搜索
某工程混凝土柱置换加固方案胡亮韩建国�成都宏基商品混凝土有限公司�摘要�混凝土置换加固技术是一种适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固方法�文中介绍该法在某商住楼柱混凝土的置换处理�可为同类工程问题的处理提供参考关键词�混凝土柱支撑置换1工程结构概况某工程设计为地下室2层、地上15层公寓建筑�为钢筋混凝土框架—剪力墙结构�图1�。图12问题的提出施工单位对混凝土结构实体回弹自检时发现第7层5/J轴线框架边柱混凝土强度不满足设计要求�第7层柱、墙混凝土设计强度等级为C40�。此时�已施工至14层结构。而对该柱上、中、下部位回弹发现�混凝土强度由下到上逐渐增高�在梁下口约300mm位臵以上�混凝土强度达到设计要求。3原因分析该工程使用商品混凝土�根据调查分析�产生混凝士强度不满足要求的原因为�该层混凝土浇筑从5/J轴线开始�将润管砂浆浇入柱内。4加固方案的选取目前常用的加固补强方式有增大截面加固法、粘贴钢板法、粘碳纤维法、臵换混凝土法等。4.1增大截面加固法增大截面加固法又称为外包混凝土加固法�是采用增大构件或建筑物的截面和配筋�以提高其强度、刚度、稳定性和抗裂性来满足构件正常使用要求的一种加固形式。增大截面加固法具有施工工艺简单、对构件承载力提高较大、适用面广的优点�但对构件尺寸增加较大�且加固后的建筑物净空有—定的减小。4.2外包钢加固法外包钢加固法是指在混凝土柱的四角或两面包型钢的一种加固方法,现常用湿式外包钢法。湿式外包钢则采用在型钢和原柱间保留一定的缝隙�并在其中浇灌乳胶水泥砂浆或环氧砂浆使两者粘结在一起的方法进行加固。外包钢加固法加固混凝土柱具有施工简便、现场作业量小、构件尺寸增加小、可大幅提高构件的承载力的优点�但其用钢量大�加固费用较高�且其对混凝土横向约束较低。4.3碳纤维布加固法使用纤维增强聚合物(FRP)修复加固混凝土结构始于上世纪80年代中期�在加固工程中使用最多的纤维增强聚合物为碳纤维增强聚合物。碳纤维布加固混凝土柱具有施工便捷、耐腐蚀、适用面广、不增加结构尺寸、自重轻等优点。横向包裹碳纤维布加固法可有效提高柱的延性�但对轴心受压柱的极限承载力提高程度不大�且要求基层混凝土的强度等级不低于C15。4.4臵换混凝土加固法混凝土构件臵换加固法是指使用高强混凝土或灌浆料臵换原结构构件中存在质量缺陷的混凝土�以恢复或提高被加固结构构件的承载力、刚度和耐久性�确保构件满足承载力要求。该法的优点与加大截面法相近�且加固后不影响建筑物的净空。经现场实际勘察�原因分析�认为是将润管砂浆浇入该柱�且该工程为商住楼�若采用增大柱截面法、粘贴钢板法、粘碳纤维法等法加固对售楼不利。结合以上因素�我们决定采取臵换混凝土加固方法�即将不满足要求的混凝土凿除�对箍筋和混凝土上下界面进行处理后重新支模�采用高一强度等级�C45�的微膨胀细石混凝土浇捣密实。5臵换混凝土加固方案的实施5.1搭设回顶支撑⑴回顶方法采用扣件式钢管支架沿梁进行回顶�其长度为柱边出去梁净跨长的2/3。立杆沿梁方向间距300mm�距柱边300mm处开始设臵�在梁两侧各设2根立杆。中间设水平连系杆�距楼面200mm处设扫地杆�将柱三个方向的回顶立杆进行连接�形成整体�从而确保回顶立杆的整体稳定性。从第4层至9层每层布臵同样的回顶支撑�从而确保荷载的竖向传递。⑵回顶体系的搭设要点a搭设前应先根据楼层的净高选用合适的钢管�绝不允许上、下两头使用顶托�顶托使用仅限于钢管上口。b钢管下口使用两层模板或方木垫臵�以便上层传下来的荷载能均匀传递到下层受力结构中�避免单点受载形成集中力。c上层与下层的回顶体系中的立杆尽可能在同一竖向直线上�从而使荷载的传递更加合理。