混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用研究
2015-06-15
引言
混凝土建筑結(jié)構(gòu)己成為建筑領(lǐng)域中技術(shù)發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)體系，但在使用過程中，由于自身老化、各種災(zāi)害和人為損傷等原因，使建筑物不斷產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)安全隱患，如不及時(shí)采取加固措施，就有可能導(dǎo)致重大的質(zhì)盆安全事故。為此，如何采取有效的加固措施對受損建筑物進(jìn)行處理以恢復(fù)其使用功能是工程技術(shù)人員面臨的重要課題。
一、加固改造方法探討
1、加固改造方法的分類
總得來說，混凝土結(jié)構(gòu)加固主要可分為兩大類—即直接加固與間接加固，它們各有自身特點(diǎn)和適應(yīng)范圍，加固方案選取時(shí)要綜合分析工程的實(shí)際條件和功能要求，在諸多方法中選擇適宜的方法和相應(yīng)的技術(shù)。
2、直接加固方法
(1)、加大截面加固法
本方法適用于混凝土梁、柱、板等多類構(gòu)件優(yōu)點(diǎn)在于：施工技術(shù)成熟，對施工人員無特殊的專業(yè)要求，施工方便，質(zhì)量易于控制，可靠性高，可有效提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，特別能夠較大程度地提高柱的穩(wěn)定性。
?。?）、置換混凝土加固法
該方法適用于對受壓區(qū)混凝土存在強(qiáng)度偏低或密實(shí)度達(dá)不到要求的嚴(yán)重質(zhì)量缺陷的混凝土梁、柱等承重構(gòu)件的加固。其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為構(gòu)件加固后能恢復(fù)原貌，且不改變原有空間和建筑結(jié)構(gòu)布置。
?。?）、外包鋼加固法
該法適用于在不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)。這種加固施工方法施工棍凝土建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用研究簡便、易操作，能明顯提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，較為可靠，同時(shí)其對使用空間影響小、現(xiàn)場工作量也較小，施工時(shí)間較短。
除以上直接加固法外，還有粘貼鋼板加固法、粘貼纖維復(fù)合材加固法、繞絲法加固法。
3、間接加固方法
（1）增加支承加固法
該法適用于對使用條件和外觀要求不高的建筑物，搶險(xiǎn)工程的臨時(shí)性支頂，具有受力明確、易于安裝拆卸、簡單可靠等優(yōu)點(diǎn)。.
?。?）預(yù)應(yīng)力加固法
該法具有三重效果：改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布、卸載和加固，對其它加固方法中常見的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象能較好地消除;因此在重型結(jié)構(gòu)、大跨度構(gòu)件或處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固中適用。
二、加固改造技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用研究
1工程概況
某辦公大樓呈長方形，東西長240m，南北長308m，總用地面積73300 m2，建筑面積為69779 m2，其中地上61970 m2，地下9398 m2，建筑總高度94.2m，地上19層(局部25層)，地下一層，采用框架結(jié)構(gòu)形式。進(jìn)行報(bào)告廳觀眾廳屋面部位(17.21m)標(biāo)高的混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工時(shí)，由于腳手架支撐體系失穩(wěn)導(dǎo)致屋面部位整體坍塌。
2、加固方法選擇和方案設(shè)計(jì)
混凝土工程
(1)四樓柱頭混凝土結(jié)構(gòu)
經(jīng)檢測單位對混凝土柱進(jìn)行檢測，其結(jié)構(gòu)整體性基本完好，混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求;但也存在以下兩個(gè)方面的缺陷:一方面觀眾廳坍塌事故發(fā)生時(shí)，未振搗的松散混凝土撤落在柱頭周邊的，并凝結(jié)成塊，影響柱頭混凝土的咬藕力;另一方面少數(shù)柱頭局部鋼筋保護(hù)層混凝土因撞擊受拉出現(xiàn)脫落及細(xì)微裂紋現(xiàn)象;
