摘要: 超低強度混凝土現澆框架結構的承臺、地梁、結構地面板、柱、樓層梁等在補強加固施工時, 只有采取技術可靠、經濟合理的加固設計方案及有效的施工措施, 才能確保結構達到安全可靠、正常使用及耐久性要求。
關鍵詞: 強度等級; 框架; 加固; 耐久性
中圖分類號: TU 746.3 文獻標識碼: B 文章編號: 1000- 4726( 2007) 02- 0097- 03
某紙箱廠為單幢建筑( 最大寬度109 m, 最大長度159.1m) , 總建筑面積為16 860m2, 其中: 生產車間為單層, 跨度為20m, 鋼結構屋面; 成品倉庫為3層鋼筋混凝土框架結構; 原料倉庫為8m高的單層鋼筋混凝土框架結構?；A采用高強預應力管樁, 地面為結構地面, 框架結構混凝土設計強度等級均為C25。
該工程于2002年1月份開始開挖基礎, 混凝土采用現場攪拌站制備和商品混凝土。施工至2002年2月份( 跨春節) 時, 完成了部分結構地面、生產車間的所有柱、原料倉庫的所有結構、成品倉庫3層柱后, 發現混凝土強度超低, 后經對承臺、地梁、地面鋼筋混凝土板、部分鋼筋混凝土柱、樓蓋梁進行補強加固, 于2002年10月末竣工, 交付正常使用至今。
1 混凝土強度檢測
為摸清混凝土質量的準確情況, 委托法定單位對已完成的混凝土構件進行了高頻度的現場鉆芯取樣檢測, 檢測結果表明: 除成品倉庫二層樓蓋( 用商品混凝土) 及一層樓蓋板[1]( 用自拌混凝土) , 原料倉庫屋蓋( 用商品混凝土) 混凝土強度基本滿足驗評要求外, 其他構件的混凝土強度均不符合設計要求, 而不合格的混凝土均為現場自拌。經調查分析: 該工程混凝土強度大面積不合格, 其主要原因是現場攪拌站用錯了混凝土配合比及所使用的砂較細所引起的。
2 加固設計
2.1 加固原則
加固必須滿足現行規范對承載能力極限狀態、正常使用極限狀態、混凝土結構的耐久性要求; 被加固結構的混凝土強度按C10考慮; 采用加大截面方法進行加固。
2.2 加固范圍
所有兩樁及兩樁以上承臺; 局部地梁; 局部地面;成品倉庫一層樓蓋梁; 除生產車間鋼屋架柱外的所有混凝土柱, 即成品倉庫的1, 2, 3層混凝土柱, 原料倉庫8m高的混凝土柱。
2.3 主要加固工藝
鋼筋采用植筋及焊接, 為保證混凝土的耐久性符合要求, 在原混凝土面抹10mm厚FSB- 100防滲寶新型材料。加固用混凝土均為C30。
3 加固施工
3.1 承臺加固
利用原地梁未嵌入承臺, 承臺至地面板的空間加厚承臺, 承臺側面則加厚100～150 mm, 以確保承臺的耐久性。
施工工藝流程: 挖土→鑿毛原承臺表面→打孔→安裝膨脹螺栓( 起銷的作用) →清洗承臺表面→安放承臺的加固鋼筋→支承臺模板→澆筑承臺混凝土→養護→拆模→回填土。
3.2 地梁加固
原設計將地面板與地梁設計成各自獨立的構件,便于梁板單獨施工, 即地梁截面為矩形。加固設計在板面給地梁再配負筋、箍筋并與板一起整澆, 使原矩形截面地梁變為T形截面。
施工工藝流程: 挖土→鑿毛地梁側表面( 地梁頂應露出箍筋, 外露長度不少于12 d) →清洗地梁側表面→抹防滲寶→柱打孔→植筋及安裝地梁加固筋→焊接地梁加固筋→焊接地梁箍筋→澆筑混凝土。
施工注意事項: 地梁主筋能直接繞過柱的, 則直通; 不能繞過柱的, 則用植筋辦法錨固、加固鋼筋。
