欽州市祥和景都小區(qū)2#樓工程地面以上三十七層，地下室三層，地下室作為停車房，裙房五層，以上為辦公寫字樓，總建筑面積為7萬m2。該工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu)，剪力墻抗震等級為二級，框架抗震等級為二級[1-2]，按七度抗震設(shè)防，主體結(jié)構(gòu)總高160m，建筑物平面簡圖如圖1所示。

　　圖1建筑物平面圖[本文轉(zhuǎn)自：lunwen.1kejian.com]
2.事故情況及分析
　　該工程已施工部分的混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級為C45，當(dāng)該工程地上第三層現(xiàn)澆完畢時(shí)，在拆模過程中發(fā)現(xiàn)在鋼筋密集處位置出現(xiàn)露筋、蜂窩、麻面等質(zhì)量問題，墻表面出現(xiàn)浮漿與浮石；多處柱子根部混凝土強(qiáng)度低下、振搗不足。因此，專家認(rèn)為對已澆筑混凝土的質(zhì)量需要重新檢測，并決定對柱子、墻體混凝土采用回彈法為輔，取芯法為主的強(qiáng)度綜合檢測法。為避免對結(jié)構(gòu)的影響，主要鉆取φ75mm的芯樣，同時(shí)鉆取少量φ100mm的大芯樣，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)已建各層柱子、墻體、梁、樓板混凝土強(qiáng)度等級均未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　經(jīng)綜合各方面意見，通過認(rèn)真分析，我們認(rèn)為主要原因如下：
　　(1)振搗棒工作長度不夠混凝土澆筑高度，造成柱子根部混凝土漏振搗；(2)施工人員不按規(guī)程操作，混凝土一次澆筑超高，且直接由吊斗入模，造成混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，石子多的地方出現(xiàn)蜂窩和孔洞；(3)運(yùn)送商品混凝土的車輛調(diào)度供應(yīng)計(jì)劃不當(dāng)，澆筑時(shí)無法連續(xù)施工，也未對施工縫進(jìn)行必要的處理；施工時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)混凝土輸送泵堵管，維修又不及時(shí)。
3.加固方法
　　“亡羊補(bǔ)牢，時(shí)猶未晚”。經(jīng)專家組論證，所有出現(xiàn)問題之處均應(yīng)進(jìn)行加固，但加固時(shí)應(yīng)考慮到施工的可行性，并采用成熟、可靠且易作質(zhì)量檢測的加固方案。為此，我們在加固前根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際施工情況，進(jìn)行加固計(jì)算，并與原設(shè)計(jì)進(jìn)行對比。使加固后的結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，如自振周期、柱軸壓比限值、層間位移要求等。
　　首先，清理墻面污垢物，用改性環(huán)氧化學(xué)灌漿對所有裂縫進(jìn)行封閉補(bǔ)強(qiáng)。其次將突出的石子顆粒和不密實(shí)的混凝土鑿除，要鑿成斜形，避免形成死角，以免二次澆筑的混凝土無法澆筑進(jìn)去，形成空洞。在將鑿好的孔洞清洗干凈、充分濕潤后，刷水泥漿一道，用C45微膨脹細(xì)石混凝土澆灌，水灰比不宜過大?；炷翝补鄳?yīng)超高超寬，拆模后將多余混凝土鑿除，保持外觀整潔。
3.1框架柱的加固
　　經(jīng)復(fù)核計(jì)算，由于現(xiàn)場澆筑的混凝土強(qiáng)度不足，而使柱子的軸壓比偏高。常用的加固方法有：(1)外包角鋼加固法；(2)碳纖維布纏繞加固法；(3)加大截面加固法。經(jīng)比較，如采用碳纖維布纏繞的加固方法，施工方法雖較為簡便，且不影響建筑空間，由理論分析可知，碳纖維布約束混凝土可以提高混凝土的極限壓應(yīng)變，可使軸壓比限值和框架柱的延性得到提高。但在實(shí)際工程中考慮到框架柱在較高軸壓比工作下有如下一些不利點(diǎn)：①約束用的碳纖維布一直處于較高應(yīng)力狀態(tài)下，碳纖維布強(qiáng)度在持續(xù)應(yīng)力作用下會(huì)降低；②混凝土徐變等影響較大，對碳纖維布約束性能也有較大影響；③會(huì)導(dǎo)致其他一些指標(biāo)不滿足要求，如剪壓比限值等。

