淺說深圳某工業(yè)廠房的加固施工

淺說深圳寶安71區(qū)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)廠房的加固施工中國一冶深圳南方公司金小波深圳市寶安區(qū)第71區(qū)原深圳市某房地產(chǎn)開發(fā)公司的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)廠房始建于1992年，位于深圳市寶安區(qū)北面第71區(qū)，建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，共5層，廠房層高4.2m，主跨度7m，柱距5m，面積約為10000m2;基礎(chǔ)為獨立鋼筋混凝土承臺基礎(chǔ)。該廠房因原施工過程的原因，廠房在使用中出現(xiàn)多方面的嚴(yán)重質(zhì)問題；致使廠房于1995年被質(zhì)量監(jiān)督站鑒定為C級加固后可使用危房，并在同年予以封閉停止使用。經(jīng)過業(yè)主、設(shè)計院和質(zhì)量監(jiān)督站等部門對廠房結(jié)構(gòu)進行鑒定；決定對廠房進行托換、增設(shè)砼復(fù)合梁及柱結(jié)構(gòu)包固等加固處理。下面就整個廠房的加固施工的過程及加固效果陳述如下：廠房存在的質(zhì)量問題的簡介：地基及基礎(chǔ)：整個廠房地基下沉量超出設(shè)計允許范圍，局部區(qū)域（樓梯間等部位）出現(xiàn)不均勻下沉。承臺基礎(chǔ)砼強度嚴(yán)重不足；根據(jù)現(xiàn)場實際抽芯檢查，砼平均強度值僅為設(shè)計強度的89%?？蚣苤⒘旱娜毕荩杭苤砻骓盘蓟瘒?yán)重，局部區(qū)域剝落；其砼強度抽芯檢查平均值為設(shè)計強度的84%?？蚣芰罕砻娉鎰兟渫?，還存在漏筋、梁面開裂（局部出現(xiàn)貫通式裂縫，裂縫寬度達(dá)0.1~0.5mm）；鋼筋嚴(yán)重銹蝕，且梁箍筋間距遠(yuǎn)大于設(shè)計值（設(shè)計間距為150mm，實際現(xiàn)場實測為190~260mm）；現(xiàn)場實測完架梁主筋的保護層達(dá)到40~60mm?？蚣芰簩嶋H抽芯檢查的砼強度平均值為設(shè)計強度的92%。樓板結(jié)構(gòu)問題：砼表面剝落、漏筋、鋼筋嚴(yán)重銹蝕；經(jīng)現(xiàn)場核查，砼含鹽量遠(yuǎn)超出國家規(guī)范的允許范圍，即砼所用材料的砂為未經(jīng)處理的海砂。其它質(zhì)量問題：樓梯間及部分墻面開裂，衛(wèi)生間及廚房地坪、墻根部處結(jié)構(gòu)層（樓板）滲漏。結(jié)構(gòu)的設(shè)計加固方案和質(zhì)量問題的處理方法：地基及基礎(chǔ)的托換加固方案：因廠房產(chǎn)生過大的沉降和局部不均勻沉降，明顯屬于基礎(chǔ)支承面積不足而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部開裂，故設(shè)計處理方案擬采取基礎(chǔ)擴大的托換方法；即采用沿基礎(chǔ)底面整個周邊擴邊加固。具體處理方法：挖開基礎(chǔ)周邊土層將基礎(chǔ)周邊下臥土層進行夯實處理；同時將原有砼鑿毛和清洗干凈及沿周邊鉆孔布置植錨鋼筋，并用環(huán)氧樹脂填孔粘接；然后支模澆灌較原基礎(chǔ)高一個級別的砼（如下圖示）?；A(chǔ)擴大托換加固方案圖框架柱、梁的加固：框架柱的設(shè)計加固方法：采用濕式外包鋼加固；外包選用75號角鋼，綴板選用40×4mm扁鋼（間距400mm）。加固柱的外包角鋼貫穿每個樓層，中間不得斷開（采用焊接連接），中部采用在柱面植錨（環(huán)氧膠泥）鋼筋與角鋼焊接；角鋼下端伸到基礎(chǔ)頂面，上端采用柱帽（U型鋼筋）與角鋼焊接（見下圖示）。包箍外側(cè)采用噴射細(xì)石砼和乳膠砂漿封閉（細(xì)石砼厚度50mm，砂漿厚度10~15mm）。柱底加固樓板間柱加固柱頂加固框架梁的設(shè)計加固方法：采用三面外包鋼筋混凝土加固（加固梁受拉區(qū)）；梁加固主筋兩端采用環(huán)氧膠泥植錨入原柱結(jié)構(gòu)內(nèi)（錨固深度不小于120mm），中部按500mm間距采用鋼筋或鋼板條將加固主筋與原梁主筋焊接連接；梁底部砼采用支模灌注，側(cè)面砼采用噴射細(xì)石砼（細(xì)石砼厚度50mm，外層砂漿厚度10~15mm）。