一、工程概况
某纸箱厂为单幢建筑(宽度109m, 长度159.1m) , 总建筑面积为16860m2, 其中: 生产车间为单层, 跨度为20m,钢结构屋面; 成品仓库为3层钢筋混凝土框架结构;原料仓库为8m高的单层钢筋混凝土框架结构。基础采用高强预应力管桩, 地面为结构地面, 框架结构混凝土设计强度等级均为C25。
该工程于2002年1月份开始开挖基础, 混凝土采用现场搅拌站制备和商品混凝土。施工至2002年2月份(跨春节) 时, 完成了部分结构地面、生产车间的所有柱、原料仓库的所有结构、成品仓库3层柱后, 发现混凝土强度超低, 后经对承台、地梁、地面钢筋混凝土板、部分钢筋混凝土柱、楼盖梁进行补强加固, 于2002年10月末竣工, 交付正常使用至今。
二、混凝土强度检测
为摸清混凝土质量的准确情况, 委托法定单位对已完成的混凝土构件进行了高频度的现场钻芯取样检测,检测结果表明: 除成品仓库二层楼盖(用商品混凝土)及一层楼盖板(用自拌混凝土) ,原料仓库屋盖(用商品混凝土) 混凝土强度基本满足验评要求外, 其他构件的混凝土强度均不符合设计要求, 而不合格的混凝土均为现场自拌。经调查分析:该工程混凝土强度大面积不合格, 其主要原因是现场搅拌站用错了混凝土配合比及所使用的砂较细所引起的。
三、加固设计
1.加固原则
加固必须满足现行规范对承载能力极限状态、正常使用极限状态、混凝土结构的耐久性要求;被加固结构的混凝土强度按C10考虑; 采用加大截面方法进行加固。
2.加固范围
所有两桩及两桩以上承台;局部地梁;局部地面;成品仓库一层楼盖梁; 除生产车间钢屋架柱外的所有混凝土柱, 即成品仓库的1,2, 3层混凝土柱,原料仓库8m高的混凝土柱。
3.主要加固工艺
钢筋采用植筋及焊接,为保证混凝土的耐久性符合要求,在原混凝土面抹10mm厚防渗新型材料。加固用混凝土均为C30。
四、加固施工
1.承台加固
利用原地梁未嵌入承台,承台至地面板的空间加厚承台,承台侧面则加厚100～150 mm,以确保承台的耐久性。
施工工艺流程:挖土→凿毛原承台表面→打孔→安装膨胀
螺栓(起销的作用)→清洗承台表面→安放承台的加固钢筋→支承台模板→浇筑承台混凝土→养护→拆模→回填土。
2.地梁加固
原设计将地面板与地梁设计成各自独立的构件,便于梁板单独施工, 即地梁截面为矩形。加固设计在板面给地梁再配负筋、箍筋并与板一起整浇,使原矩形截面地梁变为T形截面。
施工工艺流程:挖土→凿毛地梁侧表面(地梁顶应露出箍筋,外露长度不少于12d)→清洗地梁侧表面→抹防渗宝→柱打孔→植筋及安装地梁加固筋→焊接地梁加固筋→焊接地梁箍筋→浇筑混凝土。
施工注意事项:地梁主筋能直接绕过柱的,则直通;不能绕过柱的,则用植筋办法锚固、加固钢筋。
3.地面加固
在原混凝土地面, 间距300mm植12钢筋,再配筋并将板加厚150mm。
施工工艺流程:凿毛原地面表面→清洁板面→安装板筋→植12钢筋→浇筑混凝土→养护。
施工注意事项:地面的配筋为负筋, 为保证钢筋的有效高度, 必须安放足够的马凳筋;为确保地面的平整度达到要求,采用铺道轨滚平施工工艺。
4.柱加固
将原柱截面加宽100～200mm。
施工工艺流程:凿毛柱表面→凿出原柱边中部主筋→柱头梁打孔→固定角钢→焊接箍筋及复合箍(焊于已凿出的原柱中主筋上)→柱头穿楼板打孔→清洗柱面→安装柱模板( 2m高翻一次)→浇筑混凝土→拆模→养护。
施工注意事项:柱头加密箍的安装,必须首先在与柱头相交的梁上打两个孔,用螺栓固定角钢,然后再将加密箍焊于角钢上;由于有些柱高为8m,柱模板必须多次向上翻,一般将混凝土的自由落体高度控制在2m以内;由于柱截面加固厚度较小( 50～100mm) , 因此浇筑的混凝土必须采用流动性较大(坍落度350px)的细石混凝土,浇筑时必须用振动棒振捣及不断地敲击模板,以避免出现蜂窝;已形成楼板的柱头处, 必须将楼板打穿,通过该洞浇筑柱头混凝土;两边或三边加大截面的,将加固箍筋焊于原柱箍筋上。
5.楼面梁加固
将原梁加高100～150mm并在梁头加掖,梁加固筋采用在柱上打孔植筋的办法锚固。
施工工艺流程:凿出梁侧下箍筋且外露12 d→在柱上钻孔→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→浇筑及超浇筑梁加固混凝土→拆模→养护→打掉超捣部分混凝土→抹防渗宝。
施工注意事项:由于凿梁表面只破坏钢筋保护层,因此梁一般不用临时支护;为了加固箍筋的焊接必须凿出梁下侧的箍筋,且露出长度必须≥12 d ; 梁底角必须保证有高度不小于30mm的直角,梁加固模板的顶端必须做成喇叭口, 以便于浇筑梁加固混凝土,加固梁超捣的混凝土, 宜在其强度达到75%时凿掉。
6.植筋工艺
植筋采用建筑结构粘合剂。
施工工艺流程:成孔→清洁孔→清洁钢筋表面→配胶→孔内注胶、钢筋表面涂胶→安放加固钢筋→固化养护→抽检。
施工注意事项: 钻孔深度一般比要求超钻20mm,孔径一般比钢筋直径大5 mm;为便于操作,植筋用材长度一般宜为3m左右,然后再焊接加固筋,但需满足接头规定。
五、结语
随着社会的发展, 建筑加固已不仅局限于事故处理, 出现了更多的使用功能改变的加固, 但我国在建筑加固的理论研究、产品开发、施工工艺等方面还不能满足发展的要求,例如本工程钻芯抽检了182个构件, 群体的强度如何评定, 被加固构件的混凝土强度如何取值, 被加固混凝土的超低强度与抗震要求强度等级的不符, 框架梁端部原负筋加固后应力如何取值等, 目前尚无明确的结论。在加固施工方面, 我们的国产结构胶完全可以与进口胶媲美, 且价格占有优势;结构胶两组份混合, 现场计量难以保证准确; 注胶挤压工具原始等, 有待研究部门、结构胶生产单位、施工工具生产等单位加强研究、开发, 以促进我国建筑结构加固事业的发展。
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