東營市某辦公樓加固工程中置換混凝土技術(shù)的應(yīng)用探討分析

1、 東營市某辦公樓加固工程中置換混凝土技術(shù)的應(yīng)用探討 朱小路 楊洪濤摘 要：置換混凝土加固法是一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的施工過程，因 此加固施工前應(yīng)對施工安全進(jìn)行評估。若施工對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力或安全有影響，應(yīng)對其結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在施工全過程中的承載狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算，以便制定合理的施工方案。對影響結(jié)構(gòu)安全的構(gòu)件應(yīng)有專門的監(jiān)測方案和應(yīng)急處理措施。一、工程概況東營市某辦公樓為框架結(jié)構(gòu)，地上八層，地下一層，于1996年建成并投入使用。因本工程列入2018年度既有公共建筑節(jié)能改造項(xiàng)目，故進(jìn)行檢測鑒定及加固設(shè)計(jì)。本工程未涉及功能性變化，但對原有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測鑒定發(fā)現(xiàn)主樓三層部分混凝土構(gòu)件存在順筋裂縫，裂縫周邊伴隨出現(xiàn)鋼筋銹跡，

2、同時存在混凝土脫落及鋼筋嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象。依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50344-2004、回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程JGJ/T23-2011及鉆芯法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程DB37/T2368-2013，現(xiàn)場采用回彈法對部分混凝土構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行隨機(jī)抽查檢測，并選擇部分回彈構(gòu)件采用鉆芯法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度驗(yàn)證，檢測結(jié)果均滿足原設(shè)計(jì)要求。依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50344-2004附錄C及現(xiàn)場實(shí)際情況，現(xiàn)場選取多處混凝土構(gòu)件對其氯離子含量進(jìn)行測定，檢測結(jié)果如下：2、混凝土中膠凝材料與砂漿的質(zhì)量比由混凝土配合比確定。經(jīng)分析，鋼筋混凝土構(gòu)件氯離子含量檢測值超過規(guī)范限值要求，存在的順筋裂縫及

3、鋼筋銹蝕現(xiàn)象由氯離子引起的鋼筋銹蝕及潮濕環(huán)境下水和氧的反復(fù)作用共同造成的。故建議對混凝土進(jìn)行置換處理，其鋼筋應(yīng)根據(jù)銹蝕情況采取除銹、加筋等處理措施。二、置換混凝土方案根據(jù)鑒定結(jié)論及建議，本工程主樓西側(cè)部分三層進(jìn)行整體梁板柱置換。梁板柱截面及配筋按整體建模計(jì)算取值，框架柱置換完成后按柱外粘角鋼法進(jìn)行節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)。梁板采用靜力切割方式拆除，框架柱做好穩(wěn)定支撐后，也采用靜力切割。支撐平面布置圖如下：根據(jù)鑒定結(jié)論及現(xiàn)場勘察情況，最終確認(rèn)圖中陰影部分梁及所圍區(qū)域樓板須整體置換，布置支撐部分10根框架柱須整體置換。經(jīng)方案論證，確定合適的施工順序，大體分兩個階段進(jìn)行置換施工。第一階段施工15軸左側(cè)部分，第二階段

4、施工15軸右側(cè)部分。15軸左側(cè)部分施工時，先拆除梁板，再做豎向支撐，然后靜力拆除框架柱?？蚣苤闹脫Q分兩部分，先置換圖中1號柱，待1號柱混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%時，四根框架柱支撐同步卸載，卸載過程前后均應(yīng)進(jìn)行沉降觀測。卸載完成，若未出現(xiàn)較大變形，則同樣方法置換2號柱。框架柱完成后，同時施工梁板。第一階段的施工為第二階段的施工提供最有效的經(jīng)驗(yàn)，在總結(jié)第一階段施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按同樣的施工順序一次性完成第二階段的施工。根據(jù)建模計(jì)算，讀取三層置換部位框架柱單柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值最大值約2547kN，最小值約437kN。經(jīng)方案論證，框架柱采用豎向鋼管支撐方式，置換處上下端各做一個混凝土擴(kuò)大頭。具體方案簡圖如下：混

