结构加固改造工程中喷射混凝土的质量控制Word文件下载.docx

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下面我以民航总局办公楼加固整修工程为例，来谈谈梁、柱喷射混凝土的质量控制。

一、工程简介及设计方案

1、工程简介：

民航总局办公大楼，建筑面积24316平米，檐高50.9米，框架装配式结构，预制大空心（椭圆型）楼板，地上十五层，地下一层。

始建于1959年，1962年竣工，为50年代设计的建筑产品。

由于民航总局办公大楼使用年代较长，其使用功能不够合理和完善，原设计不能满足现行消防要求，不能满足现代化办公的要求，尤其是结构设计不满足现行国家设计规范抗震设防的要求（结构破损较为严重），诸多因素已经直接影响到办公楼的安全使用（根据中国民航总局办公大楼结构可靠性检测鉴定报告），经冶金设计研究院结构试验检测中心对其结构动态、结构强度、结构变形进行测试，结果表明，该楼必须进行结构加固，以延长其使用寿命。

该加固整修工程开工于2001年12月28日，2002年11月20日主体结构验收通过，2004年3月11日整体工程竣工，验收通过。

2、结构设计方案：

由于原结构不满足现行的抗震设防要求，结构侧向刚度差，经抗震验算，梁柱配筋明显不足（原柱仅仅4φ20主筋，箍筋间距也较大），构造亦需加强。

为了节省投资，采用如下的设计方案：

①通过增设部分钢筋混凝土墙及对原框架梁、柱采用喷射混凝土围套加固（局部进行包钢加固）的措施，满足抗震设防的计算及构造要求。

②通过对预制板采取粘碳纤维或后浇层加固，提高其承载能力。

③通过对局部超载较大处基础的加大截面加固，消除安全隐患。

为了满足本工程的设计加固要求，我们制订了周密的施工方案，针对梁、柱等关键部位，进行了严格的质量控制。

二、梁、柱喷射混凝土的质量控制

喷射混凝土加固施工工艺：

基层处理→钢筋施工→模板施工→喷射混凝土→养护。

1、基层处理：

原设计说明将碳化层打磨掉，并做酚酞试验来验证，但是由于本工程的混凝土时间已经几十年，如果这样干的话，就会剔除掉钢筋的保护层。

根据现场的实际情况，经与设计、甲方、监理商议，设计定为参照规范，仅将柱面及梁表面风化层打磨掉2-3毫米，并用电钻将表面凿毛，深度不小于5毫米，毛点分布以800-1000个/平米为准。

用高压空气将表面浮渣处理掉，疏松的部位清理至密实程度。

2、定位、放线：

根据设计加固后的尺寸，确定主筋、箍筋及锚固钢筋位置。

本工程梁截面由180*800毫米及180*600毫米分别加大到330*850毫米及330*650毫米，柱由原450*450毫米及550*550毫米分别加大到600*600毫米及700*700毫米。

在实际施工过程中，由于原来的梁、柱结构存在一定的尺寸偏差而且节点处钢筋纵横交错，如果统一按照设计要求均将柱、梁加大到理想的设计尺寸，有的箍筋可能要漏在外面，有的保护层又比较大一些，导致的直接结果是装修时柱面出墙面不一样多（因为本工程隔墙基本上立在轴线上），特别是在走廊上将更为明显，经请示设计，柱及梁经过加固后都比设计尺寸统一加大了50-80毫米，但原则是尽可能的小。

3、板金刚钻开洞、穿主筋、栽锚筋、焊箍筋（以柱为例）：

①钻孔：

柱穿主筋前，楼板进行金刚钻钻孔，由于本工程的楼板为预制椭圆大空心楼板，上下皮混凝土厚仅20毫米，见附图一。

如果带水钻孔而不采取措施，水极易进入楼板的空腔内，且不易蒸发掉，时间长了会发臭，为以后的装修酿成后患。

我们要求施工队钻孔时，在下层楼板靠近柱处放上大桶，钻孔位置处用彩条布将柱围起来成漏斗型，水顺势流入桶中。

②穿主筋：

主筋采用电渣压力焊及套筒冷挤压连接，严格按照规范施工，控制焊包、偏心及套筒质量。

③栽Ｕ型螺纹12钢筋：

柱混凝土加固图见附图二，验孔合格后，准备植筋，螺纹12钢筋使用东洋机械公司产的ＤＪＲ结构胶锚固，其为双组份胶，Ａ：

Ｂ＝3：

1，施工中严格按照配比称量胶量，反复搅拌均匀。

注胶采用专用自压力注射器，为钢制，见附图三。

先将胶体吸入注射器内，将注胶器插到孔底，将胶体注入孔内，注胶器随孔内胶体压力的增大自动向孔外移动，胶体密实程度以钢筋插入孔内，胶体溢出为准。

实际施工中，根据孔径、孔深、钢筋直径计算出胶体用量，并在注射器上设定标识，以控制注胶量，标识露出孔外时，停止注胶。

柱开孔遇原钢筋时需移位，废孔用高标号水泥砂浆封堵。

柱两对面Ｕ型锚筋应在同一水平面上，与邻侧两对面Ｕ型筋高差3厘米为宜。

胶体固化期间不得扰动钢筋，具体固化时间与温度有关，常温下（20℃以上）24小时后即可。

4、立模板：

走廊柱及梁在立模板前必须带通线控制柱、梁边的尺寸，防止喷射完成后柱、梁面出轴线不一。

柱模板为4根100*100的优质木方，具体见附图四，木方表面必须光滑平整，尺寸规矩，木方调整位置、吊好垂直后与主筋用8号铁丝捆绑结实，在图示方向两面喷射时，在木方与加固柱接触处使用高密度挤塑聚苯板塞紧，防止喷射时混凝土从柱边飞出，影响混凝土的密实度。