3.3 地面加固
在原混凝土地面, 間距300mm植12鋼筋, 再配筋并將板加厚150mm。
施工工藝流程: 鑿毛原地面表面→清潔板面→安裝板筋→植12鋼筋→澆筑混凝土→養護。
施工注意事項: 地面的配筋為負筋, 為保證鋼筋的有效高度, 必須安放足夠的馬凳筋; 為確保地面的平整度達到要求, 采用鋪道軌滾平施工工藝。
3.4 柱加固
將原柱截面加寬100～200mm。
施工工藝流程: 鑿毛柱表面→鑿出原柱邊中部主筋→柱頭梁打孔→固定角鋼→焊接箍筋及復合箍( 焊于已鑿出的原柱中主筋上) →柱頭穿樓板打孔→清洗柱面→安裝柱模板( 2m高翻一次) →澆筑混凝土→拆?！B護。
施工注意事項: 柱頭加密箍的安裝, 必須首先在與柱頭相交的梁上打兩個孔, 用螺栓固定角鋼, 然后再將加密箍焊于角鋼上( 圖1) ; 由于有些柱高為8m, 柱模板必須多次向上翻, 一般將混凝土的自由落體高度控制在2m以內; 由于柱截面加固厚度較小( 50～100mm) , 因此澆筑的混凝土必須采用流動性較大( 坍落度14cm) 的細石混凝土, 澆筑時必須用最小的振動棒振搗及不斷地敲擊模板, 以避免出現蜂窩; 已形成樓板的柱頭處, 必須將樓板打穿, 通過該洞澆筑柱頭混凝土; 兩邊或三邊加大截面的, 將加固箍筋焊于原柱箍筋上。
3.5 樓面梁加固
將原梁加高100～150mm并在梁頭加掖, 梁加固筋采用在柱上打孔植筋的辦法錨固。
施工工藝流程: 鑿出梁側下箍筋且外露12 d→在柱上鉆孔→植梁底加固筋→焊接梁底加固筋→焊接加固箍筋→支梁加固模板→澆筑及超澆筑梁加固混凝土→拆?！B護→打掉超搗部分混凝土→抹防滲寶。
施工注意事項: 由于鑿梁表面只破壞鋼筋保護層,因此梁一般不用臨時支護; 為了加固箍筋的焊接必須鑿出梁下側的箍筋, 且露出長度必須≥12 d( 圖2) ; 梁底角必須保證有高度不小于30mm的直角, 梁加固模板的頂端必須做成喇叭口( 圖3) , 以便于澆筑梁加固混凝土, 加固梁超搗的混凝土, 宜在其強度達到75%時鑿
掉。
3.6 植筋工藝
植筋采用國產JGN.AC建筑結構粘合劑。
施工工藝流程: 成孔→清潔孔→清潔鋼筋表面→配膠→孔內注膠、鋼筋表面涂膠→安放加固鋼筋→固化養護→抽檢。
施工注意事項: 鉆孔深度一般比要求超鉆20mm,孔徑一般比鋼筋直徑大5 mm; 為便于操作, 植筋用材長度一般宜為3m左右, 然后再焊接加固筋, 但需滿足接頭規定。
4 結語
隨著社會的發展, 建筑加固已不僅局限于事故處理, 出現了更多的使用功能改變的加固, 但我國在建筑加固的理論研究、產品開發、施工工藝等方面還不能滿足發展的要求, 例如本工程鉆芯抽檢了182個構件, 群體的強度如何評定, 被加固構件的混凝土強度如何取值, 被加固混凝土的超低強度與抗震要求強度等級的不符, 框架梁端部原負筋加固后應力如何取值等, 目前尚無明確的結論。在加固施工方面, 我們的國產結構膠完全可以與進口膠媲美, 且價格占有優勢, 但施工成孔工具較差; 結構膠兩組份混合, 現場計量難以保證準確; 注膠擠壓工具原始等, 有待研究部門、結構膠生產單位、施工工具生產等單位加強研究、開發, 以促進我國建筑結構加固事業的發展。
參考文獻
[1] 吳廣澤, 劉瑞璋.淺析同條件下澆筑的混凝土樓板和梁的強度差異問題.工程質量, 2003( 2) .
