程永進(jìn) （安徽四建控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230031）

0 前言

混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固方法通?？煞譃閮纱箢?，分別為直接加固法和間接加固法。混凝土結(jié)構(gòu)直接加固方法較多，主要有加大截面加固法、粘結(jié)外包型鋼加固法、置換混凝土加固法、粘貼外包鋼加固法、粘貼纖維加固法、繞絲法、錨栓錨固法等?；炷两Y(jié)構(gòu)間接加固也不少，主要有預(yù)應(yīng)力加固法、混凝土表面處理、裂縫修補(bǔ)、混凝土表層密封、植筋、托換、結(jié)構(gòu)構(gòu)件移位、調(diào)整結(jié)構(gòu)自振頻率等技術(shù)。每種加固方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，且適用范圍不盡相同。加大截面加固法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于混凝土墻柱梁板以及一般構(gòu)筑物的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固，應(yīng)用十分廣泛。有粘結(jié)外包型鋼加固法也稱濕式外包鋼加固法，適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固，該方法現(xiàn)場(chǎng)工作量較小，且受力可靠、施工簡(jiǎn)便，通常與結(jié)構(gòu)膠填實(shí)修補(bǔ)相結(jié)合使用。工程加固設(shè)計(jì)和施工應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)選取不同的加固方法，部分工程需要合理采用多種加固方法相結(jié)合進(jìn)行。

本文以某框架-剪力墻結(jié)構(gòu)工程為例，針對(duì)框架柱柱頭部位二次澆筑結(jié)合處結(jié)合混凝土強(qiáng)度偏低、密實(shí)度異常并由此引起開(kāi)裂變形，該部位框架柱梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差五個(gè)等級(jí)，與框柱接頭部位粱混凝土強(qiáng)度等級(jí)同框架柱，框架柱位于核心區(qū)且上部結(jié)構(gòu)已施工完畢，因此柱頭加固采用外包鋼灌注結(jié)構(gòu)膠結(jié)合加大截面加固，以確保工程結(jié)構(gòu)使用安全。后期施工中及施工后對(duì)加固部位鋼筋內(nèi)部應(yīng)力變化較長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)及現(xiàn)狀檢查均顯示兩種加固方法相結(jié)合的加固效果良好。

1 工程檢測(cè)

1.1 框架柱設(shè)計(jì)概況

本工程為地下二層、地上二十三層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，負(fù)二層框架柱（墻）混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)均為C60，負(fù)二層頂梁、板混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)均為C35。由于負(fù)二層框架柱（墻）與頂梁混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)的相差五個(gè)等級(jí)，為確保柱頭部位混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)明確規(guī)定頂梁與柱頭交接處梁端500mm區(qū)域內(nèi)混凝土等級(jí)同柱，具體節(jié)點(diǎn)做法見(jiàn)下圖。

梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度示意圖

1.2 地下二層框架柱受損程度

經(jīng)檢測(cè)，地下二層 2/P、2/Q、3/P、3/Q、7/Q軸框架柱柱頭部位均存在施工縫，二次澆筑交界處距板底面的高度約在（740～850）mm 之間，該施工縫處有砂漿缺陷層（經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確定該砂漿缺陷層為澆筑混凝土?xí)r潤(rùn)泵使用的水泥砂漿），且3/Q軸框架柱缺陷處下方四角混凝土已被壓裂、脫落，部分柱頭缺陷處下部伴有豎向裂縫產(chǎn)生。

1.3 地下二層框架柱柱頭部位混凝土內(nèi)部密實(shí)性

根據(jù)規(guī)范要求在被測(cè)框架柱缺陷部位混凝土表面處理平整、清潔后布置超聲測(cè)點(diǎn)，主要位于柱頭梁下部位（檢測(cè)高度約為800～900mm），框架梁測(cè)點(diǎn)網(wǎng)格間距為 150mm×150mm、200mm×150mm兩種。采用對(duì)測(cè)和斜測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)混凝土密實(shí)性進(jìn)行超聲檢測(cè)，結(jié)果顯示：負(fù)二層 2/P、2/Q、3/P、3/Q、7/Q軸框架柱均存在聲速值及波形異常情況，異常測(cè)點(diǎn)主要位于砂漿缺陷層上方一排測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)在地下二層3/Q軸框架柱柱頭部位鉆取芯樣發(fā)現(xiàn)缺陷砂漿層貫穿這個(gè)柱截面。

1.4 地下二層框架柱施工質(zhì)量檢測(cè)

