試論某項目首層柱鋼筋偏位加固處理方案

李澤銳

廣東新江工程建設管理有限公司江門分公司 廣東 江門 529000

1 工程概況

本該項目總用地面積為1930.2m2，總建筑面積為9939.6m2，地上5層，房屋總高度為23.75m，采用框架結構。本工程采用柱下獨立承臺樁基礎，采用的鋼筋級別為圓鋼和三級鋼，鋼筋規(guī)格直徑為6、8、10、12、14、16、18、20、22、25。

2 首層柱鋼筋偏位狀況

首先對本項目的框架及首層柱所描述的信息進行分析，負責該作的相關人員包括以下幾種測量放線員和鋼筋工人，還有及施工員等。經(jīng)核對已完成承臺混凝土澆筑的預留首層柱插筋位置，整理的柱筋偏位及柱筋彎折狀況如表1所示。

表1 首層柱鋼筋偏位及鋼筋彎折狀況

3 分析首層柱鋼筋的偏位原因

近年來隨著我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種自動化技術應用到施工現(xiàn)場中，但人手作業(yè)仍然占據(jù)很大地位。特別是制作框架柱的工藝中，各個流程都有可能導致縱向鋼筋偏位。例如在測量放線過程中，模板安裝的過程中、混凝土的澆搗過程中、筋制作的綁扎等。下面通過以下原因進行分析：

一是模板不夠垂直或是節(jié)點模板的位置不夠精準，都會導致鋼筋產生偏位。另外，首層框架柱的模板支撐的力度及剛度不夠，也會導致后續(xù)混凝土在澆筑中發(fā)生歪斜。因此，豎向的鋼筋以及構件會發(fā)生一定程度的傾斜或者偏移。

二是在綁扎箍筋時，建筑工人在缺少搭建腳架跟手架的狀態(tài)下，直接就對首層框架柱已經(jīng)處理好的鋼筋上繼續(xù)往上面的柱子進行箍筋。這樣操作不僅給模板增加了其他力，還會導致柱子的骨架產生扭曲，從而造成鋼筋偏位，對模板的垂直高度產生影響。

三是由于柱模板搭設支撐不牢固，柱軸線放線不準確、澆注砼時振動不當，把縱筋骨架振松。節(jié)點處梁柱鋼筋交叉，梁鋼筋就位時把柱鋼筋擠歪了，導致柱端產生偏位，從而沒法按照設計的圖紙去完成施工。

四是混凝土澆筑的時候單方向下料，會將柱的豎向鋼筋擠向一邊導致鋼筋產生移位。

4 分析縱向的鋼筋偏位后不規(guī)范扳正后的影響

根據(jù)從我國的地形地貌地質看來，會產生地震的區(qū)域面積很廣泛，因此建筑物特別要重視抗震設計。其中加強框架柱的受力，減弱對框架梁的受力是關鍵，因為框架梁所能承受的承載力和剛度都比框架柱的小。

框架柱中的縱向受力鋼筋，在框架柱受到力時，與混凝土一起承受著豎向的壓力。而框架柱受水平作用力，或較大彎矩時，柱端一邊出現(xiàn)的拉力就由縱向受力的鋼筋所承擔。

總而言之，對于框架柱，它的縱向受力會使得鋼筋的偏位數(shù)值比較大，這對框架柱抵抗柱端彎矩和抵抗水平作用力都會產生不良影響[1]。

進一步說，在框架結構施工時縱向鋼筋很容易產生偏移，個別工作人員為了方便，會隨意這個比例進行扶正，縱向長度偏位6位，再扳正l位的長度，而且沒有采用其他的方式來處理補救。萬一出現(xiàn)大尺寸偏位的縱向鋼筋，如果只這樣不規(guī)范扳正，將會對建筑的結構有不良的影響，甚至產生嚴重的安全隱患。

對于有彎折的框架柱鋼筋在荷載作用下，在受拉力的情況下，鋼筋被拉直之后才能承受力。在鋼筋被拉力拉直的過程中，會導致混凝土的表面出現(xiàn)裂縫嚴重會崩裂。所以，如果對縱向的鋼筋產生偏位后進行不規(guī)范的扳正會對結構質量產生非常不利的影響。

5 鋼筋混凝土框架偏移的加固原則和驗算方法

在現(xiàn)場施工中，會出現(xiàn)定位放線不準確和澆注砼時振動不當或模板固定支護不牢固之類的情況，這些原因都會使得鋼筋混凝土框架柱中的垂直度偏移差數(shù)值超出允許范圍，這樣會增加它的內力。混凝土框架之所以能夠承受強大的水平荷載跟垂直荷載，是因為它擁有剛強性跟延展性這兩個特點，N代表軸向力，M代表彎距，這兩個支柱所承受的內力，它的剪力Q通常比較小，因此，我們驗算的流程如下：首先作業(yè)人員要有嚴謹認真的工作態(tài)度，借用工具找出鋼筋混凝土框架產生豎向偏差的位置，并且定位到對應柱的頂部，它自身有不利的荷載組合值彎距M相應軸向力N或找出軸向力N相應彎距M。

