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強的施工方法及其力學性能的檢驗.
關鍵詞: 噴射混凝土; 結構加固; 大修改造工程; 施工方法; 力學性能檢驗
中圖分類號: TU755 文獻標識碼: 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(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 (原建筑設計、施工完成于1971～1973 年) , 原結構為磚混結構.
1 墻體加固方案
本工程原建筑結構比較復雜, 抗震加固方案由北京外交人員房屋服務公司委托建研抗震工程技術有限公司(中國建筑科學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構內、外墻, 其中除少量墻體采用單側增加混凝土夾板墻外, 其余全部為雙側增加夾板墻. 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構.
2 施工中的難點及解決措施
2.1 噴射混凝土與墻體的粘結
原設計是將磚灰縫剔進10 mm , 使混凝土與墻體結合共同工作, 但由于實際剔鑿過程中磚與砂漿結合很牢固, 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, 同時又達到預期效果, 而且不破壞原砌體結構.
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, 如果采用側噴又保證不了混凝土強度, 同時還會產生大量回彈料, 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, 既加快了施工進度, 又保證了加固工程的質量.
2.3 墻面配筋及鋼筋網片與墻體的連接
本工程墻面配筋設計為縱向φ12 @200 , 水平φ8 @150 的鋼筋網片. 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, 導致縱向鋼筋向上直通破壞板肋, 損壞原結構. 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量, 又避免了圓孔空心板鑿斷板肋的現象. 鋼筋網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 法施達結構膠, 然后植入φ8 拉結筋, 拉結筋縱向和水平方向間距600 mm , 拉結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 ℃對植筋進行實測檢驗, 結果φ8 拉結筋達到屈服強度時在墻體內沒有移位, 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
本工程設計噴射混凝土的厚度是50 mm, 要求嚴格控制, 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, 灰餅點的縱向和水平方向間距為1.5 m, 噴射混凝土時, 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, 又起到壓實混凝土的作用.
2.5 門、窗口套模板制安
本工程內、外墻門、窗洞口尺寸變化多, 數量大,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: 為了使模板范圍內噴射的混凝土密實、不空鼓, 特將模板制做成100 mm 寬. 在內外模板口內側用鋼筋頂棍控制混凝土墻的寬度, 模板外側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向外卡住模板(鋼筋卡子與模板的縫隙用木楔子調整) , 噴射混凝土時先噴口內側, 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現象, 又大大提高了模板的周轉率.
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 力學性能檢測
2.7.1 鋼筋植筋拉拔試驗
按照設計要求植入墻內的鋼筋需做拉拔試驗, 所以在試驗時以鋼筋達到屈服強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. 其檢測結果如表2 所示(最低氣溫- 10 ℃) .
2.7.2 噴射混凝土的抗壓強度
按照《噴射混凝土加固技術規(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, 逐層向模具內噴射混凝土, 然后刮平送試驗室, 一晝夜脫模后標養(yǎng)7天, 且混凝土強度達C10 以上時進行切割, 去掉周邊和上表面, 加工成100 mm 的立方體試塊, 然后繼續(xù)標養(yǎng)至28 天, 試壓結果如表3 所示.
3 注意事項
(1) 噴射混凝土工藝流程(見圖2) .
(2) 在混凝土干料攪拌時應嚴格檢查配合比情況, 混凝土干拌料隨伴隨用. 水泥進場之前和出廠超過三個月要進行復試, 合格后方可使用. 噴射混凝土時注意風壓要保證0.1 MPa 左右的壓力.噴嘴處水壓必須大于風壓, 而且壓力要穩(wěn)定, 一般要比風壓大0.1 MPa , 噴射混凝土應分段自下而上進行, 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, 事先用壓力水沖洗加固部位, 而后開動噴射機噴射混凝土, 若有堵管, 立即停風排除.
(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、滑移等現象, 如果發(fā)生, 應及時鏟除重新噴射.
(5) 噴射混凝土終凝后2 h 及時澆水養(yǎng)護14 天, 噴射混凝土在潮濕條件下養(yǎng)護的時間越長, 則收縮量越小, 從而可減弱內應力, 減小砼開裂的危險. 當混凝土達到一定強度后應檢查是否有空鼓現象, 重點檢查門窗口支模板處, 對空鼓處應及時處理.
(6) 大面積噴射前, 應做樣板, 經有關各方驗收后再展開施工, 噴射手的技術水平高低直接影響噴射混凝土的質量, 所以噴射手要經過培訓才能上崗.
4 工程效果
實踐表明, 墻體采用配筋噴射混凝土加固補強是一種行之有效的方法, 特別是用在不便于現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, 達到了節(jié)約投資、降低成本、縮短工期的目的, 可見是一種經濟合理、質量可靠、快速高效的好方法.