梁加固箍筋加固主筋點焊成網(wǎng)狀（見下圖示）。梁加固方案圖樓板結(jié)構(gòu)問題的加固方案：樓板底部加固鋼筋兩端植錨入梁砼內(nèi)，環(huán)氧錨固深度不小于80mm；中部采用M8的膨脹螺栓按雙向500mm間距固定鋼筋網(wǎng)。板底部采用噴射細(xì)石砼（細(xì)石砼厚度50mm，外層砂漿厚度10mm）。其它質(zhì)量問題的處理方法：裂縫的修復(fù)方案：梁、板加固施工前，首先對裂縫進行環(huán)氧膠液（泥）修復(fù)處理；對于裂縫寬度大于0.2mm的區(qū)域進行環(huán)氧灌漿粘接，外部采用環(huán)氧膠泥壓縫；對于小于0.2mm的裂縫采取環(huán)氧膠泥壓縫處理。墻面裂縫處采取沿裂縫方向按250~300mm間距作拉條（鋼板及螺栓）加固后采取密封壓力灌漿處理。廚房及衛(wèi)生間滲漏處除按板裂縫處理外，并在其結(jié)構(gòu)基層進行涂刷防水膠處理。加固施工方案的選定及實施效果：因廠房產(chǎn)生過大的沉降和局部不均勻沉降，明顯屬于基礎(chǔ)支承面積不足而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部開裂；故整個廠房結(jié)構(gòu)加固的程序為：開挖土方及基底夯實——基礎(chǔ)擴大托換——框架梁底臨時支固——柱包箍加固——梁、板裂縫處理——框架梁加固——板加固——其它質(zhì)量問題處理。地基及基礎(chǔ)的托換加固施工作業(yè)方案：施工程序：開挖基礎(chǔ)周邊土層——基底夯實處理——原基礎(chǔ)周邊砼鑿開（毛）——幫焊（或環(huán)氧粘接植筋）鋼筋——涂刷砼界面劑——支模板澆灌砼（注：澆灌砼應(yīng)在柱包箍角鋼埋入基礎(chǔ)內(nèi)后進行）。基礎(chǔ)周邊土方開挖后，采用立式振動夯對原有基底下臥土層進行夯實處理；同時采用了環(huán)刀法對處理土層進行了檢驗，均符合設(shè)計要求。對基礎(chǔ)砼表面進行全面鑿毛，剔除了原松散和嚴(yán)重碳化的砼層，并將原砼表面清洗干凈；為確保盡量不損傷原基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，施工方經(jīng)與設(shè)計院商定將原設(shè)計的鑿開基礎(chǔ)底邊槽幫焊鋼筋為環(huán)氧砂漿植錨鋼筋。在原砼充分濕潤后，均勻涂刷在原砼鑿毛面的表面涂刷砼界面劑；砼界面劑采用525#普通硅酸鹽水泥摻10%的建筑乳膠。托換所用砼的強度比原設(shè)計砼高出一個級別。砼的塌落度選用40~60mm，澆灌后采用塑料薄膜全覆蓋式養(yǎng)護?？蚣苤?、梁的加固：整個施工順序按樓層由下而上進行操作?？蚣苤募庸坛绦颍嚎蚣苤苓吜号R時支固——鑿除柱、梁面松散及碳化的砼并鑿毛砼面——柱包箍或鋼筋安裝——掛鋼絲網(wǎng)活梁底支?！獫袼克㈨沤缑鎰獓娚洌补啵┘?xì)石砼——砂漿罩面。臨時支撐采用可調(diào)式鋼管支撐，鋼支撐間距為1200mm，支撐底部采用木楔楔緊，鋼支撐底面墊木板或槽鋼。鑿開柱根部的每個樓層面時，不得斷開樓板鋼筋并將其與角鋼焊接；柱面松散及碳化的砼應(yīng)全面鑿除至堅硬的砼結(jié)構(gòu)層；同時，在柱面環(huán)氧植錨固定角鋼和梁加固的鋼筋。梁加固主筋鋼筋植錨和焊接應(yīng)從一端起按順序操作，以減少鋼筋的熱變形量；必要時，在環(huán)錨處達(dá)到強度后采用拉碼預(yù)張鋼筋；使其在復(fù)合梁內(nèi)更好的起到受力作用。安裝柱包箍鋼結(jié)構(gòu)的角鋼下端伸到基礎(chǔ)頂面，上端采用柱帽（U型鋼筋）與角鋼焊接。包箍鋼結(jié)構(gòu)組裝按工藝要求的次序進行，連接表面及焊縫每邊30-50mm范圍內(nèi)的鐵銹，毛刺和油污等必須清除干凈；必須考慮預(yù)放出焊接收縮量及齊頭、加工的余量。為減少變形和鋼箍能有效地箍緊柱面，采取矯正夾具及卡蘭拉緊器或鐵楔子夾具，把包箍鋼結(jié)構(gòu)的角鋼夾起定位，進行對稱焊接且角鋼連接的節(jié)點板，應(yīng)先小件組焊，矯正后再定位大組裝。