柱混凝土强度不足加固专项设计方案.docx

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柱混凝土强度不足加固专项设计方案

中船XXXXX有限公司

柳州XXXX综合楼

一

层

框

架

柱

加

固

方

案

编制人：

审核人：

编制单位：

广西华宇XXXX有限责任公司

2018年　　月　　日

一．施工质量概述

　1．存在问题

由广西华宇XXX有限责任公司承建的柳州XXX综合楼工程结构形式为钢筋混凝土框架结构，地上六层，地下0层，首层层高3.2米，结构柱截面尺寸700mmx700mm、600mmx600mm，于2018年8月2日完成一层柱结构混凝土浇筑施工，7日完成二层梁板柱结构混凝土浇筑施工，9日进行柱模拆除后，会同建设单位和监理单位进行一层柱及二层梁板面混凝土质量外观检查，发现主要存在以下问题：

9/E、11/E轴先浇筑的柱混凝土外观正常，没有明显的混凝土质量问题，但在第二次梁板柱混凝土时，新旧混凝土梁柱结合部位的混凝土疑似没有振捣，混凝土外观显示粗糙现象，框架柱不良结合面主要集中于界面四周，从水平结合面算起约0mm~300mm范围内，柱顶部（板底）位置较好。

同时结合面上部混凝土密实度低于下部先期浇筑混凝土。

（具体位置详见附图01）

针对以上混凝土质量缺陷，我公司委托专业检测单位（广西柳州XX工程检测咨询有限公司）于9月13日（37D）对上述两根柱的混凝土强度进行回弹，测定9/E轴柱头部分混凝土强度为C22.2，11/E轴柱头部分混凝土强度为C21.6（报告编号：

XXXAEN04-16001XX），低于设计值C35。

8月2日第一次浇筑柱身部份混凝土抗压强度检测报告的检测结果代表值为C39.4（同条件养护，报告编号：

XXXAMA08-16037XX）。

8月7日浇筑二层梁板柱结构混凝土，其中二层梁板混凝土抗压强度检测报告的检测结果代表值为C34.0（同条件养护，报告编号：

XXXAMA08-16039XX），柱头部份混凝土抗压强度检测报告的检测结果代表值为C40.7（标准养护，报告编号：

XXXAMA08-16040XX）。

2．编制依据和原则

1．根据招标文件要求、本工程的具体情况及现场施工条件，安排施工顺序，采用平行流水作业法组织施工，保证施工的连续性和均衡性，利用先进的机械设备，减轻劳动强度、提高劳动生产率，加快工程施工进度，以便发挥人力物力作用，以达到预定的管理目标。

2．本施工方案仅是工程施工的指导文件，实际施工时还需要根据现场情况进行修改与完善，使之更符合施工生产要求。

二．原因分析

经研究分析，引起混凝土强度不足的主要原因如下

1、原材料质量差：

（1）水泥质量不良：

1.水泥实际活性低；2.水泥安定性不合格；

（2）骨料（砂、石）质量不良：

①石子强度低；②石子体积稳定性差；③石子形状与表面状态不良；④砂、石中有机杂质含量高、粉尘含量高，砂中云母含量高；

（3）拌合水质量不合格；

（4）外加剂质量不合格或组成配比不当

2混凝土配合比不当：

混凝土配合比是决定强度的重要因素之一，其中水灰比的大少直接影响混凝土强度，其他如用水量、砂率、骨灰比等也影响混凝土的各种性能，从而造成强度不足事故。

（1）用水量加大：

较常见的有搅拌机上加水装置计量不准；不扣除砂、石中的含水量；甚至在浇灌地点任意加水等;

（2）随意套用配合比;

（3）外加剂掺量不准;