最后，根據(jù)總彎矩同號相加或是異號相減，核算過程中算出彎距M值和附加彎短M相同方向的數(shù)值是重點，軸向力N乘以對應柱的實際偏離與設計圖紙位置距離的長度，得到的結果就是彎距M值。然后，對算出來的彎矩算出總值，對軸向力N值進行重新的計算，再對柱子的載面進行配筋。

核算結果可能會出現(xiàn)以下兩種情況：

一、如果柱子的載面的配筋量等于或者小于原本柱子的柱內配筋量，那么這個柱子就不需要采用加固的方式處理。

二、如果柱子的載面的配筋量大于原本柱子的柱內配筋量，就需要采用措施來加固。

另外，還有一種特殊情況，萬一柱頂和柱底部都產生了豎向的偏差，驗算的對象就應當選用它們之間的不利組。具體的驗算方法請參照現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架設計中的驗算方法[2]。

6 首層柱鋼筋偏位的加固處理方案

1、鋼筋偏位≤5mm，在規(guī)范允許范圍內，不進行處理。

2、鋼筋僅偏位并未彎折的情況：

柱筋按現(xiàn)狀直上，首層柱定位根據(jù)現(xiàn)場柱鋼筋位置相應偏移，上層柱柱筋及柱定位對應下層位置。如：8 軸交 B 軸 KZ9、2 軸交 C 軸 KZ12、3 軸交 C軸 KZ13、6 軸交 C 軸 KZ15、7 軸交 C 軸 KZ7、8 軸交 C 軸 KZ16。

柱筋按至少1:6 彎直后直上，首層柱定位根據(jù)現(xiàn)場柱鋼筋彎直后的位置相應偏移，首層柱再進行局部植筋補強處理，上層柱柱筋及柱定位對應下層位置。如：2 軸交 A 軸 KZ3、3 軸交 A 軸 KZ3、4 軸交 A 軸 KZ3、7 軸交 A 軸 KZ3、2 軸交 B 軸 KZ6、3 軸交 B 軸 KZ7、4 軸交 B 軸 KZ8，詳見圖 1。

圖1 定位示意圖一

4、柱筋偏移60～100mm，并已彎折50mm 及以上：

柱筋按至少1:6 彎直后直上，首層柱定位根據(jù)現(xiàn)場柱鋼筋彎直后的位置相應偏移，首層柱再進行局部植筋補強處理，上層柱柱筋及柱定位對應下層位置。如：5 軸交 A 軸 KZ3、6 軸交 A 軸 KZ3、5 軸交 B 軸 KZ8、6 軸交 B 軸 KZ8、7 軸交 B 軸 KZ8、4 軸交 C 軸 KZ14、5 軸交 C 軸 KZ15，詳見圖 2。

圖2 定位示意圖二

5、柱筋偏位大于100mm，按全截面植筋處理，無此情況。

7 新型粘結劑的使用和植筋錨固的原理

隨著科技的發(fā)展，化學化工材料技術的進步，多種新型膠粘劑已在建筑工程中得到有效應用。從實際效果來看，新型錨固膠在環(huán)境適應性和抗拔力方面具有明顯優(yōu)勢。舉例來說，其中錨固膠是一種以聚氨酯為主要成分的材料。 它有耐酸堿性能在低至-20℃的溫環(huán)境中使用。另外錨固膠屬于綠色環(huán)保材料符合當前提倡的綠色施工理念，還具有以下優(yōu)點，它強度高、韌性好不含揮發(fā)性溶劑、沒有刺激性氣味，所以在實際應用中對廣泛的場所都適用。

因此，在建筑工程植筋錨固作業(yè)中，有選擇地使用新型高性能錨固膠，有助于提高施工效果[3]。

在實際建筑施工過程中，對混凝土構件需要植筋的情況下，采用如下工藝流程：首先，用電鉆鉆孔后把鉆孔表面清潔干凈，再注入錨固膠；然后把鋼筋加快速度地插入鉆孔當中。等一段時間，錨固膠就會硬化跟變堅固結實，這樣植入后的鋼筋的抗拔能力就變強。