梁的模板见附图五，为50*100的木方，沿梁方向通长与梁主筋绑扎结实，由其控制梁下皮的尺寸，梁角处用挤塑聚苯板塞紧，防止混凝土外飞。

与其垂直方向间距400mm一根50*100木方,与通长方向的木方钉牢，其下用大头柱顶紧。

5、喷射Ｃ35混凝土：

本工程采用新技术ＳＥＣ潮湿喷砼法喷射混凝土，与干法的区别仅在于：

干法在喷嘴处加水，而潮湿法在喷嘴的前几米处加水，它相对干法使集料与水混合更充分些，降低了粉尘，减少了回弹料。

施工现场准备好强制式搅拌机、喷射机、喷嘴、输送管道、小车、上料装置、空气压缩机等。

喷射机型号ＰＺ-5Ｄ型喷射机，该机喷射能力5～5.5Ｍ3/Ｈ，输送距离水平可达200米，垂直距离为40米。

我们主要从以下几方面来控制喷射混凝土的质量：

①施喷前做好门窗洞口等的防护工作，并且搭设脚手架，清理障碍物，保证喷射手的移动空间及安全性，满足喷射距离，喷嘴至喷射面的最佳垂直距离为0.8～1米。

②严格按照试验室的配合比配料：

砂、石必须过秤，砂、石含水率控制在3％～5％，石子选用卵石，粒径控制在10-16毫米为宜。

投料顺序为砂→水泥→石子，利用强制式搅拌机，必须搅拌均匀。

③用高压水、气对施喷面提前24小时冲洗，使之干净无污染物，湿润无积水；

在喷射混凝土2小时前，利用985界面剂对施喷面进行处理，比例为界面剂：

水泥：

砂＝1：

1：

1，用扫帚甩毛。

④保证空压机有足够的风量和风压，保证喷射机9Ｍ3/分耗风量；

根据输料管的长度调整风压的稳定，风压一般控制在0.3～0.4Ｍpa，水压一般控制在0.35～0.45Ｍpa，水压大于风压0.1Ｍpa左右；

保证管路畅通。

⑤施喷时严格控制水灰比，其大小应满足喷射粘结要求及减少回弹为准，一般为0.4～0.5，这种方法加水量主要在喷嘴前几米处，主要由射手通过水阀调节，需根据喷射混凝土的表面状况判断并及时调整。

当喷射混凝土表面出现流淌、下坠、拉裂时，需减少水量；

当表面出现干斑、回弹料多时，需及时加水；

当表面平整，呈水亮光泽状、粉尘和回弹较少，则表明水灰比合适。

这里经验显得尤为重要，我们要求在正式喷射前先试喷，以调整各种不合适因素，合格后再大面积展开。

⑥喷射：

喷射机开始操作时，先开风后给水，然后再通电供料，工作停止时，先停料，待料管中存料喷完后再断电，最后关水闭风，与开始时顺序正好相反。

料管中的存料必须喷完后再断电，否则料管中的积料不易清出，堵塞管路。

具体施工中：

a、喷嘴与受喷面保持在0.8～1.0米，尽量使喷嘴与受喷面垂直，射手应对喷头以环型（500*150mm）范围做曲线连续移动，以保证喷射均匀连续。

b、正确掌握喷射顺序，一般为自下而上，先里后外。

本工程首先喷射本层柱子，从柱脚开始喷，柱子两对面喷射完，等有了一定强度后，拆下模板，立好另两面模板，再喷另外两面的混凝土。

柱子喷射完成后再喷梁侧面混凝土，侧面喷完后再喷梁底混凝土。

c、喷射完成后，及时清理落到地上的回弹料，以防止柱脚处混凝土不密实，在喷射完成后15分钟左右，由瓦工用刮杠对混凝土面进行揉搓平整，采取骑马蹲档式，揉搓时同样由柱脚开始，逐步上移，刮杠上的积灰应及时清理。

刮过的地方如果出现亏空，立即用落地灰、木抹子修补平整，避免出现混凝土下坠、裂纹、不密实现象。

d、常温下2小时后进行浇水养护，时间不少于14天，保证混凝土表面处于湿润状态。

6、喷射混凝土中出现的问题及解决办法：

①由于本工程加固梁为加腋梁，柱、梁节点处钢筋交错复杂，且主钢筋为螺纹25mm或28mm，缝隙较小，对混凝土喷射造成一定的难度，柱根处不容易密实，经请示设计，对柱根处回弹料清理干净后，如出现亏空，采取Ｃ40混凝土灌入，并振捣密实。

②梁底一次喷射完成，厚度为75毫米，开始喷射时出现下坠，当时施工队拟采取在梁下表面加竹胶模后再喷射的做法，被我们坚决否定，因为密实度根本保证不了，后加入速凝剂经现场试验解决。

③喷砼柱面出现裂缝，主要因为有的工人未掌握好混凝土面的搓平时间或养护不到位造成。

④Ⅰ段边柱加固时，由于外壁柱为空腔薄壁结构，且距离边柱较远，有一面无法喷射，后采取竹胶模板封堵再喷射的做法，效果较好，具体见附图六.

