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【摘要】我国经济的发展和进步,促进了建筑行业的快速发展,对于建筑工程质量的要求也不断提高。混凝土加固一直是建筑工程的难点项目,需要采取有效措施对混凝土加固技术进行研究。本文将进行探讨。
【关键词】混凝土;加固;方法;案例分析
中图分类号:TV331文献标识码: A
一、前言
建筑施工中,混凝土功能的发挥对于整个建筑工程质量具有重要的影响。当工程的部分结构强度不够的时候需要进行加固,这就需要对混凝土结构加固进行进行研究,采取有效的加固措施保证加固效果。
二、混凝土结构工程的加固方法
1、施工检查
在混凝土结构加固工程方案中首先需要考虑的地方就是要把在具体的施工作业中是否为施工人员创造方便的施工条件和环境作为考虑的第一个必要条件。即使在施工前有了能够解决实际问题的可行性的简单方案,也需要进行进一步的论证,在确定了工程的可行性之后才能够进行实际的施工。在这种情况之下,由于在一些工程的施工方案中没有做好施工作业的具体构想,会给具体的施工带来不方便,从而,在无形中增加了施工难度,进而导致整个施工工期的延长。一旦施工的工程发生非常大的延长,就会造成施工劳动人员的增加,而人员的增加会使工程项目相关的安全系数大大降低。如果工程缺乏安全,就会影响后期的建设和施工,这样一来也会影响到混凝土结构工程的加固质量。
2、混凝土结构工程中的框架梁以及框架柱的加固
在混凝土结构工程各种加固的方案中,比较合理的方法就是利用粘钢锚以及先进的碳纤维材料进行加固的方法。这种加固方法的费用比一般的加固方法要少很多,并且能够有效降低工程的造价,使工程能够更加有效地进行。同时,在建设过程中,与一般的加固方法相比,这种加固方法占用的施工面积非常小,且具有非常明显的加固效果,因此在实际混凝土结构的加固工程中被广泛使用。
3、预应力加固法
研究证实,由于体外预应力筋的存在,混凝土加固梁的承载力增量在70%以上,加固效果明显。作为在混凝土工程的加固方法中比较常用的一种加固方法,预应力拉杆加固法要求在混凝土工程的相关部件在安装前对拉杆事先进行调整,严格保证加固位置的准确性及加固地方的拉杆传力的可靠性,只有这样才能保证工程在加固的过程中不会因压力过大而导致一些相关部件发生断裂或滑动,一旦发生这些事故,极易造成人员伤亡和经济损失。所以在加固工程采用预应力撑杆加固时,需要特别注意施工的安全。
4、改变混凝土工程结构传力途径加固法
在混凝土结构工程的加固方法中,还有一种较为常用的加固方法是增设的支点采用湿式连接。利用这个方法,在工程的一些部件的相互对接点处需要对梁及支柱与后浇混凝土的接触面进行特殊的保护处理,并且需要扫除多余的杂物。这样才能保证工程施工中各种部件都是干净整洁的,不会因为有杂物而影响了施工后期的质量。
三、工程概况介绍
本工程建于20世纪80年代初。房屋为6层住宅楼,建于1981年,东西向长29.94m,南北向宽11.64m,建筑平面为矩形。建筑面积约2022㎡,建筑高度17.4m,室内外高差0.6m,1~6层层高均为2.8m。共有两个门洞,每个门洞为一个独立的建筑单元。该房屋依据当时民用住宅标准图集“沪住-6”型设计。每户开间皆为3.3m,进深则随户型的不同而有所差异:两侧户型进深为11.4m,中部正对楼梯间户型进深为7.8m。房屋自建成后一直作为住宅使用,其中A-B轴线以及C-E轴线间房间为卧室,B-E轴线间房间主要为卫生间和厨房。房屋底层墙体采用多孔砖混合砂浆砌筑,2~6层墙体采用硅酸盐砌块混合砂浆砌筑,墙厚皆为240mm。基础墙体则使用粘土标准砖水泥砂浆砌筑。各层楼盖、屋盖为混凝土预制多孔板,阳台为悬挑预制混凝土实心板。在2、4、6层楼面和屋面处设有圈梁,无构造柱。基础形式为混凝土条形基础,基础底面标高-2.370m。由于当时经济条件所限,各层所采用的块材和砌筑砂浆强度等级均较低,但各层所采用的块材和砌筑砂浆强度等级基本相同。1~6层均采用横墙承重体系,承重横墙间距多数在3.3m,结构体系和构造简单,传力比较明确。