針對存在的上述混凝土缺陷，采用以下的修復(fù)方法:
1)將撒落的松散混凝土鑿除，直至到原密實(shí)的混凝土后，用清水沖洗干凈;
2)混凝土出現(xiàn)脫落及細(xì)微裂紋現(xiàn)象;應(yīng)用扁嘴鑿將脫落及開裂部位混凝土鑿除，如果剝落位置在鋼筋中線位置，應(yīng)將鋼筋周邊混凝土全部鑿除，以滿足混凝土與鋼筋之間的握裹力要求:混凝土鑿除干凈后，應(yīng)與上部柱子混凝土同時(shí)澆搗施工。
3)為了保證混凝土澆搗質(zhì)量，新舊混凝土面可靠結(jié)合，四樓梁、柱接頭應(yīng)鑿毛處理、松散混凝土殘?jiān)鼞?yīng)清理干凈，并在處理面增刷界面劑;部分位置為了避免出現(xiàn)分層現(xiàn)象，該處鑿除范圍應(yīng)從混凝土外皮向內(nèi)鑿除10cm以上。
?。?）懸臂梁、板混凝土結(jié)構(gòu)
1)四層懸臂梁、板混凝土結(jié)構(gòu)為事故發(fā)生時(shí)破壞，懸臂部分與主體結(jié)構(gòu)交接部位發(fā)生嚴(yán)重?cái)嗔眩瑢Υ瞬捎们宄幸哑茐牡幕炷两Y(jié)構(gòu)，重新施工懸臂部分的加固處理方法。
a、混凝土結(jié)合面的處理:新老混凝土結(jié)合面正處在懸臂梁根部，為確保該處混凝土結(jié)合良好，首先將新老混凝土結(jié)合面處的老混凝土面鑿毛，并按10cm間距水平鑿出10cm寬，5cm深的凹槽以增大新老混凝土之tri的咬合力;澆搗前用清水沖洗干掙混凝土結(jié)合部，并在結(jié)合部涂刷界面劑.混凝土使用比原設(shè)計(jì)高一標(biāo)高的微膨脹混凝土;
b、確保懸臂梁在梁根部的抗剪性能:由于新澆筑混凝土懸臂結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)間存在施工縫，且施工縫位于懸挑梁的根部，是剪力最大的不利位置，經(jīng)驗(yàn)算如按原設(shè)計(jì)方案施工難以保證該處的抗剪能力，對此必須在原有基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的提高該部位抗剪能力的有效措施.一是增加懸臂梁的截面尺寸;二是加大縱向受力鋼筋，對已拆除的懸臂梁KL26, L16的上排鋼筋、下排鋼筋下部部各植入4根直徑25的螺紋三級鋼鋼筋:三是加密懸臂梁箍筋特別是根部箍筋，間距修改為4, 8@100/140:通過上述措施，可有效增大懸臂梁在梁根部抗剪性能，經(jīng)計(jì)算抗剪設(shè)計(jì)值可達(dá)298KN，大于實(shí)際剪切力255KN.
2)由于屋面結(jié)構(gòu)坍塌時(shí)，將二層原觀眾席KL25. L9梁嚴(yán)重砸傷，經(jīng)檢測和驗(yàn)算復(fù)核，該處已不能滿足正常的使用要求，考慮到該處并不影響上部結(jié)構(gòu)安全，并通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較，決定對該處采用全部拆除后重新施工.
鋼筋工程
（1）四樓柱裸露鋼筋
坍塌事故發(fā)生后，部分裸露鋼筋被壓彎，尤其是四樓柱裸露鋼筋壓彎得厲害，達(dá)到90多度，經(jīng)過現(xiàn)場測定和分析，確定了該部位鋼筋的修復(fù)方案:
1)柱裸露鋼筋在施工前均應(yīng)進(jìn)行除銹處理;
2)直螺紋接頭損壞的鋼筋應(yīng)首先將損害部位切除，然后采用冷擠壓套筒方式連接施工。
(2)四樓懸臂梁、懸臂板裸露鋼筋
1)四樓懸臂板部位鋼筋均保存完好，在施工前進(jìn)行除銹即可;
2)四樓懸臂梁部位上部鋼筋將受彎變形部位切除，然后采用冷擠壓套筒方式連接施工.根據(jù)通用技術(shù)規(guī)程中規(guī)定:
a.當(dāng)需要在高應(yīng)力部位設(shè)置接頭時(shí)，在同一連接區(qū)段內(nèi)III級接頭的接頭百分率不應(yīng)大于25%; II級接頭的接頭百分率不應(yīng)大于50%; I級接頭的接頭百分率可不受限制.B.接頭宜避開有抗震設(shè)防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密區(qū);當(dāng)無法避開時(shí)，應(yīng)采用I級接頭或n級接頭，且接頭百分率不應(yīng)大于50%。故該部位除采用冷擠壓套筒方式連接施工，同時(shí)由設(shè)計(jì)院根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對該部位梁板配筋出局部修改圖.下部鋼筋采用植筋形式:下部鋼筋植筋位置應(yīng)盡盤靠近原設(shè)計(jì)鋼筋置，原設(shè)計(jì)鋼筋盡量保留，與后植鋼筋一起進(jìn)行綁扎。
