潘青松，李志強(qiáng)，唐云鵬，楊洪瑞

(國(guó)家電網(wǎng)有限公司直流建設(shè)分公司，北京 100081)

1 工程概況

某工程重達(dá)400 t大型設(shè)備基礎(chǔ)的上部分為并行的3個(gè)條形基礎(chǔ)，下部分為共用大板基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)兩側(cè)為油池坑，如圖1所示。2018年該設(shè)備因故，其中近100t油流出著火，造成基礎(chǔ)過(guò)火， 1#～6#共6組基礎(chǔ)受災(zāi)。為了解該基礎(chǔ)過(guò)火損傷情況，該設(shè)備管理部門委托檢測(cè)單位進(jìn)行了混凝土災(zāi)后檢測(cè)。

圖1 大型設(shè)備基礎(chǔ)平面和剖面圖

2 檢測(cè)內(nèi)容、結(jié)果及建議

根據(jù)災(zāi)后狀況及相關(guān)規(guī)范、規(guī)定，檢測(cè)單位進(jìn)行了過(guò)火后結(jié)構(gòu)損傷情況調(diào)查，調(diào)查了該基礎(chǔ)混凝土表面色澤、錘擊反應(yīng)、混凝土剝落、露筋等情況，并采用回彈法、鉆芯法抽樣檢測(cè)混凝土強(qiáng)度。

2.1 混凝土基礎(chǔ)損傷檢測(cè)

基礎(chǔ)損傷探測(cè)情況，見(jiàn)表1。

表1 設(shè)備基礎(chǔ)損傷檢測(cè)情況

火災(zāi)對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)造成的損傷主要是: 部分混凝土構(gòu)件錘擊聲音發(fā)悶、有錘痕，顏色發(fā)白，部分混凝土顏色發(fā)黃，存在混凝土剝落、鋼筋外露的情況。根據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(CECS 252∶2009)，依據(jù)構(gòu)件燒灼損傷、變形、開(kāi)裂，火災(zāi)后構(gòu)件初步鑒定評(píng)級(jí)可分為4類(火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷狀態(tài)不評(píng)Ⅰ級(jí))，其中，狀態(tài)Ⅲ為中度燒灼，尚未破壞，顯著影響結(jié)構(gòu)材料或結(jié)構(gòu)性能，明顯變形或開(kāi)裂,對(duì)結(jié)構(gòu)安全性或正常使用性產(chǎn)生不利影響，應(yīng)采取加固或局部更換措施。

2.2 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

按照《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50784-2013)，在火災(zāi)受影響較嚴(yán)重區(qū)域混凝土基礎(chǔ)上用鉆芯法取樣，測(cè)試混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 設(shè)備基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)情況

檢測(cè)結(jié)果表明，受檢區(qū)域換流變基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度比較原設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)等級(jí)度C30均有不同程度的降低。

2.3 修復(fù)建議

按照《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50784-2013),在火災(zāi)受影響嚴(yán)重區(qū)域的基礎(chǔ)用鉆芯法取樣,根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,受檢區(qū)域換流變基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度推定值為19.1 MPa,評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15 ,低于原設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)等級(jí)度C30要求。建議對(duì)該設(shè)備基礎(chǔ)上部分條形混凝土鑿除并重新澆筑，對(duì)基礎(chǔ)下部大板基礎(chǔ)側(cè)壁混凝土疏松部分鑿除,進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。

3 拆除修復(fù)設(shè)計(jì)

3.1 上部條形基礎(chǔ)的拆除設(shè)計(jì)

從圖1中得知，該設(shè)備基礎(chǔ)上部3個(gè)條形基礎(chǔ)尺寸(mm)分別為：12 200×700×1 200、12 200×1 150×1 200、12 200×700×1 200。共6組，拆除混凝土方量為224 m3,拆除工作量較大，采用一般的人工鑿除，存在工期較長(zhǎng)、易揚(yáng)塵、建筑垃圾外運(yùn)困難、資源投入多不經(jīng)濟(jì)等不利因素，設(shè)計(jì)通過(guò)金剛石繩鋸機(jī)械割除0m以上的條形基礎(chǔ)，切割完成后將其吊運(yùn)出場(chǎng)，如圖2所示。

圖2 上部條形基礎(chǔ)切割示意圖

金剛石繩鋸機(jī)械割除鋼筋混凝土是利用鑲有金剛石繩鋸對(duì)準(zhǔn)混凝土構(gòu)件需要拆除的部分不斷重復(fù)切割，利用金剛石超高的強(qiáng)度將鋼筋混凝土切斷，直至該部位切透為止。與此同時(shí)采用水冷卻，即是切割設(shè)備降溫需要又是防塵、降低噪聲的得力措施，是較經(jīng)濟(jì)較環(huán)保的無(wú)損切割技術(shù)[1-3]。

3.2 上部條形基礎(chǔ)的修復(fù)設(shè)計(jì)

該條形基礎(chǔ)配筋依然采用與一期相同的配筋，鋼筋籠的橫豎主筋為C14@200，設(shè)計(jì)采用C35混凝土澆筑，比原混凝土等級(jí)提高一級(jí)。

3.2.1 條形基礎(chǔ)主鋼筋網(wǎng)的修復(fù)

由于上部條形基礎(chǔ)已割除，豎向主筋無(wú)受力連接點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用植筋方式，橫豎向主筋依然采用一期C14@200，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50367-2013)規(guī)范，豎向鋼筋植筋的基本錨固深度ls計(jì)算公式為：

ls=0.2αsptdfy/fbd

(1)

