环氧树脂浆液时，各种材料必须严格计量，严格按照配合比进行配制。
⑷、修补后须用声波或其它方法对裂缝进行检查，检查补强效果和质量是否满足要求，若发现缺陷应及时补救，以确保工程质量。
6 结束语
经过认真细致的环氧树脂浆液修补，并用取芯法进行检查，补强效果和质量都符合要求，笔者所从事的隧道二衬裂纹修复均取得理想的效果。
局部修复法
常用的方法有充填法，部分凿除重新浇筑混凝土、预应力法等。
（1）充填法：用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大，终凿成V形或梯形槽，分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭，其中V形槽适用于一般裂缝修补；梯形槽用于渗水裂缝修补；环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补；聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。
（2）预应力法：用钻机在构件上钻孔，注意避开钢筋，然后穿入螺栓(预应力钢筋)，施加预应力拧紧螺帽，使裂缝减小或闭合。如条件许可时，成孔的方向应与裂缝方向垂直，钻孔方向不与裂缝垂直时，宜采用双向施加预应力，
（3）部分凿除重新浇筑混凝土：对于钢筋混凝土预制粱等构件，由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土，清洗、充分湿润后，浇筑强度高一等级的混凝土，养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外，修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真，否则新老混凝土结合不良将导致失败。
某厂房为生产轴承的车间，常常需要用推车来运送原材料，并运出半成品，因此地面的磨损较为严重，为了能够提高地面的耐磨性，该厂对地面进行了全面的翻新成了耐磨地面。即在地面基层上再浇筑一定厚度的混凝土层，继而在其表面进行耐磨骨料面层施工。然而在工程竣工后的一周后，发现地面开始出现裂缝，且经过敲打，部分地面还存在着空鼓的现象。那么为何耐磨地面施工会出现裂缝和空鼓现象呢？以下本文就对其进行详细的分析研究，并提出防治修补方法。
灌浆法
将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内，使其扩散，固化。固化后的浆液具有较高的黏结强度，与混凝土能较好地黏结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类：一类是环氧树脂浆；另一类是甲基丙烯甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有：水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯等。这些不溶物可充填缝隙，使之不透水并增加建筑物强度。
混凝土裂缝修补【电话--申工】混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展；另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。
由于混凝土碳化会加剧混凝土收缩开裂，导致混凝土结构物破坏。混凝土裂缝的存在，能使空气中的二氧化碳较易渗透到混凝土内部与水泥的某些水化产物相互作用形成碳钙，这就是常说的混凝土碳化。在潮湿的环境下二氧化碳能与水泥中的化学成分相互作用，使混凝土的度降低，使钢筋纯化膜遭受破坏，当水和空气同时期渗入，钢筋就产生锈蚀。
混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。
2、水工混凝土结构裂缝产生的原因
按裂缝产生的原因划分有：由外荷载引起的裂缝；由变形引起的裂缝；由施工操作引起的裂缝。水工建筑物产生裂缝的主要原因如下：
（1）大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变过引起裂缝。
（2）混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。
（3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。
（4）当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中常见的现象。
（5）混凝土加水拌和后，水泥中的性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大3倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
（6）在炎热的大风天气，混凝土表面水分蒸发过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。
（7）构件载产生的裂缝。例如：构件在出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。
（8）当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
3、控制混凝土裂缝的具体措施
（1）混凝土配合比的化设计。掺入粉煤灰，选择减水剂，保证泵送流动度。采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，添加Ⅰ级粉煤灰，将水胶比控制在规范允许的范围内，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。
（2）原材料的选择。砂料细度模数控制在2.4以上，含泥量控制在1%内。碎石针片状控制在10%以内，含泥量控制在1%内，尽可能使用低水热化水泥，控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。
（3）施工安排。混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气，若需要上述条件下施工时必须有相应遮挡、保温措施。
（4）施工过程控制。二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣，混凝土会重新液化，能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，消除沉缩收缩量。泵送混凝土特别需要二次振捣。
控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力过了混凝土的抗拉强度，在混凝土内外温差过大、气温骤降时，及时采取保温、保湿措施，加强测温和气温预报，做到防护及时。闸墩下部与底板同时浇筑或尽量缩短闸墩与闸底板之间浇筑的时间间隔，可有效控制闸墩裂缝发生。
（5）混凝土干缩裂缝的控制措施。混凝土存在空隙产生湿胀干缩，加强振捣使之密实，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收光，掺加质粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。
（6）混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温，掌握混凝土内部的温升变化及内部高温度的发生时间，通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。
4、水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法
国内外学者把裂缝分为死缝、活缝和增长缝等3种。对于死缝可以采用刚性材料填充修补；对活缝则采用弹性材料修补；对于增长缝，必须消除引发裂缝的因素。裂缝修补除了要恢复防水性和耐久性为目的之外，还要从结构安全及美观角度出发进行修补，当前的修补方法主要有以下三大类。
（1）充填法。对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝，沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽，槽**宽约10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。
（2）注入法。注入法分压力注入法（灌浆法）与真空吸入法两种。灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。
（3）表面覆盖法。在细微裂缝表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性为目的的修补方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时，首先用钢丝刷将混凝土表面打毛，清理表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面气孔，再用修补材料覆盖表面。
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对裂缝的弥补处理
虽然我们在施工中采取不少措施控制裂缝的产生，但由于各种原因，现浇板面仍有裂缝发生，为了满足美观和使用上的要求、防止钢筋锈蚀、减少渗漏、提高构件的耐久性等，就必须对这些裂缝进行妥善的处理及修补，对不影响结构的裂缝的修补主要有以下几种：
表面处理法 沿裂缝铺设环氧树脂玻璃布或橡胶沥青棉纸等，起到粘贴封闭裂缝的作用，可用于对防渗要求较高的楼面上。修补前砼表面应预先干净、干燥，才能与基层有较好的粘结。但此法仅用于修补表面细小的砼裂缝以满足美观和耐久的需要。
填充密封法 这种方法用来修补中等宽度的砼裂缝，将裂缝表面凿成凹槽，然后填以填充材料进行修补。对于固定裂缝，通常用普通水泥砂浆、膨胀砂浆或环氧胶泥等刚性材料填充；对于活性裂缝则用弹性嵌缝材料填充，以使裂缝有伸缩的余地，避免产生新的裂缝。常用的弹性密封材料有：丙烯树脂、硅脂、聚硫化物、合成橡胶等。
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