建筑物修缮——断柱纠偏

建筑物修缮——断柱纠偏

刘志云司明军

深圳市超卓工程有限公司

摘要：建筑物倾斜是由于各种各样的原因造成，严重的危害到人身生命财产安全。本文根据工程案例，对建筑物的断柱纠偏施工进行探讨。

关键词：建筑物倾斜；断柱纠偏；施工措施

一、工程概况

某建筑总面积约1430㎡，为四层（局部五层）框架结构，建筑高度为12.90m(14.70m)。基础为钢筋混凝土独立及条形混合基础。该建筑物北面有悬挑阳台，北面相对应的独立基础和条形基础承受的荷载略大于南面，基底人工回填土压缩变形明显大于南面，再加上北面轨道及市政管道施工对地基土的拢动，造成该建筑物整体向南倾斜率达到11.2‰，严重超出国家关于危房标准的规定，须对该建筑物采用断柱迫降纠偏法进行纠偏。

二、重点和难点分析

建筑物整体纠偏是本工程的施工重点，为减少顶升施工时原结构变形开裂的机率和保障建筑物的安全，顶升施工需在完成基础承台加固和首层柱子加固的基础上进行。加固混凝土强度达到设计强度80%以上，且首层加固柱混凝土浇筑要与顶升的钢混凝土组合平台同时浇筑。其难点是毗邻建筑物距离陕小，材料运输困难，如何减少对周围的正常营运是该工程的难点。

三、施工方法及技术措施

1、施工准备

施工准备包括加固工程投入的材料、设备、施工人员及施工现场的水电敷设，有足够的材料、施工设备及专业施工人员和管理人员，对加固改造工程所需的特种材料可按规范要求一次进位到场。施工水电接入该楼供电供水系统，按施工用电规范要求敷设于施工现场，经计算施工用电总负荷约100KW（不含装饰施工），施工用水管径约一寸可满足该项目的需求。

2、基础加固

本工程基础采用植筋和界面处理连接技术加建连接承台梁的方式加固，其施工工艺流程如下：

1.基础加固施工工艺流程图

图1承台加固施工流程图

2.施工方法及技术措施

（1）土方开挖

土方开挖前按加固图纸定位放出开挖边线，采用混凝土切割机沿边线将混凝土地面锯开，采用人工开挖，开挖深度按施工图纸要求，为了方便运输及承台加固完成后的土方回填，将室外开挖的土方及时清运出场地，室内开挖的土方堆放至现场不妨碍承台加固施工的地方。

（2）新旧混凝土界面的处理

在新旧混凝土交接面处，用人工凿毛凿除原混凝土表面，使全表面露出新鲜混凝土，承台面凿毛深度为10～20mm，柱接触面凿抗剪槽2条，凿槽宽度为50mm深度为30mm，完成凿毛处理后采用高压水把混凝土凿毛面粉尘冲洗干净。

（3）完成凿毛处理后，复核标高，采用夯实机具将承台加固范围夯实，随后浇筑C15混凝土垫层，压实振平。

（4）钢筋的种植

采用A级植筋胶，植筋胶要提前试配。

a.定位：按设计图纸大样在相应部位标示植筋位置、大小、深度，孔位应避开原结构内部钢筋和缺陷混凝土，植筋锚入原结构深度为24d（d为钢筋直径）。

b.钻孔：可采用风钻或冲击钻钻孔，孔径不小于钢筋直径加4毫米；钻孔深度取植入深度+15mm。植入深度取24d（d为钢筋直径）。

c.清孔：首先用空压机从孔底吹出粉尘，然后用硬质尼龙刷清刷孔壁，最后再次用空压机从孔底吹出粉尘。如果孔内有积水或潮湿粉尘，则用水冲洗孔壁，然后再用高压风将积水排除，最后将孔壁烘干，保证植筋时孔内无粉尘、孔壁干燥。

