摘 要: 介紹了北京建國門外交公寓1 # 樓大修改造工程墻體加固采用噴射混凝土加固補(bǔ)強(qiáng)的施工方法及其力學(xué)性能的檢驗(yàn).
關(guān)鍵詞: 噴射混凝土; 結(jié)構(gòu)加固; 大修改造工程; 施工方法; 力學(xué)性能檢驗(yàn)
中圖分類號: TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1008 - 5688(2006) 03 - 0074 - 02
0 引言
建國門外交公寓1 # 樓大修改造工程位于北京市朝陽區(qū)建國門外交公寓建筑群院內(nèi)(建國門外長安街與東二環(huán)路交叉口東北角處) . 建筑面積20 192 m2 , 地下一層、地上九層, 高度32.26 m (原建筑設(shè)計、施工完成于1971～1973 年) , 原結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu).
1 墻體加固方案
本工程原建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜, 抗震加固方案由北京外交人員房屋服務(wù)公司委托建研抗震工程技術(shù)有限公司(中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所) 完成, 該方案于2004 年6 月28 日通過由北京市人民政府抗震辦公室主持召開的專家審查會審查. 按專家審查意見, 對承重墻體采用鋼筋混凝土夾板組合墻加固方法, 夾板墻體采用噴射C20 混凝土的工藝施工, 加固墻體范圍為建筑所有結(jié)構(gòu)內(nèi)、外墻, 其中除少量墻體采用單側(cè)增加混凝土夾板墻外, 其余全部為雙側(cè)增加夾板墻. 夾板墻厚度為50 mm. 噴射混凝土的墻面面積約52 000 m2 , 改造后的工程為配筋磚砌體結(jié)構(gòu).
2 施工中的難點(diǎn)及解決措施
2.1 噴射混凝土與墻體的粘結(jié)
原設(shè)計是將磚灰縫剔進(jìn)10 mm , 使混凝土與墻體結(jié)合共同工作, 但由于實(shí)際剔鑿過程中磚與砂漿結(jié)合很牢固, 剔灰縫的同時也使磚隨之破碎, 影響了原磚砌體的強(qiáng)度, 解決的方法是剔鑿掉原磚墻抹灰面層后, 用壓力水和鋼絲刷將磚墻表面清刷干凈, 用切割鋸將磚從1P2 高處斜割30°至灰縫, 每樓層沿層高均分四道, 上下兩道方向相反, 這樣處理既方便施工, 同時又達(dá)到預(yù)期效果, 而且不破壞原砌體結(jié)構(gòu).
2.2 地下墻體噴射混凝土
地面以下墻體噴射混凝土由于工作面狹小, 不能保證噴射混凝土所要求的1.5～2.0 m 工作面, 如果采用側(cè)噴又保證不了混凝土強(qiáng)度, 同時還會產(chǎn)生大量回彈料, 因此在地面以下部位采用了支模澆筑的方法, 砼厚度改為100 mm , 即“下澆上噴”. 這樣, 既加快了施工進(jìn)度, 又保證了加固工程的質(zhì)量.
2.3 墻面配筋及鋼筋網(wǎng)片與墻體的連接
本工程墻面配筋設(shè)計為縱向φ12 @200 , 水平φ8 @150 的鋼筋網(wǎng)片. 由于樓板大部分是圓孔空心板, 圓孔的間距和縱向鋼筋的間距不同且樓板水平方向排列的位置每樓層也不同, 導(dǎo)致縱向鋼筋向上直通破壞板肋, 損壞原結(jié)構(gòu). 解決的方法是縱向鋼筋從每層的樓板起從上一層的樓板圓孔中心穿過, 穿過樓板的鋼筋留置的長度為62 d 搭接長度, 以此類推向上配筋. 這樣, 既保證了墻體加固的質(zhì)量, 又避免了圓孔空心板鑿斷板肋的現(xiàn)象. 鋼筋網(wǎng)片與墻體的連接采用植筋的方法: 在丁磚上鉆孔徑12 mm、深180 mm 的孔,清孔后注入B +BA4 法施達(dá)結(jié)構(gòu)膠, 然后植入φ8 拉結(jié)筋, 拉結(jié)筋縱向和水平方向間距600 mm , 拉結(jié)筋外端彎鉤勾住水平筋. 施工期間的最低溫度為- 10 ℃, 所以在- 10 ℃對植筋進(jìn)行實(shí)測檢驗(yàn), 結(jié)果φ8 拉結(jié)筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時在墻體內(nèi)沒有移位, 同時墻體沒有被破壞.
2.4 墻面噴射混凝土的厚度及平整度控制
本工程設(shè)計噴射混凝土的厚度是50 mm, 要求嚴(yán)格控制, 目的是不能再增加建筑物的荷載. 為了控制噴射混凝土的厚度和平整度, 施工單位在噴射混凝土之前用1∶3 水泥砂漿打灰餅點(diǎn), 灰餅點(diǎn)的縱向和水平方向間距為1.5 m, 噴射混凝土?xí)r, 由于混凝土表面粗糙不平, 所以在混凝土初凝后迅速用鋁合金杠尺按照灰餅點(diǎn)的厚度刮平, 允許偏差控制在+ 8～ - 5 mm, 這樣既控制墻面混凝土的厚度和平整度, 又起到壓實(shí)混凝土的作用.
