某廠房排架柱修復加固設計實例

蔣德興

【摘 要】某廠房排架柱受酸液腐蝕喪失承載能力，對受損情況進行分析，提出加固方法，并對施工中的一些細節提出要求。

【關鍵詞】排架柱；酸液侵蝕；加固

【Abstract】Bent column by a plant acid corrosion lose carrying capacity， the damage is analyzed， strengthening methods， and the construction of some of the details requested.

【Key words】Bent column；Acid erosion；Reinforcement

1. 項目概況及現狀

（1）某工廠鍍鋅車間廠房，因酸洗池水溝酸液泄露，長時間的酸液腐蝕下，造成兩相鄰柱腳嚴重腐蝕，零米以下部分混凝土腐蝕脫落，柱主筋銹斷，基本完全喪失承載能力。

（2）現場開挖后受損情況如圖1、圖2（室外側柱鋼筋已被腐蝕銹斷見圖1、室內側柱鋼筋已被腐蝕銹斷見圖2）。

（3）為防止因柱子喪失承載能力而造成廠房局部在風荷載或吊車荷載作用下出現更加嚴重破壞，鍍鋅車間緊急停工并進行了人員疏散。為防止柱子喪失承載能力受自重影響向下變形受時間累積逐漸擴大出現突然垮塌，必須對現場進行緊急處理，盡可能在短時間能恢復柱子承載能力。

2. 項目原設計情況概述

某工廠鍍鋅車間為2000年設計。廠房平面尺寸為96m×21m，橫向采用排架結構，排架間距21m，縱向為框架結構，縱向柱間距為6m。基礎為獨立基礎，地基持力層為黏土層，基礎埋深為-2.5m。基礎頂標高為-1.5m。排架柱頂標高為10.2m，吊車梁牛腿標高為6.73m。原設計柱截面為800×400mm，混凝土強度等級為C25，柱配筋見下圖。排架柱縱向在-0.05m層設有截面尺寸為250×500mm的地梁。目前，受損的兩柱主要靠此段地梁支持上部荷載（原設計柱配筋大樣圖見圖3）。

3. 危害評估及注意事項

3.1 危害進一步發展的可能。

（1）在吊車或者風荷載或其他潛在的水平荷載的作用下，排架柱沿排架方向或順爬架方向傾覆。

（2）隨著時間的推移，柱的豎向變形不斷擴大，超過臨界狀態后出現突然傾覆。

3.2 應對措施。

（1）針對以上可能存在的潛在危險，在進行搶險施工前應停工疏散人員，在柱子承載能力修復前，禁止使用吊車。對失去承載能力的柱子進行水平及豎向的位移監測。盡可能快的完成柱子承載能力修復。

（2）施工中應盡可能減少對現有結構的擾動，必須對失去承載能力的柱子進行四向支撐后方能進行開挖施工，施工過程中應盡量采取措施減少震動。

4. 加固設計初步方案

4.1 支撐加固。

（1）對失去承載能力的柱子進行四個方向的支撐加固，采用鋼管人字形支撐方式。在柱兩側采用植筋對穿鋼筋方式植入兩塊埋件，在地面修筑混凝土墩柱錨固，在墩柱及柱側埋件間焊接鋼管支撐以使柱子在豎向及水平兩個方向施工期間保持穩定。應注意在柱側植入對穿鋼筋施工前應采取臨時支撐措施以防止施工鉆孔時因震動導致混凝土柱出現不可預知的危害。支撐布置如圖4：

（2）基坑開挖前應確保柱四周臨時支撐已經完成。基坑開挖應采用人工開挖，基坑開挖時應注意邊坡的穩定，不得影響鄰近的基礎。基坑開挖時必須將受酸液侵蝕的土體全部清除干凈，如開挖時發現基底以下土層已經受到酸液侵蝕，則必須將基底一下受侵蝕圖層全部清除后重新換填加固基礎。

4.2 柱截面修復。

（1）在支撐施工完柱子能保持穩定后對基礎進行開挖，檢查基礎是否受到侵蝕破壞，如基礎未受到破壞，可在基礎內用植筋方式植入主筋，然后進行外包柱腳施工，具體施工方案見圖5。

（2）本工程地下結構的防護措施為：水泥宜采用回轉窯普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，水灰比≤0.4，最小水泥用量≥340Kg/m3，最大氯離子含量≤0.08。

4.3 防腐處理。

待施工完后對地梁、基礎、及地面以下柱腳部分涂刷環氧類防腐涂料。地下部分混凝土（包括基礎及加固后的混凝土擴大柱）的防護要求為：

（1）環氧瀝青、聚氨酯瀝青貼玻璃布，厚度≥1mm；

（2）樹脂玻璃鱗片圖層，厚度≥500υm；

（3）聚合物水泥砂漿，厚度≥15mm。

5. 后續工作建議

在對已喪失承載能力的柱進行緊急加固修復后，應對吊車梁牛腿標高，柱垂直度，柱頂水平位移等進行檢測，確定是否對整體結構造成影響。

建議對整個鍍鋅車間進行深度排查，對酸洗水池、水溝進行防滲漏排查。對其余排架柱進行檢測，查明是否還有其余部位存在安全隱患，并判定是否需要進行修復加固。

參考文獻

[1] 《混凝土結構設計規范》 GB50010-2010 中華人民共護國住房與城鄉建設部發布.

[2] 《混凝土結構加固設計規范》 GB50367-2013中華人民共護國住房與城鄉建設部發布.

[3] 《混凝土結構加固構造圖集》 中國電力出版社.

[文章編號]1619-2737（2015）12-08-602