四、建筑加固方案
对房屋整体抗震性能进行加强,增强其抵抗不均匀沉降能力。为确保居民的生命财产安全,现采取以下4种手段综合加固:
1、钢管注浆桩:基础外围设置钢管注浆桩抵抗建筑向基坑内滑移作用。
2、条形基础改筏板基础:增加基础整体刚度,增强抵抗不均匀沉降能力。
3、外包框架:于该房屋南北侧增设圈梁构造柱,增加房屋整体刚度,提高抗震性能。
4、钢筋网水泥砂浆:因部分墙体承载力不足,采用此方法提高其承载力,为避免减少室内净面积引起居民矛盾,采用嵌缝放钢筋的方法。
五、加固设计
1、设计原则
根据区建交委要求,该房屋设计目标为后续使用年限30年,且检测鉴定执行规范为89系列规范,加固设计相应采用89规范。虽执行的是旧规范,但其安全性、耐久性要求仍比原设计标准高出许多,所以,加固设计既要考虑建筑物的实际情况,又要符合加固设计时规范的要求,使加固后的建筑物抗震性能良好,满足使用要求,延长使用年限,同时适度,节省造价。
2、建模分析
在PKPM-JDJG模块中建立原模型,进行抗震性能鉴定,并对该模型进行加固设计,采用钢筋网水泥砂浆加固,对承载力不足的墙体进行加固,并添加圈梁构造柱,重新进行抗震性能鉴定。
3、加固节点
(1)钢管注浆桩。采用40×6.0mm无缝钢管,每节钢管1m,管壁钻有小孔用以压密注浆,桩长14m,桩尖进入灰色粘土层,每米極限承载力标准值24kN,设计值15kN。施工前需挖土至条形基础顶面,采用配套机械设备,打入第一节下端带有可切削钢筋混凝土刀头的钢管,之后每节接长1m。第一次注浆点为管端进入基础以下1m。每接长一节分两次注浆,每0.5m注浆量0.15m3,共14节钢管施工完毕后,钢管留置于桩内。
(2)条形基础改片筏基础。筏板板厚250mm,板顶标高为-0.003m,可作为室内地坪,混凝土强度C30,板面及板底保护层厚度40mm,板侧30mm,配制双层双向12@200,基础加强梁为单侧200mm×250mm。施工时考虑安全因素采用分段施工,每隔500mm预留500mm后浇带,凿除砖墙时应减小对周边墙体的影响,可采用开孔器钻孔取芯的办法。后浇带应避开构造柱,钢筋应连续钻孔穿过砖墙,筏板混凝土强度达到70%设计强度后,凿去后浇带范围内砖墙,与后浇带一起整浇。后浇带采用微膨胀混凝土,浇筑混凝土前应清理接缝并涂刷界面剂。
(3)外包框架。利用新增圈梁构造柱及与原圈梁的连接在南北檐墙各形成一榀“框架”,提高房屋的抗震性能和整体性,新增圈梁构造柱为构造措施,房屋受力体系仍为砌体结构。新增混凝土圈梁混凝土强度等级为C30,为确保与原有圈梁可靠连接,纵向钢筋收头均锚入原圈梁或墙中。新增圈梁两侧500mm范围内箍筋间距加密至100mm。
(4)钢筋网水泥砂浆。因考虑室内空间净尺寸要求,无法采用常规钢筋网水泥砂浆加固方法。在加固前铲去墙体抹面直至基面,用水冲刷干净,干燥后沿水平方向不大于400mm间距于灰缝中剔除砂浆25mm深度用于嵌入水平钢筋,沿竖向每隔400mm开10mm宽25mm深的槽用于嵌入竖向钢筋。抹面采用20mm水泥砂浆面层,待水泥砂浆达到设计强度后用腻子抹平,外刷涂料,不必再做粉饰层,以保证室内空间净尺寸符合要求。
六、结束语
综上所述,对混凝土结构加固技术的提升还有很大的空间。在施工作业过程中要本着精细施工的态度,运用先进的技术和方法采取有效的加固措施,才能有效保证施工的质量和安全。
参考文献
[1]张玉梅.建筑结构加固方法简析[J].太原城市职业技术学院学报,2013,22(03):4