⑤由于原结构为预制结构，现场一部分框架梁接头处后浇混凝土出现疏松、裂缝等情况，在喷射前对其进行如下处理：

对于破损严重部位，将松散部分剔除掉，用高压空气将浮渣吹干净，浇水湿润，贯注ＣＧＭ高强无收缩灌桨料；

对于宽度在5毫米以下的缝隙，用高压空气将缝内的浮渣清理干净后，预埋注胶管、排气管，用ＣＧＭ高强无收缩灌桨料将缝口封堵，后用注胶器注入环氧结构胶，待固化后将预埋管清除，见附图七；

对于ＣＧＭ不易灌入的缝隙，用高压空气将浮渣吹干净后，用注胶器注入滞留型结构胶，并将表面抹平。

本工程在施工过程中依据规范要求，采取大板切割法制做试块，同时在已经加固完成的Ⅲ段11层柱子上（喷射混凝土加固，后变更为大空间结构，需拆除6根柱子）钻芯取样，经北京科实恒建材检测有限公司检测，全部合格；

柱包钢经敲击检查（局部进行包钢加固），全部合格。

2002年6月，经甲方、监理、总包方一致同意，请国家建筑工程质量监督检验中心对本工程总体加固质量进行检验，检验结论为合格（检验报告附后）。

2002年11月20日主体结构验收一次通过（本工程有部分新建）。

三、结构加固工程引起的思考及建议：

1、加固工程的不可预见性大，变更多，要有一定的前瞻性

加固工程开工前必须充分估计其不可预见性，对工期及变更做好充分的思想准备，要有一定的前瞻性。

民航总局办公楼工程结构加固工期拖后近4个月，一个最主要的原因就是：

原有结构打开后，与设计的想法相去甚远，楼板及梁、柱破损比较严重，原加固设计图纸可以说基本上没用，边设计边施工在这个工程中体现的“淋漓尽致”，可以说加固就是在按照变更施工，有些变更还是颠覆性的。

作为设计单位，在加固施工前应吃透原图纸及现场情况，必要时可拆开一小部分，对结构的实际情况摸底，以便于加固设计，力争加固图纸切实可行。

施工单位在施工过程中，及时与设计单位沟通，为设计提供真实的情况和数据，以便于变更先行，而不是坐等变更，因为任何工程不出现一点变更是不可能的。

2、加固工程的施工难度大，施工单位要充分认识这一点，保证人、材、机满足施工需求

①拆除量大，加固量大，边拆除边加固，发现一处质量较差，加固意义不大的，就需拆除。

拆除与加固往往交叉作业，影响施工进度。

②梁、柱接头部位为加腋加固，钢筋密密麻麻，错综复杂，立体三维型式，穿筋、绑扎、焊接、喷射都比较困难。

柱根处混凝土在加固完成后，标高比中间部位高出较多（6-11厘米），给以后装修带来一定的麻烦，建筑设计要考虑到这一点。

③钻孔、植筋难度大，原柱、梁钢筋布置不规整，钻孔到一定深度时，经常碰上钢筋，就需改换位置重钻，并用CGM高强灌浆料封堵废孔，造成材料浪费及工期延误。

　3、喷射混凝土加固与包钢、粘钢加固，如果经济条件许可，尽量选择包钢、粘钢加固

包钢、粘钢加固与喷射混凝土加固相比，造价相对较高，但是，由喷射混凝土引起的后果值得思考，一是回弹料比较多（５％～１５％），固体废弃物多，造成环境污染；

二是喷射过程为湿作业，提前24小时用高压水冲洗施喷面和开关水的一瞬间，造成大量水资源的浪费，地面流水也容易通过孔洞渗入楼板，为以后装修埋下隐患；

三是加固完成后，截面加大，地面标高抬起，影响房间的净面积及净空。

而包钢、粘钢占用施工场地小，机具简单，施工速度快，质量容易保证，加固后截面积不会加大多少。

４、加固工程的构造措施远不如新建工程的构造措施系统化和成熟化。

在施工过程中，相当一部分措施是设计、监理、加固专家、施工单位共同讨论、论证的结果，在新建结构中是不可能出现这种情况的。

构造措施的欠缺、个别规范条款的可实施性让施工单位有时无所适从，我们国家应该尽快完善这一方面。

加固质量检测报告附后:

（仅部分，因一部分为检测依据和粘钢检测结果等）

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