[摘要] 鋼筋混凝土柱是房屋結構中重要的承重構件之一。通過分析鋼筋混凝土柱蜂窩、孔洞、露筋、麻面、缺棱掉角、強度偏低、柱頂砂漿多石子少等質量通病的原因,探究解決質量通病的防治措施,并簡要介紹鋼筋混凝土柱的幾種加固方法。
[關鍵詞] 鋼筋混凝土柱 質量通病 防治措施 加固技術
現澆鋼筋混凝土柱是房屋結構中重要的承重構件之一。隨著房屋抗震要求的提高和墻體新材料的推廣使用,傳統(tǒng)的住宅磚混結構已逐漸被框架結構所替代,豎向承重構件混凝土柱對房屋結構來說就顯得尤為重要了。在對現場質量檢查時發(fā)現,目前混凝土柱質量狀況較混凝土梁板要差得多,一些混凝土質量通病在混凝土柱子上反映也比較集中。
1 蜂窩、孔洞
1.1 產生原因
?、倩炷僚浜媳炔划?,石子、水泥材料加水量計量不準,造成砂漿少,石子多;
?、诨炷翑嚢钑r間短、和易性差;
?、蹪补嗷炷習r沒有分層澆筑,下料不當,導致混凝土離析;
?、苣0蹇p隙未堵嚴,水泥漿流失。
1.2 防治措施
?、賾獓栏窨刂撇牧系呐浜媳?,經常檢查,確保材料計量準確;
?、诨炷翑嚢钑r間要適宜,嚴格執(zhí)行配比,重視外摻劑的使用研究;
?、刍炷翝仓叨冗^高時,要采取切合實際的措施進行下料;
④模板縫隙拼接嚴密,柱底模四周縫隙應用雙面膠帶密封,防止漏漿;
?、轁仓r柱底部應先填50mm至100mm厚左右的同柱混凝土級配一樣的水泥砂漿。
?、蘅刂坪孟铝?,保證混凝土澆筑時不產生離析,混凝土自由傾落高度不應超過2m;
⑦小蜂窩洗刷干凈后用用1∶2或1∶2.5水泥砂漿抹平壓實;較大蜂窩或孔洞,應鑿去蜂窩薄弱松散處顆粒,洗刷干凈后,用比原來高一級的細石混凝土澆筑搗實,并加強養(yǎng)護。
2 露筋
2.1 產生原因
?、僭跐仓炷習r,鋼筋保護層墊塊移位、或太少、或漏放,使鋼筋緊貼模板外露;
②混凝土配合比不當,產生離折,靠模板部位缺漿或漏漿;
?、劢Y構構件截面小,鋼筋過密,石子卡在鋼筋上,使水泥砂漿不能充滿鋼筋周圍,導致露筋;
④混凝土保護層太小或保護層處混凝土振搗不實;或振搗棒撞擊鋼筋或踩踏鋼筋,使鋼筋位移,造成露筋;
?、菽灸0馕礉菜疂駶?,吸水粘結或脫模過早,拆模時缺棱、掉角,導致露筋。
2.2 防治措施
?、贊仓炷粒瑧⒁鈾z查并調正鋼筋、保護層厚度;
?、诋斾摻蠲芗瘯r,應選用適當粒徑的石子,保證混凝土配合比準確和和易性良好;
?、刍炷琳駬v嚴禁撞擊鋼筋,盡量避免踩踏鋼筋,如有踩彎等及時調直校正;
④模板應充分濕潤并認真堵好縫隙;
?、荼砻媛督钏⑾锤蓛艉?,在表面抹1∶2或1∶2.5水泥砂漿,將露筋部位抹平;露筋較深的,鑿去薄弱混凝土和突出顆粒,洗刷干凈后用比原來高一級的細石混凝土填塞壓實。
3 麻面、缺棱掉角
3.1 產生原因
?、倌0逦赐克⒒蛲克⒉痪綦x劑;
?、谀灸0逦闯浞譂菜疂駶櫥驖駶櫜粔?,混凝土澆筑后養(yǎng)護不好,造成脫水,強度低,或模板吸水膨脹將邊角拉裂,在拆模時棱角被粘掉;
③混凝土振搗不密實;
?、懿鹉r,邊角受重物或外力撞擊,或保護不好,棱角被碰掉。
