高層建筑混凝土結構施工質量控制與加固要點探析

袁衛華 （亳州市重點工程建設管理局，安徽 亳州 236800）

1 工程概況

某高層建筑，地面28層，現澆鋼筋混凝土框架-核心筒結構。2層地下室,屬于箱型基礎，其中的車庫層有一半修建于地下，另外還有4層裙房。工程要求抗震設防7度,框架抗震等級二級，剪力墻的抗震等級二級以上。該工程建筑總面積3萬m2,高103m,裙房做商業用房。

2 存在問題

該工程施工進行到地上3層時,發現許多存在的質量問題，如前三層施工完成進行拆模發現大部分的柱子根部鋪設的混凝土很疏松，而且還有2漏振;墻體的大部分位置都出現了裂縫、露筋以及蜂窩等情況，混凝土實測強度結果見下表,已建各層柱子和剪力墻的混凝土強度等級均未能達到設計要求。

施工到地上層3時混凝土的實測強度等級(MPa) 表1

3 加固處理基本方法

3.1 框架柱的加固

圖1 框架柱加固圖

加固主要采用化學錨筋來進行。在進行加固之前，對現場進行抗拔試驗,確保鋼筋被拉斷時該工程質量不會隨之發生變化。購買植筋錨固材料除了對強度等滿足以外,還考慮到有關構件的燃燒性能以及耐火極限是否同樣滿足要求。施工過程中，在鉆孔完畢后對孔內的雜物進行清除,依據孔內的干燥程度，選擇使用自然風干還是烘干機烘干,烘干以后再使用脫脂棉并蘸取少量的丙酮擦拭鉆孔的邊壁,最后在將鋼筋植入鉆孔內，旋轉鋼筋，使粘結劑與孔壁以及鋼筋之間可以充分粘合。

3.2 剪力墻加固

對于地下2層混凝土強度存在不足的情況,經過討論，對其周圈的剪力墻采用噴射混凝土的方法來加大墻的厚度，新增的混凝土其厚度必須達到80mm。加固時首先對原來墻體表面上存在的缺陷以及雜物進行清理，再將有缺陷的地方密實,將表面鑿毛或打成類似于溝槽的形狀,以利于新混凝土與舊混凝土的結合。在噴射新的混凝土之前,先在原有的混凝土表面刷一層界面結合劑，該界面結合劑有很高的粘結性能，即含有30%白乳膠水泥漿的界面劑。

圖2 剪力墻加固圖

3.3 框架梁加固

采用碳纖維布加固法，主要是因為加固工作量比較大,而且相對工期比較緊,為了避免原結構等因素不被破壞,所以采用該法。施工前首先對混凝土表面進行打磨，除掉表面的雜物,對于混凝土表面的凹洞找平并且清理干凈以后，在其表面涂一層底膠CFP，底膠的正拉粘結強度要求5MPa以上,粘度控制在800～1600MPa·s的范圍之內，使其輕松的滲透到混凝土的內部，以便很大程度的提高碳纖維布與混凝土之間的粘結力,然后在其表面進行粘結樹脂CFR的涂抹,同時粘貼一定的碳纖維布。加固設計要考慮以下幾個方面的問題。

第一，碳纖維是屬于完全彈性的一種材料,在使用過程中對于其極限應變的控制不應該超過0.01,這主要是為了避免施工過程中出現與質量有關的問題，還可以防止其出現突然拉斷的情況;第二，要對碳纖維布的合理的錨固使用長度進行驗算,在驗算結束以后從加固的理論截斷點向外延伸規定的長度,以防止碳纖維與混凝土層之間的粘結剝離被破壞，這樣做還可以對截斷點處的拉力進行記錄[5];第三，碳纖維布端的部分位置會出現較大應力集中現象，需要在其端部粘貼一定量的碳纖維布的行箍，防止碳纖維布在混凝土保護層的鋼筋處發生酥脆的撕裂剝離，該過程務必保證一定的錨固長度；第四，碳纖維布以及鋼筋的總體使用量控制在適筋梁范圍以內,受壓區的混凝土邊緣壓應變至少要達到規定的極限壓應變,要使受拉的鋼筋屈服,適筋梁以及超筋梁的界限破壞狀態就是碳纖維的應變不超過允許極限應變0.01，受拉的鋼筋要先于受壓區的混凝土壓碎被屈服,從而使其具有一定的破壞征兆。

在進行抗剪加固過程中，碳纖維布剪成U形箍,使其與混凝土的梁體緊密粘貼在一起，保證合理剪力流的形成,同時使得受力更加合理。在U形箍的上端再進行碳纖維布壓條的粘貼，使每個豎向粘貼的碳纖維布構成一個整體,使其受到的力更加均勻,最主要的是將承受彎剪段的豎向剪力協同起來。

圖3 框架梁加固圖

4 結束語

計算結果顯示，施工后該建筑物的抗側剛度、自振周期和墻柱軸壓比以及剪重比等都發生了明顯的變化。截止目前為止，該工程已經完成施工并且通過了有關部門的驗收,之后又經過一段時間的觀察與檢測，沒有發現該工程的結構出現異常現象,說明本次加固處理的效果比較明顯，使用的施工方法合理、可靠。