鋼筋混凝土結構改造加固設計簡述

熊愛玲

漢中城鎮規劃建筑設計院

鋼筋混凝土結構改造加固設計簡述

熊愛玲

漢中城鎮規劃建筑設計院

本文結合工程實際案例，對鋼筋混凝土結構改造加，加固方案方便快捷，技術先進，性能良好，施工工藝簡便，操作易于掌握，與常規施工方法相比大大減少了現場工作量，材料損耗亦大大降低，施工工種少，交叉作業少，減少了聲光污染，對周邊的環境影響降到了最低限度，真正做到了文明施工，環保施工。以下將進行詳細探討。

混凝土結構改造；加固設計

1 工程概況

XX 省XX 市某辦公大樓位于XX 市XX 區某單位的院內。該辦公樓用地面積82300m2，呈長方形結構，東西長250m，南北長320m，建筑面積為71362m2，建筑總高度78.6m，地上16 層，地下一層。該辦公樓由于建筑功能需要，結構上有大跨度和大空間的井字樓蓋和局部截面高框架梁，主體結構采用框架結構形式。2012年2月在局部部位混凝土結構澆筑施工時，由于腳手架支撐體系失穩導致屋面部位坍塌破壞，所幸并未造成人員傷亡。

2 加固改造施工方案經

過具有相應資質的檢測單位對受損鋼筋混凝土結構、鋼筋等部分的檢測，根據鑒定結果制訂出了合理的加固設計方案，主要對混凝土結構與鋼筋結構的主要受損部位進行了合理的修復與加固改造。

2.1 混凝土結構

對深度不超過混凝土構件鋼筋保護層厚度的缺陷，如蜂窩、夾渣等，鑿除清理干凈后，用水泥砂漿封閉即可；對于存在嚴重缺陷的構件，如深度超過混凝土構件鋼筋保護層厚度的孔洞、裂縫等，采取加固或者修復的手段，其中主要缺陷及修復方法如下：缺陷一：經過現場勘測與檢驗，由于倒塌部位周邊未振搗的松散混凝土散落在柱頭周邊，并凝結在一塊，影響了柱頭混凝土的性能；同時由于某些柱頭的局部混凝土保護層部位混凝土受拉，從而導致局部部位的脫落及細微裂紋的產生。修復方法：對于散落的混凝土，應該鑿除直至到基礎層面的混凝土后，打掃后用清水沖洗；對于局部混凝土出現脫落及細微裂紋產生的，應將脫落部位及開裂處的混凝土清除，這樣就可以滿足鋼筋與混凝土之間的握裹力要求。同時，要避免與鋼筋、管道預埋件等發生碰撞。此外，振搗操作要快插慢拔，防止混凝土澆搗不實。缺陷二：懸臂部分與主體結構交接部位發生斷裂，該梁的主要問題在于上部鋼筋下沉，梁的有效高度減小，從而降低了承載能力，需要對原有的已破壞的混凝土結構進行清除，然后重新加固。修復方法：將新老混凝土結合面處的老混凝土面鑿毛，并鑿出長寬深度為10cm*10cm* 5cm的凹槽，使用微膨脹細石混凝土(膨脹系數選擇在0.08 % ~ 0.1% 之間)，并在梁底刷TH8064粘結劑，以增大新老混凝土之間的咬合力，清洗后在結合部涂刷界面劑。缺陷三：倒塌時的撞擊使得局部部位產生了裂縫，經過檢測，此處未受到明顯的破壞，結構較為穩定，梁的承載能力基本能夠滿足設計強度和使用要求，因此決定采用注入法對裂縫進行處理。修復方法：將裂縫兩側20－30mm 處的混凝土表面灰層、浮渣等污染物清理干凈，露出混凝土本體。在裂縫兩側涂上環氧底漆后，用油工刀將封閉裂縫用的環氧膠泥刮抹到裂縫處，膠泥厚度在1mm 左右，封縫寬度為20－30mm。刮抹時盡可能地避免小孔的產生并使得表面平整。然后進行灌漿處理，首先在灌漿嘴口上套好長約8cm 的乳膠管，作為灌漿時進漿和封閉之用，同時進行通氣檢查裂縫封閉情況和灌漿嘴與裂縫的連通情況。結束灌漿時，在設計灌漿壓力下封閉所有的漿嘴，以保持裂縫內漿液的壓力，使固結體密實，與縫壁粘結牢固。

