萧山区浦阳镇桃北新村一期加固施工方案

1、浦阳镇桃北新村一期封口梁裂缝加固修复工程加固方案编 写：审 定：黄鹤特业工程技术有限公司杭州分公司二00八年六月建设部结构补强特种资质注册资金1000万元人民币一、工程概况：1工程名称：浦阳镇桃北新村一期封口梁裂缝加固工程2建设单位：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX3施工单位：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX浦阳镇桃北新村一期于2007年竣工，2008年6月发现封口梁出现竖向裂缝，具体裂缝走向见下草图，具体裂缝出现时间不详，从现场实际勘察看，楼板情况完好，未发现裂缝及漏水现象。结合现场实际情况，初步确定裂缝目前比较稳定，适合进行加固修复处理。为满足原设计使用要求，必须

2、对该层裂缝缺陷梁进行修补加固处理。具体的处理方案为采用高压注胶封闭防水及后加固处理方案。二、材料选用：高压注胶采用专用聚胺脂化学灌浆液；裂缝补强采用高强碳纤维布加固。三、修复处理方案：（一）、裂缝处理方案：采用高压注浆裂缝封闭施工：、检查：仔细检查渗漏裂缝部位，标识好裂缝走向,以备灌浆。 、布孔：在裂缝左右各50mm处倾斜钻孔至斜穿过裂缝510mm为宜，钻孔完成后再一次性埋设止水针头。 、埋嘴封缝：埋设止水针头，埋设过程调节注浆嘴深度，以深入到裂缝交差点为最佳，旋转注射端，压缩埋设端橡胶，卡牢针头及封闭埋设孔。、灌浆：灌浆止水针头设置完成后，以高压灌注机注入聚氨酯化学灌浆材料至发现灌浆液于结构

3、体表面渗出，即可停止注浆。根据裂缝部位的具体情况确定灌浆压力、灌浆量。用高压注浆泵将堵漏剂灌入裂缝，当全邻孔出现纯浆液时，移至邻孔，在规定的压力下灌浆，直至压不进为止（注入率0.01L/min），随即关闭阀门（一般灌浆压力0.3Mpa）。、7小时后检查渗漏部位有无渗水，无渗水将灌浆嘴折断，用聚合物水泥将基面封闭、抹平。对于零星点漏水进行点式补注。、注射点布置图如下：（二）、裂缝处理方案：采用高强芳纶布补强： 裂缝高压封闭完成后，经养水试验无再渗水质量的情况下进行裂缝的封闭补强施工，防止二次裂缝产生。具体采用目前国际上比较通用的处理材料，高强碳纤维材料进行处理。具体施工方案如下：1胶粘剂的配置

4、： 1）、将原材料按不同配合比称量准确，分别配置底涂胶料、整平胶料及粘结胶料。调制前对A、B两组按规定比例分别搅拌，混入后再充分搅拌。搅拌原则为一个方向旋转搅拌均匀即可准备使用。2）、 配置胶料时应注意以下事项：底涂胶料每次配置量以12公斤为宜；整平胶料每次配置量以0.51公斤为宜；粘结胶料每次配置量以12公斤为宜。3）、所有胶料要求于1小时内施工完毕。2、基底处理 1)、混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。2)、用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，尤其是模板交接处表面的凸出部位要

5、磨平。 3)、用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。使用专门修平材料修补表面凹陷底部分。3、涂底胶 1）、按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。2）、用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），再进行下一道工序。4、用整平胶料找平 1）、混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。2）、整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为

6、宜，一般不小于2小时），方可再进行下一道工序。5、粘贴碳纤维布 1）、按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，裁剪尺寸外延50mm。2）、配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。3）、用特制光滑滚子在纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出纤维布外表面，以去除气泡，使纤维布充分浸润胶料。4）、最后在纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。撒干中粗黄砂粗化处理。 备注：参考文献1、现浇楼板的裂缝控制中国建筑工业出版社2、建筑物裂缝同济大学出版社 武汉黄鹤特业工程技术有限公司杭州分公司芳纶是“对苯二甲酰对苯二胺”聚合物（PPTA），其分子主链中存在大键结构，分子结构稳