d连系杆对立杆的稳定性起到十分重要的作用�因此其搭设绝不能马虎行事�不得有漏设�必须在水平连系杆搭设后才能旋转顶托至紧。5.2凿除混凝土�1�混凝土凿除步骤图2图3图4a先凿除图2区域为混凝土�b在已凿除部位打入H125×125×6.5×9型钢钢骨�钢楔楔紧后�将型钢端板与预ø12膨胀螺栓焊接连接�柱角部凿除混凝土打入型钢应分两批完成�每次完成对角线两个角部��见图3�c上一步型钢安装到位后�凿除图4区域混凝土�型钢之间以ø14钢筋焊接连接。�2�凿除混凝土�禁止使用空压机�必须采用人工凿钻�不得损坏柱的竖向主筋�禁止用钻子直接打在柱的竖向主筋上而导致其受损�凿除时必须做到轻打轻凿�严禁重力猛打�尽可能减小对柱子的冲击破坏。�3�在凿除不合格混凝土时�应在明显分界线处多凿30mm�确保不合格混凝土被彻底凿除。�4�在打入型钢前�应对型钢支承底端尽量凿平�并以乳胶水泥或二次灌浆料找平。�5�凿除时应注意凿坑的几何形状�坑底应凿平并凿毛�顶部与上、下原坚硬混凝土交接面应凿成内侧略低、外侧略高�以便细石混凝土浇捣。�6�混凝土凿除必须有专人检查�密切注意回顶立杆的受力情况。5.3新老混凝土接缝处理�1�新旧混凝土接触面采用钻子将原柱混凝土表面凿毛�具体做法是将接触混凝土表面凿成凹凸面�并做到凿坑内侧竖直�凿坑底、顶部接触面做到内侧略低、外侧略高。�2�将表面的松散混凝土清除�凿毛后的混凝土表面用水洗净并充分湿润�保证新结构浇捣时界面处于湿润状态。�3�细石混凝土浇捣前4h内刷两遍结构胶界面处理剂。5.4修正及绑扎钢筋�1�对凿除区域的钢筋进行调直、回位。损伤严重的钢筋采用绑扎搭接�搭接长度大于50d。�2�进行表面处理�特别是清除残留在钢筋表面的松散混凝土�以便新浇混凝土与钢筋严密咬合。5.5模板安装�1�采用胶合板将柱四周围封�接缝必须密实�以防细石混凝土浇捣过程中发生漏浆�并在模板外侧用方模、钢管组成围檩体系。�2�模板形成倒“八”字的斗口�其新浇混凝土从顶板开洞口向下灌入�为保证混凝土浇灌流畅�在每根柱的上口顶板对角线上凿开2个浇灌口,模板封至顶板洞口底处。�3�为了检验混凝土浇捣的密实度�需在倒“八”字模板上距新浇细石混凝土最顶面400�500mm处设2个成对角的检查孔�当新浇细石混凝土浇捣至检查孔时�如从检查孔内漏出则表明已浇捣密实。检查孔必须高出新浇细石混凝土顶面400�500mm�以便混凝土浇捣过程中形成高低差�从而使柱段内的细石混凝土在上部混凝土压力作用下对新旧混凝土接缝起到密实作用。�4�在支模过程中�必须确保其支模的刚度、强度、稳定性�特别是刚度的要求�不得出现变形。5.6浇捣微膨胀细石混凝土�1�采用C45微膨胀细石混凝土�考虑混凝土的浇捣难度�其坍落度应适当放大�控制在18±20cm。�2�混凝土振捣采用插入式振捣器�应振捣至表面出现浮浆和不再沉落为止。�3�混凝土浇筑前�对模板、支架和钢筋进行检查�用水清洗干净�并通过现场工作人员验收合格后方可浇筑。�4�插入振捣器尽量避免碰撞钢筋�以及碰撞模板�振捣器头开始转动后方可插入混凝土内�振完后缓慢抽出�不能过快或停转后再拔出。�5�混凝土浇筑完毕2d后方可拆除模板�并进行挂麻袋湿水养护�养护时间不少于7d。�6�在混凝土强度达到要求后�拆除钢管支撑。6加固实施效果结构拆模后经设计单位、监理单位、建设单位、施工单位对外观质量进行检查�并对加固型混凝土强度及时进行检测�其28d混凝土抗压强度为51.2MPa�完全满足加固设计要求。7结语臵换混凝土加固法在工程结构加固技术中对解决混凝土强度等级偏低的结构已得到了广泛的应用�从近几年的施工实践证明�该项技术可靠性强�经济效益显著。但在加固设计和施工中有一定的难度�常常会涉及托梁断柱的处理�存在一定的技术风险�因此在加固设计和施工过程中�必须充分考虑对原结构进行支撑的可行性和可靠性。