淺說深圳寶安71區標準工業廠房的加固施工中國一冶深圳南方公司金小波深圳市寶安區第71區原深圳市某房地產開發公司的標準工業廠房始建于1992年，位于深圳市寶安區北面第71區，建筑結構為鋼筋混凝土框架結構，共5層，廠房層高4.2m，主跨度7m，柱距5m，面積約為10000m2;基礎為獨立鋼筋混凝土承臺基礎。該廠房因原施工過程的原因，廠房在使用中出現多方面的嚴重質問題；致使廠房于1995年被質量監督站鑒定為C級加固后可使用危房，并在同年予以封閉停止使用。經過業主、設計院和質量監督站等部門對廠房結構進行鑒定；決定對廠房進行托換、增設砼復合梁及柱結構包固等加固處理。下面就整個廠房的加固施工的過程及加固效果陳述如下：廠房存在的質量問題的簡介：地基及基礎：整個廠房地基下沉量超出設計允許范圍，局部區域（樓梯間等部位）出現不均勻下沉。承臺基礎砼強度嚴重不足；根據現場實際抽芯檢查，砼平均強度值僅為設計強度的89%。框架柱、梁的缺陷：架柱表面砼碳化嚴重，局部區域剝落；其砼強度抽芯檢查平均值為設計強度的84%。框架梁表面除同柱面剝落外，還存在漏筋、梁面開裂（局部出現貫通式裂縫，裂縫寬度達0.1~0.5mm）；鋼筋嚴重銹蝕，且梁箍筋間距遠大于設計值（設計間距為150mm，實際現場實測為190~260mm）；現場實測完架梁主筋的保護層達到40~60mm。框架梁實際抽芯檢查的砼強度平均值為設計強度的92%。樓板結構問題：砼表面剝落、漏筋、鋼筋嚴重銹蝕；經現場核查，砼含鹽量遠超出國家規范的允許范圍，即砼所用材料的砂為未經處理的海砂。其它質量問題：樓梯間及部分墻面開裂，衛生間及廚房地坪、墻根部處結構層（樓板）滲漏。結構的設計加固方案和質量問題的處理方法：地基及基礎的托換加固方案：因廠房產生過大的沉降和局部不均勻沉降，明顯屬于基礎支承面積不足而導致結構局部開裂，故設計處理方案擬采取基礎擴大的托換方法；即采用沿基礎底面整個周邊擴邊加固。具體處理方法：挖開基礎周邊土層將基礎周邊下臥土層進行夯實處理；同時將原有砼鑿毛和清洗干凈及沿周邊鉆孔布置植錨鋼筋，并用環氧樹脂填孔粘接；然后支模澆灌較原基礎高一個級別的砼（如下圖示）。基礎擴大托換加固方案圖框架柱、梁的加固：框架柱的設計加固方法：采用濕式外包鋼加固；外包選用75號角鋼，綴板選用40×4mm扁鋼（間距400mm）。加固柱的外包角鋼貫穿每個樓層，中間不得斷開（采用焊接連接），中部采用在柱面植錨（環氧膠泥）鋼筋與角鋼焊接；角鋼下端伸到基礎頂面，上端采用柱帽（U型鋼筋）與角鋼焊接（見下圖示）。包箍外側采用噴射細石砼和乳膠砂漿封閉（細石砼厚度50mm，砂漿厚度10~15mm）。柱底加固樓板間柱加固柱頂加固框架梁的設計加固方法：采用三面外包鋼筋混凝土加固（加固梁受拉區）；梁加固主筋兩端采用環氧膠泥植錨入原柱結構內（錨固深度不小于120mm），中部按500mm間距采用鋼筋或鋼板條將加固主筋與原梁主筋焊接連接；梁底部砼采用支模灌注，側面砼采用噴射細石砼（細石砼厚度50mm，外層砂漿厚度10~15mm）。梁加固箍筋加固主筋點焊成網狀（見下圖示）。梁加固方案圖樓板結構問題的加固方案：樓板底部加固鋼筋兩端植錨入梁砼內，環氧錨固深度不小于80mm；中部采用M8的膨脹螺栓按雙向500mm間距固定鋼筋網。