7、定，具有强度高、耐腐蚀、耐磨、良好的韧性和抗冲击、抗疲劳性能等。 芳纶分子模型以及纤维单丝 芳纶纤维的特点 特性优点 高强度提高承载能力 高弹性模量变形小 延伸率2%增加构件延性 弹性好破坏容许度好 不导电不与电介质反应 耐化学腐蚀耐久性好 不燃安全 路威2008芳纶纤维布是芳纶纤维由单向或双向排列形成的一种片材，受力方向如下图箭头所示： 单向布规格 规格质量g/m2抗拉强度MPa弹性模量GPa保证强度tf/m设计厚度mm AFS-402802060118400。193 AFS-604152060118600。286 AFS-906232060118900。430 AFS-1208302060

8、1181200。572 产品规格说明 以AFS-40型号为例： AFS(AAramid;FFiber;SSheet;)-40：是将抗拉强度与该型号芳纶布厚度的乘积n2060MPa0。193mm=40tf/m400KN/m|拉伸强度：这里指设计强度、2060MPantf/m：保证强度，每米宽度所承担的力是40吨力幅宽有10cm、30cm、50cm几种v常用的幅宽为30cmv（其他规格型号依次类推，另外双向片一般在国内不常用） 双向布规格 规格质量g/m2幅宽cm保证强度tf/m设计厚度mm    AFS-5/5117100550。06 AFS-10/1017610010100

9、。121 AFS-40/4056010040400。386 AFS-60/6086214560600。593 芳纶布的专用裁剪工具 信息类型：供应信息 主题：结构抗震加固芳纶纤维布 行业类别：新特建材新特建材 有效期：90天 有效区域：全国各地均设有销售点 详细说明：路威2008芳纶纤维布是芳纶纤维由单向或双向排列形行的一种片材，质轻、柔软、耐久、耐腐蚀，具有修补补强材料所应有的特性，特别适合于耐疲劳性能要求高的构件，而且操作简单，施工安全，比碳纤维优越得多。其特性：拉伸强度是钢板的5倍以上；比重约是钢板的五分之一；等同于合成纤维，象布一样柔软；非导电性。其可以用在混凝土结构、钢结构等补强加固

10、、印刷基板材料、光纤拉神料等。尤其在旧桥加固、建筑加固补裂方面取得了巨大成就，在全国各地的旧桥、建筑加固补强工程都用到了我们的产品。本公司在全国各地都设有销售点，方便你就近购买。 产品规格：AFS-40，AFS-60，AFS-90，AFS-120摘 要：合成了具有一定环保性的HK-9105单组分油溶性聚氨酯化学灌浆材料；从原料选择出发，阐述了该材料环保的实现途径；讨论了影响浆材发泡性能及堵水效果的主要因素；提出了聚氨酯化灌材料与水泥浆液的双液法灌浆工艺；并介绍了该浆材的初步应用情况。关键词：聚氨酯；化学灌浆；环保；双液法灌浆0前言随着水利、电力、交通等事业的深入发展，一些工程的难度也愈益增加。

11、在探洞、辅助洞、隧洞的开挖过程中，常遇到高压、大流量的突水或突泥，这给施工带来很大的险情和困难，有时会严重影响工程进度，甚至被迫停止施工1。灌浆工法是最常采用的堵漏手段之一。常用的堵水方法是采用水泥-水玻璃、改性的快硬水泥灌浆材料，由于其快速固化性能和便宜的价格，常作为首选材料。但在高压、剧烈的动水环境中，由于水泥水玻璃浆液终凝时间长、强度低、也难以如愿。希望能找到一种能在很短时间内、最好是在堵水瞬间能达到难以冲走的高强度的材料。分析了水泥-水玻璃、丙烯酸盐、水溶性和油溶性聚氨酯等化学灌浆材料的堵水原理，认为油溶性聚氨酯有可能达到这项苛刻的要求。由于其分子中的NCO基团和水能快速反应，可在数秒

12、钟之内开始发泡、固化，以致快速封堵漏水，而且固结体强度高。国外的de neef、Fosroc公司、日本的东邦株式会社、国内的许多科研院校、水电工程公司、隧道工程公司等在采用油溶性聚氨酯封堵大漏水工程方面都有许多精彩之举26。我院在20世纪70年代就研制和应用油溶性聚氨酯化学灌浆材料。回顾国内该方面的产品状况，对比国外有关这方面先进材料的性能，仍有许多值得深入研究的问题。其中，一个是产品的环保性能问题，一个是灌浆成本问题。分析国内的大部分灌浆材料，其稀释剂大多是丙酮和二甲苯，因为价格便宜，原料易得。而催化剂基本上以三乙胺为主，因为发泡速度快，对止水有利。但是丙酮沸点低，只有56C，容易挥发、燃烧

