摘 要: 介绍了北京建国门外交公寓1 # 楼大修改造工程墙体加固采用喷射混凝土加固补强的施工方法及其力学性能的检验.
关键词: 喷射混凝土; 结构加固; 大修改造工程; 施工方法; 力学性能检验
中图分类号: TU755 文献标识码: A 文章编号: 1008 - 5688(2006) 03 - 0074 - 02
0 引言
建国门外交公寓1 # 楼大修改造工程位于北京市朝阳区建国门外交公寓建筑群院内(建国门外长安街与东二环路交叉口东北角处) . 建筑面积20 192 m2 , 地下一层、地上九层, 高度32.26 m (原建筑设计、施工完成于1971～1973 年) , 原结构为砖混结构.
1 墙体加固方案
本工程原建筑结构比较复杂, 抗震加固方案由北京外交人员房屋服务公司委托建研抗震工程技术有限公司(中国建筑科学研究院工程抗震研究所) 完成, 该方案于2004 年6 月28 日通过由北京市人民政府抗震办公室主持召开的专家审查会审查. 按专家审查意见, 对承重墙体采用钢筋混凝土夹板组合墙加固方法, 夹板墙体采用喷射C20 混凝土的工艺施工, 加固墙体范围为建筑所有结构内、外墙, 其中除少量墙体采用单侧增加混凝土夹板墙外, 其余全部为双侧增加夹板墙. 夹板墙厚度为50 mm. 喷射混凝土的墙面面积约52 000 m2 , 改造后的工程为配筋砖砌体结构.
2 施工中的难点及解决措施
2.1 喷射混凝土与墙体的粘结
原设计是将砖灰缝剔进10 mm , 使混凝土与墙体结合共同工作, 但由于实际剔凿过程中砖与砂浆结合很牢固, 剔灰缝的同时也使砖随之破碎, 影响了原砖砌体的强度, 解决的方法是剔凿掉原砖墙抹灰面层后, 用压力水和钢丝刷将砖墙表面清刷干净, 用切割锯将砖从1P2 高处斜割30°至灰缝, 每楼层沿层高均分四道, 上下两道方向相反, 这样处理既方便施工, 同时又达到预期效果, 而且不破坏原砌体结构.
2.2 地下墙体喷射混凝土
地面以下墙体喷射混凝土由于工作面狭小, 不能保证喷射混凝土所要求的1.5～2.0 m 工作面, 如果采用侧喷又保证不了混凝土强度, 同时还会产生大量回弹料, 因此在地面以下部位采用了支模浇筑的方法, 砼厚度改为100 mm , 即“下浇上喷”. 这样, 既加快了施工进度, 又保证了加固工程的质量.
2.3 墙面配筋及钢筋网片与墙体的连接
本工程墙面配筋设计为纵向φ12 @200 , 水平φ8 @150 的钢筋网片. 由于楼板大部分是圆孔空心板, 圆孔的间距和纵向钢筋的间距不同且楼板水平方向排列的位置每楼层也不同, 导致纵向钢筋向上直通破坏板肋, 损坏原结构. 解决的方法是纵向钢筋从每层的楼板起从上一层的楼板圆孔中心穿过, 穿过楼板的钢筋留置的长度为62 d 搭接长度, 以此类推向上配筋. 这样, 既保证了墙体加固的质量, 又避免了圆孔空心板凿断板肋的现象. 钢筋网片与墙体的连接采用植筋的方法: 在丁砖上钻孔径12 mm、深180 mm 的孔,清孔后注入B +BA4 法施达结构胶, 然后植入φ8 拉结筋, 拉结筋纵向和水平方向间距600 mm , 拉结筋外端弯钩勾住水平筋. 施工期间的最低温度为- 10 ℃, 所以在- 10 ℃对植筋进行实测检验, 结果φ8 拉结筋达到屈服强度时在墙体内没有移位, 同时墙体没有被破坏.
2.4 墙面喷射混凝土的厚度及平整度控制
本工程设计喷射混凝土的厚度是50 mm, 要求严格控制, 目的是不能再增加建筑物的荷载. 为了控制喷射混凝土的厚度和平整度, 施工单位在喷射混凝土之前用1∶3 水泥砂浆打灰饼点, 灰饼点的纵向和水平方向间距为1.5 m, 喷射混凝土时, 由于混凝土表面粗糙不平, 所以在混凝土初凝后迅速用铝合金杠尺按照灰饼点的厚度刮平, 允许偏差控制在+ 8～ - 5 mm, 这样既控制墙面混凝土的厚度和平整度, 又起到压实混凝土的作用.