3.2 防治措施
①模板在應涂刷隔離劑,在混凝土澆筑前應充分濕潤,澆筑后應認真養(yǎng)護;
?、诓鸪0鍟r,混凝土也具有足夠的強度;拆模時注意保護棱角,避免用力過猛過急;
?、刍炷帘仨毎床僮饕?guī)程分層均勻振搗密實,嚴防漏漿;
?、苈槊嫣幚砜刹扇菜疂駶櫤笥迷浜媳鹊乃酀{或水泥砂漿抹平;缺棱掉角的,可將缺棱掉角處松散顆粒鑿除,沖洗充分濕潤后,視損程度用1∶2或1∶2.5水泥砂漿抹補齊整,或用比原來高一級混凝土搗實補好,認真養(yǎng)護。
4 強度偏低,勻質性差
4.1 產生原因
①隨意改變混凝土配合比,水灰比大,坍落度大;
?、跀嚢璨怀浞?;
?、壅駬v不均勻;
④過早拆模,養(yǎng)護不到位,早期脫水表面疏松。
4.2 防治措施
①確?;炷猎牧腺|量,對進場材料必須按質量標準進行檢查驗收,并按規(guī)定進行抽樣復試;
②嚴格控制混凝土配合比,保證計量準確,按試驗室確定的配合比及調整施工配合比,正確控制加水量及外加劑摻量;
③混凝土應拌合充分均勻,混凝土坍落度值可以較梁板混凝土小一些,宜摻減水劑,增加混凝土的和易性,減少用水量;
?、苷駬v要均勻密實,截面積較小、高度較高的柱應在柱模側開設洞口,分段澆筑;
?、莓敯l(fā)現混凝土強度偏低,可用非破損方法(如回彈儀法,超聲波法)來測定結構混凝土的實際強度,如仍不能滿足要求,可按實際強度校和結構的安全度,研究處理方案,采取相應加固或補強措施。
5 柱頂部砂漿多、石子少,表面疏松、裂縫
5.1 產生原因
主要原因是混凝土水灰比大,坍落度大,澆搗速度過快,未分層排除水份,到頂層時未排除水份并二次澆搗。
5.2 防治措施
?、賴栏窨刂苹炷僚浜媳?,要求水灰比、坍落度不要過大,以減少泌水現象;
?、趽綔p水劑,減少用水量,大幅度提高混凝土早期或后期強度,提高耐久性、減少收縮和增加混凝土的和易性;
?、酆侠戆才藕脻仓炷林拇涡颍m當放慢混凝土的澆筑速度,混凝土澆筑至柱頂時,應二次澆搗并排除其水份和抹面;
?、苓B續(xù)澆筑高度較大的柱時,應分段澆筑,分層減水,尤其是商品混凝土;
⑤如果混凝土柱頂面石子少、表面疏松時,可將不實的混凝土和突出的骨料顆粒鑿除,用水沖刷干凈濕透,然后用比原標號高一級的細石混凝土補好,并認真養(yǎng)護。
6 有關鋼筋混凝土柱的加固問題
除了上述所歸納的施工方面造成柱質量差的原因外,在實際工程中,常常因為設計不周、經過災害(地震、火災、洪水)等原因,導致鋼筋混凝土柱承載力不足,或者由于改變結構的使用功能而使柱承受的荷載增加等等。當出現這些情況時,就需對鋼筋混凝土柱進行加固。
鋼筋混凝土柱的加固方式有很多,如:采用增加構件或建筑物的截面和配筋的外包混凝土加固法;在混凝土柱的四角或兩面包型鋼的外包鋼加固法;使用纖維增強聚合物修復加固混凝土結構的碳纖維布加固法;運用結構膠將鋼板粘貼在建筑物表面的粘鋼加固法;采用外加預應力型鋼撐桿對混凝土柱進行加固的預應力撐桿加固法;受火災或施工差錯引起混凝土柱的強度下降而進行的局部加固法,以及將上述方法合用的復合加固法等。
