钢筋混凝土框架承重柱修复加固施工技术

钢筋混凝土框架承重柱修复加固施工技术

[摘要]因施工人员操作不慎，造成某根砼柱局部砼强度与设计要求相差太大，只能采用凿除重新浇筑的方法，经过充分全面的分析、计算与精心施工确保了重新浇筑的砼柱的强度而且效果很好。

[关键词]：钢筋砼框架柱强度偏低修复加固

1、工程概况

1.1 工程简介

某商城加层改造工程，原商城设计为八层，后只建了三层，现将在原商城顶部再加两层，同时在原商城西边再扩建五层并与原商城形成整体。该工程主体为现浇钢筋砼框架结构，加层后檐高28.8m，最终各层高分别为5.4m，5.4m，4.5m，4.5m，一层处夹层2.9m，屋顶塔楼层高4.5m，主体砼结构强度均为C30。

1.2 强度偏低的砼柱所在部位

该根框架柱位于原商城北侧新扩建的一层夹层（设备层）部位，层高2.9m，柱截面为500㎜×500㎜。该强度偏低的部位距柱根1.2m，离柱顶0.8m。

2、砼框架柱强度偏低分析

公司生技科质量检查时发现有一根砼框架柱中部观感异常，该部位均为砂石而无水泥，用钢筋头敲击，砂石纷纷脱落。同时下部砼有水流痕迹。通过了解当时施工情况以及浇筑上部结构时发现，在浇筑砼过程中，施工人员不慎把冲洗砼泵管的水流入正在浇筑的柱中，后又没有采取任何措施，造成砼柱局部水泥流失，使得该部位仅存砂石，导致砼强度缺失。

3、处理方案

3.1 根据实体回弹数据和现场实际情况，请业主、设计、监理、公司生技科及相关单位专家进行论证，经论证决定保留上部500㎝，下部800㎝达到设计强度的砼柱，凿除中部强度偏低的部分，重新浇筑砼。

3.2 加固力学计算

为了确保施工质量、安全，根据图纸和现行国家相关规范及规程对加固部位进行验算。

3.2.1 夹层柱自重：

夹层柱自重：0.5*0.5*2.9*24KN/M3=17.4KN。

二、三层柱自重：0. 5*0.5*（5.4+4.5）*24KN/M3=59.4KN。

3.2.2 KL9的重量：(0.25*0.6*7.3*0.5+0.25*0.6*7.28*0.5) *1.5KN/M3=2.73KN。

3.2.3 KL3的重量：(0.25*0.8*

4.45*0.5+0.25*0.56*3.45*0.5) *1.5KN/M3=1.03KN。

3.2.4次梁，共有8处集中荷载，按计算荷载最大的一处L26计算:(0.25*0.58*17.03*1.5KN/M3/17.03)*0.25*8(处)＝0.44KN。

3.2.5 因砼板的均布荷载传递到柱上的荷载较小，≈梁的荷载值×10％。

3.2.6 上部排架系统增加荷载值≈梁的荷载值×20％

以上荷载统计：柱自重：17.4+59.4＝76.8 KN；梁传递到柱上的荷载：（1.64++1.03+0.44）*2*1.1*1.2＝8.21KN。

3.3 采用四周加固，由于梁重量产生的荷载考虑由钢管排架支撑，每处所承担的荷载为8.21/4=2.06 KN，每处加固的钢管排架间距为@500,共3排，每根钢管支撑重量为2.06 KN /6=0.35KN，以下为立杆稳定性计算：

其中N ——立杆的轴心压力，N=8.0kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比查得=0.18；

A ——立杆净截面面积，A=4.50cm2；

经计算得到=98.77 N/mm2

[f] ——钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

立杆的稳定性计算小于[f],满足要求!

3.4 对于柱自重，柱本身的配筋为8φ20，每根支撑荷载为2.06KN/8＝0.26 kN，而每根钢筋的支撑长度1～1.5M,=0.3; A=3.14cm2,带入上式计算得到＝72.18 N/mm2远小于[f] 205.00N/mm2,满足要求!

4、修复加固施工

根据上报并经专家认证后审批的方案，对项目部施工技术人员和工人进行书面技术交底并全过程的跟踪监督方案的实施。

4.1 把与待修复柱相关联的梁用螺纹顶或钢管排架顶撑起来，使得上面的荷载部分或全部落到加固排架上。立杆上下与梁板接触的部位均用ㄈ12的槽钢垫贴。此柱下一层用同样的方法进行临时固定以确保承载力满足要求。柱加固示意图附后。

4.2 先用小型电锤凿除砼柱松散的砂石直至靠近分界面20㎝然后采用人工锤錾剔除，直至砼强度达到设计要求的结构界面。剔除时注意不能损伤柱筋、箍筋，然后用钢丝刷清除掉附着在钢筋表面的浮灰，整理好柱筋、箍筋，并绑扎到位。

4.3 用高压水抢冲洗柱上下端里面的杂物和尘埃并且湿润砼表面，不得有积水、滴水。

4.4 砼表面清理干净后开始支模，模板支立和加固要牢靠，接缝严密，不得有漏浆或松动现象，柱两侧的模板支立成20°的喇叭口状，以便于上料和震捣砼。

4.5 采用微膨胀砼浇筑，砼强度比原设计提高一个等级，膨胀剂采用AEA，掺量为水泥用量的12％，为便于施工，确保砼能够充盈满镂空的柱空间，砼塌落度控制在14CM左右，在浇注砼前用1：1水泥浆湿润新旧砼接触面。

4.6 砼在浇注时不要一次灌到位，要分层上料，用直径“30”震动棒从上料口慢慢插入到砼中震捣，注意震捣的时间不要太长或太短并在柱模表面用小锤敲击，使得砼充盈密实，振捣后不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

4.7 拆模后要安排专人养护，每天养护不少于4次，洒水后用塑料薄膜缠绕在砼柱表面，以防表面水分蒸发过快，养护时间不少于一周。

4.8 凸出柱表面的喇叭口砼在达到设计强度后凿除并用水泥砂浆抹平压光以保证柱截面设计尺寸。

结束语：

在该框架柱达到28天强度时项目部又请上述专家组亲临现场察看，项目部在现场进行了实体回弹，回弹结果表明，该柱的修复加固很成功，完全满足设计和使用要求。经过论证本修复加固方案是行之有效的。通过此事件我们认为：一