苏州东创科技园B2#楼首层 (-0.050m~5.100m) 柱设计技术参数: (1) B2-6/B-B、B2-9/B-G轴KZ1, 截面尺寸800×900, 柱配筋4B25+12B20。 (2) 相邻梁:横向800×800, 配筋10C25, 8+2;8C25。纵向500×1250, 配筋10C25, 7/3;11C25, 2/9。 (3) 混凝土标号:C30。于2010年11月20日浇筑, 12月1日拆模时发现柱下段混凝土可见明显不规则连片状或蜂窝状孔洞, 蜂窝区域周边的不密实区域则与坚实混凝土有明显色差, 标高范围柱下段-0.050m~1.700m内, 其中又以东侧最为严重 (标高1.0m以上的蜂窝全部出现在东侧) , 西侧次之, 蜂窝深度最大达150mm左右, 柱脚部位蜂窝有混凝土不密实区域几乎环绕四周, 其中东侧蜂窝加不密实区域最大深度之和在350mm以上。
根据现场情况分析该现象系:柱梁节点钢筋密集等特点, 在多节点柱关键部位在混凝土浇筑过程中, 插入式振捣棒在密集区域未振捣充分或插入深度不够, 加之节点区域钢筋密集阻碍混凝土未能完全到位, 造成局部混凝土呈疏松的自然堆积状态所致。
置换方案:考虑上层结构混凝土于2010年12月1日已浇筑完成, 因此采用高一强度等级C35的GSG高强无收缩灌浆料, 置换缺陷混凝土。后处理加固方案:修补区域贴碳纤维布加固, 柱根连梁贴钢板, 化学锚栓包箍加固。
1 二层梁板支撑
对于一层柱蜂窝加不密实混凝土截面有可能超过柱截面50%的部位, 则以该柱为中心, 相邻梁、板1/3净跨内顶撑加固 (脚手架立柱纵横向@600mm, 步距1200mm, 脚手架立柱顶采用立杆可调U型支托, 一、二层立柱接触面采用托梁板工字钢, 增加顶托接触面, 脚手架在水平杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑进行封闭) , 以防在混凝土置换过程中, 柱纵向钢筋及上部结构产生微量变形。
2 彻底凿除蜂窝及不密实混凝土
彻底凿蜂窝区域及周边不密实混凝土: (1) 采用手工或轻型电动工具凿混凝土不得有碎石、浮浆、浮灰、油污和脱模剂等杂物。 (2) 彻底凿除所有蜂窝及相邻的不密实混凝土, 直至完全暴露出坚实、牢固的混凝土界面, 不密实混凝土与坚实混凝土有明显的色差。凿到色差分界线时, 仍应继续凿除20mm~30mm原混凝土, 以确保疏松混凝土全部清除。 (3) 当凿除混凝土截面有可能超过50%时, 采取分批置换法, 即第一次置换半面, 待转换材料达到C35强度后, 再进行另外一半面混凝土置换。 (4) 用高压水 (150~300kg/cm2) 冲洗洁净, 将修补基面涂刷一层环氧基液, 待基液用手触摸时不粘手并能拔丝时 (约30min) , 施工前24h, 将原混凝土表面充分湿润, 且确保置换部位无积水, 浇筑前用进风器送风, 排去混凝土表面污灰及多余的挂水。
3 支模浇筑置换混凝土新型材料GSG灌浆料
3.1 支模
在原柱侧面位置支模, 模板与模板拼接及转角连接处采用专用防露浆膜铺帖, 确保不露浆;模板高度高于置换区域上缘50mm。支模完成后用速凝水泥将模板缝隙封死, 以防漏浆。模板上部做成喇叭口, 或者在原有孔洞上方凿开5cm×5cm的孔, 用以浇筑灌浆料。
3.2 拌制置换混凝土新型材料G S G灌浆料
配比:GSG灌浆料∶水=25kg∶3.25kg~3.75kg, 拌和用水应采用饮用水, 现场拌制, 在合适的容器内采用机械搅拌至充分均匀为止。
