3 化学灌浆在建筑防水堵漏工程中的综合应用
3.1 广州市南方剧院假山池涌水化学灌浆堵漏处理
该工程位于西湖路与教育路十字路口。由于观赏花园中假山池底面低于地表1.00m,造成多个点状分布的涌水泉眼,积水较多,影响周围环境。受院方的委托,采用中化—656堵水,以保证假山池底干燥。
中化—656是一种以丙烯酰胺为主剂,甲撑双丙烯酰胺为交联剂,配以其它材料组成的化学灌浆材料。各组分的水溶性很好,是一种无色透明的真溶液,粘度很低,接近于水,可以注入极细微的孔隙中。水溶液在氧化—还原引发体系的作用下,能够迅速聚合形成具有体型高分子结构,富有弹性,不溶于水及一般溶剂的硬性凝胶。这种硬性连续的凝胶可以封闭水在土、砂空隙或岩石细裂隙间的通道,阻止水的通过,并把松散的土、砂粘结在一起,从而起到防渗堵水和加固的双重作用。
通常丙烯酰胺灌浆材料是一种浓度为5%~30%的水溶液。这种浆液性质稳定,两组分单独存放可以长时间保存。如浆液中加入铁氰化钾后,可以推迟起始凝聚时间,减缓聚合速度,用量很少即有明显效果。计量甲、乙液组分和浆液的溶器不要共用,否则可能改变浆液性能,甚至报废。
根据现场调查情况(包括注浆目的、灌浆部位的土质、水流、水质、温度、压力及原料质量等)确定配方(主要是浆液浓度、凝胶时间和浆液用量),再依现场资料在实验室进行配方试验确定。本工程浆液浓度一般用10%(丙烯酰胺和N,N′—甲撑双丙烯酰胺的比例固定在95∶5,改变浓度时只改变它们在水中的总含量),如特殊情况可适当考虑改变浆液浓度。对个别涌水流量大的泉眼点,为克服地下水对浆液的稀释作用,需提高浆液浓度至12%~15%,甚至提高到20%;相反,在细裂缝点中,由于含有饱和水而进浆量极少,这些水足以稀释浆液,因此,也需提高浓度至12%,特别细微的裂缝点要提高浓度至15%.浆液分批配制,两液双组分最好按1∶1配比灌注,一边配比混合,一边灌浆施工,流水作业效果更佳。
经随机取样检查,丙烯酰胺浓度为10%的凝胶固砂体抗压强度有0.2~0.8MPa,能承受较大的静水压力,抗渗性好,渗透系数为2×10-10cm/s.虽然浆液原料和配好的浆液均有一定毒性,在凝胶前对人体有害,对金属也有腐蚀性,溶出的金属离子还对浆液性能有影响,但凝胶后基本无害。同时,由于浓度高于5%(<5%无法凝胶)的浆液凝固时形成半透明状态的凝胶,不溶于水、煤油和汽油等溶剂(目前尚未发现溶解这种凝胶的溶剂);不被稀酸、气体、菌类侵蚀;凝胶干后遇水可以重新溶胀,因此,可认为是半永久性材料,放心使用,质量有保证,耐老化性强。
3.2 广州市百花香料厂主厂房屋面梁板漏水化学灌浆防渗处理
该工程位于芳村,由于多种原因,屋面梁板出现多条裂缝,局部还有蜂窝点。遇雨天就渗漏水,还会风化腐蚀钢筋影响建筑结构承载力。受厂方的委托,采用化学灌浆进行防渗补强处理。
环氧树脂具有强度高、粘结力强、稳定性好及可在室温固化等一系列优点,广泛用于电绝缘材料、增强塑料、涂料、粘合剂及电子灌封材料等方面。一般采用双酚A型环氧树脂,大多数情况下使用E—44(6101)环氧树脂,用脂肪胺或改性胺如T31等为固化剂。由于通常的环氧树脂粘度均在2000厘泊以上,需加入适当的稀释剂才能把浆液灌入细小缝隙。同时,由于环氧树脂固化后性质较脆等原因,通常还加入增韧剂、促进剂以及表面活性剂等,以适应各种各样的情况,这就是研制和使用改性环氧树脂灌浆材料的原故。在特种岩土工程中,可在环氧树脂中加入各种特殊助剂,使浆液具有高渗透性、浸润性等性能,以适应特殊场合的灌浆需要。
本工程选用FYZ材料,糠醛、丙酮稀释体系。由于糠醛和丙酮均具有较低的粘度,加入环氧中可以使浆液具有可灌性好,可在含水裂缝中灌注,价格又便宜等优点。糠醛、丙酮在加入固化剂后形成酮亚胺缓慢地固化环氧树脂,游离的糠醛和丙酮也逐渐生成它们的低聚物,最后成为呋喃树脂,因此,浆液固化后为复合体系,并具有以下几个特点:①强度高,抗压强度达60kg/c㎡以上;抗张强度达70kg/c㎡以上;抗弯强度达250kg/c㎡以上。②粘结力强,具有良好的粘结力,尤其是对混凝土,其干缝粘结强度达17kg/c㎡以上,湿缝粘结强度达12kg/c㎡以上。③具有良好的抗腐蚀性和抗老化能力。④固结体具有良好的抗渗透性能。