5、凝土擴(kuò)大頭尺寸在原柱截面擴(kuò)大單面外接300mm，高度600mm，配筋按計(jì)算取值。豎向支撐由四根219X14無縫鋼管（Q235）組成，按強(qiáng)度和穩(wěn)定性兩步進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下：經(jīng)查表，219X14截面特性：A=9016mm2，i=72.6mm，另N取764kN，l0取4000mm。構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力：N/A=764X103/9016=84.74N/mm22，構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力： b類，=l0/i=4000/72.6=55.1，/k=55.1，查表=0.852，N/A=764X103/0.852X9016=99.46N/mm22，構(gòu)件穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求;構(gòu)件局部穩(wěn)定驗(yàn)

6、算：外徑與壁厚之比D/T=15.64 容許外徑與壁厚之比D/T=90。經(jīng)計(jì)算，單根框架柱由四根219X14無縫鋼管支撐滿足豎向承載要求。三、施工過程根據(jù)設(shè)計(jì)方案，先將二至四層墻體全部拆除，然后在二層原有梁下及四層原有梁上位置新作混凝土擴(kuò)大頭，擴(kuò)大頭采用高強(qiáng)無收縮灌漿料澆筑，截面及配筋按設(shè)計(jì)圖紙，施工現(xiàn)場情況如下：混凝土擴(kuò)大頭澆筑完成，經(jīng)回彈，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，單柱采用四個千斤頂（100噸機(jī)械千斤頂）進(jìn)行支頂，其中1號柱頂升高度如下：現(xiàn)場施工情況如下：經(jīng)回彈，混凝土強(qiáng)度等級達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，對1號柱四套千斤頂進(jìn)行同步卸載、拆除。拆除后進(jìn)行沉降觀測，節(jié)點(diǎn)回落1.16mm，累計(jì)高度頂升0.67mm

7、，整體結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，尺寸偏差滿足建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50550-2010的要求。置換混凝土取得階段性成功。按預(yù)先制定的施工技術(shù)方案，歷時55天，順利地完成了所有的置換任務(wù)?；炷恋闹脫Q過程中還制定了可靠的施工質(zhì)量安全措施及應(yīng)急預(yù)案。從組織、制度、檢測及技術(shù)等方面都做了充分的施工組織方案，以確保工程的順利實(shí)施。經(jīng)過施工完成后兩個月內(nèi)沉降觀測，結(jié)構(gòu)整體沉降穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)其它安全隱患。四、結(jié)束語置換混凝土技術(shù)要點(diǎn)：（一）理想的置換是零應(yīng)力（或低應(yīng)力）狀態(tài)下的置換，即完全卸荷置換，因此，置換前應(yīng)對被置換的構(gòu)件進(jìn)行卸荷。卸荷方法有直接卸荷和支頂卸荷。（二）在卸荷狀態(tài)下將質(zhì)量低劣的混凝土

8、或缺陷混凝土徹底剔鑿干凈或整體切除。對于外觀質(zhì)量完好的低強(qiáng)混凝土，除特殊情況外，一般僅置換受壓區(qū)混凝土。但為恢復(fù)或提高結(jié)構(gòu)應(yīng)有的耐久性，可用高強(qiáng)度樹脂砂漿對其余部分進(jìn)行抹面封閉處理。（三）用于置換的新混凝土，流動性應(yīng)大，強(qiáng)度等級應(yīng)比原混凝土提高一級，且不小于C25。置換混凝土應(yīng)采用膨脹混凝土;當(dāng)體量較小時，應(yīng)采用細(xì)石膨脹混凝土、高強(qiáng)度灌漿料或環(huán)氧砂漿等。為增強(qiáng)置換混凝土與原基材混凝土的結(jié)合能力，結(jié)合面應(yīng)涂刷環(huán)氧樹脂或混凝土界面劑一道，并在環(huán)氧樹脂或界面劑初凝前澆筑完置換混凝土。對于要求較高或剪應(yīng)力較大的結(jié)合面，尚應(yīng)置入一定的L型或U型錨筋。（四）整體置換混凝土，接合面處應(yīng)保留部分原有鋼筋（盡量滿足錨固長度），置換結(jié)束后，連接較弱的結(jié)合面處應(yīng)另采取其它加強(qiáng)措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。本工程采用置換混凝土