式中:αspt為為防止混凝土劈裂引用的計(jì)算系數(shù)，按規(guī)范表取值；d為植筋公稱直徑,mm；fy為普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,N/mm2；fbd為植筋用膠黏劑的黏結(jié)抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,N/mm2，按規(guī)范表取值；經(jīng)計(jì)算，ls為438.26 mm，設(shè)計(jì)取值為500 mm。

初步設(shè)計(jì)鋼筋形式為“П”，由于該門字型鋼筋左右兩邊豎向鋼筋要同時(shí)植筋，水平度和精確度要求較高，施工困難，所以優(yōu)化為用長(zhǎng)度為800 mm的C14直鋼筋進(jìn)行植筋，采用門字型鋼筋與該鋼筋搭接或焊接的形式，既可滿足搭接長(zhǎng)度要求，又可以靈活調(diào)整搭接位置，提高豎向鋼筋垂直面的定位精度，如圖3和圖4所示。

圖3 上部條形基礎(chǔ)配筋圖

圖4 植筋示意圖

3.2.2 新舊混凝土結(jié)合面設(shè)計(jì)

新澆筑條形基礎(chǔ)下表面和原大板基礎(chǔ)上表面存在新舊混凝土結(jié)合問(wèn)題，除原大板基礎(chǔ)上表面要鑿毛外，設(shè)計(jì)采用錨筋來(lái)增大新舊混凝土結(jié)合的咬合，另要求該批錨固鋼筋要進(jìn)行除銹處理，以此增加鋼筋抗拔時(shí)的摩擦力。設(shè)計(jì)采用C12@300帶肋鋼筋進(jìn)行植筋，采用梅花形布置方式，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程無(wú)機(jī)材料后錨固技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 271-2012)要求，設(shè)計(jì)錨筋總長(zhǎng)度為600 mm，錨固深度為240 mm，如圖5所示。

圖5 結(jié)合面植筋示意圖

3.3 大板基礎(chǔ)側(cè)面修復(fù)

對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷不大的構(gòu)件，一般的補(bǔ)強(qiáng)方法用灌漿料修復(fù)[4-6]，該設(shè)備基礎(chǔ)0 m以下主要存在部分鋼筋外露的問(wèn)題，設(shè)計(jì)將原有結(jié)構(gòu)中的缺陷混凝士剔除,消除表面油污,鋼筋復(fù)位并除銹，支模后采用CGM高強(qiáng)混凝土灌漿料澆筑，CGM高強(qiáng)混凝土灌漿料具有良好的流動(dòng)性、微膨脹性、早強(qiáng)、高強(qiáng)性、抗油滲性和耐久性強(qiáng)、在施工方面具有質(zhì)量可靠，降低成本，縮短工期和使用方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類灌漿工程及結(jié)構(gòu)加固中[7-10]，以此來(lái)修復(fù)大板基礎(chǔ)側(cè)面局部缺陷。

考慮到該設(shè)備基礎(chǔ)使用環(huán)境為夏季高溫、冬季嚴(yán)寒及地下水為堿性等特點(diǎn)，又因大板基礎(chǔ)側(cè)邊表面為過(guò)火面，結(jié)合聚合物改性砂漿有收縮性小、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)及耐久性穩(wěn)定等特點(diǎn)[11-14]，設(shè)計(jì)在其進(jìn)行局部缺陷修補(bǔ)完后，0 m以下基礎(chǔ)表面涂300 mm厚Ⅰ級(jí)聚合物改性水泥砂漿，作為整個(gè)大板側(cè)邊表面基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)和防護(hù)措施。

4 修復(fù)施工順序及施工注意事項(xiàng)

4.1 修復(fù)施工順序

(1)上部條形基礎(chǔ)割除施工。

(2)結(jié)合面植筋及鋼筋網(wǎng)施工。

(3)上部條形基礎(chǔ)澆筑施工。

(4)下部大板基礎(chǔ)缺陷修復(fù)施工。

(5)下部大板基礎(chǔ)側(cè)面補(bǔ)強(qiáng)施工。

4.2 施工注意事項(xiàng)

(1)金剛石繩鋸割除基礎(chǔ)時(shí)，繩據(jù)定位措施要到位，確保其定位準(zhǔn)確，保證切割面水平。

(2)采用植筋錨固時(shí),若發(fā)現(xiàn)錨固部位的原構(gòu)件混凝士有局部缺陷,請(qǐng)及時(shí)與設(shè)計(jì)院溝通,對(duì)缺陷混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理后再植筋。

(3)上部條形基礎(chǔ)混凝土澆筑應(yīng)按照大體積混凝土澆筑的質(zhì)量管控措施來(lái)確保其質(zhì)量。

(4)在灌漿料和水泥砂漿施工前，應(yīng)對(duì)混凝土表面進(jìn)行鑿毛、清理、修補(bǔ),除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，清除酥松混凝土,直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面,當(dāng)原構(gòu)件鋼筋有銹蝕現(xiàn)象時(shí)應(yīng)對(duì)外露的鋼筋進(jìn)行除銹處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)于大體積混凝土的拆除提出了用繩鋸切割的設(shè)計(jì)方法，經(jīng)濟(jì)快捷；對(duì)于新舊混凝土結(jié)合提出了大面積植筋的設(shè)計(jì)，一是提高鋼筋修復(fù)定位的精確性，二是增加了結(jié)合面的咬合力；對(duì)于過(guò)火混凝土表面缺陷的修復(fù)提出了局部和整體相結(jié)合的修復(fù)設(shè)計(jì)，有效對(duì)基礎(chǔ)強(qiáng)度進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)。

目前該設(shè)備基礎(chǔ)已投入使用，設(shè)備運(yùn)行狀況良好。