建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)（柱）加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)探討

蘇曉綠

（南京科寧土木工程有限公司，江蘇 南京 210017）

建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)（柱）加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)探討

蘇曉綠

（南京科寧土木工程有限公司，江蘇 南京 210017）

文章以某建筑工程為實(shí)例，從加固設(shè)計(jì)方案、加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)要點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)施工安全保證措施三個(gè)方面，論述建筑混凝土框架柱加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)。期望通過文章的研究能夠?qū)ν惞こ烫峁┙梃b參考。

建筑加固；框架柱；補(bǔ)強(qiáng)；混凝土；質(zhì)量

1 工程概況

某建筑工程的總體建筑面積為16000㎡，該工程由2棟9層的建筑和中間二層（大堂）的裙房組合而成，建筑采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。目前，工程的主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本竣工，在主體抽檢過程中發(fā)現(xiàn)，位于南樓大堂部分的二層混凝土框架柱的抗壓強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級(jí)不符。為了進(jìn)一步確認(rèn)框架柱強(qiáng)度，委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用鉆芯取樣法和回彈檢測(cè)法對(duì)框架柱的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。具體的檢測(cè)結(jié)果如下：共計(jì)檢測(cè)出抗壓強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的框架柱22根，經(jīng)過分析，是由于商品混凝土原材的標(biāo)號(hào)過低所致。檢測(cè)完畢后，將檢測(cè)結(jié)果反饋給原設(shè)計(jì)單位，并由該設(shè)計(jì)單位針對(duì)混凝土框架柱抗壓強(qiáng)度不足的問題進(jìn)行相關(guān)的加固方案設(shè)計(jì)。文章重點(diǎn)對(duì)該工程中框架柱加固補(bǔ)強(qiáng)的施工技術(shù)進(jìn)行論述。

2 建筑混凝土框架柱加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)

2.1 加固設(shè)計(jì)方案

原設(shè)計(jì)單位結(jié)合該建筑工程的原設(shè)計(jì)情況，在對(duì)混凝土框架柱抗壓強(qiáng)度不足的原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了如下加固補(bǔ)強(qiáng)方案：采用整體外包鋼的方法對(duì)抗壓強(qiáng)度不足的混凝土框架柱進(jìn)行加固處理；在型鋼與混凝土柱面之間注入環(huán)氧樹脂；采用焊接及化學(xué)錨栓的方法對(duì)型鋼進(jìn)行連接；柱加固后采用鋼絲網(wǎng)加水泥砂漿粉刷保護(hù)。

2.2 加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）混凝土框架結(jié)構(gòu)柱的表面基層處理：①加固補(bǔ)強(qiáng)施工前，需要對(duì)原有的混凝土框架柱表面進(jìn)行基層處理，先用鋼絲刷對(duì)柱表面浮漿進(jìn)行處理，然后使用手持式電動(dòng)砂輪磨光機(jī)對(duì)原柱砼表面進(jìn)行打磨處理，使柱面達(dá)到一定的平整度，并在柱的四個(gè)角上分別磨出直徑25的小圓角，再用壓縮空氣將表面的灰塵吹凈[1]；②根據(jù)加固設(shè)計(jì)要求，對(duì)鉆孔位置進(jìn)行確定，使用沖擊鉆在指定的位置處進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制；③在對(duì)梁柱面的鉆孔位置進(jìn)行確定時(shí)，應(yīng)當(dāng)避開內(nèi)部鋼筋，并避免相對(duì)孔位之間出現(xiàn)交叉的情況。