增大截面加固法具有施工工藝簡單、對構件承載力提高較大、適用面廣的優(yōu)點,但其施工工作量較大,且對構件尺寸和自重增加較大。
外包鋼加固法也是一種使用面較廣的傳統(tǒng)加固方法,分濕式與干式兩種情況。兩者相比,干式外包鋼施工更為簡便,但承載力提高量、整體工作性能及受力特點不如濕式外包鋼有效,但濕式外包鋼加固施工較為復雜。外包鋼加固法的施工簡便、現場作業(yè)量小、構件尺寸增加小、可大幅提高構件的承載力的優(yōu)點,但其用鋼量大,加固費用較高,且其對混凝土橫向約束較低。
碳纖維布加固混凝土柱具有施工便捷、耐腐蝕、適用面廣、不增加結構尺寸、自重輕等優(yōu)點,是近年來應用較多且發(fā)展很快的一種加固方法,也成為國內外研究機構研究的熱點。最常采用的是橫向包裹的方式,它可較大地提高柱的延性,但由于碳纖維布是一種各項異性的材料,其纖維方向的強度與彈模遠大于其垂直纖維方向的強度與彈模,故其對加固柱的極限承載力提高幅度不大。
最值得一提的是粘鋼加固法。它是比較新穎的一種加固方法,即在混凝土構件表面用特別的建筑結構膠粘貼鋼板,以提高結構承載力的一種加固方法。該方法始于上世紀60 年代,優(yōu)點是簡單、快速、不影響結構外形,施工時對生產和生活影響較小。在國際上它是一種適用面較廣的先進的加固方法。不僅在建筑上使用,而且在公路橋梁也普遍采用。
參考文獻:
[1] 混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范(GB50204-2002).
[關鍵詞] 鋼筋混凝土柱 質量通病 防治措施 加固技術
現澆鋼筋混凝土柱是房屋結構中重要的承重構件之一。隨著房屋抗震要求的提高和墻體新材料的推廣使用,傳統(tǒng)的住宅磚混結構已逐漸被框架結構所替代,豎向承重構件混凝土柱對房屋結構來說就顯得尤為重要了。在對現場質量檢查時發(fā)現,目前混凝土柱質量狀況較混凝土梁板要差得多,一些混凝土質量通病在混凝土柱子上反映也比較集中。
1 蜂窩、孔洞
1.1 產生原因
?、倩炷僚浜媳炔划?,石子、水泥材料加水量計量不準,造成砂漿少,石子多;
?、诨炷翑嚢钑r間短、和易性差;
?、蹪补嗷炷習r沒有分層澆筑,下料不當,導致混凝土離析;
?、苣0蹇p隙未堵嚴,水泥漿流失。
1.2 防治措施
?、賾獓栏窨刂撇牧系呐浜媳?,經常檢查,確保材料計量準確;
?、诨炷翑嚢钑r間要適宜,嚴格執(zhí)行配比,重視外摻劑的使用研究;
?、刍炷翝仓叨冗^高時,要采取切合實際的措施進行下料;
④模板縫隙拼接嚴密,柱底模四周縫隙應用雙面膠帶密封,防止漏漿;
?、轁仓r柱底部應先填50mm至100mm厚左右的同柱混凝土級配一樣的水泥砂漿。
?、蘅刂坪孟铝?,保證混凝土澆筑時不產生離析,混凝土自由傾落高度不應超過2m;
⑦小蜂窩洗刷干凈后用用1∶2或1∶2.5水泥砂漿抹平壓實;較大蜂窩或孔洞,應鑿去蜂窩薄弱松散處顆粒,洗刷干凈后,用比原來高一級的細石混凝土澆筑搗實,并加強養(yǎng)護。
