加固工程干法噴射混凝土施工技術

李妙平

(山西四建集團有限公司，山西太原 030012)

1 概述

現在正在使用的大量的20世紀80年代以前建造的多層砌體房屋已不能滿足現行規范中抗震設防的要求，需要采取加固等措施，使其在后續使用年限內能夠達到不低于抗震鑒定的設防目標。經鑒定房屋抗震承載力、房屋整體性等不滿足要求時可采用現澆鋼筋混凝土板墻加固方法。

新的JGJ 116-2009建筑抗震加固技術規程規定板墻加固施工可采用支模澆筑或采用噴射混凝土工藝，板墻厚度較薄時優先采用噴射混凝土工藝，不得采用人工涂抹工藝。

2 干法噴射混凝土施工技術特點

噴射混凝土是采用壓縮空氣將按一定比例配合的混凝土拌合料，通過管道輸送并以高速高壓噴射到受噴表面的一種混凝土。干法噴射混凝土工藝是將按比例配合的干混合料經機械拌和均勻，用噴射機及空壓機向輸送管均勻連續送料，送到噴頭處與壓力水混合均勻形成的混凝土，噴到受噴表面的一種工藝方法。

干法噴射混凝土工藝用于結構加固，從加固機理方面提高和改善了加固結構二次組合界面的粘結性能及整體共同工作性能;從施工技術方面以混凝土產生的化學膨脹來補償混凝土的收縮，克服施工過程中混凝土無法致密到位的問題;以優化控制混凝土水灰比和科學的噴射程序、合理的噴射厚度等措施克服混凝土回彈多的弊端。

干法噴射混凝土施工技術與濕法噴射混凝土相比，克服了濕混合料在管路中輸送距離短、設備和工藝復雜、添加速凝劑困難、不適合在含水表面上噴射等缺點。從施工方法來說，干法噴射混凝土施工技術具有工藝簡單、施工方便、加固質量可靠和費用低等優點。

3 施工工藝流程及操作要點

施工工藝流程:拆除→基層墻面清理、修復→澆水濕潤墻面→彈線、鉆孔→鋪設鋼筋網、安設錨筋→噴射混凝土并養護→面層施工。

操作要點具體如下。

3.1 基層墻面清理、修復

清除表面裝飾層，再用角磨機除去墻表面風化層，墻表面破損處應剔鑿到堅實的墻面，再用水泥砂漿將缺陷部位填補平整。

3.2 澆水濕潤墻面

清理修復完畢的墻體表面用水清洗濕潤。

3.3 彈線、鉆孔

施工時先按設計要求彈出錨筋、穿板(墻)筋位置，用電鉆在磚縫處鉆孔。錨筋孔直徑為錨筋直徑的1.5倍～2.5倍，穿墻孔直徑比S形筋大2 mm。錨筋直徑不小于8 mm，S形筋間距不大于900 mm，L形筋間距不大于600 mm。

3.4 鋪設鋼筋網、安設錨筋

板墻豎向、水平鋼筋直徑、間距符合設計要求，并按要求設置拉結筋。鋪設鋼筋并安設錨筋，錨筋穿入孔洞后孔內嵌塞水泥砂漿或環氧樹脂砂漿。鋪設鋼筋時要求豎筋靠近原墻面，鋼筋網采用鋼筋頭或砂漿墊塊先墊出鋼筋網與墻面間的間隔層。鋼筋網與墻面的固定應平整牢固，與墻面凈距不小于15 mm，網外保護層厚度不小于10 mm。

板墻豎向連續貫通穿過樓板，為避免鉆孔太密，造成樓板過大損傷，在樓板處采用集中配筋方式穿過。橫向水平鋼筋兩端，原則上應穿墻連續配置，但為減少鉆孔，也采用集中配筋方式穿過，在樓層標高處設φ16橫筋兩道，在縱橫墻交接處縱墻或山墻位置設φ16豎筋兩道，連接穿板(墻)鋼筋、鋼筋網。

