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岩土研究院

【加固纠偏工程案例】喷射混凝土加固修复住宅墙体技术

12 2023-09-03 17:06:00

石油部北京勘探开发研究院29号住宅楼人防地下室施工采用商品混凝土连续浇筑,拆模后发现墙体有较普遍的蜂窝、麻面、露筋和孔洞。为此需进行检验、鉴定及加固工作。

用钻取法和超声波法检验确认,该地下室墙体混凝土21d平均强度为32.2MPa,达到了设计要求强度值。超声波检验认为,墙体结构混凝土基本密实,除已发现的破损区外,并未发现新的破损区和隐蔽的明显孔洞。因此决定可采用喷射混凝土对破损部位进行加固处理。

加固工作历时3d,加固修复墙体总面积1400余m2。完工后经试块检验,喷射混凝土抗压强度为37.9MPa,抗拉强度为3.24MPa,达到了补强加固设计要求,取得了良好效果。


1、加固方案的确定


根据该施工中预留试块的强度(14d为31.1MPa)和用钻芯取样法检验墙体结构混凝土的实际强度(21d为32.2MPa),以及用超声波检验墙体内部缺陷,确认该地下室的墙体混凝土强度(破损部位除外)可满足设计要求,只需对有缺陷(蜂窝、麻面、露筋、孔洞)部位用喷射混凝土加固修复。加固设计要求喷射混凝土标号比原设计高一级,达35.0MPa。新旧混凝土应具有良好的整体作用,墙体加固修复后表面应光滑平整,并用水泥砂浆抹平,以达到与无破损的墙体表面相一致的平整度。


2、喷射混凝土施工


2.1、主要设备及工艺流程

主要设备有混凝土喷射机、干拌合料搅拌机等。为确保补强加固工作顺利进行,配备2台喷射机(0.4m3单罐式喷射机及SP-3型转子式喷射机),1台9m3/min移动式柴油空压机,干拌合料搅拌利用施工现场原有0.5m3鼓轮式搅拌机搅拌,用手推车运至喷射机授料台处供喷射使用。作业时两台喷射机交替使用,利用增加输料管的长度实现对所有部位的喷射。


2.2、原材料及配合比

选用质地较纯净的粗细混合砂、粒径10mm以下的河卵石、525号普硅水泥,水泥:砂子:石子=1:2:1.5(重量比),水灰比控制在0.45左右。


2.3、施工准备工作

(1)原材料使用前要严格过筛,除去大块物料,以防发生堵管事故。

(2)喷射机和空压机等在使用前要认真检验和试运转,确认一切正常才能使用。

(3)认真凿除描体结构混凝土缺陷部位,凡墙体表面有蜂窝、麻面、露筋及孔洞部位的混凝土一律凿至密实处,缺口应凿成八字形,需加厚的墙体表面也应凿毛,以增加新旧混凝土的粘结和整体强度。

(4)为使加固后墙体表面规则平整,厚度均匀,尺寸准确,凡墙体洞口部位或在门窗框处的缺陷部位,事先要支设好一侧(墙体)和侧面(门窗框处)模板。模板应紧靠墙面,接触严密,安装牢固。


2.4、喷射作业

喷射混凝土是借助喷射机械,以压缩空气为动力,将按一定比例的拌合料,通过管道输送并以较高速度喷射到受喷面上凝结硬化而形成的一种混凝土,具有机动灵活、快速高效、质量可靠等优点。

该工程墙体为局部加固,喷射部位不同且不集中,故要求喷射手具有较高的操作技术和熟练的操作水平,来料后及时调节水灰比。喷射作业按先喷孔洞后喷表面的顺序进行,以避免回弹物喷人墙体孔洞内形成松散隔离层,影响新旧混凝土的粘结和其本身的密实性。

为确保喷射质量,除要求控制适宜的水灰比外,喷头操作应严格按要求进行。喷孔洞时应尽量缩短喷射距离,喷头与受喷面的距离以30~50cm为宜,使料束集中,喷捣密实,在喷表面和找平时应适当加大喷射距离,此时以1.0m左右为宜,使料束分散,厚度均匀,喷射面光滑平整。、


2.5、施工中应注意的几个问题

(1)喷射前必须将被凿除部位表面的粉尘、浮渣用压缩空气和高压水冲洗干净。

(2)为使墙体表面光滑平整,喷后随即将表面刮平,再用水泥砂浆将表面抹平。

(3)喷射混凝土水灰比较小,喷层薄,水泥用量大,为防止早期脱水收缩开裂,需加强养护工作。


2.6、喷射混凝土的强度检验

主要检验喷射混凝土的抗压、抗拉强度值。试件按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》规定制作,即在施工现场将混凝土喷射在预先制好的40cm×40cm×10cm的模板内,其原材料配合比及工艺条件均与施工现场相同。试件经自然养护28d后切割成10cm×10cm×10cm的试块,用标准法测定抗压强度,用劈裂法测定抗拉强度,其结果见表9-14-1。


3、加固效果评价


实践表明,用喷射混凝土对裂损建(构)筑物的修复加固与以往沿用现浇混凝土、压浆混凝土及其他方法相比具有以下优越性:

(1)施工方便:喷射法施工为管道输送,可不用或只需少量模板,施工中无需经常搬运设备,通常只需增加管路长度,不受其他工序干扰就能灵活机动地将混凝土输送到任意方向,满足各部位的喷射需要。本工程房间多,喷射部位零散,施工中只用两节输料管并通过墙体空间拉入输料管路,即可实施对各房间各部位的喷射作业,充分体现了喷射法施工的机动灵活、工艺简单和施工方便的特点。

(2)质量可靠:用喷射混凝土对该工程进行修复加固,测得抗压强度为37.9MPa,抗拉强度为3.24MPa,均达到了补强加固设计要求。尤其是喷射混凝土以高速(70~100m/s)高压喷射到破损结构物表面和孔洞中,能与旧混凝土紧密粘结形成一体,具有较高的粘结力和整体强度,可有效地保证新旧混凝土共同工作,是理想的加固方法。

(3)施工快速:对于加固质量要求严格,工程量较大(加固修复面积为1400m2)的地下室工程采用喷射法进行修复,整个工程只用了不到3d时间。修复工作的提前完成为该工程尽快复工赢得了宝贵时间,为早日交付使用创造了有利条件。