浅谈结构截面增大加固法的应用

浅谈结构截面增大加固法的应用

王德顺，连厚臣

(上海宝冶集团有限公司  201900)

摘要：本文以管井楼板开洞及加固改造为例，介绍后开洞口采用截面增大法加固的施工方法。

关键词：新开洞口  截面增大  植筋

引言：

长春龙翔国际商务中心项目位于长春市北湖新区，项目总占地面积19.2万平方米，总建筑面积102万平方米。其中4#、5#楼地上35层建筑高度172m，原设备管井梁板结构为C30钢筋混凝土浇注，因设备的技术规格调整，导致管井内楼板需要根据新的设备方案进行开洞。但设备管井的结构部分已经施工完成，因此需要对管井内的局部钢筋混凝土楼板新开洞口及对新开洞部位采取加固措施。

1工程概况

更改部分截图示例：

图1 

2施工准备

1）熟悉图纸，核对现场需要凿除的洞口位置、尺寸，逐层进行放样、保证每层开洞位置准确。

2）加固方法：本工程所采取的加固方法为增大截面加固法。在开凿洞口处破凿出所留设洞口尺寸和构件需要增大截面的空间，原楼板钢筋保留，新增大截面的钢筋与之连接成整体。

3）新增截面部分采用现浇普通混凝土、自密实混凝土或喷射混凝土浇筑。也可采用掺有细石混凝土的水泥基灌浆料灌注而成。[1]本工程实际采用自密实C35微膨胀混凝土（较接缝处原混凝土提高一个等级）。

4）施工重点在于洞口临边做业及在凿除洞对板面周围的保护。

3施工工艺流程

搭设防护措施→支设开洞部位支撑→调整原结构钢筋、植入补强钢筋→绑扎增加截面部位钢筋→支设模板→浇筑混凝土→混凝土拆模及养护

3.1防护措施

对现场洞口开凿部分设置防护栏杆和警示牌，栏杆采用φ48*3.0钢管设置，高1200mm，距离开槽洞口2000mm处封闭设置，立杆间距为1200mm，设置一道拦腰杆和一道扫地杆，扫地杆距离结构面200mm，拦腰杆距离扫地杆500mm，拦腰横杆两端各悬挑出200mmm，防护围挡采用绿色密目网在外侧进行封闭。

3.2下层顶撑

下层采用双排钢管脚手架支撑，脚手架内侧距凿除洞口200mm，脚手架立杆间距为1200mm*800mm水平步距900mm。设置纵横扫地杆距地不大于200mm，立杆底部设50mm厚木垫板。顶撑采用U托顶起50mm*80mm木方与楼板紧密相连并交圈。

3.3楼板开洞

（1）洞口破凿使用电镐逐步进行，不破坏原有结构楼板的钢筋。

（2）洞口边设有明梁时，在开凿层防护栏及开凿层下层布置好防护栏杆和楼板顶部支撑，在支撑上部满铺废旧模板，防止废料掉落至下方，开凿洞口，无需补强；

（3）洞口边未设明梁，洞口边有明梁时，在开凿层防护栏及开凿层下层布置好防护栏杆和楼板顶部支撑后，先开凿洞口及预留搭接钢筋，后在洞口边缘加梁进行补强。[2]。

3.4植筋工艺

1.植筋工艺

现场清理→定位放线→钻孔→清孔→孔烘干→配胶→注胶→植筋→固化养护→验收

本工程采用进口植筋胶，其具有常温下不发生蠕变对湿度的敏感度低，在潮湿环境中长期负荷稳定，抗震性能好的优点。

2.植筋部位

1）加设梁与原结构梁搭接部位。此次新增加梁为截面较小的次梁，受力上考虑以原梁为支座，新梁为次梁。

2）破凿后若楼板钢筋不满足新梁配筋要求，需要植入相应钢筋以满足配筋和搭接要求。

3.植筋施工应符合JGJ145《混凝土结构后锚固技术规程》及设计要求的相关规定，植筋锚固深度不小于钢筋直径的15d。

4．钢筋植筋受拉承载力设计值应符合JGJ145中公式6.3.1-2的要求。

3.5新开洞口钢筋构造措施

1、当洞口尺寸300mm＜b≤500mm时，按所需破凿的洞口尺寸每边增加200~250mm宽，原板内的钢筋保留，向上弯折锚入洞口边缘内并在端部增配2根直径12mm同级别的洞口加强筋（如图所示），加强钢筋采取植筋方式植入楼板内。

图2 

2、当洞口尺寸500mm＜b≤1000mm时，需要在楼板洞口边设置小边梁，本工程新增小边梁的截面尺寸为120mm*200mm。施工时，按所需破凿的洞口尺寸每边增加200mm宽，保留原结构楼板中的钢筋，弯折成箍筋形状作为边梁箍筋，并在其顶部和底部新增2根直径12mm同级别的梁主筋，洞口四周新增边梁主筋互相锚入，锚固长度不小于钢筋图集中要的钢筋的锚固长度。