8 鋼筋植筋工藝要求及材料要求

1、施工前應檢查原結構所有外露構件的完整性，主要構件須抽測混凝土強度，外露的鋼筋應清除浮銹并現(xiàn)場檢測其銹蝕程度，會同參建各方人員確定處理意見。

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2、施工前應檢查構件的完整性，施工過程中在拆除原有構件時，不得重錘猛擊，以免傷害保留構件。進行植筋時，結構改變或加荷的部位設置臨時支撐，以免發(fā)生安全事故。需拆除的部位，原則上應先卸載，再用切割機切除要拆除的部位，若需保留鋼筋只拆除混凝土時，采取無損傷拆除，避免大震動對原結構造成損害。

3、植筋的鋼筋應當選用質量、規(guī)格都符合國家標準的帶肋鋼筋，采用進口帶肋鋼筋時，除了要按現(xiàn)行專門的規(guī)程檢驗性能外,還要要求它對肋面積Ar符合0.055≤Ar≤0.08的規(guī)定。

4、改性環(huán)氧類、改性乙烯基酯類的這兩種膠粘劑，都是植筋必須用的膠粘劑。當植筋規(guī)格大于22mm時,需采用A級膠。它的安全性檢驗指標必要符合《混凝土結構加固設計規(guī)范》，對獲準使用的植筋膠，除說明書規(guī)定可以摻入定量的固化劑外，現(xiàn)場施工中不準隨意添加摻料。

5、植筋加固工程必不可少的材料就是鋼筋和植筋膠，因此嚴禁使用未經(jīng)過安全檢測的植筋膠。對于植筋膠來說，基本性能鑒定、長期使用性能鑒定、耐腐蝕性介質作用能力的鑒定是必不可少的，這三個部分的檢測都合格才可以證明植筋膠的質量。

9 解決植筋在施工中質量問題的措施

其一梁或者柱節(jié)點這兩個地方鋼筋混凝土比較密集，因此容易發(fā)生孔位偏差，并且跟植筋的尺寸有關系，它的直徑越大越容易產生偏差。在經(jīng)過設計方的確認下，萬一鉆孔的時候碰到原鋼筋阻礙的情況，就只能兩倍孔徑的位置進行移位，并且另外鉆新的孔。為了減少這種情況發(fā)生，需要在探明相關構件在混凝土鋼筋中的位置后再進行植筋[4]。

其二根據(jù)目前國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范，對于同直徑的植筋規(guī)格的要求，有機膠的孔徑是不能大于無機膠的孔徑。現(xiàn)實施工過程中，不同直徑植筋它所對應的鉆孔直徑及它的準確數(shù)值，應結合具體情況來確定，并且要匹配相應規(guī)格的鉆頭及相對規(guī)格的型號。因為植筋的規(guī)格及型號數(shù)量比較大，容易產生孔徑偏差，因此要注意把控不同直徑的植筋，防止互相混淆。

其三由于植筋孔底部形狀不規(guī)則以及鋼筋在加工過程中的端頭及斷面所產生的不平整，因此導致這兩個地方不會完全貼合，且在鉆孔時產生的損傷也會影響孔口混凝土的錨固結果，降低其效果。所以，為了加強工程中植筋錨固的穩(wěn)定性及可靠性，在鋼筋上做出錨固深度標記以便插筋時確認，并且要求鉆孔深度比錨固深度大10 mm。

其四確保作業(yè)人員及鉆孔設備施工狀態(tài)良好，能預防鉆孔垂直度產生偏差。對于狹小的空間或是大直徑孔和大深度孔，在進行鉆孔作業(yè)時要減小勞動強度，并采用輔助導向裝置鉆孔。

其五根據(jù)目前國家標準和行業(yè)標準，對于全螺紋螺桿的規(guī)格型號、品種類別、螺母及相關性能沒有具體的規(guī)范要求。因此，采用的全螺紋螺桿應該要對應設計的要求，在施工前就明確，施工單位應當按照設計的具體要求來選用鋼螺桿和螺母。

其六有部分施工人員有偷工減料的行為，例如直接在鋼筋上抹膠或將鋼筋從膠桶中蘸膠，或者采用錘擊直杵的方式插筋，然后將帶膠的鋼筋塞進無膠的孔洞。這樣會導致孔壁跟植筋之間的錨固膠不夠飽滿跟密實，而且植筋錨的固強度和質量不僅達不到設計要求，會給植筋施工工程產生不良的安全隱患，嚴重會產生工程事故。

10 結語

鋼筋出現(xiàn)偏位屬于質量通病，其加固處理的工作難度要比新建大得多，所以我們在加固處理之前必須做好充分的測量、檢測和鑒定工作，避免在進行加固處理的時候出現(xiàn)不必要的狀況。同時，我們必須在確保工程質量和結構耐久性的情況下進行方案的篩選，以確保達到精準處理的效果，避免出現(xiàn)盲目和一刀切的情況造成資源浪費。本文結合實際的工程加固案例，淺析了框架柱加固的專業(yè)知識和選擇了合理的施工方案，希望為同類工程的加固處理做出一份貢獻。