该工程的施工程序是:
(1) 清缝:打掉批挡保护层,直到结构层。
(2) 刷缝、吹缝:用钢丝刷刷掉松动的碎块和粉土,并用高压吹风机(器)吹掉粉尘埃。
(3) 打基液;用1∶1的FYZ进行渗透处理。
(4) 埋灌浆盒:用1∶1.75的FYZ进行埋灌浆盒,一般埋在顶面,每米3个左右。对个别厚梁需双面灌浆,即在底面多埋一次灌浆盒,并%考-试-大%与顶面上埋的盒错开位置构成穿插加密状,利于均匀灌浆。
(5) 封缝:用1∶1.75的FYZ进行封缝,如底板面有缝的还需多封一面缝。一般每条缝留2~3个排气、排水小眼(0.5~1.0cm),利于诱导灌浆。
(6) 灌浆:用FYZ进行灌浆。固化剂选用二乙烯三胺或乙二胺,约占主剂的5%~16%,而个别特别细微的裂缝,需使用渗透性更好的FEZ浆材机械灌注(FEZ其它性能基本与FYZ材料相同)。遇较大的裂缝,采用人工送浆自由渗漏浆液施工即可。
经过几年来的连续观测,证实改性环氧树脂材料性能稳定,防水效果良好。
3.3 广州市新大地宾馆地下室歌舞厅顶板渗漏化学灌浆止水处理
该工程受街边电缆沟降雨积水和宾馆正门浇灌花草水的影响,地下室歌舞厅顶板混凝土出现间歇性漏水,呈点状和线状分布。受业主的委托,采用化学灌浆进行补救处理。
首先,对漏水部位的松软混凝土进行全面剥离清除,然后,在个别漏水量大的点开凿直径3~5cm、深5~8cm的楔形孔(槽),把进浆管一头置于楔形孔中,管底留空0.5~1.0cm,周围再放些碎石或棉纱,利于浆液扩散。进浆管长度根据实际情况而定,一般为8~30cm,但进浆管口一定要对准出水口孔洞部位(点),使水引入管中流出,而管的周围用速凝剂混干水泥粉(一般为水泥—水玻璃)砂封堵,并用手指或手掌压砂浆,使被埋管周围不再有渗水。在埋管封孔(缝)第二天即可顶化—656注浆,以达到止水的目的。
其次,在渗水的范围内,用改性环氧树脂涂刷1~2遍,厚度1.00~1.50mm,待它基本干爽后,再用水泥—水玻璃作最后一道防水层兼作保护层。
最后,尚需进行两条裂缝楼面灌浆处理。其中一条细的裂缝直接用改性环氧树脂混干水泥粉埋管和封缝,不用开凿U型或V型槽,待水泥改性环氧浆干后,才用齿轮泵或手压泵注浆,尔后2~3天即可表面修复交付使用;而另一条较大的裂缝可用水泥砂浆渠形围缝,渠宽1~2cm,用于积蓄浆液进行渗透灌浆(用稀浆)。对难进浆段,则先用丙酮渗透开路。一般混合浆液有五六成干后,即用干水泥粉混合剩余浆液与围渠的水泥砂浆一起用灰刀铲除,以免干后表面清理时拖带出缝内浆液固结体。然后,再用小灰刀(宽1cm)做缝表面补充加强压浆修复处理。1~2天后即可交付使用。
4 结 语
化学灌浆具有简单、快速、价低及有效等诸多优点。不同的灌浆防水堵漏止水工程,其施工方案也需各有侧重。一般原则如下:
(1) 铝管直径d=1cm,埋管根底部用棉纱缠成喇叭头至直径2~3cm为宜,铝管头高出基面3~5cm即可。
(2) 浆液固化时间为1′30″左右,以每点直径30~50cm计算,每根管(点)用浆量为600~1000mL,灌浆终孔压力≤2kg/c㎡为宜。
(3) 灌浆原则以先快速进浆,后慢速进浆;先低压力,后高压力的规律为佳。
(4) 施灌工艺是先灌漏水小的孔,后灌漏水大的孔;先灌外围孔,后灌中间孔。
(5) 受降雨才渗漏水的工程,可用改性环氧树脂施灌;长期有水的工程,则选用中化—656(丙烯酸盐类)灌浆;而间歇性渗漏水的,可优选中化—656或改性环%考-试-大%氧树脂与水泥—水玻璃组合(复合)灌浆。
(6) 在自然环境中,有许多物质都直接或间接影响浆液的凝胶时间和凝胶强度,因此,必须根据土质和水质,按不同建筑工程和不同的浆材,选择不同的浆液配方和灌浆工艺。