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混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用研究
2015-06-15 
   引言

   混凝土建筑結(jié)構(gòu)己成為建筑領(lǐng)域中技術(shù)發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)體系,但在使用過程中,由于自身老化、各種災(zāi)害和人為損傷等原因,使建筑物不斷產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)安全隱患,如不及時采取加固措施,就有可能導(dǎo)致重大的質(zhì)盆安全事故。為此,如何采取有效的加固措施對受損建筑物進行處理以恢復(fù)其使用功能是工程技術(shù)人員面臨的重要課題。

   一、加固改造方法探討

   1、加固改造方法的分類

   總得來說,混凝土結(jié)構(gòu)加固主要可分為兩大類—即直接加固與間接加固,它們各有自身特點和適應(yīng)范圍,加固方案選取時要綜合分析工程的實際條件和功能要求,在諸多方法中選擇適宜的方法和相應(yīng)的技術(shù)。

   2、直接加固方法

   (1)、加大截面加固法

   本方法適用于混凝土梁、柱、板等多類構(gòu)件優(yōu)點在于:施工技術(shù)成熟,對施工人員無特殊的專業(yè)要求,施工方便,質(zhì)量易于控制,可靠性高,可有效提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力,特別能夠較大程度地提高柱的穩(wěn)定性。

   (2)、置換混凝土加固法

   該方法適用于對受壓區(qū)混凝土存在強度偏低或密實度達不到要求的嚴重質(zhì)量缺陷的混凝土梁、柱等承重構(gòu)件的加固。其優(yōu)點主要表現(xiàn)為構(gòu)件加固后能恢復(fù)原貌,且不改變原有空間和建筑結(jié)構(gòu)布置。

  ?。?)、外包鋼加固法

   該法適用于在不允許增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)。這種加固施工方法施工棍凝土建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用研究簡便、易操作,能明顯提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力,較為可靠,同時其對使用空間影響小、現(xiàn)場工作量也較小,施工時間較短。

   除以上直接加固法外,還有粘貼鋼板加固法、粘貼纖維復(fù)合材加固法、繞絲法加固法。

   3、間接加固方法

   (1)增加支承加固法

   該法適用于對使用條件和外觀要求不高的建筑物,搶險工程的臨時性支頂,具有受力明確、易于安裝拆卸、簡單可靠等優(yōu)點。.

   (2)預(yù)應(yīng)力加固法

   該法具有三重效果:改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布、卸載和加固,對其它加固方法中常見的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象能較好地消除;因此在重型結(jié)構(gòu)、大跨度構(gòu)件或處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固中適用。

   二、加固改造技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用研究

   1工程概況

   某辦公大樓呈長方形,東西長240m,南北長308m,總用地面積73300 m2,建筑面積為69779 m2,其中地上61970 m2,地下9398 m2,建筑總高度94.2m,地上19層(局部25層),地下一層,采用框架結(jié)構(gòu)形式。進行報告廳觀眾廳屋面部位(17.21m)標高的混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工時,由于腳手架支撐體系失穩(wěn)導(dǎo)致屋面部位整體坍塌。

   2、加固方法選擇和方案設(shè)計

   混凝土工程

   (1)四樓柱頭混凝土結(jié)構(gòu)

   經(jīng)檢測單位對混凝土柱進行檢測,其結(jié)構(gòu)整體性基本完好,混凝土強度符合設(shè)計要求;但也存在以下兩個方面的缺陷:一方面觀眾廳坍塌事故發(fā)生時,未振搗的松散混凝土撤落在柱頭周邊的,并凝結(jié)成塊,影響柱頭混凝土的咬藕力;另一方面少數(shù)柱頭局部鋼筋保護層混凝土因撞擊受拉出現(xiàn)脫落及細微裂紋現(xiàn)象;

   針對存在的上述混凝土缺陷,采用以下的修復(fù)方法:

   1)將撒落的松散混凝土鑿除,直至到原密實的混凝土后,用清水沖洗干凈;

   2)混凝土出現(xiàn)脫落及細微裂紋現(xiàn)象;應(yīng)用扁嘴鑿將脫落及開裂部位混凝土鑿除,如果剝落位置在鋼筋中線位置,應(yīng)將鋼筋周邊混凝土全部鑿除,以滿足混凝土與鋼筋之間的握裹力要求:混凝土鑿除干凈后,應(yīng)與上部柱子混凝土同時澆搗施工。

