壓注混凝土技術(shù)在結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用初探

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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(chǎng)調(diào)查，技術(shù)人員和有關(guān)專家進(jìn)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(shí)剪力墻和柱的空腔，進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。通過精心的施工設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)開始澆灌該層泵送商品混凝土，至７月３日１１時(shí)結(jié)束，養(yǎng)護(hù)16.5個(gè)小時(shí)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(shí)（累計(jì)９６小時(shí)）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(xiàng)工作。

    ２、事故原因和危害分析

    結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，技術(shù)人員研究分析后一致認(rèn)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(píng)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(xiàn)資料和我們以往的經(jīng)驗(yàn)，這部分混凝土最終是會(huì)凝固的，但該部分混凝土強(qiáng)度會(huì)有較大的折減，至于折減后的強(qiáng)度能不能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，有待試驗(yàn)作出結(jié)論。由于工期緊迫，不容我們進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)研究，必須當(dāng)機(jī)立斷地予以處理，以確保工程施工質(zhì)量和進(jìn)度。

    ３、處理方法

    當(dāng)時(shí)上部的梁板混凝土已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)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(jí)的補(bǔ)償收縮膨脹混凝土充實(shí)空腔，進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)加固。具體做法如下：

    （1）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(jìn)行前先在其上部合格的梁板底支設(shè)臨時(shí)頂撐，防止下墜。

    （2）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(duì)拉螺栓為Φ１２@４００×４００（每端兩個(gè)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。

    （3）壓注混凝土的配制：混凝土的強(qiáng)度比原設(shè)計(jì)混凝土提高一個(gè)等級(jí)（即Ｃ５０級(jí)），并摻ＵＥＡ膨脹劑補(bǔ)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０?５～３１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(jì)為１６０±３０毫米。

    （4）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(yùn)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(diǎn)后，出氣（漿）孔涌出氣和浮漿液，壓力表指針指到３０Mpa時(shí)，模板開始發(fā)生變形并有響聲，即停止輸送混凝土。

    （5）養(yǎng)護(hù)和拆模：采用封模養(yǎng)護(hù)法，模板表面及時(shí)澆水，保護(hù)濕潤(rùn)１４天；拆模按一般的操作工藝進(jìn)行。

    ４、結(jié)構(gòu)加固效果

    （１）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(rèn)為接縫是“冷縫”，看不出是后灌入的混凝土。

    （２）回彈強(qiáng)度：８月１０日（２４天期齡），對(duì)加固部分混凝土用回彈儀進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)。布置了１５個(gè)測(cè)區(qū)，有５個(gè)測(cè)區(qū)的回彈值超出換算表中的Ｃ５０（作Ｃ５０計(jì)），按ＪＧＪ２３—８５規(guī)程進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，最終評(píng)定為fcu=４５?９９Mpa。

    （３）試塊強(qiáng)度：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的抽樣試塊，２８天的強(qiáng)度值為６４?９Mpa。

    （４）接縫處強(qiáng)度：８月１６日，進(jìn)行鉆芯法檢驗(yàn)，評(píng)定的混凝土強(qiáng)度為５５?９０Mpa；連在接縫處鉆芯的試塊也獲得４６?５Mpa，說明接縫還有粘結(jié)強(qiáng)度的。

    （５）結(jié)構(gòu)加固強(qiáng)度評(píng)定：綜合上述測(cè)強(qiáng)，應(yīng)以鉆芯檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，該檢測(cè)結(jié)果超過原設(shè)計(jì)壓注混凝土強(qiáng)度（Ｃ５０）的１１?８％，超過原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求強(qiáng)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(shí)踐表明，用混凝土輸送泵進(jìn)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(jìn)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。

    （２）壓注混凝土技術(shù)的最大特點(diǎn)是不需上部的操作工作面，不需通過振動(dòng)機(jī)械振實(shí)混凝土，就能達(dá)到混凝土充實(shí)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(jiǎn)單，混凝土配制方法與一般混凝土相同，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

    （３）關(guān)于混凝土輸送泵的壓力問題，國(guó)產(chǎn)泵機(jī)的標(biāo)識(shí)僅到十幾Mpa，但經(jīng)生產(chǎn)廠家的微調(diào)可以達(dá)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(duì)機(jī)械沒有什么影響。