尚 勇
山西三建集团有限公司(046000)
注浆技术在多个施工环节中发挥重要作用。为此,对注浆技术进行分析和探讨,并在实际施工过程中加强该技术的应用,对提高建筑施工质量具有重要的意义。随着技术的不断改进,大量建筑工程开始对传统注浆技术及工艺进行改进,从而进一步提升注浆施工的效果,为建筑工程项目建设提供更多必要支持。
建筑工程施工时,注浆技术主要被运用在地基加固、混凝土施工及墙体施工中,能够显著提高施工效率。注浆技术主要采用液体或气体所产生的压力将浆液注入到结构裂缝中,其作用见表1。
表1 注浆技术的主要作用
静压注浆法主要利用劈裂作用将压力作用到需要修复或加固的结构上,如地基施工,通过静压注浆可将浆液沿地基应力场中弱盈利分布区(或最小应力面)进行劈裂、延伸,从而获得凝结体(形状不规则),进一步增加压缩模量。与此同时,静压注浆法所形成的浆液凝结体,还能在土内发挥骨架作用,从而极大地增强地基承载力,避免地基结构发生严重变形或者沉降[1]。
高压旋喷注浆法是指充分利用高压高速水泥浆旋喷喷射流,切割地基土地,在高压作用下使水泥砂浆能够与地基土混合在一起,当水泥砂浆凝结后,会形成圆柱状固结体,牢固附着在地基土上,使地基结构更具强度,从而发挥加固作用[2]。结合实际需要,可利用三种形式的高压旋喷注浆法,分别为单管法、二重管法、三重管法。
将上述两种注浆法结合即复合注浆法,采用此种注浆法可最大程度发挥静压注浆法和高压喷射注浆法的优势。一般而言,在不同地层中采用复合注浆法,适用性范围更加广泛,如砂层、粉土层、卵石层以及黏土层等。不仅如此,复合注浆法施工过程中不会产生较大的噪声和污染,加固效果良好。
以某房屋建筑工程为例,该建筑为双层框架结构,建筑面积达到1 645 m2,在项目建设施工中经过分析、讨论后确定采用注浆技术。
通过对本工程的调查发现,该建筑项目所在区域持续降雨时间集中在7-8 月,降水量比较大,导致该建筑地基土地受到雨水侵蚀。详细观察发现,该建筑地基基础有不均匀沉降,出现较严重变形,并有湿陷情况,导致建筑物墙体开裂,控制室地面下陷,最大下陷距离达到150 mm。与此同时,该建筑物地基病害的主要原因是最初施工时为改良土质,回填土选择素填土和黄土,并且建筑物所处位置属于填方地段。上述情况足以导致建筑地基施工不满足设计要求,加之该建筑物所处区域年降水量大,降水集中,长期积水,而排水设施功能相对较差,无法及时排水,导致大量雨水渗入到该建筑物地基内部,使土体的含水量明显升高,长期受此影响,必然会导致地基结构出现不均匀沉降,从而产生多种地基病害[3]。通过对地基病害成因的分析,再确定加固方案,具体施工方案见表2。
表2 三种地基加固处理工艺优势分析
结合施工安全性、经济性等要求,本工程最终确定选用高压旋喷注浆工艺,首要条件是需要处理软弱地基。旋喷注浆作业时,应该严格控制压力和旋转速度。本次施工压力和旋转速度设定在22 MPa和18 r/min,具体注浆操作顺序为由下至上[4]。喷嘴需要提升时,将速度和流量分别设定为25 cm/min、80 L/min。严格按照设计要求进行注浆作业,喷射完毕后,结合实际喷射质量,必要时复喷,复喷时可适当提高速度。
混凝土病害比较多,如坑洞、边角断裂、露骨、纹裂、脱皮等。如果不及时对缺陷进行处理,混凝土继续在荷载的作用下(或雨水冲刷),可能出现更多内部病害。考虑到采用传统处理方法对补修措施的要求比较高,需要增加大量人力,并且施工工艺比较复杂,会显著增加补修成本。本工程结合实际情况,采用快速补修技术,结合混凝土病害情况,综合施工技术与施工要求,为保证新老材料协同工作,决定采用高性能水泥基混凝土薄层修补材料进行快速修补。相关人员应详细检查所需修补病害情况,并做好标记。针对混凝土病害情况,分析表面缺陷快速修补技术应用的可行性,排查潜在风险。组织相关人员开展施工前准备,准确划分施工区域,做好安全维护工作。综合考虑病害位置开孔位设计,将孔距控制在300~400 mm,孔径0.6~1.2 mm。全面审查设计图纸,以选择最适宜的施工材料[5]。结合混凝土缺陷问题,确定修补结构部位,混凝土表面裂缝、起皮、麻面,采用超薄层修复方法,厚度控制在3~5 mm。对于混凝土表面坑洞、露筋,采用薄层修补修复方法,厚度为10~30 mm。采用注浆法对建筑混凝土结构病害进行修复,需要先进行详细分析。如混凝土裂缝如果为干缝隙,通常在缝隙两端24~45 mm 位置布置孔位,并且采用环氧胶涂抹封口位置,防止注浆时出现浆液渗漏。如果裂缝为湿缝,则要加强注浆材料的控制,采取必要措施改善材料的亲和性,在材料中适当加水,不仅能够增强固结补强作用,还能避免注浆时发生黏结现象。
为保证建筑物有良好的防水性能,中间段止水螺杆往往需要留在墙体内,然后将超出墙体的止水螺杆两端切割,留下的孔洞需要及时进行封堵。本工程在施工过程中,应用大量止水穿墙螺杆,建筑施工结束后,封堵穿墙螺杆洞需要采用注浆法进行施工。为保证封堵效果,需要仔细观察穿墙止水螺杆孔洞周边,如果发现孔洞边分布松散的混凝土,必须将其凿除。在膨胀水泥砂浆搅拌时,必须保证集中完成搅拌。采用冲击钻清除墙内PVC 管,将碎屑清理干净,注意清理穿墙螺杆洞孔周围残余的灰浆。为了便于开展注浆法防渗封堵,应尽量将外孔扩成深喇叭口形状,直径20 mm 左右。采用配制好的水泥砂浆,初步封堵内墙,待水泥砂浆凝固后,再封堵外墙孔洞[6]。为保证穿墙螺杆洞螺栓孔周围湿润,适当进行喷水润湿处理。灌进一部分膨胀水泥砂浆后,采用钢筋棍进行捣实,然后填塞膨胀水泥砂浆,重复捣实,直到无法添加膨胀水泥砂浆为止,再采用铁抹子抹平、压光螺栓孔位置膨胀水泥砂浆。膨胀水泥砂浆凝固后,将外墙螺栓洞口作为中心点,在封堵位置采用水泥基防水涂料,直径保持在150 mm 左右,涂抹厚度则控制在1.5 mm。在使用注浆技术处理墙体后,应适时开展必要的喷淋检测,及时发现渗漏问题并予以解决。
注浆技术在建筑施工中有广泛的应用。根据不同施工环节需要,采用不同注浆技术,能够发挥良好的施工效益。在应用注浆技术的过程中,要结合施工现场实际情况,关注施工作业环境变化,做好实地勘察工作,并且根据需要正确选用注浆材料,做好压力控制,从而避免注浆施工出现风险,提高注浆技术的应用水平。与此同时,还要做好施工现场突发情况的应对措施,进一步完善注浆施工各个环节管理工作,切实提升建筑工程项目总体施工水平。