2.2 鋼筋的加固改造

根據聯合調查小組的檢測結果，對結構受損程度和部位進行了評估，由于部分結構破損倒塌，以致部分梁柱結構發生混凝土散落、鋼筋外露等現象，其中，部分嚴重部位的鋼筋混凝土結構發生彎曲變形而受到嚴重破壞。因此，需針對性地采用不同的修復加固方案進行處理，以保證結構的安全使用。(1)對于結構受損較輕的露筋現象，先將其表面的渣子碎石清理干凈，再利用銹轉換劑材料先做防銹處理形成保護膜，將鋼筋與外部之空氣及水份隔絕，不讓其繼續銹蝕，再以輕質樹脂砂漿修復。(2)對于中度損傷的構件，即鋼筋與混凝土之間的粘結力發生輕微損傷，混凝土表面有裂縫的情況，這類構件應將松散的混凝土除掉，然后清洗干凈，再用高于梁本身一級的混凝土進行修補，同時保證鋼筋不受銹蝕。梁露筋進行常規補強加固就行了，一般不會對結構造成影響。(3)對于受壓構件中受壓鋼筋有30%以上鼓出的構件，鋼筋與混凝土之間的粘結力已經發生局部破壞，這類構件的承載力在不同程度上都有所降低，應根據剩余承載力的計算結果，按照等強原則進行加固。根據結構部位的不同，分別采用安裝模塊進行施工和噴射混凝土的方法進行施工。值得注意的是在鉆孔過程中，孔洞間距與孔洞深度應滿足設計的要求；清孔時，要先清除孔洞內的粉塵等雜物，然后用刷子多次清刷，在這個過程中，切記不能用水沖洗，以免水分會削弱粘結劑的效果；在確保未把空氣封入孔內的前提下，把適量的粘結劑植入孔內，然后緩慢地按順時針把鋼筋插入孔底，這個過程中要求鋼筋旋轉，使結構膠粘劑從孔中溢出，排出空氣，鋼筋外露部分長度要保證工程需要。

植筋前，要對所用的鋼筋及植筋進行現場拉拔試驗，確定鋼筋是否符合設計要求，鋼筋錨固部分要清除表面銹跡及污物； 植筋后一般不允許在所植的鋼筋上焊接，在特殊情況需要焊接時，焊點距離基材混凝土表面應大于15倍的鋼筋直徑，同時做好保護措施。采用植筋技術對混凝土結構進行加固改造時，原構件的混凝土強度等級應按現場檢測結果確定。當采用H R B335 級鋼筋種植時，原構件的混凝土強度等級不得低于C15；當采用H R B400級鋼筋種植時，原構件的混凝土不得低于C20。若需采用HPB235 級鋼筋種植時，鋼筋的直徑不得大于12mm，原構件的混凝土強度等級不的低于C20。植筋后進行非破損性拉拔試驗，用來檢測工作狀態下的植筋質量，檢測的數量是植筋總數的10%。

3 結語

該工程于2014年12月完成全部加固工作，至今已有3年多，使用情況正常。實踐表明，該加固方法在工程上應用大大減輕了結構的自重，給加固工作帶來了極大的方便，同時該加固技術既能防止有害介質繼續腐蝕破壞混凝土構件，又達到了對構件加固補強的目的，提高了結構的安全度，具有很大的實用價值，是一種對混凝土構件進行補強加固的有效方法。

[1]中華人民共和國國家標準.混凝土結構設計規范(GB50010 －2002)[R].北京：中國建筑工業出版社.