置换混凝土加固技术在结构柱质量处理中的应用.pdf

第9 期 2 0 0 7 年9 月 广东 土木与 建筑 GUANGD0NG ARCHI TECTURE CI VI L ENGI NEERI NG No 9 S E P 2 0 0 7 置换混凝土加 固技术在结构柱质量处理 中的应用 李 扬 孙 国华 谢盛 勇 ( 中天建设集团有限公司 广州 5 1 0 0 9 1 ) 摘 要 ： 通过 某工程 实例 ， 介绍置换混凝土加 固技 术在 结构柱质量 处理 中的应 用， 并成功解决 了现 场结构柱混凝 土 质 量 问题 。 为 类似 工程 施 工提 供 了借 鉴 。 关键词 ： 置换 混凝 土；加 固；质 量处理 1 工程 质量 事故概 况 某商住小 区 7 楼工程 ，在 2层柱模板拆除后 ， 施工人员发现4 7 轴 4 一 B轴、 4 1 0轴 4 一 B轴、 5 2 轴 5 一 A轴、 5 5轴 5 一 B轴 、 5 2 轴 5 一 c轴共计 5根 柱在二次浇捣接缝处 出现深 1 0 0 2 5 0 m m、高 3 0 0 4 0 0 m m 的局 部 翻砂现 象 经现场勘查 施工技术人员认为其起 因主要有 以下几个方面 ： 混凝 土浇捣施工在暴雨天气 中进 行 ： 由于柱与梁 、 顶板混凝土分开浇捣 ， 柱浇捣至 距梁底约 0 6 1 0 m 在梁和顶板浇捣过程中， 因暴雨 导致该凹口处严重积水 ； 梁 、 柱接头凹口处积水未 能及 时排 出 混凝 土灌入后 引起模 板微胀 ， 从 而使 积水向外排 出时将该部位混凝土中的灰浆冲出 2 处 理前 采取 的应 急措 施 ( 1 )停止上面施工 特别是楼层混凝土的浇捣 ， 以便 减轻 回顶承受 荷 载 ( 2 )对 5根柱 采 用 扣 件式 钢 管支 架 进 行 全 面 回 顶 确保 上部 结构 的安全性 ( 3 )请具有专业检测资质的单位对 2层楼面柱 全部进行上 、 下混凝土强度 回弹 对混凝 土强度进 行确认 并编制专项补强加固方案 3加 固方 案的选 取 目前 常用的加 固补强方式有粘贴钢板 法 、 粘碳 纤维法 、 置换混凝土法等 其 中置换法适 用于漏浆 严重 、 局部强度达不到设计要求而使原结构承载力 不 足 ， 但 又不 宜增 大混 凝土 结构 截 面尺 寸 的情 况 。 经现场实际勘察 技术人员认为该工程 中柱 的 翻砂属断层 且该 工程为商住 楼 采用增 大柱截 面 法加固对售楼不利 结合 以上因素 ， 我们决定采取 置换混凝土加固方法 即将子翻砂区域内的混凝土 凿除 对箍筋和混凝土上下界 面进行处理后重新支 模 采用强度等级高一级的细石混凝土浇捣密实 4置换 混凝 土加 固方 案 的实 施 4 1 搭设 回顶支撑 ( 1 )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3 0 0 m m 距 柱边 3 0 0 mm处开始设置 当梁宽 B 4 0 0 m m时 在梁 两侧及 中间各设 3根立杆 中间设水平连系杆 距 楼 面 2 0 0 m m处 设 扫地 杆 将 柱 四周 方 向 的回顶立 杆 进行连接 形成 方形整体 从 而确保 回顶立杆 的整 体稳定性 从地下室至 2层每层布置 同样 的回顶支 撑 ， 从而确保荷载的竖向传递 ( 2 )回顶体系的搭设要点 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 钢管下口使用两层模板或方木垫置， 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 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 水杆连系杆对立杆 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 61 维普资讯 http:/ 2 0 