13、。三乙胺具有强烈的气味，在通风不良的隧道中施工，施工人员难以忍受。在封堵大涌水时，甚至发生工人昏厥事故。为此杭州国电水利电力工程有限公司在原有基础上，摈弃了丙酮、三乙胺等材料，成功开发了材料本身气味小、反应过程中几乎不释放刺激性气味、性能好的HK-9105油溶性聚氨酯化学灌浆材料，已在浙江某火力发电站海底引水洞堵水处理中得到应用。关于降低灌浆成本问题，本文提出了聚氨酯化灌材料与水泥浆液组成的双液法灌浆方法，并测定其乳白时间(起泡时间)、凝胶时间（止泡时间）、失粘时间、发泡倍数和密闭成型后的抗压强度。1 HK-9105油溶性聚氨酯化学灌浆材料1.1主要原材料三官能团聚醚多元醇，工业级；二官能团聚

14、醚多元醇，工业级；多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI），工业级；增塑剂，工业级；泡沫稳定剂，化学纯；催化剂，化学纯。其中作为主要原料的异氰酸酯，从环保和安全角度出发，选择了比TDI沸点高、不易挥发的PAPI。1.2主要性能本文对HK-9105油溶性聚氨酯化学灌浆材料进行性能测定，如比重、粘度、发泡速度、体积膨胀率、浆液对砂浆的粘结强度及其和龄期的关系、密闭成型后试件的抗压强度及其和龄期的关系等，具体数据如表1所示。表1 HK-9105油溶性聚氨酯化学灌浆材料序号 项目 性能指标 1 外观 棕色透明液体 2 比重（g/cm3, 250.5） 1.150.05 3 粘度（mPas, 250.5）

15、250-350 4 遇水发泡起止时间（251） 8-30秒 5 遇水发泡倍数（251） 20 6 浆液对砂浆的粘接强度（MPa）龄期：一天 3 7 固结体抗压强度（MPa），（在密闭条件下成型）龄期： 4小时24小时 17-2025-30 1.3影响浆材发泡性能和堵水效果的主要因素1.3.1多异氰酸酯和多元醇的选择对化学灌浆材料而言，异氰酸酯和聚醚多元醇是其关键原材料之一。由于异氰酸酯的结构不同，它的选择直接决定了灌浆材料的物理和结构性能。虽然TDI和PAPI都可以制得性能优良的化学灌浆材料，但TDI饱和蒸汽压高、毒性较大、气味较为刺鼻，因而不宜用于施工环境较为恶劣的化学灌浆场所，为此我们选用

16、了PAPI。多元醇的种类较为繁多，综合价格成本和产品性能等要求，选择了多种不同官能团度的聚醚多元醇。NCO/OH的比例直接关系到分子链的长短、交链程度、聚合度的大小，因此也影响到浆液粘度的大小、贮存期的长短。本文考察了不同NCO/OH比例时的浆材情况，试验结果表明：NCO/OH 值较大，则浆材中的游离NCO含量较高，平均分子量较低，交链程度也较小，因而粘度较小，浆材的反应活性较大；但较大的NCO/OH 值意味着异氰酸酯使用比例较大，原料成本较高，且易引起泡孔过大、易坍泡、泡沫强度较低等不良现象，因此在满足产品性能的情况下应尽量降低NCO/OH 值。不同官能团度聚醚多元醇的使用比例不同，使得浆材

17、在性能上必然存在一定的差异。在NCO/OH比例一定时，低官能团聚醚用量较多，则聚醚的总质量增加，引起合成的浆材交链程度减小，浆材粘度的下降。而浆材粘度较小，不利于泡孔壁膜的强度发展，易出现坍泡现象2。1.3.2催化剂对浆材发泡性能的影响催化剂的选择和用量的确定，需要综合考虑其环保性能、相容性能、催化效果、成本及应用情况等各个方面5。催化剂一般有叔胺类和有机锡类催化剂。叔胺类催化剂对异氰酸酯与水反应有很强的催化作用，活性范围很宽。常用的叔胺类催化剂有：三乙胺、三亚乙基二胺、三乙醇胺、双（二甲胺乙基）醚、二甲基苄胺及四甲基丁二胺等。常用的有机锡类催化有：二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡等。在聚氨酯泡沫领

