[摘 要] 當柱的強度降低較大時,采用常規的加固措施其費用非常高且加固效果明顯。本文結合某地下車庫加固改造工程,詳細介紹了混凝土柱的置換改造技術。
[關鍵詞] 框架柱 改造 置換
1 工程概況
某地下車庫平麵總投影麵積為16044m2,邊柱和中柱的截麵尺寸分別為500mm ×500mm和550mm 550mm,主梁的截麵尺寸為500mm ×900mm(b×h ),頂板厚度為250mm。梁、板、柱的混凝土設計強度均為C35,主要采用商品混凝土澆築,部分柱采用現場攪拌的混凝土澆築。然而,由於管理和操作失誤,采用現場攪拌混凝土澆築的柱中,有4根柱的強度未達到C15,強度降低非常嚴重。謹慎起見,對強度低於C15的混凝土柱,采用了置換改造處理方案。所謂置換改造,即將原來柱的混凝土完全鑿除,保留鋼筋,用高於設計強度一個等級的混凝土(C40)重新進行澆築。
2 混凝土柱置換改造方案
拆除已經形成整體的框架結構柱,可謂"牽一發而動全身"之舉。方案從總體的高度把握了以下幾個的關鍵點:(1)對原有結構的卸載;(2)梁柱節點核心區和柱腳的處理;(3)梁端新老混凝土結合麵的處理。
2.1 對原有結構的卸載
結構柱在梁、板ban等deng自zi重zhong作zuo用yong下xia,已yi經jing產chan生sheng內nei力li,如ru果guo直zhi接jie拆chai除chu結jie構gou柱zhu,結jie構gou有you垮kua塌ta的de危wei險xian。因yin此ci,必bi須xu對dui柱zhu進jin行xing卸xie載zai處chu理li,即ji采cai用yong臨lin時shi支zhi承cheng體ti係xi代dai替ti柱zhu受shou力li。卸xie載zai方fang式shi采cai用yong腳jiao手shou架jia和he千qian斤jin頂ding配pei合he的de方fang法fa進jin行xing。腳jiao手shou架jia在zai需xu要yao拆chai除chu的de結jie構gou柱zhu相xiang鄰lin區qu格ge內nei滿man堂tang布bu置zhi,腳jiao手shou架jia的de搭da設she參can數shu通tong過guo計ji算suan確que定ding。在zai需xu要yao拆chai除chu的de結jie構gou柱zhu旁pang邊bian,設she置zhi千qian斤jin頂ding進jin行xing卸xie載zai有you兩liang個ge作zuo用yong:一是提供一個剛性支點,二是可以控製梁端與柱連接位置的標高。腳手架和千斤頂的布置示意圖見圖1所示。
滿堂腳手架采用的扣件式鋼管腳手架,其搭設參數為:縱橫向間距均為1.2m,局部0.8m~1.0m;腳手架步距為1.5m;橫向剪刀撐每隔4跨布置以加強滿堂架的整體性;梁底保險起見,腳手架立杆采用雙立杆。滿堂腳手架的穩定性主要通過保證立杆的穩定性和加強構造實現。
腳手架立杆的穩定性驗算如下:
1) 荷載
梁、板和腳手架自重和施工活荷載( ),所以腳手架立杆軸力設計值為:
腳手架立杆按軸心受壓構件驗算其穩定性。腳手架鋼管按截麵參數為:, 。經計算, ,查表《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》[1]附錄C得: 。立杆穩定性驗算:
2.2 梁、柱節點核心區和柱腳的處理
如(ru)果(guo)隻(zhi)將(jiang)柱(zhu)鑿(zao)除(chu)並(bing)重(zhong)新(xin)澆(jiao)築(zhu),柱(zhu)與(yu)梁(liang)及(ji)柱(zhu)與(yu)基(ji)礎(chu)的(de)連(lian)接(jie)部(bu)位(wei)將(jiang)是(shi)結(jie)構(gou)的(de)一(yi)個(ge)薄(bo)弱(ruo)環(huan)節(jie),兩(liang)者(zhe)均(jun)並(bing)不(bu)能(neng)實(shi)現(xian)剛(gang)性(xing)連(lian)接(jie),而(er)是(shi)改(gai)變(bian)了(le)原(yuan)有(you)結(jie)構(gou)體(ti)係(xi)的(de)受(shou)力(li)特(te)點(dian),結(jie)構(gou)的(de)承(cheng)載(zai)力(li)和(he)安(an)全(quan)性(xing)都(dou)降(jiang)低(di)了(le)。所(suo)以(yi),應(ying)將(jiang)梁(liang)、柱節點核心區及柱與基礎連接部位的部分混凝土清除,將其與結構柱一起重新澆築,以保證結構的整體性能。
