高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制與加固要點探析

袁衛(wèi)華 （亳州市重點工程建設(shè)管理局，安徽 亳州 236800）

1 工程概況

某高層建筑，地面28層，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)。2層地下室,屬于箱型基礎(chǔ)，其中的車庫層有一半修建于地下，另外還有4層裙房。工程要求抗震設(shè)防7度,框架抗震等級二級，剪力墻的抗震等級二級以上。該工程建筑總面積3萬m2,高103m,裙房做商業(yè)用房。

2 存在問題

該工程施工進(jìn)行到地上3層時,發(fā)現(xiàn)許多存在的質(zhì)量問題，如前三層施工完成進(jìn)行拆模發(fā)現(xiàn)大部分的柱子根部鋪設(shè)的混凝土很疏松，而且還有2漏振;墻體的大部分位置都出現(xiàn)了裂縫、露筋以及蜂窩等情況，混凝土實測強度結(jié)果見下表,已建各層柱子和剪力墻的混凝土強度等級均未能達(dá)到設(shè)計要求。

施工到地上層3時混凝土的實測強度等級(MPa) 表1

3 加固處理基本方法

3.1 框架柱的加固

圖1 框架柱加固圖

加固主要采用化學(xué)錨筋來進(jìn)行。在進(jìn)行加固之前，對現(xiàn)場進(jìn)行抗拔試驗,確保鋼筋被拉斷時該工程質(zhì)量不會隨之發(fā)生變化。購買植筋錨固材料除了對強度等滿足以外,還考慮到有關(guān)構(gòu)件的燃燒性能以及耐火極限是否同樣滿足要求。施工過程中，在鉆孔完畢后對孔內(nèi)的雜物進(jìn)行清除,依據(jù)孔內(nèi)的干燥程度，選擇使用自然風(fēng)干還是烘干機(jī)烘干,烘干以后再使用脫脂棉并蘸取少量的丙酮擦拭鉆孔的邊壁,最后在將鋼筋植入鉆孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鋼筋，使粘結(jié)劑與孔壁以及鋼筋之間可以充分粘合。

3.2 剪力墻加固

對于地下2層混凝土強度存在不足的情況,經(jīng)過討論，對其周圈的剪力墻采用噴射混凝土的方法來加大墻的厚度，新增的混凝土其厚度必須達(dá)到80mm。加固時首先對原來墻體表面上存在的缺陷以及雜物進(jìn)行清理，再將有缺陷的地方密實,將表面鑿毛或打成類似于溝槽的形狀,以利于新混凝土與舊混凝土的結(jié)合。在噴射新的混凝土之前,先在原有的混凝土表面刷一層界面結(jié)合劑，該界面結(jié)合劑有很高的粘結(jié)性能，即含有30%白乳膠水泥漿的界面劑。

圖2 剪力墻加固圖

3.3 框架梁加固

采用碳纖維布加固法，主要是因為加固工作量比較大,而且相對工期比較緊,為了避免原結(jié)構(gòu)等因素不被破壞,所以采用該法。施工前首先對混凝土表面進(jìn)行打磨，除掉表面的雜物,對于混凝土表面的凹洞找平并且清理干凈以后，在其表面涂一層底膠CFP，底膠的正拉粘結(jié)強度要求5MPa以上,粘度控制在800～1600MPa·s的范圍之內(nèi)，使其輕松的滲透到混凝土的內(nèi)部，以便很大程度的提高碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)力,然后在其表面進(jìn)行粘結(jié)樹脂CFR的涂抹,同時粘貼一定的碳纖維布。加固設(shè)計要考慮以下幾個方面的問題。

第一，碳纖維是屬于完全彈性的一種材料,在使用過程中對于其極限應(yīng)變的控制不應(yīng)該超過0.01,這主要是為了避免施工過程中出現(xiàn)與質(zhì)量有關(guān)的問題，還可以防止其出現(xiàn)突然拉斷的情況;第二，要對碳纖維布的合理的錨固使用長度進(jìn)行驗算,在驗算結(jié)束以后從加固的理論截斷點向外延伸規(guī)定的長度,以防止碳纖維與混凝土層之間的粘結(jié)剝離被破壞，這樣做還可以對截斷點處的拉力進(jìn)行記錄[5];第三，碳纖維布端的部分位置會出現(xiàn)較大應(yīng)力集中現(xiàn)象，需要在其端部粘貼一定量的碳纖維布的行箍，防止碳纖維布在混凝土保護(hù)層的鋼筋處發(fā)生酥脆的撕裂剝離，該過程務(wù)必保證一定的錨固長度；第四，碳纖維布以及鋼筋的總體使用量控制在適筋梁范圍以內(nèi),受壓區(qū)的混凝土邊緣壓應(yīng)變至少要達(dá)到規(guī)定的極限壓應(yīng)變,要使受拉的鋼筋屈服,適筋梁以及超筋梁的界限破壞狀態(tài)就是碳纖維的應(yīng)變不超過允許極限應(yīng)變0.01，受拉的鋼筋要先于受壓區(qū)的混凝土壓碎被屈服,從而使其具有一定的破壞征兆。

在進(jìn)行抗剪加固過程中，碳纖維布剪成U形箍,使其與混凝土的梁體緊密粘貼在一起，保證合理剪力流的形成,同時使得受力更加合理。在U形箍的上端再進(jìn)行碳纖維布壓條的粘貼，使每個豎向粘貼的碳纖維布構(gòu)成一個整體,使其受到的力更加均勻,最主要的是將承受彎剪段的豎向剪力協(xié)同起來。

圖3 框架梁加固圖

4 結(jié)束語

計算結(jié)果顯示，施工后該建筑物的抗側(cè)剛度、自振周期和墻柱軸壓比以及剪重比等都發(fā)生了明顯的變化。截止目前為止，該工程已經(jīng)完成施工并且通過了有關(guān)部門的驗收,之后又經(jīng)過一段時間的觀察與檢測，沒有發(fā)現(xiàn)該工程的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象,說明本次加固處理的效果比較明顯，使用的施工方法合理、可靠。