（2）材料加工及制作。本工程中，包裹框架柱的鋼材采用Q345，在上部梁的位置處開一個(gè)凹口，兩側(cè)伸至柱頂。具體內(nèi)容為：①在對(duì)角鋼和鋼板進(jìn)行下料前，需要對(duì)框架柱的實(shí)際尺寸進(jìn)行復(fù)核。根據(jù)復(fù)核結(jié)果對(duì)下料尺寸進(jìn)行調(diào)整，這樣不但可以避免材料浪費(fèi)，而且還能減小誤差；②加固設(shè)計(jì)要求框架柱外包鋼的四個(gè)面首尾相接，坡口要進(jìn)行焊接處理，為便于施工，并提高焊接的可靠性。在與設(shè)計(jì)單位溝通后，經(jīng)其同意，采用對(duì)角焊接的方式進(jìn)行施工作業(yè)[2]；③每塊綴板間距200mm，每一塊鋼板的上口位置處設(shè)置一個(gè)注漿孔，并根據(jù)柱上的實(shí)際鉆孔位置，在鋼板上機(jī)械鉆出螺栓孔；④施工中使用的所有節(jié)點(diǎn)鋼板及角鋼全部按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行下料，并在下料完畢后進(jìn)行編號(hào)，除銹后用丙酮進(jìn)行清潔。

（3）包鋼的安裝要點(diǎn)：①安裝鋼板前，需要先在混凝土框架結(jié)構(gòu)柱上均勻刷涂一層環(huán)氧樹脂，鋼板逐一就位。這一過程中，要確保鋼板與柱面之間留有1～1.5mm左右縫隙。具體作業(yè)時(shí)，可將墊片豎向墊設(shè)其中，由此能夠確保預(yù)留縫隙的均勻性[3]；②鋼板之間采用點(diǎn)焊的方式進(jìn)行固定。拼裝完畢后，進(jìn)行正式焊接，為確保焊接質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)從上向下均勻焊接，可由專業(yè)的焊工對(duì)此進(jìn)行操作，所有的焊縫均必須連續(xù)且飽滿，焊角的尺寸不得＜8mm。

（4）節(jié)點(diǎn)部位的處理：①底腳位置處的角鋼采用45°對(duì)角焊接，角鋼的上邊與柱外包裹的鋼板進(jìn)行焊接。在每個(gè)邊上設(shè)置2個(gè)對(duì)穿螺栓，在板底錨緊，同時(shí)在鋼板底部墊一塊鋼墊板，螺栓擰緊后焊死；②在上部每個(gè)梁與柱的折角位置處設(shè)置角鋼，角鋼的上部伸到柱頂，其外側(cè)與包裹在柱外的鋼板進(jìn)行焊接。同時(shí)在柱頂位置處設(shè)置連接鋼板進(jìn)行互接，然后用化學(xué)錨栓對(duì)角鋼與梁柱進(jìn)行固定。由于化學(xué)錨栓主要起抗剪作用，故此埋深深度應(yīng)當(dāng)控制在100mm左右為宜，并在焊接作業(yè)完畢后進(jìn)行布設(shè)。

（5）注漿。角鋼和鋼板安裝完畢之后，需要進(jìn)行注漿。注漿開始前，應(yīng)當(dāng)配制好環(huán)氧膠泥，以此來對(duì)周邊的縫隙進(jìn)行封閉。

本工程中使用的環(huán)氧膠泥配方如下：E51環(huán)氧樹脂：鄰苯二甲酸二丁酯：乙二胺：白水泥=100∶20∶10∶100，在配比中，白水泥的用量也已按照實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。本工程中使用的環(huán)氧漿液采用AB組組份，施工時(shí)嚴(yán)格安排比例進(jìn)行配制?？筛鶕?jù)實(shí)際需要在配制中加入一定劑量的丙酮，可調(diào)節(jié)丙酮的稀稠度，但丙酮的最大摻入量不得超過5%，如果灌注能順利進(jìn)行，則不需要加丙酮。每次配制的漿液總量應(yīng)當(dāng)不超過5kg，并在配制好后的30min全部用完，若是超出這一時(shí)間限制，應(yīng)進(jìn)行廢棄處理。

漿液配制完成后，便可開始注漿，具體的注漿要點(diǎn)如下：注漿可以采用從下向上的順序，分三個(gè)節(jié)段進(jìn)行，在每一段角鋼鋼板上的注漿施工面的注漿孔內(nèi)預(yù)埋灌漿頭，并將對(duì)面注漿孔作為通氣孔，其余兩個(gè)面上的注漿孔則可用膠泥或木塞塞住。待膠泥硬化后，便可向裂縫內(nèi)壓注環(huán)氧漿液，直至通氣孔內(nèi)有漿液滲出或是注漿壓力達(dá)到0.4MPa后，便可停止注漿。然后換下一個(gè)面重復(fù)上述方法，直至所有面完成為止。需要特別注意的是，每一個(gè)節(jié)段的注漿施工必須連續(xù)不間斷地進(jìn)行[4]。