0 I7 年9 月 第9 期 李 扬 等： 置换混 凝土加固 技术 在结构柱 质量处 理中 应用 S E P 2 0 0 7 N 0 I9 4 2 凿除翻浆区域混凝土 ( 1 )凿除翻浆混凝土 ， 禁止使用空压机 必须采 用 人 工 凿 钻 对 柱 进行 分块 凿 除 先 从 一 侧 凿 至 坚 硬 混凝 土层 再 凿 除另- 9 n , J 混 凝土 ( 2 )凿除过程中 ， 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 必须有专人检查 密切注 意 回顶立杆的受力情况 ( 3 )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 。 ( 4 )严禁所有柱 同时凿除 ， 必须跳开操作 ， 逐个 凿除逐个验收 并及时浇捣 ， 浇捣流程如图 1 所示 。 图 1柱 补 强 混 凝 土 浇 捣流 程 4 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 4 h内刷两遍结构胶界面 处理 剂 4 4 修正及绑扎钢筋 ( 1 )对凿除区域的钢筋进行表面处理 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 ( 2 )对原箍筋松掉的扎丝重新绑扎 以确保箍筋 与主筋绑扎结实 ( 3 )由于置换的是微膨胀混凝土 ， 其膨胀效果取 决于其新浇混凝土 6个方向的约束力 采用膨胀混 6 2 凝土最 主要 的 目的是确保新老混凝土上 口接缝结 合密实 新浇细石混凝土 四周 的约束对其混凝土的 上 下膨 胀 起 到 明显 的效 果 为 此 必须 加 强对 新 浇 混 凝土四周 的约束 最有效的方法就是在原有箍筋的 基础上增加箍筋 ( 增加后箍筋间距 为 5 0 ra m) 致使 新浇混凝土受到四周约束而被迫 向上下方向膨胀 4 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 口向下灌人 ，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 4 0 0 5 0 0 mm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 顶板开灌 昆凝土洞 、 模板侧边开检查孔 ， 详如图 2 。 检查孔必须高出新浇细石混凝土顶面 4 0 0 5 0 0 ra m 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 检 石 5 0 m m， 加大 一号 规格 图 2 柱补强混凝土支模及 浇捣 过程示意图 ( 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。 4 6浇捣 微膨胀 细石 混 凝土 ( 1 )为确保搅拌混凝土料的质量 采用商品混凝 土 考虑混凝土的浇捣难度 其坍落度应适 当放大 控制在 1 8 - - 2 0 c m 商品混凝土的粗骨料采用粒径 5 1 6 mm的碎石 ： 细骨料采用中粗砂 细度模数为 2 6 ； 水泥采用普通硅酸盐水泥 ， 强度等级为 4 2 5 R： 外加 剂采用 U E A膨胀剂 ( 转第 4 7页 ) 维普资讯 http:/ 2 0 0 7 年9 月 第9 期 广东土 木与建 筑 S E P 2 0 0 7 N o 9 ( 2 )防治措施 ： 对原土地基进行夯实平整 ； 当地 基承 载力 不足 时 采 用浇 筑混 凝土 垫层 或铺 设 钢 、 木 垫板 。 4 2 上下螺杆伸出长度超出规范要求 原 因： 梁板结构截面变化引起支架高度的变化 ， 在立杆材料规格相 同的情况下 局部 出现上下螺杆 超长的现象 防治措施 ： 在支架搭设前 。 