用喷射混凝土加固钢筋混凝土框架柱

用喷射混凝土加固钢筋混凝土框架柱

北京虎背口小区3号楼地面以上6层（包括跃层），地下2层，建筑面积4564m2。主体结构为全现浇框架结构，其中地上6层及地下一层为纯框架结构，地下二层为框架剪力墙结构。框架级别按二级设计，抗震设防烈度为8度，主体结构混凝土设计强度等级为C28，主要受力钢筋为E级热轧变形钢筋及I级圆钢筋。

该工程主体结构施工至地面4层时，经检验发现地面二层的36根框架柱混凝土强度均未达到设计要求。为此决定对该层框架柱进行加固处理。经用配筋喷射混凝土补强加固后各项指标均达到设计要求，柱表面规则平整，棱角清晰，取得良好效果。现将加固情况介绍如下。

第1章          加固设计

该加固设计系根据有关单位对该楼二层框架柱混凝土质量检验报告提供的检验数据及甲方提出的要求为依据。考虑二层所有框架柱实测混凝土强度均未达到原设计要求，且各柱实际混凝土强度差异较大，因而加固设计采用区别对待的原则。经多方案分析比较，最后确定加大原柱（500mm×500mm）断面，采用配筋喷射混凝土加固方案。所有二层框架柱断面均加大至600mm×600mm。并根据各柱实测混凝土强度增配不同数量的受力筋以达到原设计要求。其加固设计方案分以下4种类型进行，见表9-8-l和图9-8-l、9-8-2。

第2章          技术措施

为提高混凝土粘结力和整体强度，所有被加固的框架柱均需凿除混凝土保护层，露出原有受力筋及箍筋，对原柱实测混凝土强度低于15.0MPa者（即Ⅳ类柱），柱断面应凿除1/3。并在凿除前在该柱周围设临时支撑，以确保整体结构的施工安全。

钻凿楼板孔时，应尽可能减小对楼板的破坏，孔洞尽量靠近柱边缘。

凿除柱混凝土保护层应避免对其内部受力筋及箍筋的破坏。

新增设的受力筋穿过上下层楼板后应与上下层柱端部的受力筋焊接锚固，其锚固长度不小于30cm。

对I、Ⅱ类柱中新增设受力筋（其中的1根受力筋）穿过楼板至梁底时，此筋不必穿过梁可直接焊在原柱顶部相对应的受力筋上，其焊接长度不小于20cm。

第3章          喷射混凝土施工

9-8-3-1施工机具

该工程喷射混凝土施工机具选用江西生产的ZP-Ⅳ型转子式喷射机，并配备1台12m3/min移动式柴油空压机，干拌合料搅拌利用施工现场混凝土搅拌站原有的一台强制式搅拌机，搅拌好的干拌合料用翻斗车运至施工现场供喷射使用。

为便于施工，喷射机设在被加固框架柱的楼板上，空压机则放在地面靠近该楼一侧固定不动，喷射机可根据喷射部位不同随时移动。

9-8-3-2原材料及配合比

水泥：冀东水泥厂生产的525号普通硅酸盐水泥。

砂子：选用质地纯正的中粗砂。

石子：选用粒径小于10mm的卵石。

配合比：水泥:砂:石=1:2:2（重量比）。

水灰比：由喷射工人在喷头处控制，其最佳水灰比为0.45左右。

为防止粒径较大的骨料混入喷射机内堵塞管道而影响喷射作业，搅拌好的拌合料进入喷射机之前应严格过筛。

9-8-3-3施工前准备

l.钢筋敷设

由于各类柱配筋不同，因此在喷射混凝土前，必须按加固设计要求敷设受力筋及箍筋，经检验无误后，再行支模而后进行喷射作业。

2.模板支设喷射法施工一般不支设模板，但为使加固后的柱子规则平整，棱角清晰，喷射作业前需在柱四角支设简易模板，见图9-8-3为一次支模法。

支模顺序：①→②→③→④

这种一次简易快速支模法，不仅能使柱表面规则平整并满足喷射4个作业面的要求，而且还可作为控制混凝土

厚度的标记：即①、②面以模板内侧，③、④面以模板外侧作为控制喷射混凝土的厚度标记。

3.制作喷射作业台架

喷射混凝土一般适宜的喷射高度不超过1.6m，而需喷射的柱高达3m，为便于操作，减少回弹损失，确保加固工程质量，在喷射混凝土前需加工制作2~3个尺寸为长×宽×高=1.2m×0.6m×1.0m简易轻便的工作台架。

4.喷射作业

由于各柱实测混凝土强度不同，且差异较大。为保证整个楼层的施工安全，喷射作业总的顺序为从强至弱，即先喷原柱混凝土强度较高的柱子，后喷强度较低的柱子。每柱喷射作业根据各柱支模情况以①→④的顺序进行。

第4章          施工申应注意的问题

9-8-4-1冲洗受喷面实施喷射混凝土作业前必须先用高压水将受喷构件表面的粉尘、浮渣冲洗干净，以利

新老混凝土的粘结和增加其整体强度。

9-8-4-2控制适宜的骨料含水率

施工中选用ZP-Ⅳ型转子式喷射机，该机不宜使用干料和过于潮湿的拌合料。干拌合料在喷射机内运送过程中骨料与胶结料易分离旦磨阻力增加，对喷射机的磨擦板磨损严重，致使喷射机严重跑风、漏气，影响正常作业，过湿则易使拌合料粘结于喷射机旋转体的料腔内，影响生产效率，并造成堵管事故。而骨料的含水率以控制在5%~7%为宜，此时搅拌出的拌合料以用手捏成团、松手即散为佳。.

9-8-4-3及时将构件表面抹平压光

为使构件表面规则平整，在喷射混凝土施工过程中，应边喷射边将构件表面抹平压光，其抹平压光时间宜在混凝土达到初凝后进行，过早会损害喷射混凝土与钢筋、喷射混凝土与底层之间的粘结强度，使混凝土内部产生裂缝，影响构件质量；过晚则会因混凝土硬化给抹平压光造成困难。

9-8-4-4加强养护工作喷射混凝土属硬性混凝土，水灰比小而单位水泥用量较高，为防止混凝土早期脱水收缩开裂，在混凝土喷射4h后即可喷水养护。养护期不少于7d，养护期内应使混凝土表面经常保持湿润状态。

第5章          喷射混凝土强度检验

按国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GBJ86—85）规定进行喷射混凝土强度检验。即在施工现场将混凝土喷在预先做好的40cm×40cm×10cm的模板内，其原材料配合比及工艺条件均与施工现场相同，试件经自然养护后割成10cm×l0cm×10cm立方体试块，用标准方法测定其抗压强度。

通过试验可看出，喷射混凝土早期强度增长较快，其14d的抗压强度已达到28d设计强度的95%以上。由于喷射混凝土早期强度增长快，其工艺又具有快速、高效、机动、灵活等特点，对于裂损建（构）筑物补强加固是一种较为理想的施工工艺。