（6）抹面。根據(jù)加固設(shè)計(jì)要求，需要在加固后柱的表面上粉刷厚度為25mm的水泥砂漿鋼絲網(wǎng)作為保護(hù)層。為使粉刷保護(hù)層更加牢固、可靠，可在抹灰前，用混凝土界面劑對(duì)鋼板進(jìn)行涂刷，并用鋼絲網(wǎng)片與原框架柱及包鋼進(jìn)行可靠連接。同時(shí)以2根圓鋼進(jìn)行并接，并牢固焊接在鋼板上，鋼絲網(wǎng)則可掛于圓鋼中間。

2.3 成品保護(hù)及質(zhì)量安全保證措施

（1）成品保護(hù)措施：①抹面作業(yè)完畢之后，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范要求進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間最低不得少于3d，四周的操作架可以作為保護(hù)之用，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)暫時(shí)保留；②樓面補(bǔ)洞經(jīng)過7d的養(yǎng)護(hù)以后，可在樓面面柱頂1m范圍內(nèi)，均勻涂刷一層環(huán)氧樹脂，這樣既可以對(duì)鋼板起到保護(hù)作用，又能使修補(bǔ)處的防水性能獲得提高；③加固完畢14d以后，可將所有的臨時(shí)支撐全部拆除，在對(duì)臨時(shí)支撐及操作架進(jìn)行拆除的過程中，要防止碰壞粉刷面層。

（2）質(zhì)量與安全保證措施：①加固補(bǔ)強(qiáng)施工正式開始前，應(yīng)當(dāng)由設(shè)計(jì)單位指派專人到施工現(xiàn)場(chǎng)向技術(shù)人員及施工作業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)交底；②所有材料進(jìn)場(chǎng)前必須由專人進(jìn)行質(zhì)檢驗(yàn)收，材料的規(guī)格及性能均應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)要求相符，并且需要有相關(guān)的質(zhì)保證書。經(jīng)檢驗(yàn)不合格或是規(guī)格尺寸有誤的材料，要及時(shí)與供貨商聯(lián)系，進(jìn)行退換貨，避免影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度；③本工程的施工質(zhì)量必須與GB50550-2010規(guī)范中給出的規(guī)定要求相符，同時(shí)，根據(jù)規(guī)定做好相關(guān)的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收工作；④所有特種作業(yè)人員必須持證上崗，如高空作業(yè)、焊接作業(yè)等，施工中必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，避免高空墜落、火災(zāi)等事故的發(fā)生，確保施工安全有序進(jìn)行。

3 結(jié)束語

綜上所述，在建筑工程中，混凝土框架柱是主體結(jié)構(gòu)中的重要組成部分之一，如果其強(qiáng)度不足，則會(huì)對(duì)建筑帶來隱患。文章以某建筑工程為實(shí)例，分析混凝土框架柱存在的抗壓強(qiáng)度不足的問題，在此基礎(chǔ)上，對(duì)混凝土框架柱的加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)進(jìn)行論述。經(jīng)過加固補(bǔ)強(qiáng)處理之后，該工程中所有混凝土框架均滿足了設(shè)計(jì)要求，由此進(jìn)一步提高了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

[1]秦旋,李正焜,莫懿懿.基于深度訪談扎根分析的綠色建筑項(xiàng)目脆弱性與風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系機(jī)理研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2016,(8):120-132.

[2]劉迪.輕型消能搖擺結(jié)構(gòu)體系抗震性能評(píng)估與動(dòng)力可靠度分析[D].蘭州理工大學(xué),2013.

[3]徐自國.高層建筑鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu)樓層層高變化對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響研究[D].中國建筑科學(xué)研究院,2013.

[4]陳玉珠.多層框架結(jié)構(gòu)住宅抗震性能的對(duì)比分析[D].重慶交通大學(xué),2013.

TU37

A

2096-2789（2016）12-0070-02