框架梁柱节点夹渣缺陷分类修复技术

陈德贵，符华志，彭学标，钟德通，杨凯

（深圳市天健坪山建设工程有限公司 广东 深圳 518000）

0 引言

随着社会经济的高速发展，既有的建筑结构在一定程度上难以满足社会生产的需求，若对原结构物进行推倒重建，不仅成本高昂，而且工期较长影响正常的生产运行，为有效地解决现有问题，建筑结构加固修复技术随之发展起来，通过加固修复改善原有结构的承载力使其满足现有的生产需求，该技术不仅见效快，而且成本低，仅占拆除重建的30%～60%，具有显著的经济效益和社会效益。

在修复过程中常常涉及多种结构加固方案，不同的结构体适用于不同的加固技术，同一结构体根据其破坏程度的不同也应有针对性地制定不同的修复方案，从而达到缩短工期、节省人力、物力、财力的目标。结合具体工程项目，对框架梁柱节点处的结构问题进行分类修复处理的方案。

1 工程概况

茂名市第一污水处理厂自2004年10月建成投入运行以来，日平均处理污水量为9.62万m3，为了适应城市建设的飞速发展，以及常住人口的日益增长，茂名市水利局等相关单位正积极推进该厂的提标扩容改造工程。

工程实施过程中，该厂反硝化池框架柱的梁底柱采用先浇底柱后浇梁板的工艺，因新旧混凝土界面清理不彻底导致夹渣缺陷[1]。由于出现混凝土夹渣缺陷的部位在屋顶层梁柱节点处，该部位钢筋配筋密度较大，钢筋捆扎结构复杂，夹渣在该部位的不同分布情况导致混凝土在梁柱节点处表现出不同的密实状态，因而产生不同程度的混凝土缺陷，处理起来较为困难。

2 技术特点

对于有夹渣缺陷的混凝土现浇结构，通常采用注浆修补或注浆后进行柱外包钢补强[2-5]。由于该工程施工过程中出现普遍的梁柱节点夹渣缺陷，且缺陷严重程度不一，为使修补后的柱体强度达到甚至超过设计要求，且不过度浪费人力、物力、财力，对不同情况的柱体采取不同程度的修复技术。

根据项目现场的勘察情况，将混凝土柱子的夹渣程度分为以下四类，各类缺陷柱体的平面分布情况，如图1所示：

一类柱子（图中1号），“夹渣很严重”，目前检查共有4根，凿开后该部分直接穿透到对面，钢筋完全出露无混凝土包裹。

二类柱子（图中2号），“夹渣严重”，目前检查共9根，凿开后明显露出钢筋。

三类柱子（图中3号），“夹渣较少”，目前检查共6根，未露筋，混凝土表面出现蜂窝麻面。

四类柱子（图中4号），“完好无夹渣”，不修复。

3 修复处理方案[6,7]

针对不同缺陷程度的柱体采取不同程度的修复方案，为保证结构的整体安全，在修复第一、二类柱体时必须使用跳开法进行隔位施工，且不得在同一条梁的两端同时施工。

不同柱体类别的修复顺序遵循由易到难的原则，也就是先修复第三类，逐步积累适合该项目特点的经验后再修复第二类，最后修复第一类，也可以根据现场实际情况调整具体施工顺序。

图1 各类缺陷柱体的平面分布图

3.1 一类柱子修复方案

对夹渣很严重的一类柱子一般采用压力灌浆、加大截面、混凝土置换或在置换部位局部包钢等。该项目中采用比原结构混凝土强度等级（C35）高两个等级的微膨胀细石混凝土（C45）置换后再局部包角钢进行补强的方法。3.1.1混凝土置换方法

（1）混凝土表面处理：首先对柱子四周梁板进行回顶支撑。清理夹渣，通过敲击等方式判断凿除含有空隙的混凝土后，剩余的混凝土是否密实，是否存在有明显的空隙，如果仍然存在空隙应继续凿除，直到余下的混凝土表面密实为止。凿除后，用清水冲洗干净，将调配好的水泥浆涂抹在清理后的混凝土表面上，由此达到新旧混凝土更好粘结的目的。

（2） 支模：根据凿除混凝土的深度确定是否需要支设模板，如果凿除的深度超过5cm、并且内外宽度相同，为了保证新浇筑混凝土的密实度，应支设倒八字形的模板（即“喇叭口”），如图2所示。

图2 倒八字形支模—“喇叭口”

（3）浇筑新混凝土：查验需要加固的柱体原混凝土的设计标号，补强加固时使用比原来设计标号高的内掺8%膨胀剂的混凝土进行补强加固。本项目原设计标号为C35，故补强混凝土强度等级为C45，在混凝土振捣时，必须采用小型震动棒或震动片震捣密实。