3.3 浇筑GSG灌浆料
自模板上部喇叭口或5cm×5cm的孔洞上方浇入GSG灌浆料, 必要时采用电动插捣器等形式振捣, 确保模板内空气排出, 灌浆料填充密实。
3.4 养护
浇注完毕后立即浇水养护: (1) 48h后拆模, 凿平喇叭口凸边。 (2) 洒水养护3d。
4 后处理加固
4.1 置换混凝土及周边混凝土基层处理
碳纤维布采用Ⅰ级布 (ffk≥3400MPa, Ef≥2.4×105, 0.167mm厚) 贴前须待作业区域表面完全干燥后 (约停止洒水养护后第4天) , 方可进行施工, 贴布及粘钢部位打磨原构件表面至露出混凝土新面, 模板槎口、风化层, 必须磨平磨掉;油污必等须用丙酮等擦净;潮湿表面, 要自然晾干或用吹风器烘干。
4.2 柱脚周边钻孔、值化学锚栓
钻孔规格:板面:A18× (板厚-30) ;梁面:A18×130。板面钻孔时不得将楼板打穿 (按使用M16的化学锚栓要求的深度, 如满足不了锚固长度, 可采用螺栓连接方式) , 如遇原构件钢筋, 应移位避开, 不得强行打断。钻孔完成后, 用专用毛刷及压缩空气彻底清除孔内灰粉, 吹和刷交替进行, 清孔过程至少三吹两刷, 将成套化学锚栓, 用手枪钻推动螺杆旋进至孔底, 自然养护12h, 养护期内严禁扰动螺杆。
4.3 涂粘布胶及碳纤维布
三胶一布:底胶, 将成套的甲乙组份按比例调配均匀, 涂胶用量0.2~0.3kg/m2, 底胶范围超过贴布部位5mm~10mm。中面胶:待底胶表面指触干燥后, 按一定比例调配中面胶, 用量0.7~0.8kg/m2涂刷均匀, 不得漏刷。贴布:先沿柱侧面纵向0.167×200× (竖向高度+200长翻边) , 环向0.167×1000@200mm, 自一端向另一端一边粘贴, 一边展开 (遇需搭接时, 长度≥150mm;遇化学锚栓时, 撒开一条缝, 将锚栓套入) , 同时赶走气泡, 消除皱折, 待全部粘贴后仍需用辊筒压实2~3遍, 以使碳纤维布充分贴紧。罩面保护胶:用量0.4~0.5kg/m2, 贴片整平后, 再继续刷一道罩面保护胶, 表面涂刷2~3次, 以使胶液与碳纤维布充分浸润。
4.4 粘钢;安装柱脚碳纤维布压板
钢板-8×100× (柱宽加+100) , 粘贴面打磨至露出金属光泽, 其余表面机械除锈;粘贴面均匀涂敷JGN结构胶 (甲乙组份按3∶1现场拌制) 约3mm~6mm, 中间厚两边薄;将钢板套入化学锚栓后粘贴于柱脚周边50mm的梁板上, 拧紧化学锚栓, 压实钢板至四周有少量余胶溢出, 此时用小锤敲击钢板表面, 根据声音辨别、判断钢板是否完全粘合, 如有空鼓声, 则迅速将钢板卸下补胶, 重新粘贴, 自然养护24h, 且养护期内严禁扰动碳纤维布和钢板。
5 结语
经12月25日对该部位混凝土质量检测, 均达到结构设计安全要求。该项缺陷混凝土置换技术运用, 不仅运用不同强度混凝土的置换, 还可以更好的推广到设备基础替代环氧树脂进行地脚螺杆锚固, 二次结构改造加固补强、工程抢修等特殊工程施工, 同时作业区域仍可按原设计进行外粉刷或刮腻子、上涂料等二次装修作业, 不影响使用功能要求。
摘要：苏州东创科技园KZ1, 在施工过程中, 柱下段混凝土可见明显不规则连片状或蜂窝状孔洞, 针对该质量隐患, 组织专家会诊, 采取缺陷混凝土置换技术, 满足了设计要求。
关键词：缺陷混凝土置换,GSG灌浆料,涂粘碳纤维布,粘钢