jiedianhexinqudezhihuanfanweiduijiegouzhongxinjiaozhuhoudeshoulixingnengyouzhejidadeyingxiang,ruguobunengheliqueding,bujinjiedianfujindekangjiannenglixiajiang,erqiejishizhuyujiedianyiqizhongxinjiaozhu,quebunengxingchenggangjie。canzhaozhuangpeizhengtishi混凝土結構[2]的de特te點dian,一yi般ban預yu製zhi梁liang在zai柱zhu上shang均jun有you一yi定ding的de擱ge置zhi範fan圍wei,所suo以yi,不bu宜yi將jiang混hun凝ning土tu柱zhu外wai包bao尺chi寸cun範fan圍wei內nei的de梁liang柱zhu節jie點dian核he心xin區qu混hun凝ning土tu全quan部bu清qing除chu。本ben工gong程cheng核he心xin區qu混hun凝ning土tu置zhi換huan範fan圍wei為wei400mm400mm,梁在柱外包尺寸投影範圍內每邊均有75mm的擱置長度(圖1和圖2)。這樣處理,不僅解決了新老混凝土粘結麵的抗剪問題,而且保證了梁柱節點的剛性連接。
對於柱與基礎連接節點,鑿除了50mm厚混凝土底板混凝土,清理幹淨後,與混凝土柱一起重新澆築。
2.3新老混凝土結合麵的處理
新老混凝土結合麵進行鑿毛處理,以增加粘結力。同時在新澆築的C40混凝土中摻入了適量的減水劑和膨脹劑,一方麵減少了混凝土的收縮,另一方麵增加了咬合作用。
3合理的施工組織
為保證工程順利實施,合理的施工組織是至關重要的:
(1)搭設腳手架和布置千斤頂
腳手架的搭設應當留出清除混凝土柱的作業空間,一邊不宜小於800mm,但也不宜過大,以防梁端懸挑過長。腳手架立杆與梁或板接觸可采用用可調托支撐,以保證軸心受力或接近軸心受力。
(2)鑿除柱、節點核心區及柱腳部分的混凝土
zailiangzhujiedianhexinqudanchuhunningtuzhihuanfanweibianxian,zuoyeshiyangekongzhibudechaoguogaifanwei。hunningtuqingchucaiyongjixieherengongpeihegongzuo,shigongzhongzhuyibaohuliang、板、柱的鋼筋。鑿除的混凝土運出過程中,應嚴格控製不得碰撞腳手架鋼管。
(3)清理梁、板的結合部位
待混凝土清除完工後,需要仔細將結合麵鑿毛,然後用鋼絲刷將結合麵清理幹淨,並用鼓風機吹除結合麵的灰塵。
(4)立模、混凝土及養護
為精確控製柱尺寸,所有模板均采用新采購的膠合木模板。新澆混凝土質量嚴格遵守《混凝土結構工程施工質量驗收規範》[3]的要求,尤其注意核心區的混凝土要振搗密實。混凝土澆築完成後,在頂板上部混凝土鑿除缺口處采用草簾覆蓋,並樹立標誌牌。
4、結語
鋼筋混凝土柱的置換改造法加固在國內的工程實例中並不多見。然而,通過精心設計、慎重施工、嚴格管理,本工程得以順利實施。
參考文獻(References)
[1]建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範,JGJ130-2001
[2]混凝土結構設計規範,GB50010-2002
[3]混凝土結構工程施工質量驗收規範,GB50204-2002
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