（4）外加剂使用不当；

（5）砂石计量不准和水泥用量不足。

3施工工艺不正确（主要原因）

（1）混凝土运输到工地现场后，没有再次搅拌或搅拌不佳，时间过短或过长造成不匀，最先泵送的混凝土含水量过大（泵管内有润泵水）；

（2）模板不严密，浇筑时水泥浆漏失严重；

（3）浇筑方法不当，一次浇筑超高未设溜槽或串筒，致使混凝土在浇筑时出现离析现象，混凝土浇筑时又振捣不足，致使混凝土出现石子与砂浆分离；

（4）成型振捣不密实不到位或没有振捣（漏振）；

（5） 养护不当，早期缺水保养造成混凝土干燥。

三．一层框架柱专项加固处理方案

结构柱是钢筋混凝土结构的主要受力构件，属于压弯构件，受很大的轴力。

结构柱的破坏将引起严重后果，不易修复甚至引起结构倒塌。

因此对有质量缺陷的结构柱应谨慎对待，认真分析并采取行之有效的加固措施使之满足承载力及耐久性要求。

根据《混凝土结构加固构造》（13G311-1）要求，加固方案应结合结构特点及加固施工条件，按安全可靠、经济合理原则确定，加固方法应便于施工，并减少对建筑正常使用功能的影响。

根据现场实际情况及数据、结合加固部位的特点，经研究分析，我公司拟采用增大截面加固法或置换混凝土加固法。

（做法详见附图02、03）

1．增大截面加固法

增大截面加固法是用增大结构构件或构筑物截面面积进行加固的一种方法，它不仅可以提高被加固构件的承载能力，而且还可以加大其截面刚度，改变其自振频率，使正常使用阶段的性能在某种程度上得到改善，这种加固方法广泛应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱等。

增大截面加固法具有原理简单、使用经验丰富、受力可靠、加固费用低廉等优点；但它也有一些缺点，如湿作业工作量大，养护周期长、增加结构自重、占用建筑空间影响使用功能等，使其应用受到限制。

这是传统的加固法，是最笨的但也往往是最为可靠的方法，在工程实践中较多采用的一种方法。

1.1增大截面加固法的适用范围

增大截面加固法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固，当梁、板、柱其承载力相差较大，且其刚度也不满足要求时，采用增大截面加固较为有效。

采用增大截面加固法时要求按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不低于C10。

该方法施工时的重点是要保证新旧混凝土界面的处理和粘结的质量，只有当界面处理及其粘结质量符合规范要求时，方可考虑新加混凝土与原有混凝土的协同工作，按整体截面进行计算。

1.2增大截面加固法的构造要求

增大截面加固法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题，加固结构在受力过程中结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力，其中关键是剪力和拉力。

在弹性阶段，结合面的剪应力和法向应力主要靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担，在开裂及极限状态下，主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切磨擦力传递。

由于结合面混凝土的粘结抗剪强度及法向粘结抗拉强度远远低于混凝土本身强度，结合面是加固结构受力时的薄弱环节，即或是轴心受压破坏也总是首先发生在结合面，因此，结合面必须进行处理，涂刷界面剂，必要时对结合面从设计构造上配置足够的贯穿于结合面的剪切磨擦筋或锚固件将两部分连接起来，是确保结合面有效传力，使新旧两部分整体工作。

