框架梁柱節點夾渣缺陷分類修復技術

陳德貴，符華志，彭學標，鐘德通，楊凱

（深圳市天健坪山建設工程有限公司 廣東 深圳 518000）

0 引言

隨著社會經濟的高速發展，既有的建筑結構在一定程度上難以滿足社會生產的需求，若對原結構物進行推倒重建，不僅成本高昂，而且工期較長影響正常的生產運行，為有效地解決現有問題，建筑結構加固修復技術隨之發展起來，通過加固修復改善原有結構的承載力使其滿足現有的生產需求，該技術不僅見效快，而且成本低，僅占拆除重建的30%～60%，具有顯著的經濟效益和社會效益。

在修復過程中常常涉及多種結構加固方案，不同的結構體適用于不同的加固技術，同一結構體根據其破壞程度的不同也應有針對性地制定不同的修復方案，從而達到縮短工期、節省人力、物力、財力的目標。結合具體工程項目，對框架梁柱節點處的結構問題進行分類修復處理的方案。

1 工程概況

茂名市第一污水處理廠自2004年10月建成投入運行以來，日平均處理污水量為9.62萬m3，為了適應城市建設的飛速發展，以及常住人口的日益增長，茂名市水利局等相關單位正積極推進該廠的提標擴容改造工程。

工程實施過程中，該廠反硝化池框架柱的梁底柱采用先澆底柱后澆梁板的工藝，因新舊混凝土界面清理不徹底導致夾渣缺陷[1]。由于出現混凝土夾渣缺陷的部位在屋頂層梁柱節點處，該部位鋼筋配筋密度較大，鋼筋捆扎結構復雜，夾渣在該部位的不同分布情況導致混凝土在梁柱節點處表現出不同的密實狀態，因而產生不同程度的混凝土缺陷，處理起來較為困難。

2 技術特點

對于有夾渣缺陷的混凝土現澆結構，通常采用注漿修補或注漿后進行柱外包鋼補強[2-5]。由于該工程施工過程中出現普遍的梁柱節點夾渣缺陷，且缺陷嚴重程度不一，為使修補后的柱體強度達到甚至超過設計要求，且不過度浪費人力、物力、財力，對不同情況的柱體采取不同程度的修復技術。

根據項目現場的勘察情況，將混凝土柱子的夾渣程度分為以下四類，各類缺陷柱體的平面分布情況，如圖1所示：

一類柱子（圖中1號），“夾渣很嚴重”，目前檢查共有4根，鑿開后該部分直接穿透到對面，鋼筋完全出露無混凝土包裹。

二類柱子（圖中2號），“夾渣嚴重”，目前檢查共9根，鑿開后明顯露出鋼筋。

三類柱子（圖中3號），“夾渣較少”，目前檢查共6根，未露筋，混凝土表面出現蜂窩麻面。

四類柱子（圖中4號），“完好無夾渣”，不修復。

3 修復處理方案[6,7]

針對不同缺陷程度的柱體采取不同程度的修復方案，為保證結構的整體安全，在修復第一、二類柱體時必須使用跳開法進行隔位施工，且不得在同一條梁的兩端同時施工。

不同柱體類別的修復順序遵循由易到難的原則，也就是先修復第三類，逐步積累適合該項目特點的經驗后再修復第二類，最后修復第一類，也可以根據現場實際情況調整具體施工順序。

圖1 各類缺陷柱體的平面分布圖

3.1 一類柱子修復方案

對夾渣很嚴重的一類柱子一般采用壓力灌漿、加大截面、混凝土置換或在置換部位局部包鋼等。該項目中采用比原結構混凝土強度等級（C35）高兩個等級的微膨脹細石混凝土（C45）置換后再局部包角鋼進行補強的方法。3.1.1混凝土置換方法

（1）混凝土表面處理：首先對柱子四周梁板進行回頂支撐。清理夾渣，通過敲擊等方式判斷鑿除含有空隙的混凝土后，剩余的混凝土是否密實，是否存在有明顯的空隙，如果仍然存在空隙應繼續鑿除，直到余下的混凝土表面密實為止。鑿除后，用清水沖洗干凈，將調配好的水泥漿涂抹在清理后的混凝土表面上，由此達到新舊混凝土更好粘結的目的。

（2） 支模：根據鑿除混凝土的深度確定是否需要支設模板，如果鑿除的深度超過5cm、并且內外寬度相同，為了保證新澆筑混凝土的密實度，應支設倒八字形的模板（即“喇叭口”），如圖2所示。

圖2 倒八字形支模—“喇叭口”

（3）澆筑新混凝土：查驗需要加固的柱體原混凝土的設計標號，補強加固時使用比原來設計標號高的內摻8%膨脹劑的混凝土進行補強加固。本項目原設計標號為C35，故補強混凝土強度等級為C45，在混凝土振搗時，必須采用小型震動棒或震動片震搗密實。