實(shí)測(cè)地下二層框架柱實(shí)測(cè)頂點(diǎn)層間側(cè)向位移值均在GB50292-2015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定As級(jí)位移限值內(nèi)；實(shí)測(cè)地下二層框架柱截面尺寸、主筋根數(shù)及箍筋間距符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；實(shí)測(cè)地下二層框架柱柱身部位現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)（C60）要求，實(shí)測(cè)地下二層2/Q、3/Q、7/Q軸框架柱柱頭部位現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值在（53.0～53.9）MPa之間，未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)（C60）要求。

1.5 框架柱受損原因分析和安全評(píng)價(jià)

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)圖紙結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果綜合分析，被測(cè)框架柱二次施工縫預(yù)留位置錯(cuò)誤，且將強(qiáng)度偏低的潤(rùn)泵砂漿澆筑至柱頭，導(dǎo)致柱頭缺陷產(chǎn)生；實(shí)測(cè)地下二層2/Q、3/Q、7/Q軸框架柱柱頭部位混凝土強(qiáng)度偏低，未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)（C60）要求；被測(cè)框架柱柱頭部位混凝土出現(xiàn)崩碎、開(kāi)裂等均系結(jié)構(gòu)受力引起，結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在安全隱患。

2 加固設(shè)計(jì)概況

加固設(shè)計(jì)對(duì)地下二層2/P、2/Q、3/P、3/Q、7/Q軸框架柱采用包鋼以及加大截面方法進(jìn)行加固處理，先期采用厚度為10mm的鋼板對(duì)框架柱頭缺陷部位進(jìn)行包鋼處理（鋼板采用，19栓釘固定，栓釘長(zhǎng)度75mm，間距200，鋼板與框架柱間采用結(jié)構(gòu)膠灌注密實(shí)），后期采用加大截面方法對(duì)已包鋼處理的框架柱進(jìn)行加固處理（框架柱四周增加48Φ22主筋，箍筋配置為Φ14@100，增加截面尺寸為每側(cè)面200mm），加固標(biāo)高范圍為基礎(chǔ)頂至負(fù)一層頂梁底。

3 加固工程檢測(cè)

3.1 加固部位鋼筋內(nèi)部應(yīng)力變化監(jiān)測(cè)

為了解加固施工質(zhì)量，在地下二層2/Q軸、3/Q軸框架柱加固施工過(guò)程中（混凝土澆筑施工前），將振弦式鋼筋測(cè)力計(jì)采用綁扎方式固定在四角部主筋上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況定期對(duì)被測(cè)框架柱加固部位主筋鋼筋內(nèi)部軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)（澆筑混凝土澆筑施工前1次、澆筑完成后1次、模板拆除后1次、混凝土澆筑完成后14天、28天各1次、后期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況共監(jiān)測(cè)8次，次數(shù)為13次），結(jié)果顯示：監(jiān)測(cè)期間，負(fù)二層2/Q軸、3/Q軸框架柱加固部位內(nèi)部鋼筋測(cè)力計(jì)內(nèi)部應(yīng)力值變化較小，該應(yīng)力變化主要與混凝土自身收縮以及外部溫度變化等因素有關(guān)。

3.2 加固后框架柱現(xiàn)狀檢查

加固后未發(fā)現(xiàn)地下二層2/P、2/Q、3/P、3/Q、7/Q軸框架柱以及上部四周框架梁存在異常情況，兩種方法相結(jié)合的加固效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程需要加固框架柱位于工程核心區(qū)地下二層，上部結(jié)構(gòu)已施工完畢，柱頭部位千斤頂頂起施工作業(yè)難度大（約13000kN），卸荷難以完成，而濕式外包鋼加固法受力可靠，施工簡(jiǎn)便，內(nèi)部灌注結(jié)構(gòu)膠可保證混凝土內(nèi)部缺陷充分填實(shí)；加固部位位于地下室二層對(duì)建筑物凈空的要求較小，因此考慮外部加大截面尺寸加固對(duì)框架柱承重更有安全保障。

本次加固針對(duì)框柱部位施工縫處結(jié)合混凝土強(qiáng)度偏低、密實(shí)度異常并由此引起開(kāi)裂變形，首先采用有粘結(jié)外包鋼灌注結(jié)構(gòu)膠處理，然后進(jìn)行加大截面加固，加固施工后的鋼筋內(nèi)部應(yīng)力變化監(jiān)測(cè)和現(xiàn)狀檢查均顯示兩種方法相結(jié)合的加固效果良好。事實(shí)證明加固設(shè)計(jì)和施工應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際，必要時(shí)采用多種加固方法結(jié)合，充分發(fā)揮各加固方法自身優(yōu)點(diǎn)，方能取得良好實(shí)效。