3.5 噴射混凝土

混凝土面層采用干法噴射混凝土。噴射混凝土施工流程:噴射作業準備→噴射順序及施工段確定→噴射混凝土作業→噴射混凝土修平→噴射混凝土養護。

1)噴射作業準備。a.噴射作業前，應檢查噴射面的鑿除和模板支設是否符合要求。b.噴射前，應將噴射面上的粉塵、浮碴等物沖洗干凈，并保持表面濕潤狀態。c.混凝土噴射手須經過專業培訓方可操作。噴射作業開始前，應檢查噴頭內的水環與輸料管及噴嘴連接處是否有膠皮墊圈，連接是否緊密，嚴禁混合用水從連接部位漏出;應對噴射機進行檢查和試運轉;應用高壓風水沖洗受噴面。

2)噴射順序:噴射作業按先側面后頂面的噴射順序自下而上施工，并分片分段進行。當加固修復層厚度大于70 mm時，分層噴射。前后兩層噴射的時間間隔不少于混凝土的終凝時間。在混凝土終凝1 h后再進行噴射時，應先噴水濕潤前一層混凝土的表面。當在間隔時間內，前層混凝土表面有污染時，采用風、水清洗干凈。

3)噴射作業:a.噴射作業開始時，應先送風，后開機給水再給料;結束時，應待噴射機和輸料管內的料噴完后，再停機關風關水。b.對有較大蜂窩、孔洞的結構，噴射作業時應先噴孔洞和凹穴處，然后再噴其他部位。c.開始噴射時，應減少噴頭至受噴面的距離，并調節噴射角度，以保證鋼筋與壁面之間混凝土的密實性;噴射作業時，料流出口與受噴面應垂直，并保持0.6 m～1.0 m的距離。d.鋼筋被混凝土覆蓋后，應加大噴射距離至規定要求，同時噴頭應按螺旋形軌跡(直徑約300 mm)一圈壓半圈地移動，以保證噴射混凝土表面的平整度。e.噴射中如有脫落的混凝土被鋼筋網架住，應及時清除，再補噴。f.噴射過程中應控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現象。g.控制適宜的噴射機工作風壓。當進風管內徑為50 mm、水平輸料(輸料管長度在200 mm以內)時噴射機壓力為:空載壓力(MPa)=0.001 × 輸料管長度(m);工作壓力(MPa)=0.1+0.001 3 ×輸料管長度(m)。在噴射過程中，噴射機司機應與噴射手密切配合，根據實際情況及時調整噴射機工作風壓。h.噴射中最大限度減少混合料的停放時間，混合料攪拌后及時噴射，保證干混合料在新鮮的情況下進行噴射作業，以減少混凝土強度的損失。i.噴射作業中，噴射機供料應連續均勻;機器正常運轉時，料斗內應保持足夠的存料;如因堵管、停風、輸料中斷或噴射作業完畢后，應立即關閉噴頭水閥，并將噴頭朝下放置，以防混合用水倒流入輸料管中;并及時清除噴射機和輸料管內的存料。j.噴射混凝土施工時的回彈率，水平噴射不大于20%，向上噴射不大于30%。落地的回彈料及時收集并打碎，防止結塊。回彈料過篩分類，粒徑不大于12 mm時可再利用，已污染的回彈料不得用于結構加固。k.噴射混凝土厚度的控制可采用下列措施:基層處理后，進行平整度的檢測;梁、柱結構可用模板露出結構面的寬度作為控制混凝土厚度的標志;墻、板等大面積噴射作業，在受噴面上作出混凝土厚度控制標識(最小厚度為設計厚度)，其縱橫間距為1.0 m～1.5 m;控制標識方法:預埋短鋼筋(當采用分層噴射時，短鋼筋長度應滿足分層需要)、鋼釘、做灰餅標志等。噴射作業中亦可用針探法隨時進行檢測，發現厚度不夠應及時補噴。噴射施工結束后8 h以內鉆孔抽查噴射加固層厚度。l.噴射厚度達到設計要求后，刮抹修平。修平在混凝土初凝后及時進行。修平時不得擾動新鮮混凝土的內部結構及其與基層的粘結。