[2]金凌志,周晓杰.体外预应力加固混凝土梁承载力增量分析[J].桂林理工大学学报,2010,14(01):25
【关键词】混凝土;加固;方法;案例分析
中图分类号:TV331文献标识码: A
一、前言
建筑施工中,混凝土功能的发挥对于整个建筑工程质量具有重要的影响。当工程的部分结构强度不够的时候需要进行加固,这就需要对混凝土结构加固进行进行研究,采取有效的加固措施保证加固效果。
二、混凝土结构工程的加固方法
1、施工检查
在混凝土结构加固工程方案中首先需要考虑的地方就是要把在具体的施工作业中是否为施工人员创造方便的施工条件和环境作为考虑的第一个必要条件。即使在施工前有了能够解决实际问题的可行性的简单方案,也需要进行进一步的论证,在确定了工程的可行性之后才能够进行实际的施工。在这种情况之下,由于在一些工程的施工方案中没有做好施工作业的具体构想,会给具体的施工带来不方便,从而,在无形中增加了施工难度,进而导致整个施工工期的延长。一旦施工的工程发生非常大的延长,就会造成施工劳动人员的增加,而人员的增加会使工程项目相关的安全系数大大降低。如果工程缺乏安全,就会影响后期的建设和施工,这样一来也会影响到混凝土结构工程的加固质量。
2、混凝土结构工程中的框架梁以及框架柱的加固
在混凝土结构工程各种加固的方案中,比较合理的方法就是利用粘钢锚以及先进的碳纤维材料进行加固的方法。这种加固方法的费用比一般的加固方法要少很多,并且能够有效降低工程的造价,使工程能够更加有效地进行。同时,在建设过程中,与一般的加固方法相比,这种加固方法占用的施工面积非常小,且具有非常明显的加固效果,因此在实际混凝土结构的加固工程中被广泛使用。
3、预应力加固法
研究证实,由于体外预应力筋的存在,混凝土加固梁的承载力增量在70%以上,加固效果明显。作为在混凝土工程的加固方法中比较常用的一种加固方法,预应力拉杆加固法要求在混凝土工程的相关部件在安装前对拉杆事先进行调整,严格保证加固位置的准确性及加固地方的拉杆传力的可靠性,只有这样才能保证工程在加固的过程中不会因压力过大而导致一些相关部件发生断裂或滑动,一旦发生这些事故,极易造成人员伤亡和经济损失。所以在加固工程采用预应力撑杆加固时,需要特别注意施工的安全。
4、改变混凝土工程结构传力途径加固法
在混凝土结构工程的加固方法中,还有一种较为常用的加固方法是增设的支点采用湿式连接。利用这个方法,在工程的一些部件的相互对接点处需要对梁及支柱与后浇混凝土的接触面进行特殊的保护处理,并且需要扫除多余的杂物。这样才能保证工程施工中各种部件都是干净整洁的,不会因为有杂物而影响了施工后期的质量。
三、工程概况介绍
本工程建于20世纪80年代初。房屋为6层住宅楼,建于1981年,东西向长29.94m,南北向宽11.64m,建筑平面为矩形。建筑面积约2022㎡,建筑高度17.4m,室内外高差0.6m,1~6层层高均为2.8m。共有两个门洞,每个门洞为一个独立的建筑单元。该房屋依据当时民用住宅标准图集“沪住-6”型设计。每户开间皆为3.3m,进深则随户型的不同而有所差异:两侧户型进深为11.4m,中部正对楼梯间户型进深为7.8m。房屋自建成后一直作为住宅使用,其中A-B轴线以及C-E轴线间房间为卧室,B-E轴线间房间主要为卫生间和厨房。房屋底层墙体采用多孔砖混合砂浆砌筑,2~6层墙体采用硅酸盐砌块混合砂浆砌筑,墙厚皆为240mm。基础墙体则使用粘土标准砖水泥砂浆砌筑。各层楼盖、屋盖为混凝土预制多孔板,阳台为悬挑预制混凝土实心板。在2、4、6层楼面和屋面处设有圈梁,无构造柱。基础形式为混凝土条形基础,基础底面标高-2.370m。由于当时经济条件所限,各层所采用的块材和砌筑砂浆强度等级均较低,但各层所采用的块材和砌筑砂浆强度等级基本相同。1~6层均采用横墙承重体系,承重横墙间距多数在3.3m,结构体系和构造简单,传力比较明确。