板底部采用噴射細石砼（細石砼厚度50mm，外層砂漿厚度10mm）。其它質量問題的處理方法：裂縫的修復方案：梁、板加固施工前，首先對裂縫進行環氧膠液（泥）修復處理；對于裂縫寬度大于0.2mm的區域進行環氧灌漿粘接，外部采用環氧膠泥壓縫；對于小于0.2mm的裂縫采取環氧膠泥壓縫處理。墻面裂縫處采取沿裂縫方向按250~300mm間距作拉條（鋼板及螺栓）加固后采取密封壓力灌漿處理。廚房及衛生間滲漏處除按板裂縫處理外，并在其結構基層進行涂刷防水膠處理。加固施工方案的選定及實施效果：因廠房產生過大的沉降和局部不均勻沉降，明顯屬于基礎支承面積不足而導致結構局部開裂；故整個廠房結構加固的程序為：開挖土方及基底夯實——基礎擴大托換——框架梁底臨時支固——柱包箍加固——梁、板裂縫處理——框架梁加固——板加固——其它質量問題處理。地基及基礎的托換加固施工作業方案：施工程序：開挖基礎周邊土層——基底夯實處理——原基礎周邊砼鑿開（毛）——幫焊（或環氧粘接植筋）鋼筋——涂刷砼界面劑——支模板澆灌砼（注：澆灌砼應在柱包箍角鋼埋入基礎內后進行）。基礎周邊土方開挖后，采用立式振動夯對原有基底下臥土層進行夯實處理；同時采用了環刀法對處理土層進行了檢驗，均符合設計要求。對基礎砼表面進行全面鑿毛，剔除了原松散和嚴重碳化的砼層，并將原砼表面清洗干凈；為確保盡量不損傷原基礎結構，施工方經與設計院商定將原設計的鑿開基礎底邊槽幫焊鋼筋為環氧砂漿植錨鋼筋。在原砼充分濕潤后，均勻涂刷在原砼鑿毛面的表面涂刷砼界面劑；砼界面劑采用525#普通硅酸鹽水泥摻10%的建筑乳膠。托換所用砼的強度比原設計砼高出一個級別。砼的塌落度選用40~60mm，澆灌后采用塑料薄膜全覆蓋式養護。框架柱、梁的加固：整個施工順序按樓層由下而上進行操作。框架柱的加固程序：框架柱周邊梁臨時支固——鑿除柱、梁面松散及碳化的砼并鑿毛砼面——柱包箍或鋼筋安裝——掛鋼絲網活梁底支模——濕水——涂刷砼界面劑——噴射（澆灌）細石砼——砂漿罩面。臨時支撐采用可調式鋼管支撐，鋼支撐間距為1200mm，支撐底部采用木楔楔緊，鋼支撐底面墊木板或槽鋼。鑿開柱根部的每個樓層面時，不得斷開樓板鋼筋并將其與角鋼焊接；柱面松散及碳化的砼應全面鑿除至堅硬的砼結構層；同時，在柱面環氧植錨固定角鋼和梁加固的鋼筋。梁加固主筋鋼筋植錨和焊接應從一端起按順序操作，以減少鋼筋的熱變形量；必要時，在環錨處達到強度后采用拉碼預張鋼筋；使其在復合梁內更好的起到受力作用。安裝柱包箍鋼結構的角鋼下端伸到基礎頂面，上端采用柱帽（U型鋼筋）與角鋼焊接。包箍鋼結構組裝按工藝要求的次序進行，連接表面及焊縫每邊30-50mm范圍內的鐵銹，毛刺和油污等必須清除干凈；必須考慮預放出焊接收縮量及齊頭、加工的余量。為減少變形和鋼箍能有效地箍緊柱面，采取矯正夾具及卡蘭拉緊器或鐵楔子夾具，把包箍鋼結構的角鋼夾起定位，進行對稱焊接且角鋼連接的節點板，應先小件組焊，矯正后再定位大組裝。梁底支模采取雙面倒梯形型方式，由梁兩側灌注半自流式砼；待砼終凝后（24小時后）拆除側模，用扁鉆輕輕地剔除多余的砼（如下圖）。