梁底支模采取雙面倒梯形型方式，由梁兩側(cè)灌注半自流式砼；待砼終凝后（24小時后）拆除側(cè)模，用扁鉆輕輕地剔除多余的砼（如下圖）。梁底板加固施工方案圖包箍及梁外側(cè)掛鋼絲網(wǎng)、充分濕潤及刷砼界面劑后，采用噴射細(xì)石砼和乳膠砂漿封閉（細(xì)石砼厚度50mm，砂漿厚度10~15mm）。噴射砼采用干式噴射，選用75KVA的空壓式噴漿機。水泥與集料的質(zhì)量比為1：4~1：4.5，砂率45~55%，水灰比0.4~0.45，外加劑由試驗確定。施工前應(yīng)進行試噴，調(diào)整回彈量、確定配合比及施工操作程序?；旌狭蠎?yīng)隨拌隨用；未摻外加劑時，存放時間不應(yīng)超過2小時；摻外加劑時，存放時間不應(yīng)超過20分鐘。混合料應(yīng)注意防止雨淋、滴水及大塊石等雜物混入，裝入噴漿機前必須過篩。噴射砼施工應(yīng)由下而上進行，噴層厚度應(yīng)均勻。開始時，應(yīng)先送風(fēng)，后開機，再給料；結(jié)束時，應(yīng)待料噴完后，再關(guān)機。噴射時應(yīng)減小噴頭到受噴坡面的距離，調(diào)節(jié)噴射角度，確保鋼絲網(wǎng)與巖石面間砼的密實性；同時要保證砼表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現(xiàn)象。砼養(yǎng)護：用普通硅酸鹽水泥時，養(yǎng)護時間不少于10天；用礦渣硅酸鹽或火山灰硅酸鹽水泥時，養(yǎng)護時間不少于14天。噴射回彈物，不能作為下批配料；以免影響噴射砼質(zhì)量。樓板結(jié)構(gòu)的加固：樓板結(jié)構(gòu)底部首先鑿除砼面松散及碳化的砼應(yīng)全面鑿除至堅硬的砼結(jié)構(gòu)層；除去原有板鋼筋的銹斑及污垢等。在板底按雙向間距500mm（按梅花形布置）安裝固定板加固鋼筋的膨脹螺栓或鋼卡釘；在梁板交界處鉆孔環(huán)氧植錨鋼筋或?qū)邃摻铄^入梁加固層內(nèi)。充分濕潤板底面，涂刷砼界面劑及掛鋼絲網(wǎng)后同梁側(cè)一道噴射細(xì)石砼及砂漿抹面。其它質(zhì)量問題的處理：梁板裂縫處理：對裂縫進行環(huán)氧膠液（泥）修復(fù)處理；對于裂縫寬度大于0.2mm的區(qū)域進行環(huán)氧灌漿粘接，外部采用環(huán)氧膠泥壓縫；即首先沿裂縫方向剔出40~60mm的“V”形槽，清通裂縫并保持干燥，埋設(shè)壓漿管（按250~300mm間距）后用環(huán)氧膠泥壓封；待環(huán)氧膠泥達(dá)到強度后，對裂縫進行環(huán)氧液壓漿修補處理。對于小于0.2mm的裂縫采取環(huán)氧膠泥壓縫處理；即沿裂縫方向剔出40~60mm的“V”形槽，并保持干燥，然用環(huán)氧膠泥壓封。樓面防水處理：廚房及衛(wèi)生間樓板及墻根部滲漏處按梁板裂縫修補的方法處理。對于墻根部采取常用的五層抹灰法進行防水處理；對于樓面在其結(jié)構(gòu)基層進行涂刷防水膠或防水砂漿處理。墻面裂縫處采取沿裂縫方向按250~300mm間距作拉條（鋼板及螺栓）加固后采取密封壓力灌漿處理；鋼板選用—3×35mm，螺栓選用M10穿墻對夾式螺栓。裂縫采用高強度快硬水泥漿；其壓漿方法同環(huán)氧壓漿工藝。樓層柱實體偏差的加固處理：在二~三層柱加固施工中發(fā)現(xiàn)部分樓層柱發(fā)生錯位（最大錯位70mm）；為確保結(jié)構(gòu)的安全，施工方與設(shè)計院商定采取了擴大柱截面的綁柱處理方案；即柱錯位的底層（至基礎(chǔ)根部）柱的側(cè)面按200mm間距（呈梅花形布置）植錨鋼筋樁，綁焊鋼筋（主筋錨入承臺基礎(chǔ)內(nèi)）后支模澆灌砼處理。施工方案的實施效果：在施工過程中，由質(zhì)量監(jiān)督站對環(huán)氧膠泥進行了強度鑒定，其強度大于50Mpa；通過實體試驗，錨固強度值均超出設(shè)計的安全儲備。噴射砼及灌注砼強度經(jīng)實體抽芯檢查均達(dá)到設(shè)計要求。整個樓層加固完成后，在第二、三層樓板面按照滿載和半跨堆載進行了堆載試驗，堆載時間為7天，堆壓荷載為5000N/m2。經(jīng)現(xiàn)場采用千分儀和熱敏電阻變形監(jiān)測：中最大撓度為0.233mm/7