　　圖2框架柱加固圖
　　為此，對其他二種方法再度進(jìn)行論證，考慮到加大截面加固法質(zhì)量可靠且易作質(zhì)量檢測，本工程最后研究決定采用加大截面法加固。加固時(shí)宜從下至上全高加固，以保證新增豎向結(jié)構(gòu)中承受的豎向荷載能順利的傳給基礎(chǔ)，并且有利于保證剛度的連續(xù)性，柱子縱筋采用焊接或機(jī)械連接。本工程中地下3層為箱形基礎(chǔ)，頂板較厚(達(dá)300mm)，剛度較大，且地下室中剪力墻較多，為提高施工方案的可操作性，可讓新增柱截面中的主筋直接植筋于箱基頂板之上。但在加大截面加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意解決好新舊混凝土的整體工作問題，因?yàn)樵趶椥噪A段，結(jié)合面的應(yīng)力主要是靠新舊混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度來承擔(dān)，開裂后及極限狀態(tài)下，則主要是靠錨筋所產(chǎn)生的被動(dòng)剪切摩擦力傳遞。因此，從設(shè)計(jì)上應(yīng)配置貫穿于結(jié)合面的錨筋，以便將新舊部份混凝土連接起來，確保結(jié)合面能有效傳力。在復(fù)核加固后柱承載力時(shí)，還應(yīng)考慮一定的強(qiáng)度折減系數(shù)，還以考慮新舊混凝土之間難以完全作為一整體工作的應(yīng)力滯后現(xiàn)象。故在復(fù)核承載力時(shí)，采用式(1)計(jì)算，且考慮了0.80的強(qiáng)度折減系數(shù)。由于周圈混凝土的加固，可使新增的混凝土對原混凝土形成較好的約束作用，較好的形成整體共同工作，有效提高層間抗側(cè)剛度，降低軸壓比。此外，也增大了框架梁支座寬度，減小了梁凈跨，也同時(shí)提高了梁的安全度。
　　施工時(shí)先鑿去原柱全部疏松混凝土，直至密實(shí)處。同時(shí)將原柱表面混凝土鑿毛，以利于新舊混凝土的粘接，提高新舊混凝土的整體工作性。待原柱表面清理干凈后用水充分潤濕，刷一道水泥砂漿，再支模澆筑C50微膨脹細(xì)石混凝土。為保證柱子頂部能與上部結(jié)構(gòu)頂緊，防止混凝土收縮，應(yīng)采用微膨脹混凝土。當(dāng)澆筑靠近梁板范圍內(nèi)上部柱子新增混凝土?xí)r，在樓板上沿柱邊隔500mm開一φ100孔，用高壓泵將混凝土從洞中直接泵入柱子側(cè)模內(nèi)。
　　N＜φ[fcoAco+fyoAso+α(fcAc+fyAs)](1)
　　式中φ—構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；
　　fco，Aco—原柱混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和截面積；
　　fyo，Aso—原柱鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和截面積；
　　fc，Ac—新加混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和截面積；
　　fy，As—新加鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和截面積；
　　α—新舊混凝土之間的應(yīng)力滯后而引起的強(qiáng)度折減系數(shù)，建議取0.8。拆模后將多余混凝土鑿除，保持外觀整潔，其加固施工
方案見圖2。
3.2剪力墻的加固
　　由于地下室三層剪力墻混凝土強(qiáng)度均不足，為減小其軸壓比，提高抗側(cè)剛度，并慮到施工操作的便捷性，對地下室的剪力墻采用大面積噴射混凝土的方法進(jìn)行加固，新增的混凝土厚度為80mm。為保證新增混凝土部分與原有剪力墻的有效連接，在噴射施工過程前，應(yīng)先將原混凝土墻面鑿毛，同時(shí)沿墻通長方向梅花形布置間距350mm的φ10mm化學(xué)錨筋。新增墻體部分按構(gòu)造要求配置鋼筋，其加固施工方案見圖3。

　　圖3剪力墻加固圖
3.3樓板的加固
　　由于樓板混凝土強(qiáng)度等級低于原設(shè)計(jì)要求，經(jīng)復(fù)核計(jì)算樓板的板底正彎矩段及支座負(fù)彎矩段強(qiáng)度均表現(xiàn)不足，故決定采用在原樓板上加現(xiàn)澆疊合層的方法加固，這