18、域，常常同时使用两种或两种以上催化剂。催化剂的复配使用，可产生协同效应，调节链增长速度与交联速度间的平衡，达到显著提高催化活性的目的。本文立足环境保护要求，根据所采用的聚醚和异氰酸酯的特性，在考察各种催化剂对主要反应体系的催化效果和副反应的抑制效果的基础上，采用了以叔胺为主，有机锡为辅的复合催化体系。该催化体系气味小，毒性低，催化活性高，催化选择性也非常有利于与水的反应。为了方便灌浆施工，本文将预聚体配制成A组分，将多种催化剂和助剂配制成B组分。本文考察了不同B组分添加量时，浆材的发泡时间及发泡倍数，结果见图1。试验结果表明，随着B组分的增加，浆材的发泡速度（起泡时间、止泡时间和失粘时间）都迅

19、速加快，当B组分加入到10左右后，下降趋势逐渐平缓，降幅较小；而发泡倍数则迅速增加，当加入到10左右后，增幅逐渐减小，增加趋势减缓。并且催化剂的用量过多，易降低固结体的强度，因此，B组分的使用量以不超过10%为宜。1.3.3泡沫稳定剂对浆材发泡性能的影响2泡沫稳定剂是浆材中不可或缺的一个组成部分。它的用量很少，但却举足轻重。泡沫稳定剂是一种表面活性剂，它主要起三种作用，（1）乳化作用，降低原料体系的表面张力，改善原料组分的混溶性；（2）成核作用，促进发泡初期气泡核的形成，调节泡孔结构；（3）稳定作用，提高原料体系的稳定性及流动性，使其密度分布均匀。是否具有理想的开孔或闭孔结构，主要取决于泡沫形

20、成过程中的凝胶反应速度和气体膨胀速度是否平衡。而这一平衡要通过调节配方中的催化剂、泡沫稳定剂等助剂的种类和用量来实现。泡沫稳定剂的类型很多，在本试验中采用的是有机硅泡沫稳定剂。通常以聚硅氧烷为主链，共聚醚为侧链。其中聚硅氧烷为亲油性基团，起界面取向作用，聚醚为亲水基团，起增溶作用。有机硅泡沫稳定剂的品种繁多，要通过试验进行筛选。对于聚氨酯化学灌浆材料而言，由于预聚体采用多官能团度、低分子量的聚醚多元醇与多异氰酸酯反应，因此其凝胶速度相对较快，气泡壁膜起强度较快。即在泡孔内气体的压力上升时，气泡壁膜已有一定的强度，不容易被气泡内气体挤破，从而形成以闭孔结构为主的固结体。在化学灌浆领域中，利用水与

21、异氰酸酯反应生成二氧化碳的发泡方法（水发泡法）具有极大的优势。这一方法既能减少物理发泡剂的使用，以降低对环境的污染可能性；且取材极为方便，能够节约成本；并能释放无害气体二氧化碳，补充灌浆压力，促进浆材在细微裂缝中的扩散，对堵水起积极作用。不过，尽管泡沫壁膜的强度已经较高，但由于二氧化碳的性质决定了在发泡过程中仍易冲破该壁膜，导致坍泡，不利于堵水。因此本文通过调节配方中催化剂的比例及用量，同时加入一定量的泡沫稳定剂来实现泡沫形成过程中凝胶反应速度和气体膨胀速度之间的平衡，提高了浆材的堵水效果。2 HK-9105油溶性聚氨酯灌浆材料的应用情况2.1 HK-9105与水泥浆液的双液法灌浆聚氨酯化灌材

22、料是很好的防渗堵漏、补强加固材料，但它的价格较高。如果能降低灌浆成本，将有更大的推广意义。最有效的降低施工造价的方法是实施聚氨酯化灌材料与水泥浆液的双液法灌浆。这是一个非常新颖的构思。本文按不同水灰比配制水泥浆液，将其和9105油溶性聚氨酯化灌材料以不同比例混合，测定其乳白时间、凝胶时间、失粘时间、发泡倍数和密闭成型的试件抗压强度（如图2所示为抗压强度测试试件）。试验表明：水泥浆材和9105油溶性聚氨酯可以复合成灌浆材料，凝固时间可以由催化剂的用量来调节，时间在十几秒至2分钟左右。固化时仍有发泡、膨胀性能，自由状态下仍可以膨胀20多倍。在密闭条件下成型的聚氨酯和水泥复合材料试件（催化剂用量为B的2%），其4小时的抗压强度仍可达到25MPa。固结体强度随着水灰比的增大及水泥浆加入比例的增加而下降，但是在水泥浆是化学浆的两倍时，其4小时的抗压强度仍然可达21MPa.。而水