3.6 噴射混凝土養護

混凝土噴射完畢后，對混凝土面進行灑水養護。第一次灑水養護在噴射完1 h～2 h后進行，以后的灑水養護以保持表面濕潤為度。養護時間不少于14 d。當氣溫低于+5℃時，不宜噴水養護，要采取保水養護。噴射混凝土工程處于相對濕度在95%以上的環境中時，可不專門進行養護。

4 材料與設備

4.1 原材料

水泥:優先采用普通硅酸鹽水泥，強度等級不低于32.5，水泥性能符合國家標準。

細骨料:除符合國家標準外，還應符合:細度模數不小于2.5中粗砂，使用時砂子含水率控制在5%～7%。

粗骨料:采用連續級配的堅硬耐久的石子，粒徑不大于12 mm。

水:噴射混凝土拌合用水的水質應與普通混凝土相同，必須符合現行行業標準JGJ 63混凝土拌合用水標準的規定。

外加劑:當噴射混凝土中摻加速凝劑時，應采用無機鹽類速凝劑，并應符合下列規定:

1)選擇速凝劑時應考慮所用水泥與速凝劑的相容性，且摻入速凝劑的噴射混凝土的性能必須符合設計要求;

2)所采用的速凝劑應有出廠合格證，在使用前應按出廠使用說明書的要求進行水泥凝結時間檢驗，其初凝時間不應超過5 min，終凝時間不應超過10 min;

3)粉狀速凝劑在運輸和存放過程中應保持干燥，防止受潮變質;過期或受潮變質的速凝劑不得使用;

4)速凝劑的摻量控制在水泥重量的2%～4%，最佳摻量應在施工前通過試驗確定。

4.2 混凝土配合比

噴射混凝土的配合比宜通過試配試噴確定。其強度應符合設計要求，且應滿足節約水泥、回彈量少、粘附性好等要求。在特殊情況下，還應滿足抗凍性和抗滲性等要求。當噴射混凝土摻入外加劑和短纖維時，其摻量和配合比應通過試配試噴確定。

4.3 設備要求

噴射機、空氣壓縮機、混凝土攪拌機、輸料管及供水設施。

5 質量控制

1)噴射混凝土抗壓強度檢驗。

試塊在工程施工中制取，每噴射50 m3～100 m3混合料不少于一組(3塊)，試塊制作方法為:將450 mm×350 mm×120 mm的木模內噴滿混凝土，加工成邊長為100 mm的立方體試塊，在標準條件下養護至28 d齡期，進行抗壓強度試驗。

2)噴射混凝土加固層厚度控制及檢驗。

施工時在受噴面上用測針、預埋短鋼筋和砂漿餅厚度標志等方法控制噴射層厚度。厚度檢驗檢查點間距不大于2 m。

3)質量驗收。

a.加固工程施工完成后，按設計要求和質量合格條件進行分項工程驗收。b.驗收資料:原材料合格證及試驗報告;噴射混凝土施工記錄;噴射混凝土強度、厚度、外觀尺寸等的檢查和試驗報告;隱蔽工程檢查驗收記錄;加固結構竣工圖等。

6 安全及環保措施

1)安全措施:

噴射混凝土施工作業中，應經常檢查出料彎頭，輔料管和管路接頭等有無磨薄、擊穿或松脫現象，發現問題及時處理。定期檢查電源線路和設備的電器部分，確保用電安全。

2)環保措施:

噴射混凝土施工中應定期測定作業區的粉塵濃度。噴射混凝土施工中，采用增加骨料含水率、雙水環加水、設置集塵器、除塵水幕、加強局部通風等方法減小粉塵濃度。

7 結語

干法噴射混凝土施工技術在多個加固工程中已得到成功應用，隨著公共建筑抗震等級提高后需加固修復的工程大大增多，該項技術以其特有的優點為短期內完成學校及其他建筑物加固改造建設創造了極有力的條件，保證了學生正常學習和建筑物的正常使用，具有積極的社會效益和廣泛的推廣應用前景。