d.配胶：严格按配方用量杯量取或称取原料配制胶粘剂，每次配胶数量不宜过多，应在四十分钟内使用完毕。主料和胶粘剂均应充分搅拌均匀。

e.植筋：植入的钢筋应先除锈，保证无锈蚀、无油渍、表面洁净。使用专用注胶器从孔口把胶注入孔内，使胶基本充满孔洞，然后在钢筋植入段周边抹胶，最后把钢筋插入孔内，必要时应用锤击确保钢筋插入深度。

f.养护：植入钢筋后八小时内不得踩踏钢筋、碰撞钢筋，八小时后胶粘剂已经凝固，方可进入下一工序的施工。

g.如进行现场植筋抗拔试验，应在满足规定养护时间后进行试验，并确保在植入深度为24d时植筋抗拔力试验值不低于钢筋拉力标准值。

（5）模板工程

本加固工程模板为砖砌模板，厚度为12cm，为方便清洗基面时积水的清除及保证混凝土浇筑的质时，每个承台配一个集水井（1m长*1m宽*1.2m深）,在砌筑砖墙前应将承台面基面处理时遗留在承台上的残渣碎石冲洗干净，在砌筑砖墙时，砖墙顶标高应高出混凝土完成面4至5公分做混凝土蓄水养护用，在砖墙砌筑完成24小时后，砖墙与原土方间的缝隙用土填满夯实。

6）钢筋的制作

从加工到焊接和切割都必须严格控制，使用有出厂合格证并经检验合格的钢筋，钢筋应无锈蚀、无油污，开料必须尺寸准确，受施工场地的限制钢筋的加工在工厂进行。钢筋线材的调直使用冷拉的方法进行调直，从而提高钢筋在结构上的抗拉性能；箍筋末端需做135°弯钩，弯曲直径不小于钢筋直径的4倍，平直段长度不小于钢筋直径的10倍（框架梁）或5倍（其它梁），且不小于50mm；钢筋的锚固长度、接头位置和数量应满足设计和规范要求。

（7）混凝土工程

承台加固使用的砼强度等级按图纸要求为C25，为稳妥起见，找信誉好、质量有保障、有资质的搅拌站比设计强度提高一个等级配制，配制时应严格控制水灰比，坍落度控制在16～20cm。计划使用商品混凝土，为减少混凝土的收缩变形，掺适量的减缩剂，配泵车浇筑。

（8）土方回填

浇筑混凝土完成经养护14天后利用原开挖土方进行回填，回填厚度为10~30CM,采用机械夯实后修复混凝土地面。修复地面混凝土标号为C20,厚度为100MM，采用平板振动器振捣，随后人工整平抹光，12小时后淋水养护，养护期不少于7天。

3、上部结构梁、柱、墙加固

采用粘钢法加固框架梁,混凝土构增大截面加固按下列程序进行：清理、修整原结构、构件→安装新增钢筋（包括种植钢筋）并与原钢筋、箍筋连接→界面处理→安装模板→浇筑混凝土→拆模及养护→施工质量检验

四、施工技术措施

（一）钢筋种植工艺流程图如下：

图2钢筋种植工艺流程图

1、清理、修整原结构、构件:

原构件混凝土界面(或粘合面)经修整露出骨料新面后，按设计图纸和混凝土构件增大截面工程施工规范要求，对新旧混凝土界面作凿毛处理，凿毛处理的质量好坏直接关系到增大截面混凝土与原结构粘结效果和共同受力的作用，是加固工程的重要环节，采用风动机具配羊角式加强单头钨钢合金凿毛头进行凿毛处理，凿毛深度达到5~10mm。完成凿毛后采用钢丝刷清除原构件表面松动的骨料、砂砾、浮渣和粉尘，并用清洁的力水冲洗干净。若采用喷射混凝土加固，宜采用压缩空气和水交替冲洗干净。

2、标定孔位：

植筋位置应经放线并探测钢筋位置后标定，若植筋位置受原钢筋干扰，应通知设计单位变更植筋位置，并出具变更设计通知书。钻孔前用钢筋探测仪探查原结构钢筋位置，钻孔时避开原结构钢筋，对植筋孔位作适当调整，避免钻断原结构钢筋。