（4） 养护：表面补强12 h后，对该部位进行洒水养护，养护时间不少于5 d。3.1.2柱外局部包钢加固

置换混凝土位置柱外局部包钢加固，是在置换混凝土部位的四周包角钢的加固方法，使混凝土柱在竖向承载力大幅度提高的同时提升横向抗剪能力，并且经加固后，原混凝土柱受到外包缀板的约束，使柱的承载力和延性得到提高。柱外包钢截面大样及立面，如图3、图4所示。

（1）混凝土与角钢粘贴面处理:清除混凝土柱表面的装饰面层及抹灰，清除混凝土柱表面剥落、疏松等劣化混凝土，然后用角磨机打去1～2mm厚表层，四角磨出小圆角，半径不少于7mm。打磨结束后清洗表面的浮尘，然后用酒精对表面进行擦洗，等表面干燥后再进行下一步的工序。

图3 柱外包钢截面图

图4 柱外包钢立面图

（2）角钢、缀板制作安装：根据图纸要求，在加固混凝土面上按照图纸要求用墨线弹出安装的位置。对照施工图纸结合现场实际尺寸，对钢板或角钢进行下料，预留出注浆口。下料后，应及时清理角钢表面的锈渍，通过打磨直到露出钢材原有的金属光泽，用酒精擦洗角钢表面，待干燥后进行下一步工序。

（3）缀板和角钢的安装、焊接：将步骤二中准备好的角钢用夹具暂时固定在待修复混凝土柱的四角。根据待修复结构的位置对角钢位置进行微小调整，焊接过程中为了保证角钢不发生变形，可以优先焊接附着在角钢上、中、下部位的缀板，然后再进行全面的安装焊接。

（4）密封：用环氧砂浆将角钢周围封闭，并留设排气孔，同时，在合理的位置设置灌浆嘴。

灌浆嘴选用长5～8cm、Φ8～10mm的软管，软管一端插入角钢或缀板内3～4cm。

每根角钢都应该安设灌浆嘴，从下往上按50～100cm的间距依次设置。

（5） 灌浆结构胶调配：灌浆材料采用改性环氧树脂胶粘剂。调配时在干净的容器中按说明书配合比配置胶粘剂，沿同一方向搅拌均匀，直到色泽均匀一致为止。

（6）灌浆：用专用的压力装置（压力一般设为0.2～0.5MPa）将配制好的结构胶从灌浆嘴压入缀板或角钢与柱面之间的缝隙。

（7） 空鼓检验：待结构胶固化后，用小锤敲击角钢及缀板，如果听不见无空洞声，则表示角钢、缀板和混凝土柱之间粘接良好。灌浆的密实度如果小于90%，则应当在空鼓部位重新钻孔，进行补灌，直到满足设计要求为止。

（8）表面喷砂、防护处理：柱包钢加固后，在角钢表面 (包括混凝土表面)分层压抹1：2.5水泥砂浆，涂抹厚度为25mm，作为角钢的保护层。

3.2 二类柱子修复方案

对夹渣严重的二类柱子采用掺8%膨胀剂的高两个等级的细石混凝土进行补强。3.2.1混凝土表面处理

清理夹渣，通过敲击等方式判断凿除含有空隙的混凝土后，剩余的混凝土是否密实,是否存在有明显的空隙,如果仍然存在空隙应继续凿除,直到余下的混凝土表面密实为止。凿除后，用清水冲洗干净，将调配好的水泥浆涂抹在清理后的混凝土表面上，由此达到新旧混凝土更好粘结的目的。

3.2.2 支模

根据凿除混凝土的深度确定是否需要支设模板，如果凿除的深度超过5cm、并且内外宽度相同，为了保证新浇筑混凝土的密实度，应支设倒八字形的模板（即“喇叭口”）。

3.2.3 灌注混凝土

核对补强部位原混凝土的设计标号，补强时用比该部位设计标号高的内掺8%膨胀剂的混凝土进行补强，本项目原设计为C35，故补强混凝土强度等级为C45，在混凝土振捣时，必须采用小型震动棒或震动片震捣密实。

3.2.4 养护

新浇筑混凝土12 h后，进行洒水、覆膜养护，养护的时间不应短于5 d。

3.3 三类柱子修复方案

对夹渣较少导致蜂窝麻面的第三类柱子采用掺8%膨胀剂且高两个等级的混凝土（即C45混凝土）剔除石子后进行抹面补强。

4 结语

该工程施工过程中出现大范围的梁柱节点夹渣缺陷，若对所有缺陷柱体采用统一的技术标准进行修复处理容易导致以下两种结果：标准较低时，对于缺陷严重柱体将无法达到补强加固的效果；标准较高时，对于缺陷程度较低的柱体则容易产生材料和时间成本上的浪费。

因而，在对混凝土柱体夹渣缺陷进行勘察分类的基础上制定相应的修复方案，有针对性的进行补强加固，重点修补缺陷程度较高的柱体，对缺陷程度较轻的柱体采用较为便捷的修补方式，不仅有效达成了补强加固的要求，并且缩短了工期，节省了大量的人力、物力、财力。