图3

3、当洞口宽度b＞1000mm，或洞口边缘有较大的外荷载时，应在洞口边缘增设现浇钢筋混凝土梁，即洞口b边方向设梁支设于洞口a边方向的梁，该梁梁端则用钢托座和锚栓支于原有楼板梁上，可在原有楼板梁梁腰植筋与该梁梁内钢筋相连接，施工时凿掉洞口部分的楼板和洞口边缘梁上的板部分，并把凿除板内的钢筋锚入洞口周边梁内。

图4

４、因本工程中梁钢筋直径较小，一般均采用绑扎搭接，绑扎搭接长度应符合22G101-1图集中对钢筋搭接长度的要求。

５、因工程中有些洞口尺寸较小不满足搭接尺寸，钢筋连接也采用了焊接方式，钢筋搭接焊焊缝长度双面焊不小于5ｄ，单面焊不小于10d。

3.6结合面处理

新旧混凝土结合面应做好结合面的处理措施，清除结合面表层混凝土后进行凿毛，凿毛深度控制到10～20mm，露出原结构面坚硬石子，凿毛完成后采用高压水枪将结合面冲洗干净，在浇筑混凝土之前在结合面刷一层水泥浆，利于新旧混凝土的良好结合。

3.7模板支撑

1.模板支撑体系的选用

1)楼板、梁模板采用光面清水竹胶合板，木龙骨组成，拼缝严密加胶条封闭达到清水混凝土要求，省去抹灰施工。

2)支撑：采用钢管脚手架支撑体系，具有装拆方便、快捷、省工省料的特点，支撑下要加垫木方，支撑立杆根据放线确定并上下层对齐搭设，确保上下层立杆受力均匀合理。

2.模板支撑体系技术要求。

1)模板施工时，应着重于模板的阴阳角接口、楼层过渡节点、底部节点等特殊位置的模板设计，确保孔口方正、尺寸准确、层间过渡自然。

2)在模板施工过程中，还要注意对不同的接缝部位进行正确的处理，保证不变形，不跑位，不胀模，不漏浆。

3)模板要面对面堆叠，堆放场地要平整，模板要按照设计的自稳定角度摆放，模板清除后要及时清除粘结的混凝土，清除表面的浮沙和尘埃；

3.8浇筑混凝土

1、本工程采用C35自密实微膨胀混凝土（比原结构混凝土提高一个等级）,振捣棒插入时要快，拔出时要慢，以免在混凝土中留下空隙。

2、混凝土分层浇筑时，每层混凝土厚度应不超过振动棒的1.25倍。

3、振捣棒插点要均匀排列，采用“行列式”的次序移+动，以免造成混乱而发生漏振。振动作用半径约为振动棒半径的8-9倍，每次移动位置的距离应不大于振动棒作用半径R的1.5倍。

4、每次插入振捣的时间为20s～30s左右,并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准。

5、分层振捣时振捣器应插入下层混凝土10cm，以加强上下层混凝土的结合。

6、振捣时不要碰到模板、在模板附近振捣时，应同时用木锤轻击模板，在钢筋密集处和模板边角处,应配合使用铁钎捣实。

3.9拆除模板

1）模板拆除时，混凝土的强度必须满足设计和技术规范的要求。侧模板拆除前应能确保其表面和边角不会因为拆卸模具而受损即可拆除，侧面模板拆模前保证砼强度不低于1.2N/mm²时方可进行此顶工作。

2）梁、板底模拆除，当设计无要求时，可按以下砼强度拆除底模板：

承重的模板必须在混凝土达到以下强度以后，才能拆下。板类构件：跨度为≤2m大于50％、跨度为＞2m，≤8m应至少达到75％、跨度大于8m应达到100％；梁、拱、壳类构件跨度≤8m应至少达到75％、跨度大于8m应达到100％；悬臂结构应达到100％。[3]

3）模板拆除应遵循先支后拆、后支先拆的原则，避免模板与硬物发生碰撞，不得使用撬棒或大锤子进行破坏。

结语

长春龙翔国际商务中心项目在后期施工中，由于机电设备参数变更，导致多处井道尺寸不满足变更，需要对井道进行改造加固处理，均采用了此种增大截面面积加固法施工这种施工方法，通过检验，认为该方法具有一定的先进性和可操作性，为以后加固改造积累了宝贵经验。

参考文献：

[1]混凝土结构加固设计规范 GB50367-2013

[2]混凝土梁板增大截面加固法计算与施工要点[J].河南水利.2022(5):30.

[3]混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2015

作者简介：王德顺（1986.08）男，汉族，山东省聊城市闫寺镇，本科，工程师，从事施工技术管理工作。