3、钻孔：

采用风动钻具或电动钻具钻孔，当所植钢筋直径小于20mm时：钻孔孔径为d+4mm(d为所植钢筋直径)；当所植钢筋直径大于20mm小于25mm时：钻孔孔径为d+6mm(d为所植钢筋直径)；当所植钢筋直径大于25mm时孔径为d+8mm(d为所植钢筋直径)。

4、钢筋加工及除锈除油、除污

植筋用的钢筋或螺杆在植入前应用钢丝刷或砂轮机打磨除锈，并用棉布擦试干净，防止油渍污染。

5、清孔

5．1完成钻孔后，采用尼龙马尾毛刷配高压风管清孔，执行“吹-刷-吹”三道清孔程序，确保孔内无油污、无粉尘、无积水，必要时用干净棉纱沾少量工业丙酮擦净孔壁。

5．2植筋孔清孔后应保持干燥，含水率不得大于6%，

5．3植筋孔清理洁净后应立即种植钢筋，若不能立即种植应暂时封闭孔口，防止尘土、碎屑、油污和水分落入孔中影响锚固质量

6、配制胶粘剂

采用现场配制的植筋胶时，应在无尘土飞扬的室内按产品说明书规定的配合比和工艺要求严格执行，且应有专人负责。调胶时应根据现场环境温度确实树脂的每次拌合量，使用的工具应为低速搅拌器，搅拌好的胶液应色泽均匀，无结块，无气泡产生。在拌合和使用过程中，应防止灰尘、油、水等杂质混入，并按规定的可操作时间完成植筋作业。

7、注胶：

注入粘胶剂时，其灌注方式应不妨碍孔中的空气排出，灌注量应按产品使用说明书确定，并以植入钢筋后有少许胶液溢出为度。

8、植筋

注入植筋胶后，立即在钢筋的植入段周围抹上植筋胶后将钢筋植入孔内，并按单一方向边转边插，直至达到规定的深度。从注入胶粘剂至植好钢筋所需的时间应少于产品使用说明书规定的适用期（可操作时间）。否则应拔掉钢筋，并立即清除失效的胶粘剂，重新按原工序返工，钢筋植入后，八小时内不得扰动钢筋。

五、断柱迫降纠偏施工

当基础加固完成后，首层柱子与迫降平台同时施工，完成首层柱子加固，待混凝土强度达到设计强度80%以上后，安装迫降千斤顶装置，检查无误后实施断柱迫降。断柱迫降的施工工艺流程图：

图3迫降施工工艺流程图

测量定位

在B、C轴线柱位以原地梁的面标高上延500mm画出迫降平台的底标高，迫降平台面标高根据设计图纸设定。

2、迫降平台与首层柱界面凿毛处理

首层柱与迫降平台的交界面，凿毛原柱砼表面，露出新鲜砼，凿毛深度1-2cm；首层加固柱钻孔。

用清水和钢丝刷把砼凿毛面刷洗干净。

3、安装迫降平台侧模

（1）安装上平台底模、圆弧钢板套箍，收紧连接螺栓；基础加固完成面上平台之间净距约600mm。

（2）对迫降平台预埋钢板：地梁面可固定钢支撑或钢板；迫降平台底是粘钢板；要用水平尺检查预埋钢板的水平度，以确保将来安装千斤顶垂直。

4、浇筑迫降平台砼及砼养护

浇筑砼时，砼严格控制水灰比，塌落度控制在8-10cm，避免砼产生较大的收缩沉降变形；所浇筑的砼完成12小时后要不断浇水养护，使砼表面始终保持湿润，减少混凝土收缩，防止混凝土开裂，淋水养护期不少于7天。

5、安装迫降平台千斤顶

（1）千斤顶上下混凝土支垫完成达到70%设计强度（养护10天）后安装千斤顶。

（2）安装千斤顶时需检查调试千斤顶的活塞高度，要求活塞伸出16cm-18cm以内，保证千斤降下行程满足迫降位移要求，方便操作。千斤顶就位安装后，必须检查所有千斤顶和垫板的安装情况，要求千斤顶安装正直，油路开关正确，上、下垫板平整夹紧，摇杆位置便于操作。