2.5 门、窗口套模板制安
本工程内、外墙门、窗洞口尺寸变化多, 数量大,墙厚由490 mm、370 mm、240 mm 等不同尺寸变化, 给洞口的模板制安带来很大的困难. 同时外窗还设有60mm ×60 mm 混凝土窗套, 窗套混凝土喷射时要求连续施工. 如图1 所示, 具体施工方法为: 为了使模板范围内喷射的混凝土密实、不空鼓, 特将模板制做成100 mm 宽. 在内外模板口内侧用钢筋顶棍控制混凝土墙的宽度, 模板外侧用灰饼控制墙面混凝土厚度, 然后用钢筋φ12 制作的钢筋卡子从口内向外卡住模板(钢筋卡子与模板的缝隙用木楔子调整) , 喷射混凝土时先喷口内侧, 待混凝土初凝后立即拆模, 再喷墙面混凝土, 这样既避免了接槎处的混凝土空鼓和不密实现象, 又大大提高了模板的周转率.
2.6 混凝土配制
本工程采用干喷法喷射混凝土, 控制混凝土的配合比至关重要. 施工单位选用的材料是: 水泥: P.032.5 ; 砂: 中砂, 含水率控制在5 %～7 %; 石子:碎石, 粒径5～10 mm , 含水率3 %～6 %; 混凝土配合比如表1 所示.
2.7 力学性能检测
2.7.1 钢筋植筋拉拔试验
按照设计要求植入墙内的钢筋需做拉拔试验, 所以在试验时以钢筋达到屈服强度时钢筋没被拉出墙体, 同时砌体没有被破坏为合格,检测时每层检测一组, 每组三根. 其检测结果如表2 所示(最低气温- 10 ℃) .
2.7.2 喷射混凝土的抗压强度
按照《喷射混凝土加固技术规程》(CECS161 : 2004) 制作试件, 选用大板切割法, 模具尺寸为450 mm ×350 mm ×120 mm (长×宽×高) , 在混凝土喷射现场, 将模具喷筑面朝下倾斜, 与水平面夹角约80°, 置于墙角. 喷射时由下而上, 逐层向模具内喷射混凝土, 然后刮平送试验室, 一昼夜脱模后标养7天, 且混凝土强度达C10 以上时进行切割, 去掉周边和上表面, 加工成100 mm 的立方体试块, 然后继续标养至28 天, 试压结果如表3 所示.
3 注意事项
(1) 喷射混凝土工艺流程(见图2) .
(2) 在混凝土干料搅拌时应严格检查配合比情况, 混凝土干拌料随伴随用. 水泥进场之前和出厂超过三个月要进行复试, 合格后方可使用. 喷射混凝土时注意风压要保证0.1 MPa 左右的压力.喷嘴处水压必须大于风压, 而且压力要稳定, 一般要比风压大0.1 MPa , 喷射混凝土应分段自下而上进行, 喷嘴与受喷面的距离在0.8～1 m 左右, 混凝土回弹率不超过20 %.
(3) 喷射混凝土要先送风, 事先用压力水冲洗加固部位, 而后开动喷射机喷射混凝土, 若有堵管, 立即停风排除.
(4) 混凝土喷射过程中, 要及时检查混凝土表面是否有开裂、下坠、滑移等现象, 如果发生, 应及时铲除重新喷射.
(5) 喷射混凝土终凝后2 h 及时浇水养护14 天, 喷射混凝土在潮湿条件下养护的时间越长, 则收缩量越小, 从而可减弱内应力, 减小砼开裂的危险. 当混凝土达到一定强度后应检查是否有空鼓现象, 重点检查门窗口支模板处, 对空鼓处应及时处理.
(6) 大面积喷射前, 应做样板, 经有关各方验收后再展开施工, 喷射手的技术水平高低直接影响喷射混凝土的质量, 所以喷射手要经过培训才能上岗.
4 工程效果
实践表明, 墙体采用配筋喷射混凝土加固补强是一种行之有效的方法, 特别是用在不便于现浇混凝土的部位尤为理想, 在本工程中由于采用了喷射混凝土施工, 减少了模板的投入, 达到了节约投资、降低成本、缩短工期的目的, 可见是一种经济合理、质量可靠、快速高效的好方法.