   3)為了保證混凝土澆搗質(zhì)量,新舊混凝土面可靠結(jié)合,四樓梁、柱接頭應(yīng)鑿毛處理、松散混凝土殘渣應(yīng)清理干凈,并在處理面增刷界面劑;部分位置為了避免出現(xiàn)分層現(xiàn)象,該處鑿除范圍應(yīng)從混凝土外皮向內(nèi)鑿除10cm以上。

  ?。?)懸臂梁、板混凝土結(jié)構(gòu)

   1)四層懸臂梁、板混凝土結(jié)構(gòu)為事故發(fā)生時破壞,懸臂部分與主體結(jié)構(gòu)交接部位發(fā)生嚴重斷裂,對此采用清除原有已破壞的混凝土結(jié)構(gòu),重新施工懸臂部分的加固處理方法。

   a、混凝土結(jié)合面的處理:新老混凝土結(jié)合面正處在懸臂梁根部,為確保該處混凝土結(jié)合良好,首先將新老混凝土結(jié)合面處的老混凝土面鑿毛,并按10cm間距水平鑿出10cm寬,5cm深的凹槽以增大新老混凝土之tri的咬合力;澆搗前用清水沖洗干掙混凝土結(jié)合部,并在結(jié)合部涂刷界面劑.混凝土使用比原設(shè)計高一標高的微膨脹混凝土;

   b、確保懸臂梁在梁根部的抗剪性能:由于新澆筑混凝土懸臂結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)間存在施工縫,且施工縫位于懸挑梁的根部,是剪力最大的不利位置,經(jīng)驗算如按原設(shè)計方案施工難以保證該處的抗剪能力,對此必須在原有基礎(chǔ)上重新設(shè)計,采取相應(yīng)的提高該部位抗剪能力的有效措施.一是增加懸臂梁的截面尺寸;二是加大縱向受力鋼筋,對已拆除的懸臂梁KL26, L16的上排鋼筋、下排鋼筋下部部各植入4根直徑25的螺紋三級鋼鋼筋:三是加密懸臂梁箍筋特別是根部箍筋,間距修改為4, 8@100/140:通過上述措施,可有效增大懸臂梁在梁根部抗剪性能,經(jīng)計算抗剪設(shè)計值可達298KN,大于實際剪切力255KN.

   2)由于屋面結(jié)構(gòu)坍塌時,將二層原觀眾席KL25. L9梁嚴重砸傷,經(jīng)檢測和驗算復(fù)核,該處已不能滿足正常的使用要求,考慮到該處并不影響上部結(jié)構(gòu)安全,并通過經(jīng)濟技術(shù)綜合比較,決定對該處采用全部拆除后重新施工.

   鋼筋工程

  ?。?)四樓柱裸露鋼筋

   坍塌事故發(fā)生后,部分裸露鋼筋被壓彎,尤其是四樓柱裸露鋼筋壓彎得厲害,達到90多度,經(jīng)過現(xiàn)場測定和分析,確定了該部位鋼筋的修復(fù)方案:

   1)柱裸露鋼筋在施工前均應(yīng)進行除銹處理;

   2)直螺紋接頭損壞的鋼筋應(yīng)首先將損害部位切除,然后采用冷擠壓套筒方式連接施工。

   (2)四樓懸臂梁、懸臂板裸露鋼筋

   1)四樓懸臂板部位鋼筋均保存完好,在施工前進行除銹即可;

   2)四樓懸臂梁部位上部鋼筋將受彎變形部位切除,然后采用冷擠壓套筒方式連接施工.根據(jù)通用技術(shù)規(guī)程中規(guī)定:

   a.當(dāng)需要在高應(yīng)力部位設(shè)置接頭時,在同一連接區(qū)段內(nèi)III級接頭的接頭百分率不應(yīng)大于25%; II級接頭的接頭百分率不應(yīng)大于50%; I級接頭的接頭百分率可不受限制.B.接頭宜避開有抗震設(shè)防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密區(qū);當(dāng)無法避開時,應(yīng)采用I級接頭或n級接頭,且接頭百分率不應(yīng)大于50%。故該部位除采用冷擠壓套筒方式連接施工,同時由設(shè)計院根據(jù)現(xiàn)場實際情況對該部位梁板配筋出局部修改圖.下部鋼筋采用植筋形式:下部鋼筋植筋位置應(yīng)盡盤靠近原設(shè)計鋼筋置,原設(shè)計鋼筋盡量保留,與后植鋼筋一起進行綁扎。
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