6、断柱迫降

（1）迫降千斤顶分别采用32T螺旋千斤顶和50油压千斤顶，支承垫板采用钢垫板，垫板尺寸为300mm╳200mm，垫板厚度分5mm、10mm、20mm三种规格，钢板表面应打磨平整。

（2）检查所有千斤顶和垫板的安装情况，要求千斤顶安装正直，油路开关正确，上、下垫板平整顶紧。在使用前应对千斤顶进行检查。

（3）安装时检查调试千斤顶的活塞高度，要求活塞伸出16cm～18cm，保证千斤顶上升行程满足迫降位移要求，方便操作。

（4）复核所有千斤顶的迫降位移表，位移表根据设计迫降量分级计算。

（5）可选择1个柱位作迫降装置荷载试验，以检查迫降平台及千斤顶等迫降装置的安全性能。试验最大荷载取该柱位荷载标准值的1.6倍。

（6）在迫降前准备好修复柱用的钢筋、水泥、模板等材料及焊接钢筋、浇捣砼的施工机械。

（7）迫降施工期间，封闭施工现场，无关人员不得进入现场。

（8）在指挥部的统一号令下，同步操作千斤顶，要求每个千斤顶在60秒钟内比较均匀地完成一级的迫降位移量。每个千斤顶的迫降位移量列成表格贴在迫降平台侧面，操作人员应随时检查。

（9）分级进行迫降施工。每级迫降操作完成后，应立即用油压千斤顶或垫块垫紧。垫块尺寸按荷载计算确定。

（10）每级迫降操作完成后，迫降组成员应检查核对每个千斤顶的迫降位移量，并作必要的迫降调整。检查后应向指挥部汇报。

（11）在每级迫降操作完成后，对结构状况、迫降位移进行全面监测。

（12）在检查、分析有关数据、确认结构安全、操作无误后，再由指挥部发布号令进入下一级迫降操作，直至达到预定目标。

（13）在迫降施工过程中，任何施工人员不得擅离岗位。

（14）在迫降施工过程中，如果发现机械问题或其它非正常情况，操作人员应向组长汇报，组长应向指挥部汇报。

（15）在完成迫降后，应立即顶紧垫板，并派专人巡查千斤顶的迫降量和油压情况，及时顶紧千斤顶。

（16）在迫降施工全过程中，应加强全方位变形监测，包括迫降位移、基础沉降、楼房倾斜度和结构裂缝等。监测原始数据应及时输入计算机进行处理和核查，并将结果立即报指挥部。

7、柱修复及砼养护

（1）模板、钢筋工程

采用木模板，严格按图施工，保证结构的形状尺寸、位置正确，并具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠承受新浇砼的重量和侧压力，以及在浇筑过程中不漏浆。柱上口做成斜模。柱的纵筋采用同原主筋直径钢筋搭接焊，双面焊、焊缝长度6d，并做好箍筋。柱的纵筋采用搭接焊。主筋搭接宜分二次焊，每次焊后要凿除焊渣。钢筋焊接和安装后要经班组自检、质检员和甲方检查验收合格后再进入下道工序。

（2）、混凝土工程

柱砼严格控制水灰比，坍落度控制在8～10cm，避免砼产生较大的收缩沉实变形；所浇筑的砼浇筑完成12小时后要不断浇水养护，使砼表面始终保持湿润，减少混凝土收缩,防止混凝土开裂，淋水养护期不少于7天。

8、拆除迫降装置

混凝土完成达到100%设计强度（养护14天）后将千斤顶、迫降平台拆除，拆除迫降平台时注意保护原结构不受破坏。

六、结束语

随着城市轨道建设的发展，越来越多的建筑受到影响，建筑物的修缮工程逐步增多，断柱纠偏尤为关键。经过精心组织施工纠偏后达到验收规范的要求，满足用户的要求。通过此施工案例，为今后的类似工程的施工积累了宝贵的实践经验。