混凝土加固柱头缺陷-水工程结构缺陷一般加固技术

（1）概述。某12层框剪结构，地下1层，总建筑面积约5000m2，采用现浇钢筋混凝土异形柱和矩形梁形式。当施工至第9结构层时，发现第2结构层的剪力墙、板、梁和异形柱柱头混凝土强度等级达不到设计要求，检测该层混凝土强度等级仅为C20，故需对该层进行加固处理。经计算复核，对框架梁、板、剪力墙和部分柱头采用粘钢法和加大截面进行加固；介有6根异形柱因受建筑开窗条件限制无法加大截面，需进行置换柱头处理。

以Z3柱为例，Z3两侧梁端在施工阶段各层的剪力值约52kN，柱头以上柱自重152kN，采取柱头以上两层、柱头以下至基础梁或地坑壁连续顶梁方案。第3、4层钢筋混凝土梁截面均为240mm×600mm，C30混凝土其抗剪承载力设计值为285kN，此时柱头以上支顶层两侧总抗剪承载力为285×4=1140（kN），其余各层两侧梁端总剪力及柱自重为1.1×（52×10+152）=739（kN），即柱头以上总的支托力大于施工阶段梁端总剪力及柱自重之和，满足置换施工时的稳定及安全要求。支顶层梁端实际的支托力为739/4=185（kN）。

（2）置换施工技术及流程。

1）施工流程。安装钢管千斤顶支顶→拆除1/2的柱头混凝土→新旧混凝土界面处理→拆除原箍筋重新绑扎→模板制安→浇筑混凝土及养护→拆除钢管千斤顶支顶。

2）施工方法及技术措施。置换柱头采用C40混凝土。分两次进行，第1次置换柱头的1/2。第2次以同样的方法置换另1/2。

①安装钢管千斤顶支顶。钢管两端、梁和千斤顶的接触面设置10mm厚钢板，上下梁表面抹1∶2水泥砂浆，以使钢管千斤顶受力均匀。施工期间，应确保千斤顶不变形、不卸荷，保证施工安全。

②拆柱头混凝土。上部凿至板面的施工缝，底部凿至梁底下的施工缝。

③新旧混凝土界面处理。所有新旧混凝土交接面应凿毛，凿毛深度为10～20mm；然后用清水和钢丝刷把混凝土凿毛面粉尘清洗干净；在浇筑新混凝土前，应淋水养护凿毛面不少于12小时，在浇筑混凝土前30分钟内涂刷水灰比为0.5的水泥浆。(www.xing528.com)

④重新绑扎箍筋。凿除柱头混凝土时，原柱头纵筋保留，弯折的箍筋拆除，重新按原配筋制安，并预留10天长度焊接。

⑤模板制安。第1次置换柱头制模时，应与另一半未凿去的柱头之间保留120mm的空隙，使新绑箍筋露出混凝土120mm，第2次置换柱头时重新绑箍筋与之焊接。柱头顶部300mm高范围应采用斜模。

⑥混凝土浇筑及养护。混凝土应采用低水灰比，坍落度控制在8～10cm。为使混凝土浇捣密实，在斜模内浇筑混凝土高出置换层顶面约200mm，采用振动棒振捣密实。浇筑后2天凿除凸出柱面的混凝土，并用1∶2水泥砂浆修平。浇筑混凝土后5小时开始用麻布包紧混凝土面淋湿养护，并用木方压紧。

⑦拆钢管千斤顶支撑。浇筑混凝土7天后方可拆除。

（3）效果。从数理角度讲，置换混凝土加固方法，既要遵循“强置换弱”的规律，又要照顾“等价置换”的规律。

在水工程置换混凝土加固中，尤其是存在分散性的结构缺陷时，采用连续托梁原理来分次置换混凝土是可靠的。

本案例的异形柱每侧与梁连接相对独立，分次置换使异形柱始终保持连续工况状态，被置换柱头以上的荷载通过连续协调的钢管千斤顶均匀地传递到其他层框架梁上，保证了置换时的结构安全。