应充分考虑到支架主 构件和托座 的正常高度 当预计会 出现螺杆超长的 情况时 应提前在支承面标高上作分段 的调整 ， 避免 支撑系统承载力的降低 对超长的螺杆采取纵横拉 设水平杆的临时加 固措施 ， 并对立杆的承载力进行 相 应的折 减 4 3 扫地杆 、 水平杆 、 剪刀撑拉设未形成整体 原因： 专项施工方案未充分考虑支架整体性 ， 出 现立杆或 门架排设 间距不合理等而无法形成整体 ； 搭设前未进行立杆排设放线 造成钢管立杆或门式 架排放位置参差不齐 水平拉杆 、 剪刀撑无法拉设 ， 造成支架整体稳定性差 防治措施 ： 在专项施工方案在支撑系统设计 中， 尽量使梁 、 板的立杆或门架排设 时纵横间距一致或 模数统一 ： 搭设前严格按专项施工方案的立杆或门 架排设要求进行放线 使立杆或门式架纵横排列形 成整 体 4 4 门架搭设 时矮架 在下 原因： 操作人员贪图施 一 方便 。 使门架头重脚轻。 防治 措施 ：搭 设前 对操 作人 员进 行 口头 和书面 交底 搭设时质量安全员现场监督执行。 4 5 支架垂直度不符合要求 原因：支架材料由于多次周转出现变形而又未 及时进行更换 搭设时操作人员未及时对支架垂直 度进 行调 整 防治措施 ： 及时更换变形支架材料 ； 搭设 时采用 线锤或经纬仪密切监测其安装垂直度 严格控制在 规范规定的范 围内 确保支架系统 的安全性 。 4 6 支架顶部支柱采用搭接形式 原因： 为避免截断材料 。 在支架顶层支柱采用搭 接形式 造成上下立柱受力错位 通过扣件传力。 防治措施 ：根据支架搭设高度合理组合材料使 用 避免搭接现象 ： 如出现搭接现象 。 应对扣件抗滑移 能力进行验算 并保证扣件拧紧力矩达到规范要求。 5 结束 语 高支模在搭设及使用过程中必须加强 日常安 全管理 遵循先设计后施工的基本原则， 支架 的设计 要达到结构稳定、 构造合理的要求 ： 重视支架 的整体 稳定性 并应尽量与已浇筑的建筑构件立体连接 提 高支架的整体抗倾覆能力 ： 做好信息化监测措施 ， 严 格控制钢管支架的过量应力与变形：加强施工中的 通病治理 确保支架 的使用安全稳定 f 上 接第 6 2页 ) ( 2 )混 凝土振 捣采用 插人 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 )插人 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人混凝土 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 2 d后方可拆 除模板 并进 行挂麻 袋湿 水养 护 养护 时 间不少 于 7 d 5加 固实施效 果 5 1 拆模后对加固部分混凝土进行外观检查 发现 除颜色与未加 固部分略有差别外 其余 未见缺陷 ， 垂直度和平整度均在允许偏差值范 围内 甚至连水 泥痕 迹都 难 以见到 5 2 加 固部分混凝土浇筑 2 8 d后 采用 回弹仪进行 强度检测 本文提及的 5根柱补强混凝土的强度值 分 别 为 5 1 0 。 4 7 4 4 8 9 ， 4 9 3 4 6 4 MP a 超 出 C 4 5强 度标准 ， 比原柱混凝土等级 ( C 3 5 ) 高 出 2级 ， 满足结 构混凝土等级设计要求 5 3 接缝处经钻芯法检验 混凝土强度值分别为 4 8 2 ， 4 6 3 ， 4 7 9 ， 4 8 1 。 4 5 8 MP a 。 说明其粘结强度足够。 5 4 综合上述测强结果 我们认为应 以钻芯检测结 果 为准 5根 柱 的 检测 结 果 均 超 过 原设 计 压 注 混 凝 土 强 度 ( C 4 0 ) 分 别 为 2 0 5 。 1 5 8 ， 1 9 8 。 2 0 3 ， 1 4 5 超过原结构设计要求强度( C 3 5 ) 分别为 3 7 7 ， 3 2 3 ， 3 6 9 ， 3 7 4 ， 3 0 9 。 偏于安全 ， 加固达到了 预期的效果 4 7 维普资讯 http:/