2.5 門、窗口套模板制安
本工程內(nèi)、外墻門、窗洞口尺寸變化多, 數(shù)量大,墻厚由490 mm、370 mm、240 mm 等不同尺寸變化, 給洞口的模板制安帶來很大的困難. 同時外窗還設(shè)有60mm ×60 mm 混凝土窗套, 窗套混凝土噴射時要求連續(xù)施工. 如圖1 所示, 具體施工方法為: 為了使模板范圍內(nèi)噴射的混凝土密實(shí)、不空鼓, 特將模板制做成100 mm 寬. 在內(nèi)外模板口內(nèi)側(cè)用鋼筋頂棍控制混凝土墻的寬度, 模板外側(cè)用灰餅控制墻面混凝土厚度, 然后用鋼筋φ12 制作的鋼筋卡子從口內(nèi)向外卡住模板(鋼筋卡子與模板的縫隙用木楔子調(diào)整) , 噴射混凝土?xí)r先噴口內(nèi)側(cè), 待混凝土初凝后立即拆模, 再噴墻面混凝土, 這樣既避免了接槎處的混凝土空鼓和不密實(shí)現(xiàn)象, 又大大提高了模板的周轉(zhuǎn)率.
2.6 混凝土配制
本工程采用干噴法噴射混凝土, 控制混凝土的配合比至關(guān)重要. 施工單位選用的材料是: 水泥: P.032.5 ; 砂: 中砂, 含水率控制在5 %～7 %; 石子:碎石, 粒徑5～10 mm , 含水率3 %～6 %; 混凝土配合比如表1 所示.
2.7 力學(xué)性能檢測
2.7.1 鋼筋植筋拉拔試驗(yàn)
按照設(shè)計要求植入墻內(nèi)的鋼筋需做拉拔試驗(yàn), 所以在試驗(yàn)時以鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時鋼筋沒被拉出墻體, 同時砌體沒有被破壞為合格,檢測時每層檢測一組, 每組三根. 其檢測結(jié)果如表2 所示(最低氣溫- 10 ℃) .
2.7.2 噴射混凝土的抗壓強(qiáng)度
按照《噴射混凝土加固技術(shù)規(guī)程》(CECS161 : 2004) 制作試件, 選用大板切割法, 模具尺寸為450 mm ×350 mm ×120 mm (長×寬×高) , 在混凝土噴射現(xiàn)場, 將模具噴筑面朝下傾斜, 與水平面夾角約80°, 置于墻角. 噴射時由下而上, 逐層向模具內(nèi)噴射混凝土, 然后刮平送試驗(yàn)室, 一晝夜脫模后標(biāo)養(yǎng)7天, 且混凝土強(qiáng)度達(dá)C10 以上時進(jìn)行切割, 去掉周邊和上表面, 加工成100 mm 的立方體試塊, 然后繼續(xù)標(biāo)養(yǎng)至28 天, 試壓結(jié)果如表3 所示.
3 注意事項(xiàng)
(1) 噴射混凝土工藝流程(見圖2) .
(2) 在混凝土干料攪拌時應(yīng)嚴(yán)格檢查配合比情況, 混凝土干拌料隨伴隨用. 水泥進(jìn)場之前和出廠超過三個月要進(jìn)行復(fù)試, 合格后方可使用. 噴射混凝土?xí)r注意風(fēng)壓要保證0.1 MPa 左右的壓力.噴嘴處水壓必須大于風(fēng)壓, 而且壓力要穩(wěn)定, 一般要比風(fēng)壓大0.1 MPa , 噴射混凝土應(yīng)分段自下而上進(jìn)行, 噴嘴與受噴面的距離在0.8～1 m 左右, 混凝土回彈率不超過20 %.
(3) 噴射混凝土要先送風(fēng), 事先用壓力水沖洗加固部位, 而后開動噴射機(jī)噴射混凝土, 若有堵管, 立即停風(fēng)排除.
(4) 混凝土噴射過程中, 要及時檢查混凝土表面是否有開裂、下墜、滑移等現(xiàn)象, 如果發(fā)生, 應(yīng)及時鏟除重新噴射.
(5) 噴射混凝土終凝后2 h 及時澆水養(yǎng)護(hù)14 天, 噴射混凝土在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)的時間越長, 則收縮量越小, 從而可減弱內(nèi)應(yīng)力, 減小砼開裂的危險. 當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后應(yīng)檢查是否有空鼓現(xiàn)象, 重點(diǎn)檢查門窗口支模板處, 對空鼓處應(yīng)及時處理.
(6) 大面積噴射前, 應(yīng)做樣板, 經(jīng)有關(guān)各方驗(yàn)收后再展開施工, 噴射手的技術(shù)水平高低直接影響噴射混凝土的質(zhì)量, 所以噴射手要經(jīng)過培訓(xùn)才能上崗.
4 工程效果
實(shí)踐表明, 墻體采用配筋噴射混凝土加固補(bǔ)強(qiáng)是一種行之有效的方法, 特別是用在不便于現(xiàn)澆混凝土的部位尤為理想, 在本工程中由于采用了噴射混凝土施工, 減少了模板的投入, 達(dá)到了節(jié)約投資、降低成本、縮短工期的目的, 可見是一種經(jīng)濟(jì)合理、質(zhì)量可靠、快速高效的好方法.