（4） 養護：表面補強12 h后，對該部位進行灑水養護，養護時間不少于5 d。3.1.2柱外局部包鋼加固

置換混凝土位置柱外局部包鋼加固，是在置換混凝土部位的四周包角鋼的加固方法，使混凝土柱在豎向承載力大幅度提高的同時提升橫向抗剪能力，并且經加固后，原混凝土柱受到外包綴板的約束，使柱的承載力和延性得到提高。柱外包鋼截面大樣及立面，如圖3、圖4所示。

（1）混凝土與角鋼粘貼面處理:清除混凝土柱表面的裝飾面層及抹灰，清除混凝土柱表面剝落、疏松等劣化混凝土，然后用角磨機打去1～2mm厚表層，四角磨出小圓角，半徑不少于7mm。打磨結束后清洗表面的浮塵，然后用酒精對表面進行擦洗，等表面干燥后再進行下一步的工序。

圖3 柱外包鋼截面圖

圖4 柱外包鋼立面圖

（2）角鋼、綴板制作安裝：根據圖紙要求，在加固混凝土面上按照圖紙要求用墨線彈出安裝的位置。對照施工圖紙結合現場實際尺寸，對鋼板或角鋼進行下料，預留出注漿口。下料后，應及時清理角鋼表面的銹漬，通過打磨直到露出鋼材原有的金屬光澤，用酒精擦洗角鋼表面，待干燥后進行下一步工序。

（3）綴板和角鋼的安裝、焊接：將步驟二中準備好的角鋼用夾具暫時固定在待修復混凝土柱的四角。根據待修復結構的位置對角鋼位置進行微小調整，焊接過程中為了保證角鋼不發生變形，可以優先焊接附著在角鋼上、中、下部位的綴板，然后再進行全面的安裝焊接。

（4）密封：用環氧砂漿將角鋼周圍封閉，并留設排氣孔，同時，在合理的位置設置灌漿嘴。

灌漿嘴選用長5～8cm、Φ8～10mm的軟管，軟管一端插入角鋼或綴板內3～4cm。

每根角鋼都應該安設灌漿嘴，從下往上按50～100cm的間距依次設置。

（5） 灌漿結構膠調配：灌漿材料采用改性環氧樹脂膠粘劑。調配時在干凈的容器中按說明書配合比配置膠粘劑，沿同一方向攪拌均勻，直到色澤均勻一致為止。

（6）灌漿：用專用的壓力裝置（壓力一般設為0.2～0.5MPa）將配制好的結構膠從灌漿嘴壓入綴板或角鋼與柱面之間的縫隙。

（7） 空鼓檢驗：待結構膠固化后，用小錘敲擊角鋼及綴板，如果聽不見無空洞聲，則表示角鋼、綴板和混凝土柱之間粘接良好。灌漿的密實度如果小于90%，則應當在空鼓部位重新鉆孔，進行補灌，直到滿足設計要求為止。

（8）表面噴砂、防護處理：柱包鋼加固后，在角鋼表面 (包括混凝土表面)分層壓抹1：2.5水泥砂漿，涂抹厚度為25mm，作為角鋼的保護層。

3.2 二類柱子修復方案

對夾渣嚴重的二類柱子采用摻8%膨脹劑的高兩個等級的細石混凝土進行補強。3.2.1混凝土表面處理

清理夾渣，通過敲擊等方式判斷鑿除含有空隙的混凝土后，剩余的混凝土是否密實,是否存在有明顯的空隙,如果仍然存在空隙應繼續鑿除,直到余下的混凝土表面密實為止。鑿除后，用清水沖洗干凈，將調配好的水泥漿涂抹在清理后的混凝土表面上，由此達到新舊混凝土更好粘結的目的。

3.2.2 支模

根據鑿除混凝土的深度確定是否需要支設模板，如果鑿除的深度超過5cm、并且內外寬度相同，為了保證新澆筑混凝土的密實度，應支設倒八字形的模板（即“喇叭口”）。

3.2.3 灌注混凝土

核對補強部位原混凝土的設計標號，補強時用比該部位設計標號高的內摻8%膨脹劑的混凝土進行補強，本項目原設計為C35，故補強混凝土強度等級為C45，在混凝土振搗時，必須采用小型震動棒或震動片震搗密實。

3.2.4 養護

新澆筑混凝土12 h后，進行灑水、覆膜養護，養護的時間不應短于5 d。

3.3 三類柱子修復方案

對夾渣較少導致蜂窩麻面的第三類柱子采用摻8%膨脹劑且高兩個等級的混凝土（即C45混凝土）剔除石子后進行抹面補強。

4 結語

該工程施工過程中出現大范圍的梁柱節點夾渣缺陷，若對所有缺陷柱體采用統一的技術標準進行修復處理容易導致以下兩種結果：標準較低時，對于缺陷嚴重柱體將無法達到補強加固的效果；標準較高時，對于缺陷程度較低的柱體則容易產生材料和時間成本上的浪費。

因而，在對混凝土柱體夾渣缺陷進行勘察分類的基礎上制定相應的修復方案，有針對性的進行補強加固，重點修補缺陷程度較高的柱體，對缺陷程度較輕的柱體采用較為便捷的修補方式，不僅有效達成了補強加固的要求，并且縮短了工期，節省了大量的人力、物力、財力。