梁底板加固施工方案圖包箍及梁外側掛鋼絲網、充分濕潤及刷砼界面劑后，采用噴射細石砼和乳膠砂漿封閉（細石砼厚度50mm，砂漿厚度10~15mm）。噴射砼采用干式噴射，選用75KVA的空壓式噴漿機。水泥與集料的質量比為1：4~1：4.5，砂率45~55%，水灰比0.4~0.45，外加劑由試驗確定。施工前應進行試噴，調整回彈量、確定配合比及施工操作程序。混合料應隨拌隨用；未摻外加劑時，存放時間不應超過2小時；摻外加劑時，存放時間不應超過20分鐘。混合料應注意防止雨淋、滴水及大塊石等雜物混入，裝入噴漿機前必須過篩。噴射砼施工應由下而上進行，噴層厚度應均勻。開始時，應先送風，后開機，再給料；結束時，應待料噴完后，再關機。噴射時應減小噴頭到受噴坡面的距離，調節噴射角度，確保鋼絲網與巖石面間砼的密實性；同時要保證砼表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現象。砼養護：用普通硅酸鹽水泥時，養護時間不少于10天；用礦渣硅酸鹽或火山灰硅酸鹽水泥時，養護時間不少于14天。噴射回彈物，不能作為下批配料；以免影響噴射砼質量。樓板結構的加固：樓板結構底部首先鑿除砼面松散及碳化的砼應全面鑿除至堅硬的砼結構層；除去原有板鋼筋的銹斑及污垢等。在板底按雙向間距500mm（按梅花形布置）安裝固定板加固鋼筋的膨脹螺栓或鋼卡釘；在梁板交界處鉆孔環氧植錨鋼筋或將板鋼筋錨入梁加固層內。充分濕潤板底面，涂刷砼界面劑及掛鋼絲網后同梁側一道噴射細石砼及砂漿抹面。其它質量問題的處理：梁板裂縫處理：對裂縫進行環氧膠液（泥）修復處理；對于裂縫寬度大于0.2mm的區域進行環氧灌漿粘接，外部采用環氧膠泥壓縫；即首先沿裂縫方向剔出40~60mm的“V”形槽，清通裂縫并保持干燥，埋設壓漿管（按250~300mm間距）后用環氧膠泥壓封；待環氧膠泥達到強度后，對裂縫進行環氧液壓漿修補處理。對于小于0.2mm的裂縫采取環氧膠泥壓縫處理；即沿裂縫方向剔出40~60mm的“V”形槽，并保持干燥，然用環氧膠泥壓封。樓面防水處理：廚房及衛生間樓板及墻根部滲漏處按梁板裂縫修補的方法處理。對于墻根部采取常用的五層抹灰法進行防水處理；對于樓面在其結構基層進行涂刷防水膠或防水砂漿處理。墻面裂縫處采取沿裂縫方向按250~300mm間距作拉條（鋼板及螺栓）加固后采取密封壓力灌漿處理；鋼板選用—3×35mm，螺栓選用M10穿墻對夾式螺栓。裂縫采用高強度快硬水泥漿；其壓漿方法同環氧壓漿工藝。樓層柱實體偏差的加固處理：在二~三層柱加固施工中發現部分樓層柱發生錯位（最大錯位70mm）；為確保結構的安全，施工方與設計院商定采取了擴大柱截面的綁柱處理方案；即柱錯位的底層（至基礎根部）柱的側面按200mm間距（呈梅花形布置）植錨鋼筋樁，綁焊鋼筋（主筋錨入承臺基礎內）后支模澆灌砼處理。施工方案的實施效果：在施工過程中，由質量監督站對環氧膠泥進行了強度鑒定，其強度大于50Mpa；通過實體試驗，錨固強度值均超出設計的安全儲備。噴射砼及灌注砼強度經實體抽芯檢查均達到設計要求。整個樓層加固完成后，在第二、三層樓板面按照滿載和半跨堆載進行了堆載試驗，堆載時間為7天，堆壓荷載為5000N/m2。經現場采用千分儀和熱敏電阻變形監測：中最大撓度為0.233mm/7