新增混凝土的强度等级不低于C25，且宜比原结构设计混凝土强度等级提高一级。

当柱新增混凝土采用人工浇筑时，厚度不应小于60mm。

新增柱的受力钢筋直径不应小于14mm；箍筋采用封闭箍且直径不应小于8mm，箍筋间距与原构件设置相同，受力钢筋与原受力钢筋的净间距不应小于20mm。

根据本工程的具体情况，柱的加固方法采用四周外包混凝土加固法。

1.3搭设回顶支撑

①回顶方法

采用扣件式钢管支架沿梁进行回顶，其长度为柱边出去梁净跨长的1/3。

立杆沿梁方向间距300mm，距柱边300mm处开始设置，在梁底设1排立杆。

中间设水平连系杆，距楼面200mm处设扫地杆，设置剪刀撑，形成整体，从而确保回顶立杆的整体稳定性，将柱四个方向设置相同的回顶。

从第1层至6层每层布置同样的回顶支撑，从而确保荷载的竖向传递。

②回顶体系的搭设要点

a搭设前应先根据楼层的净高选用合适的钢管，绝不允许上、下两头使用顶托，顶托使用仅限于钢管上口。

b钢管下口使用两层模板或方木垫置，以便上层传下来的荷载能均匀传递到下层受力结构中，避免单点受载形成集中力。

c上层与下层的回顶体系中的立杆尽可能在同一竖向直线上，从而使荷载的传递更加合理。

d连系杆对立杆的稳定性起到十分重要的作用，因此其搭设绝不能马虎行事，不得有漏设，必须在水平连系杆搭设后才能旋转顶托至紧。

1.4工工艺流程

1.4.1清理、修整原结构、构件

①对老混凝土构件的表面，先清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土。

后用清水冲洗，再用角磨机对被加固构件的表面进行打磨，除去2mm左右厚的混凝土表层，露出新面并打磨平整，并用压缩空气吹除构件表面的粉粒，对于新混凝土结构面，先用钢丝刷除去表面浮渣，再用硬毛刷沾丙酮或酒精擦洗表面。

②将混凝土表面修复平整。

③将结构转角粘贴处进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm。

1.4.2安装新增钢筋（包括种植箍筋）并与原钢筋、箍筋连接。

①钢材要求：

钢筋应有出厂质量保证书和试验报告书单，并按规定取样做力学性能试验和焊接试验，合格后方可使用。

②钢筋加工：

先由项目管理部技术员严格按照施工图纸完成钢筋翻样工作，确定所采用的钢筋型号、规格、下料长度、所成形钢筋形状、钢筋所使用的部位根数。

再由现场钢筋工根据翻样单确定成形钢筋，在成形钢筋过程中，质检员要随时检查成形钢筋是否合格，不合格者坚决返工。

③钢筋连接：

本工程中主筋主要采用焊接接头。

焊接长度必须符合规范规定。

在焊接钢筋时，要注意钢筋规格，对成形钢筋的型号进行标识，确保使用部位不得出错，植筋完成48小时后再进行钢筋绑扎（详见示意图），连接好后质检员要逐一进行检查，最后由质检员、监理人员或业主方人员对钢筋工程进行隐蔽验收后才能进入下道工序。