2 露筋
2.1 產生原因
?、僭跐仓炷習r,鋼筋保護層墊塊移位、或太少、或漏放,使鋼筋緊貼模板外露;
②混凝土配合比不當,產生離折,靠模板部位缺漿或漏漿;
?、劢Y構構件截面小,鋼筋過密,石子卡在鋼筋上,使水泥砂漿不能充滿鋼筋周圍,導致露筋;
④混凝土保護層太小或保護層處混凝土振搗不實;或振搗棒撞擊鋼筋或踩踏鋼筋,使鋼筋位移,造成露筋;
?、菽灸0馕礉菜疂駶?,吸水粘結或脫模過早,拆模時缺棱、掉角,導致露筋。
2.2 防治措施
?、贊仓炷粒瑧⒁鈾z查并調正鋼筋、保護層厚度;
?、诋斾摻蠲芗瘯r,應選用適當粒徑的石子,保證混凝土配合比準確和和易性良好;
?、刍炷琳駬v嚴禁撞擊鋼筋,盡量避免踩踏鋼筋,如有踩彎等及時調直校正;
④模板應充分濕潤并認真堵好縫隙;
?、荼砻媛督钏⑾锤蓛艉?,在表面抹1∶2或1∶2.5水泥砂漿,將露筋部位抹平;露筋較深的,鑿去薄弱混凝土和突出顆粒,洗刷干凈后用比原來高一級的細石混凝土填塞壓實。
3 麻面、缺棱掉角
3.1 產生原因
?、倌0逦赐克⒒蛲克⒉痪綦x劑;
?、谀灸0逦闯浞譂菜疂駶櫥驖駶櫜粔?,混凝土澆筑后養(yǎng)護不好,造成脫水,強度低,或模板吸水膨脹將邊角拉裂,在拆模時棱角被粘掉;
③混凝土振搗不密實;
?、懿鹉r,邊角受重物或外力撞擊,或保護不好,棱角被碰掉。
3.2 防治措施
①模板在應涂刷隔離劑,在混凝土澆筑前應充分濕潤,澆筑后應認真養(yǎng)護;
?、诓鸪0鍟r,混凝土也具有足夠的強度;拆模時注意保護棱角,避免用力過猛過急;
?、刍炷帘仨毎床僮饕?guī)程分層均勻振搗密實,嚴防漏漿;
?、苈槊嫣幚砜刹扇菜疂駶櫤笥迷浜媳鹊乃酀{或水泥砂漿抹平;缺棱掉角的,可將缺棱掉角處松散顆粒鑿除,沖洗充分濕潤后,視損程度用1∶2或1∶2.5水泥砂漿抹補齊整,或用比原來高一級混凝土搗實補好,認真養(yǎng)護。
4 強度偏低,勻質性差
4.1 產生原因
①隨意改變混凝土配合比,水灰比大,坍落度大;
?、跀嚢璨怀浞?;
?、壅駬v不均勻;
④過早拆模,養(yǎng)護不到位,早期脫水表面疏松。
4.2 防治措施
①確?;炷猎牧腺|量,對進場材料必須按質量標準進行檢查驗收,并按規(guī)定進行抽樣復試;
②嚴格控制混凝土配合比,保證計量準確,按試驗室確定的配合比及調整施工配合比,正確控制加水量及外加劑摻量;
③混凝土應拌合充分均勻,混凝土坍落度值可以較梁板混凝土小一些,宜摻減水劑,增加混凝土的和易性,減少用水量;
?、苷駬v要均勻密實,截面積較小、高度較高的柱應在柱模側開設洞口,分段澆筑;
?、莓敯l(fā)現混凝土強度偏低,可用非破損方法(如回彈儀法,超聲波法)來測定結構混凝土的實際強度,如仍不能滿足要求,可按實際強度校和結構的安全度,研究處理方案,采取相應加固或補強措施。
5 柱頂部砂漿多、石子少,表面疏松、裂縫
5.1 產生原因
主要原因是混凝土水灰比大,坍落度大,澆搗速度過快,未分層排除水份,到頂層時未排除水份并二次澆搗。