[本文轉(zhuǎn)自：lunwen.1kejian.com]樣可以同時(shí)提高樓板正負(fù)彎矩段承載力。其加固施工方案見圖4。

　　圖4樓板加固圖[本文轉(zhuǎn)自：lunwen.1kejian.com]
　　施工時(shí)，將原樓板鑿去10mm，表面鑿毛，形成凹凸咬合面以便于新舊混凝土有效結(jié)合，為防止混凝土的干縮裂縫和提高現(xiàn)澆層的整體性，表面清洗干凈后用水充分潤濕。再綁扎雙向鋼筋網(wǎng)φ8mm@120mm，然后再澆筑60mm厚C45細(xì)石混凝土疊合層。澆筑疊合層后，相當(dāng)于提高了原樓板的有效計(jì)算高度。復(fù)核加固后樓板的正截面強(qiáng)度時(shí)，在支座負(fù)彎矩段內(nèi)混凝土強(qiáng)度則按原樓板混凝土實(shí)測強(qiáng)度來取，鋼筋可按原負(fù)彎矩段鋼筋實(shí)配量和后澆疊合層中鋼筋總計(jì)量來取，但應(yīng)取一折算有效高度；在正彎矩區(qū)段內(nèi)混凝土強(qiáng)度按后澆疊合層來取，鋼筋仍按原板底鋼筋實(shí)配量來算，有效高度則按新的高度來取。
3.4框架梁的加固
　　在對梁的承載力按照現(xiàn)澆混凝土實(shí)際標(biāo)號、實(shí)配鋼筋量進(jìn)行復(fù)核計(jì)算后，發(fā)現(xiàn)除梁跨中正截面抗彎承載力不足外，支座處負(fù)彎矩段抗彎承載力以及斜截面抗剪承載力仍能基本滿足設(shè)計(jì)荷載要求，因此需對梁的正彎矩段進(jìn)行加固。梁常用的加固方法有：(1)增大截面加固法；(2)預(yù)應(yīng)力加固法；(3)碳纖維布加固法；(4)粘貼鋼板加固法?？紤]到加固范圍大、工期緊、不能破壞原結(jié)構(gòu)、工程造價(jià)等因素，本工程決定采用粘鋼加固法。其加固施工方案見圖5。

　　圖5框架梁加固圖
　　粘貼鋼板加固時(shí)按結(jié)構(gòu)加固規(guī)范[2]進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，粘結(jié)劑采用大連產(chǎn)的JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠，粘貼鋼板前，先對梁底混凝土表面打磨處理，用找平材料將梁表面凹洞填平，配好粘結(jié)劑，用抹刀將粘結(jié)劑涂在混凝土粘貼面和鋼板粘貼面上，厚度1mm－3mm(中間厚邊緣薄為宜，以防止粘結(jié)劑沿鋼板邊緣溢出)，再將鋼板用一定壓力粘貼于混凝土上后，即用木桿頂撐或用特制U型夾具夾緊，壓力保持為0.05MPa－0.1MPa，使膠液剛好從鋼板邊縫擠出。再用手錘輕輕敲擊鋼板，檢查粘貼質(zhì)量，無空鼓聲表示已粘貼密實(shí)；若錨固區(qū)空鼓面積大于10%，非錨固區(qū)空鼓面積大于30%應(yīng)剝下重新粘貼。然后沿鋼板通長方向梅花形布置間距150mm的φ10mm膨脹螺栓，這可使鋼板緊貼梁底混凝土，對混凝土保護(hù)層的開裂起到抑制作用，以充分發(fā)揮鋼板的抗拉強(qiáng)度，提高了加固梁的整體工作性能，降低撓度。同時(shí)鋼板端部的膨脹螺栓在一定程度上抵抗了鋼板與混凝土之間的滑移，可以減少鋼板端部的應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止過大的應(yīng)力將混凝土保護(hù)層沿縱筋處撕裂，降低梁的有效高度，而使加固失效[3]。
4.結(jié)語
　　加固后經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，修補(bǔ)構(gòu)件混凝土結(jié)合面正常，內(nèi)部無明顯空洞、表面無蜂窩缺陷。對補(bǔ)強(qiáng)加固后混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，評定加固后混凝土強(qiáng)度代表值為設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(C45)的98.5%。目前，該工程已經(jīng)竣工并通過驗(yàn)收，經(jīng)過一段時(shí)間觀察，未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有任何異常現(xiàn)象，這說明該加固方法施工方便、經(jīng)濟(jì)合理、消除了隱患、基本達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。

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文章來源： 永年加固公司
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