④a、植筋后24小时内，不得扰动、碰撞钢筋。

b、植筋后48小时后，方可进行后续工序施工。

c、植筋在与其它钢筋绑扎或焊接时，不得采用外力强行撬压植筋。

1.4.3界面处理

界面处理采用花锤打毛：

宜用1.5㎏-2.5㎏的尖头錾石花锤，在混凝土粘合面上錾出麻点，形成点深约3mm、点数为600点/㎡-800点/㎡的均匀分布。

1.4.4安装模板

①柱模板安装：

柱模板采用多层板，用50×100木方作竖档，间距250，采用脚手钢管打柱箍。

柱模板自下而上每隔1-1.5m开振捣口，以便于每浇筑1-1.5m砼进行振捣，同时进行体外振捣，从而保证所浇筑砼的密实度。

振捣完毕后，用模板封堵振捣口，然后继续浇筑。

②模板拆除、清洗和保管：

砼浇捣完毕后，及时拆除模板，将有利于模板的周转和加快工程进度，但拆模过早将影响砼结构的质量，非承重的侧面模板，应在砼强度能够保证其表面棱角不因拆模而损坏后拆除。

模板拆除后，及时按种类、规格进行清理并运离拆模场所，扣件、钢管要及时清理，防止锈蚀。

1.4.5浇筑混凝土

①本工程加固构件扩大截面柱采用C40细石混凝土

②原材料质量控制：

根据现场实际情况，采用现场拌和砼，必须要对原材料加以严格控制。

③砼制备：

砼制备首先要由试验室出具砼配比单，再根据砼搅拌机进料容量确定每次搅拌时材料用量，由砼工人按照原材料用量进行砼搅拌，现场称量挂牌施工。

④砼运输：

在运输时要做到：

不产生离析现象，保证规定的坍落度，并在砼初凝之前能有充分时间进行捣实；

⑤砼浇筑：

砼浇筑前，须对原结构进行凿毛清洗处理；清洗完毕后，与原混凝土接头的地方需涂刷水泥净浆作为界面剂。

柱扩大截面浇筑砼时，须在柱与楼板四周凿出与扩大截面尺寸相同的缺口，以方便浇筑砼。

振捣砼时用人工振捣，要“快插、慢拔”，用锤打击振动模板。

⑥砼养护：

砼浇捣后，由于水泥水化作用需要适当温；砼浇捣后，由于水泥水化作用需要适当温度和湿度条件，要对砼进行养护。

砼在浇捣完毕12小时以内就开始养护，经常洒水使其保持湿润，养护时间长短取决于水泥品种，普通硅酸盐水泥拌制的砼，不少于7天。

洒水次数以能保证砼表面湿润状态为佳。

1.5施工质量控制要点

为保证施工质量，在施工过程中需遵循以下原则：

①为了加强新、旧混凝土的结合，对原有混凝土的缺陷清理至密实部位，凿去一切风化酥松层、碳化锈层及油污层，并将表面凿毛或打成沟槽。

②沟槽的深度不宜小于6mm,间距不宜大于箍筋间距或200mm，被包的混凝土棱角应打掉，同时应除去浮碴、尘土。

原有混凝土表面应冲洗干净，浇注混凝土前，原混凝土表面应保湿，擦干滞留水，刷净水泥浆或涂刷界面处理剂进行处理。

原有和新设受力钢筋应进行除锈处理；在受力钢筋上施焊前应采取卸荷或支撑措施，并应逐根分区分段分层进行焊接，以尽量减少焊接热量对钢筋的影响。

③新增层的施工。

模板搭设、钢筋安置以及新混凝土的浇注和养护，应符合国家标准《混凝土工程施工及验收规范》要求。

2．置换混凝土加固法

混凝土构件置换加固法是指使用高强混凝土或灌浆料置换原结构构件中存在质量缺陷的混凝土，以恢复或提高被加固结构构件的承载力、刚度和耐久性，确保构件满足承载力要求。

该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

2.1置换加固法的适用范围

置换混凝土加固法主要是针对既有混凝土结构或施工中的混凝土结构，由于结构裂损或混凝土存在蜂窝、孔洞、夹渣、疏松和缺陷，或混凝土强度（主要是受压区混凝土强度）偏低，而采用挖补的办法用优质的混凝土将这部份劣质混凝土置换掉，达到恢复结构基本功能的目的。

适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。

2.2置换混凝土加固法的构造要求

置换用混凝土的强度等级应实际计算确定，一般比原设计等级至少提高一个等级，且不得低于C25。

置换的深度按计算确定，对柱不应小于60㎜，置换长度应按缺陷检测结果确定，两端应分别延伸100㎜。

置换部分应位于构件截面受压区内，且应将缺陷混凝土剔除。

2.3搭设回顶支撑

回顶支撑方法同与增大截面加固法的支撑措施相同。

（详见第6页）

2.4混凝土凿除及界面处理

凿除混凝土时禁止使用空压机，必须采用人工凿钻，不得损坏柱的竖向主筋，禁止用钻子直接打在柱的竖向主筋上而导致其受损，凿除时必须做到轻打轻凿，严禁重力猛打尽可能减小对柱子的冲击破坏。