5.2 防治措施
?、賴栏窨刂苹炷僚浜媳?,要求水灰比、坍落度不要過大,以減少泌水現象;
?、趽綔p水劑,減少用水量,大幅度提高混凝土早期或后期強度,提高耐久性、減少收縮和增加混凝土的和易性;
?、酆侠戆才藕脻仓炷林拇涡颍m當放慢混凝土的澆筑速度,混凝土澆筑至柱頂時,應二次澆搗并排除其水份和抹面;
?、苓B續(xù)澆筑高度較大的柱時,應分段澆筑,分層減水,尤其是商品混凝土;
⑤如果混凝土柱頂面石子少、表面疏松時,可將不實的混凝土和突出的骨料顆粒鑿除,用水沖刷干凈濕透,然后用比原標號高一級的細石混凝土補好,并認真養(yǎng)護。
6 有關鋼筋混凝土柱的加固問題
除了上述所歸納的施工方面造成柱質量差的原因外,在實際工程中,常常因為設計不周、經過災害(地震、火災、洪水)等原因,導致鋼筋混凝土柱承載力不足,或者由于改變結構的使用功能而使柱承受的荷載增加等等。當出現這些情況時,就需對鋼筋混凝土柱進行加固。
鋼筋混凝土柱的加固方式有很多,如:采用增加構件或建筑物的截面和配筋的外包混凝土加固法;在混凝土柱的四角或兩面包型鋼的外包鋼加固法;使用纖維增強聚合物修復加固混凝土結構的碳纖維布加固法;運用結構膠將鋼板粘貼在建筑物表面的粘鋼加固法;采用外加預應力型鋼撐桿對混凝土柱進行加固的預應力撐桿加固法;受火災或施工差錯引起混凝土柱的強度下降而進行的局部加固法,以及將上述方法合用的復合加固法等。
增大截面加固法具有施工工藝簡單、對構件承載力提高較大、適用面廣的優(yōu)點,但其施工工作量較大,且對構件尺寸和自重增加較大。
外包鋼加固法也是一種使用面較廣的傳統(tǒng)加固方法,分濕式與干式兩種情況。兩者相比,干式外包鋼施工更為簡便,但承載力提高量、整體工作性能及受力特點不如濕式外包鋼有效,但濕式外包鋼加固施工較為復雜。外包鋼加固法的施工簡便、現場作業(yè)量小、構件尺寸增加小、可大幅提高構件的承載力的優(yōu)點,但其用鋼量大,加固費用較高,且其對混凝土橫向約束較低。
碳纖維布加固混凝土柱具有施工便捷、耐腐蝕、適用面廣、不增加結構尺寸、自重輕等優(yōu)點,是近年來應用較多且發(fā)展很快的一種加固方法,也成為國內外研究機構研究的熱點。最常采用的是橫向包裹的方式,它可較大地提高柱的延性,但由于碳纖維布是一種各項異性的材料,其纖維方向的強度與彈模遠大于其垂直纖維方向的強度與彈模,故其對加固柱的極限承載力提高幅度不大。
最值得一提的是粘鋼加固法。它是比較新穎的一種加固方法,即在混凝土構件表面用特別的建筑結構膠粘貼鋼板,以提高結構承載力的一種加固方法。該方法始于上世紀60 年代,優(yōu)點是簡單、快速、不影響結構外形,施工時對生產和生活影響較小。在國際上它是一種適用面較廣的先進的加固方法。不僅在建筑上使用,而且在公路橋梁也普遍采用。
參考文獻:
[1] 混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范(GB50204-2002).