压注混凝土技术在结构加固中的应用初探

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１９９９年７月３日浙江某大厦工地发生了一起混凝土浇筑４天后未凝固的质量事故。经过现场调查，技术人员和有关专家进行分析研究，最后确定处理方法：挖除未凝固的混凝土，采用压注混凝土技术将新混凝土充实剪力墙和柱的空腔，进行结构加固。通过精心的施工设计和操作，结构加固获得了良好的效果。下面将压注混凝土技术在这次结构加固中的应用情况介绍如下，供同行们参考和进一步探讨。

    １、工程概况和事故经过

    该工程为Ａ、Ｂ幢连体的商住楼（Ａ幢３５层，Ｂ幢３４层），建筑面积４６５００平方米，采用框剪结构，岩石锚杆基础。发生事故的是Ａ幢底层两根柱及其连接的剪力墙。７月１日１５时开始浇灌该层泵送商品混凝土，至７月３日１１时结束，养护16.5个小时后拆模发现该处混凝土尚无凝固的迹象，于是再封闭模板，开展调查分析工作，至７月７日１２时（累计９６小时）还未凝固。结合调查分析得到的信息，技术人员判断这属于质量事故，因此着手开展事故处理的各项工作。

    ２、事故原因和危害分析

    结合现场调查，技术人员研究分析后一致认为，事故的原因是接班投料员误将ＢＣ—１型高效减水剂作为ＳＰ４０６型一般泵送剂使用。经评估，其综合作用增大了１２～１５倍，因而造成了局部混凝土持久缓凝而不凝固。

    根据查阅的技术文献资料和我们以往的经验，这部分混凝土最终是会凝固的，但该部分混凝土强度会有较大的折减，至于折减后的强度能不能达到设计强度，有待试验作出结论。由于工期紧迫，不容我们进行长时间的试验研究，必须当机立断地予以处理，以确保工程施工质量和进度。

    ３、处理方法

    当时上部的梁板混凝土已达到设计强度的５０％以上，上一层楼面的柱、墙钢筋绑扎已完成，并开始了柱、墙、梁、楼板的支撑工作。若将未凝固混凝土上部的梁、板混凝土打掉，按常规的方法重新浇灌混凝土的做法已无可能。因此决定立即挖除干净未凝固的混凝土，用压力灌注高一等级的补偿收缩膨胀混凝土充实空腔，进行局部结构加固。具体做法如下：

    （1）将未凝固的混凝土全部挖除，并冲洗干净和校正钢筋，在此工作进行前先在其上部合格的梁板底支设临时顶撑，防止下坠。

    （2）安装模板：模板用１８厚的漆面硬木胶合板，加劲肋用１００×５０松方@３００毫米，并每隔３００毫米加设一根Φ４８×3.5钢管由底部直通顶部；对拉螺栓为Φ１２@４００×４００（每端两个螺母），模板与硬混凝土接触部分不能用穿螺栓拉紧，则用顶撑压牢；模板的最低处留设混凝土贯入孔，最高处留设出气（浆）孔，出气（浆）孔的外模上翻，高出空腔顶１００～１５０毫米，呈漏斗状。

    （3）压注混凝土的配制：混凝土的强度比原设计混凝土提高一个等级（即Ｃ５０级），并掺ＵＥＡ膨胀剂补偿混凝土的硬化收缩，其每立方米混凝土材料用量配合比为：水泥（５２５Ｒ）：砂（中粗河砂）：卵石（粒径０?５～３１毫米）：膨胀剂（ＵＥＡ型）：水：泵送剂（ＳＰ４０６型）=５２５：６３０：９９０：５０：２２０：１０：坍落度设计为１６０±３０毫米。

    （4）混凝土的灌注：混凝土由混凝土公司制备后，用６立方米混凝土运输车送到工地，连接ＨＢＴ６０Ａ型混凝土输送泵，通过Φ１２５压力钢管直接输送到装好的模板内。混凝土由下往上压至顶点后，出气（浆）孔涌出气和浮浆液，压力表指针指到３０Mpa时，模板开始发生变形并有响声，即停止输送混凝土。

    （5）养护和拆模：采用封模养护法，模板表面及时浇水，保护湿润１４天；拆模按一般的操作工艺进行。

    ４、结构加固效果

    （１）观感效果：拆模后，加固部分混凝土除外观颜色与未加固部分略有差别外，其它未发现缺陷，垂直度及平整度都在允许偏差之内，连水泥痕迹都难以觅见。到工地检查的人员误认为接缝是“冷缝”，看不出是后灌入的混凝土。

    （２）回弹强度：８月１０日（２４天期龄），对加固部分混凝土用回弹仪进行强度检测。布置了１５个测区，有５个测区的回弹值超出换算表中的Ｃ５０（作Ｃ５０计），按ＪＧＪ２３—８５规程进行强度计算，最终评定为fcu=４５?９９Mpa。

    （３）试块强度：标准养护的抽样试块，２８天的强度值为６４?９Mpa。

    （４）接缝处强度：８月１６日，进行钻芯法检验，评定的混凝土强度为５５?９０Mpa；连在接缝处钻芯的试块也获得４６?５Mpa，说明接缝还有粘结强度的。

    （５）结构加固强度评定：综合上述测强，应以钻芯检测结果为准，该检测结果超过原设计压注混凝土强度（Ｃ５０）的１１?８％，超过原结构设计要求强度（Ｃ４５）的２４％，偏于安全。

    ５、结论和建议

    （１）上述事故处理涉及的压注混凝土技术的结构加固应用实践表明，用混凝土输送泵进行压注混凝土施工的工艺作法是可行的。在目前混凝土输送泵普及的条件下，推广压注混凝土技术进行加固处理、岩石地基加固和隧道施工等特殊作业，有着重大意义和宽广的应用及发展方向。

    （２）压注混凝土技术的最大特点是不需上部的操作工作面，不需通过振动机械振实混凝土，就能达到混凝土充实空腔的目的，属于新开辟的一种混凝土浇筑施工工艺，操作原理简单，混凝土配制方法与一般混凝土相同，混凝土强度达到设计强度要求。

    （３）关于混凝土输送泵的压力问题，国产泵机的标识仅到十几Mpa，但经生产厂家的微调可以达到６０Mpa。上述事故处理用的高压是由生产厂家调出来的，在使用过程中，这样调出的压力对机械没有什么影响。