四、建筑加固方案
对房屋整体抗震性能进行加强,增强其抵抗不均匀沉降能力。为确保居民的生命财产安全,现采取以下4种手段综合加固:
1、钢管注浆桩:基础外围设置钢管注浆桩抵抗建筑向基坑内滑移作用。
2、条形基础改筏板基础:增加基础整体刚度,增强抵抗不均匀沉降能力。
3、外包框架:于该房屋南北侧增设圈梁构造柱,增加房屋整体刚度,提高抗震性能。
4、钢筋网水泥砂浆:因部分墙体承载力不足,采用此方法提高其承载力,为避免减少室内净面积引起居民矛盾,采用嵌缝放钢筋的方法。
五、加固设计
1、设计原则
根据区建交委要求,该房屋设计目标为后续使用年限30年,且检测鉴定执行规范为89系列规范,加固设计相应采用89规范。虽执行的是旧规范,但其安全性、耐久性要求仍比原设计标准高出许多,所以,加固设计既要考虑建筑物的实际情况,又要符合加固设计时规范的要求,使加固后的建筑物抗震性能良好,满足使用要求,延长使用年限,同时适度,节省造价。
2、建模分析
在PKPM-JDJG模块中建立原模型,进行抗震性能鉴定,并对该模型进行加固设计,采用钢筋网水泥砂浆加固,对承载力不足的墙体进行加固,并添加圈梁构造柱,重新进行抗震性能鉴定。
3、加固节点
(1)钢管注浆桩。采用40×6.0mm无缝钢管,每节钢管1m,管壁钻有小孔用以压密注浆,桩长14m,桩尖进入灰色粘土层,每米極限承载力标准值24kN,设计值15kN。施工前需挖土至条形基础顶面,采用配套机械设备,打入第一节下端带有可切削钢筋混凝土刀头的钢管,之后每节接长1m。第一次注浆点为管端进入基础以下1m。每接长一节分两次注浆,每0.5m注浆量0.15m3,共14节钢管施工完毕后,钢管留置于桩内。
(2)条形基础改片筏基础。筏板板厚250mm,板顶标高为-0.003m,可作为室内地坪,混凝土强度C30,板面及板底保护层厚度40mm,板侧30mm,配制双层双向12@200,基础加强梁为单侧200mm×250mm。施工时考虑安全因素采用分段施工,每隔500mm预留500mm后浇带,凿除砖墙时应减小对周边墙体的影响,可采用开孔器钻孔取芯的办法。后浇带应避开构造柱,钢筋应连续钻孔穿过砖墙,筏板混凝土强度达到70%设计强度后,凿去后浇带范围内砖墙,与后浇带一起整浇。后浇带采用微膨胀混凝土,浇筑混凝土前应清理接缝并涂刷界面剂。
(3)外包框架。利用新增圈梁构造柱及与原圈梁的连接在南北檐墙各形成一榀“框架”,提高房屋的抗震性能和整体性,新增圈梁构造柱为构造措施,房屋受力体系仍为砌体结构。新增混凝土圈梁混凝土强度等级为C30,为确保与原有圈梁可靠连接,纵向钢筋收头均锚入原圈梁或墙中。新增圈梁两侧500mm范围内箍筋间距加密至100mm。
(4)钢筋网水泥砂浆。因考虑室内空间净尺寸要求,无法采用常规钢筋网水泥砂浆加固方法。在加固前铲去墙体抹面直至基面,用水冲刷干净,干燥后沿水平方向不大于400mm间距于灰缝中剔除砂浆25mm深度用于嵌入水平钢筋,沿竖向每隔400mm开10mm宽25mm深的槽用于嵌入竖向钢筋。抹面采用20mm水泥砂浆面层,待水泥砂浆达到设计强度后用腻子抹平,外刷涂料,不必再做粉饰层,以保证室内空间净尺寸符合要求。
六、结束语
综上所述,对混凝土结构加固技术的提升还有很大的空间。在施工作业过程中要本着精细施工的态度,运用先进的技术和方法采取有效的加固措施,才能有效保证施工的质量和安全。
参考文献
[1]张玉梅.建筑结构加固方法简析[J].太原城市职业技术学院学报,2013,22(03):4
[2]金凌志,周晓杰.体外预应力加固混凝土梁承载力增量分析[J].桂林理工大学学报,2010,14(01):25