壓注混凝土技術(shù)在結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用初探
1999年7月3日浙江某大廈工地發(fā)生了一起混凝土澆筑4天后未凝固的質(zhì)量事故。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查,技術(shù)人員和有關(guān)專家進行分析研究,最后確定處理方法:挖除未凝固的混凝土,采用壓注混凝土技術(shù)將新混凝土充實剪力墻和柱的空腔,進行結(jié)構(gòu)加固。通過精心的施工設(shè)計和操作,結(jié)構(gòu)加固獲得了良好的效果。下面將壓注混凝土技術(shù)在這次結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用情況介紹如下,供同行們參考和進一步探討。
1、工程概況和事故經(jīng)過
該工程為A、B幢連體的商住樓(A幢35層,B幢34層),建筑面積46500平方米,采用框剪結(jié)構(gòu),巖石錨桿基礎(chǔ)。發(fā)生事故的是A幢底層兩根柱及其連接的剪力墻。7月1日15時開始澆灌該層泵送商品混凝土,至7月3日11時結(jié)束,養(yǎng)護16.5個小時后拆模發(fā)現(xiàn)該處混凝土尚無凝固的跡象,于是再封閉模板,開展調(diào)查分析工作,至7月7日12時(累計96小時)還未凝固。結(jié)合調(diào)查分析得到的信息,技術(shù)人員判斷這屬于質(zhì)量事故,因此著手開展事故處理的各項工作。
2、事故原因和危害分析
結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查,技術(shù)人員研究分析后一致認為,事故的原因是接班投料員誤將BC—1型高效減水劑作為SP406型一般泵送劑使用。經(jīng)評估,其綜合作用增大了12~15倍,因而造成了局部混凝土持久緩凝而不凝固。
根據(jù)查閱的技術(shù)文獻資料和我們以往的經(jīng)驗,這部分混凝土最終是會凝固的,但該部分混凝土強度會有較大的折減,至于折減后的強度能不能達到設(shè)計強度,有待試驗作出結(jié)論。由于工期緊迫,不容我們進行長時間的試驗研究,必須當機立斷地予以處理,以確保工程施工質(zhì)量和進度。
3、處理方法
當時上部的梁板混凝土已達到設(shè)計強度的50%以上,上一層樓面的柱、墻鋼筋綁扎已完成,并開始了柱、墻、梁、樓板的支撐工作。若將未凝固混凝土上部的梁、板混凝土打掉,按常規(guī)的方法重新澆灌混凝土的做法已無可能。因此決定立即挖除干凈未凝固的混凝土,用壓力灌注高一等級的補償收縮膨脹混凝土充實空腔,進行局部結(jié)構(gòu)加固。具體做法如下:
?。?)將未凝固的混凝土全部挖除,并沖洗干凈和校正鋼筋,在此工作進行前先在其上部合格的梁板底支設(shè)臨時頂撐,防止下墜。
?。?)安裝模板:模板用18厚的漆面硬木膠合板,加勁肋用100×50松方@300毫米,并每隔300毫米加設(shè)一根Φ48×3.5鋼管由底部直通頂部;對拉螺栓為Φ12@400×400(每端兩個螺母),模板與硬混凝土接觸部分不能用穿螺栓拉緊,則用頂撐壓牢;模板的最低處留設(shè)混凝土貫入孔,最高處留設(shè)出氣(漿)孔,出氣(漿)孔的外模上翻,高出空腔頂100~150毫米,呈漏斗狀。
?。?)壓注混凝土的配制:混凝土的強度比原設(shè)計混凝土提高一個等級(即C50級),并摻UEA膨脹劑補償混凝土的硬化收縮,其每立方米混凝土材料用量配合比為:水泥(525R):砂(中粗河砂):卵石(粒徑05~31毫米):膨脹劑(UEA型):水:泵送劑(SP406型)=525:630:990:50:220:10:坍落度設(shè)計為160±30毫米。
?。?)混凝土的灌注:混凝土由混凝土公司制備后,用6立方米混凝土運輸車送到工地,連接HBT60A型混凝土輸送泵,通過Φ125壓力鋼管直接輸送到裝好的模板內(nèi)?;炷劣上峦蠅褐另旤c后,出氣(漿)孔涌出氣和浮漿液,壓力表指針指到30Mpa時,模板開始發(fā)生變形并有響聲,即停止輸送混凝土。
?。?)養(yǎng)護和拆模:采用封模養(yǎng)護法,模板表面及時澆水,保護濕潤14天;拆模按一般的操作工藝進行。
4、結(jié)構(gòu)加固效果
?。?)觀感效果:拆模后,加固部分混凝土除外觀顏色與未加固部分略有差別外,其它未發(fā)現(xiàn)缺陷,垂直度及平整度都在允許偏差之內(nèi),連水泥痕跡都難以覓見。到工地檢查的人員誤認為接縫是“冷縫”,看不出是后灌入的混凝土。
?。?)回彈強度:8月10日(24天期齡),對加固部分混凝土用回彈儀進行強度檢測。布置了15個測區(qū),有5個測區(qū)的回彈值超出換算表中的C50(作C50計),按JGJ23—85規(guī)程進行強度計算,最終評定為fcu=4599Mpa.
(3)試塊強度:標準養(yǎng)護的抽樣試塊,28天的強度值為649Mpa.
?。?)接縫處強度:8月16日,進行鉆芯法檢驗,評定的混凝土強度為5590Mpa;連在接縫處鉆芯的試塊也獲得465Mpa,說明接縫還有粘結(jié)強度的。
(5)結(jié)構(gòu)加固強度評定:綜合上述測強,應(yīng)以鉆芯檢測結(jié)果為準,該檢測結(jié)果超過原設(shè)計壓注混凝土強度(C50)的11.8%,超過原結(jié)構(gòu)設(shè)計要求強度(C45)的24%,偏于安全。
5、結(jié)論和建議
(1)上述事故處理涉及的壓注混凝土技術(shù)的結(jié)構(gòu)加固應(yīng)用實踐表明,用混凝土輸送泵進行壓注混凝土施工的工藝作法是可行的。在目前混凝土輸送泵普及的條件下,推廣壓注混凝土技術(shù)進行加固處理、巖石地基加固和隧道施工等特殊作業(yè),有著重大意義和寬廣的應(yīng)用及發(fā)展方向。
?。?)壓注混凝土技術(shù)的最大特點是不需上部的操作工作面,不需通過振動機械振實混凝土,就能達到混凝土充實空腔的目的,屬于新開辟的一種混凝土澆筑施工工藝,操作原理簡單,混凝土配制方法與一般混凝土相同,混凝土強度達到設(shè)計強度要求。
?。?)關(guān)于混凝土輸送泵的壓力問題,國產(chǎn)泵機的標識僅到十幾Mpa,但經(jīng)生產(chǎn)廠家的微調(diào)可以達到60Mpa.上述事故處理用的高壓是由生產(chǎn)廠家調(diào)出來的,在使用過程中,這樣調(diào)出的壓力對機械沒有什么影響。
?。?)對于承受高壓的模板,需因地制宜的采用,使用鋼模(特制大型鋼模板)和多層膠合板,加上強有力的組合配件和支撐,是很容易達到要求的。
?。?)縫隙較大的灌漿工程如考慮采用壓注混凝土技術(shù),則可以獲得既提高質(zhì)量又節(jié)約投資的效果。
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