高层建筑混凝土结构质量控制与加固处理要点

2018-08-31袁卫华亳州市重点工程建设管理局安徽亳州236800

安徽建筑 2018年4期

袁卫华（亳州市重点工程建设管理局，安徽亳州 236800）

1 工程概况

某高层建筑地面28层，现浇钢筋混凝土框架-核心筒的结构，2层地下室属箱型基础，其中车库层有一半修建于地下，另有4层裙房。该工程要求抗震设防达到7度,框架的抗震等级要达到二级,剪力墙的抗震等级要达到二级以上。工程建筑总面积达到3万m2,主体结构103m,裙房则可以做商业用房使用。除此之外，该建筑物柱网跨度相对来说比较大,而该工程最主要的抗侧力构件是简体剪力墙。工程混凝土的设计等级为C45。该工程施工到地上3层时，拆模时发现大部分的柱子根部铺设的混凝土很疏松，墙体的大部分位置都出现了裂缝、露筋以及蜂窝等。两种强度检测综合分析后，混凝土实测强度结果见表1，已建各层柱子和剪力墙的混凝土强度等级均未能达到设计要求。

施工到地上层3时混凝土的实测强度等级(MPa) 表1

2 加固处理基本方法

2.1 框架柱的加固

图1 框架柱加固图

加固主要采用化学锚筋来进行,在进行加固之前对现场进行抗拔试验,试验的主要目的是确保钢筋被拉断时该工程不会随之发生变化。购买植筋锚固的材料进行选择时，除要求强度等满足外,还考虑到有关构件的燃烧性能及耐火极限是否同样满足要求。本次加固工程采用的结构胶为喜得利结构胶，主要是考虑到该结构胶是进口的，可以节省结构胶在加固中用量,同时还可以缩短相应的植筋工期,进而加快施工进度。施工过程中，在钻孔完毕之后对孔内的杂物进行清除,依据孔内的干燥程度，选择使用自然风干还是烘干机烘干,烘干以后再使用脱脂棉并蘸取少量的丙酮擦拭钻孔的边壁,最后将钢筋植入钻孔内，植入的钢筋不能有锈迹,然后旋转钢筋，使得粘结剂与孔壁以及钢筋之间可以充分粘合。

2.2 对剪力墙进行加固

对于地下2层的混凝土强度存在不足的情况,经讨论后也提出了相应的解决措施。对地下2层周圈的剪力墙进行加固的方法是采用喷射混凝土法来加大墙的厚度，进而对其进行加固。对于新增的混凝土来说，要求其厚度必须达到80mm。此墙体中的钢筋配置按照电算结果以及剪力墙中加强部分的构造来选择。值得注意的是在喷射混凝土时，该部分与原来的剪力墙有一定的连接关系，要对原来墙体表面存在的缺陷以及杂物进行清理，清理干净后再将有缺陷的地方密实,还要将表面凿毛或者打成类似于沟槽的形状,以利于新混凝土与旧混凝土的结合。为了避免结合面开裂，要使结合面混凝土的粘结抗剪强度以及粘结抗拉强度比混凝土本身强度高或者相互接近。在喷射新的混凝土之前,先在原有的混凝土表面刷一层界面结合剂，该界面结合剂为含有30%白乳胶水泥浆的界面剂。

图2 剪力墙加固图

2.3 框架梁的加固

采用碳纤维布加固法，主要是因为加固的工作量比较大,而且相对工期比较紧,为了避免原结构等不被破坏,所以采用该法。在施工前首先对混凝土表面进行打磨，除掉表面的杂物,对于混凝土表面的凹洞用找平材料将其填平,将表面整理平整并且清理干净后，在其表面涂一层底胶CFP，该底胶的正拉粘结强度要求5MPa以上,粘度控制在800～1600M Pa·s范围内，以便粘结胶轻松的渗透到混凝土内部，以便很大程度的提高碳纤维布与混凝土之间的粘结力。在其表面进行粘结树脂CFR的涂抹，并粘贴一定的碳纤维布。在进行加固的过程中，必须要考虑到以下几个方面的问题:第一，碳纤维是属于完全弹性的一种材料,在使用过程中对于其极限应变的控制不应超过0.01，以避免施工过程中出现质量问题，并防止出现突然拉断情况;第二，要对碳纤维布合理的锚固使用长度进行验算,在验算结束后从加固的理论截断点向外延伸规定的长度，以防止碳纤维与混凝土层之间的粘结被破坏，这种情况与钢筋截断时的处理方法极其相似，并可以对截断点处的拉力进行记录[5]；第三，碳纤维布端的部分位置会出现较大应力集中现象，讨论后也采取了相应的构造措施，如在其端部粘贴一定量的碳纤维布的行箍，防止碳纤维布在混凝土保护层钢筋处发生酥脆撕裂剥离，碳纤维布要保证一定的锚固长度；第四，将碳纤维布以及钢筋的总体使用量控制在适筋梁范围内，受压区的混凝土边缘压应变至少达到规定的极限压应变，使受拉的钢筋屈服。适筋梁及超筋梁的界限破坏状态是指碳纤维的应变没有超过允许极限应变0.01。首先使受拉的钢筋先于受压区的混凝土压碎被屈服,从而使其具有一定的破坏征兆。在进行抗剪加固过程中，要将碳纤维布剪成U形箍,使其与混凝土的梁体紧密粘贴在一起。将碳纤维布裁剪成U形箍的主要目的是利用其可以保证合理剪力流的形成,同时还可以使受力更加的合理。除此之外在U形箍的上端再进行碳纤维布压条的粘贴，只需粘贴1条即可以使每个竖向粘贴的碳纤维布构成一个整体，使其受到的力更加的均匀，尤其可以与承受弯剪段的竖向剪力协同起来。