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压注混凝土技术在结构加固中的应用初探

信息来源:hunningtu.biz  时间:2007-04-17  浏览次数:173

  1999年7月3日浙江某大厦工地发生了一起混凝土浇筑4天后未凝固的质量事故。经过现场调查,技术人员和有关专家进行分析研究,最后确定处理方法:挖除未凝固的混凝土,采用压注混凝土技术将新混凝土充实剪力墙和柱的空腔,进行结构加固。通过精心的施工设计和操作,结构加固获得了良好的效果。下面将压注混凝土技术在这次结构加固中的应用情况介绍如下,供同行们参考和进一步探讨。
  1、工程概况和事故经过
  该工程为A、B幢连体的商住楼(A幢35层,B幢34层),建筑面积46500平方米,采用框剪结构,岩石锚杆基础。发生事故的是A幢底层两根柱及其连接的剪力墙。7月1日15时开始浇灌该层泵送商品混凝土,至7月3日11时结束,养护16.5个小时后拆模发现该处混凝土尚无凝固的迹象,于是再封闭模板,开展调查分析工作,至7月7日12时(累计96小时)还未凝固。结合调查分析得到的信息,技术人员判断这属于质量事故,因此着手开展事故处理的各项工作。
  2、事故原因和危害分析
  结合现场调查,技术人员研究分析后一致认为,事故的原因是接班投料员误将BC—1型高效减水剂作为SP406型一般泵送剂使用。经评估,其综合作用增大了12~15倍,因而造成了局部混凝土持久缓凝而不凝固。
  根据查阅的技术文献资料和我们以往的经验,这部分混凝土最终是会凝固的,但该部分混凝土强度会有较大的折减,至于折减后的强度能不能达到设计强度,有待试验作出结论。由于工期紧迫,不容我们进行长时间的试验研究,必须当机立断地予以处理,以确保工程施工质量和进度。
  3、处理方法
  当时上部的梁板混凝土已达到设计强度的50%以上,上一层楼面的柱、墙钢筋绑扎已完成,并开始了柱、墙、梁、楼板的支撑工作。若将未凝固混凝土上部的梁、板混凝土打掉,按常规的方法重新浇灌混凝土的做法已无可能。因此决定立即挖除干净未凝固的混凝土,用压力灌注高一等级的补偿收缩膨胀混凝土充实空腔,进行局部结构加固。具体做法如下:
  (1)将未凝固的混凝土全部挖除,并冲洗干净和校正钢筋,在此工作进行前先在其上部合格的梁板底支设临时顶撑,防止下坠。
  (2)安装模板:模板用18厚的漆面硬木胶合板,加劲肋用100×50松方@300毫米,并每隔300毫米加设一根Φ48×3.5钢管由底部直通顶部;对拉螺栓为Φ12@400×400(每端两个螺母),模板与硬混凝土接触部分不能用穿螺栓拉紧,则用顶撑压牢;模板的最低处留设混凝土贯入孔,最高处留设出气(浆)孔,出气(浆)孔的外模上翻,高出空腔顶100~150毫米,呈漏斗状。
  (3)压注混凝土的配制:混凝土的强度比原设计混凝土提高一个等级(即C50级),并掺UEA膨胀剂补偿混凝土的硬化收缩,其每立方米混凝土材料用量配合比为:水泥(525R):砂(中粗河砂):卵石(粒径05~31毫米):膨胀剂(UEA型):水:泵送剂(SP406型)=525:630:990:50:220:10:坍落度设计为160±30毫米。
  (4)混凝土的灌注:混凝土由混凝土公司制备后,用6立方米混凝土运输车送到工地,连接HBT60A型混凝土输送泵,通过Φ125压力钢管直接输送到装好的模板内。混凝土由下往上压至顶点后,出气(浆)孔涌出气和浮浆液,压力表指针指到30Mpa时,模板开始发生变形并有响声,即停止输送混凝土。
  (5)养护和拆模:采用封模养护法,模板表面及时浇水,保护湿润14天;拆模按一般的操作工艺进行。
  4、结构加固效果
  (1)观感效果:拆模后,加固部分混凝土除外观颜色与未加固部分略有差别外,其它未发现缺陷,垂直度及平整度都在允许偏差之内,连水泥痕迹都难以觅见。到工地检查的人员误认为接缝是“冷缝”,看不出是后灌入的混凝土。
  (2)回弹强度:8月10日(24天期龄),对加固部分混凝土用回弹仪进行强度检测。布置了15个测区,有5个测区的回弹值超出换算表中的C50(作C50计),按JGJ23—85规程进行强度计算,最终评定为fcu=4599Mpa.
  (3)试块强度:标准养护的抽样试块,28天的强度值为649Mpa.
  (4)接缝处强度:8月16日,进行钻芯法检验,评定的混凝土强度为5590Mpa;连在接缝处钻芯的试块也获得465Mpa,说明接缝还有粘结强度的。
  (5)结构加固强度评定:综合上述测强,应以钻芯检测结果为准,该检测结果超过原设计压注混凝土强度(C50)的11.8%,超过原结构设计要求强度(C45)的24%,偏于安全。
  5、结论和建议
  (1)上述事故处理涉及的压注混凝土技术的结构加固应用实践表明,用混凝土输送泵进行压注混凝土施工的工艺作法是可行的。在目前混凝土输送泵普及的条件下,推广压注混凝土技术进行加固处理、岩石地基加固和隧道施工等特殊作业,有着重大意义和宽广的应用及发展方向。
  (2)压注混凝土技术的最大特点是不需上部的操作工作面,不需通过振动机械振实混凝土,就能达到混凝土充实空腔的目的,属于新开辟的一种混凝土浇筑施工工艺,操作原理简单,混凝土配制方法与一般混凝土相同,混凝土强度达到设计强度要求。
  (3)关于混凝土输送泵的压力问题,国产泵机的标识仅到十几Mpa,但经生产厂家的微调可以达到60Mpa.上述事故处理用的高压是由生产厂家调出来的,在使用过程中,这样调出的压力对机械没有什么影响。
  (4)对于承受高压的模板,需因地制宜的采用,使用钢模(特制大型钢模板)和多层胶合板,加上强有力的组合配件和支撑,是很容易达到要求的。
  (5)缝隙较大的灌浆工程如考虑采用压注混凝土技术,则可以获得既提高质量又节约投资的效果。

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