在凿除不合格混凝土时，应在明显分界线处多凿30mm，确保不合格混凝土被彻底凿除。

凿除时应注意凿坑的几何形状，坑底应凿平并凿毛顶部与上、下原坚硬混凝土交接面应凿成内侧略低、外侧略高以便细石混凝土浇捣。

混凝土凿除必须有专人检查密切注意回顶立杆的受力情况。

新旧混凝土接触面采用钻子将原柱混凝土表面凿毛，具体做法是将接触混凝土表面凿成凹凸面，并做到凿坑内侧竖直，凿坑底、顶部接触面做到内侧略低、外侧略高。

将表面的松散混凝土清除，凿毛后的混凝土表面用水洗净并充分湿润，保证新结构浇捣时界面处于湿润状态。

2.5安装模板

采用胶合板将柱四周围封，接缝必须密实，以防细石混凝土浇捣过程中发生漏浆，并在模板外侧用方模、钢管组成围檩体系。

模板形成倒“八”字的斗口，其新浇混凝土从顶板开洞口向下灌入，为保证混凝土浇灌流畅，在每根柱的上口顶板对角线上凿开2个浇灌口，模板封至顶板洞口底处。

为了检验混凝土浇捣的密实度，需在倒“八”字模板上距新浇细石混凝土最顶面400～500mm处设2个成对角的检查孔，当新浇细石混凝土浇捣至检查孔时，如从检查孔内漏出则表明已浇捣密实。

检查孔必须高出新浇细石混凝土顶面400～500mm，以便混凝土浇捣过程中形成高低差，从而使柱段内的细石混凝土在上部混凝土压力作用下对新旧混凝土接缝起到密实作用。

在支模过程中，必须确保其支模的刚度、强度、稳定性，特别是刚度的要求，不得出现变形。

2.6浇捣微膨胀细石混凝土

采用C40微膨胀细石混凝土，考虑混凝土的浇捣难度，其坍落度应适当放大控制在18～20cm。

混凝土振捣采用小型插入式振捣器，应振捣至表面出现浮浆和不再沉落为止。

混凝土浇筑前，对模板、支架和钢筋进行检查，用水清洗干净，并通过现场工作人员验收合格后方可浇筑。

插入振捣器尽量避免碰撞钢筋以及碰撞模板，振捣器头开始转动后方可插入混凝土内，振完后缓慢抽出，不能过快或停转后再拔出。

混凝土浇筑完毕2d后方可拆除模板，并进行挂麻袋湿水养护，养护时间不少于7d。

在混凝土强度达到要求后，拆除钢管支撑。

3．预防措施：

提高操作工人的责任感，提高操作人员的质量意识，加强监控力度，保证在混凝土振捣施工中由专人操作，操作细致，避免漏振。

随时检查混凝土材料质量，严禁私自加水，如混凝土材料确实过干，征得现场施工管理人员同意后，可在混凝土搅拌车内加水并充分搅拌后方可使用，避免混凝土含水量过大或坍落度太小等原因造成混凝土强度降低。

四．总结

以上混凝土施工过程所产生的质量缺陷，均是我公司管理人员和作业人员的原因造成，所有处理措施及费用按施工合同约定由责任方承担。

我公司将认真吸取教训及经验，加强监控力度，对施工作业人员进行教育及技术交底，提高各岗位操作工人责任心及质量意识，避免今后的混凝土施工过程再次发生类似的混凝土质量缺陷。

附件：

01

附件：

02

附件：

03

工程联系单

工程名称：

柳州XXX综合楼　　　　　　　　　　　　　　　　　编号：

事由：

一层柱头是否加固或选用加固方法应给予确认。

联系内容：

9/E、11/E轴柱身混凝土外观正常，没有明显的混凝土质量问题，但在第二次梁板柱混凝土浇筑时，新旧混凝土梁柱结合柱头部位的混凝土疑似没有振捣，混凝土外观显示粗糙，柱不良结合面主要集中于界面四周，从水平结合面算起约0mm~300mm范围内，柱顶部（板底）位置较好。

9月13日对以上柱头部位混凝土强度进行回弹检测，检测结果代表值分别为C22.2和C21.6，低于一层柱混凝土设计强度等级为C35。

（报告编号：

260AEN04-1600163）

针对以上混凝土质量缺陷，我公司拟采用增大截面加固法或置换混凝土加固法进行柱专项加固处理（详见附件），是否需要进行柱加固或选用我公司提出的哪种加固方法，请相关部门给予确认，或另出加固方法。

施工单位：

广西华宇XX有限责任公司

项目经理：

2016年9月23日

监理

单位

意见：

签章：

年　月　日

建设

单位

意见

签章：

年　月　日

设计

单位

意见

签章：

年　月　日