加固工程干法喷射混凝土施工技术

李妙平

(山西四建集团有限公司，山西太原 030012)

1 概述

现在正在使用的大量的20世纪80年代以前建造的多层砌体房屋已不能满足现行规范中抗震设防的要求，需要采取加固等措施，使其在后续使用年限内能够达到不低于抗震鉴定的设防目标。经鉴定房屋抗震承载力、房屋整体性等不满足要求时可采用现浇钢筋混凝土板墙加固方法。

新的JGJ 116-2009建筑抗震加固技术规程规定板墙加固施工可采用支模浇筑或采用喷射混凝土工艺，板墙厚度较薄时优先采用喷射混凝土工艺，不得采用人工涂抹工艺。

2 干法喷射混凝土施工技术特点

喷射混凝土是采用压缩空气将按一定比例配合的混凝土拌合料，通过管道输送并以高速高压喷射到受喷表面的一种混凝土。干法喷射混凝土工艺是将按比例配合的干混合料经机械拌和均匀，用喷射机及空压机向输送管均匀连续送料，送到喷头处与压力水混合均匀形成的混凝土，喷到受喷表面的一种工艺方法。

干法喷射混凝土工艺用于结构加固，从加固机理方面提高和改善了加固结构二次组合界面的粘结性能及整体共同工作性能;从施工技术方面以混凝土产生的化学膨胀来补偿混凝土的收缩，克服施工过程中混凝土无法致密到位的问题;以优化控制混凝土水灰比和科学的喷射程序、合理的喷射厚度等措施克服混凝土回弹多的弊端。

干法喷射混凝土施工技术与湿法喷射混凝土相比，克服了湿混合料在管路中输送距离短、设备和工艺复杂、添加速凝剂困难、不适合在含水表面上喷射等缺点。从施工方法来说，干法喷射混凝土施工技术具有工艺简单、施工方便、加固质量可靠和费用低等优点。

3 施工工艺流程及操作要点

施工工艺流程:拆除→基层墙面清理、修复→浇水湿润墙面→弹线、钻孔→铺设钢筋网、安设锚筋→喷射混凝土并养护→面层施工。

操作要点具体如下。

3.1 基层墙面清理、修复

清除表面装饰层，再用角磨机除去墙表面风化层，墙表面破损处应剔凿到坚实的墙面，再用水泥砂浆将缺陷部位填补平整。

3.2 浇水湿润墙面

清理修复完毕的墙体表面用水清洗湿润。

3.3 弹线、钻孔

施工时先按设计要求弹出锚筋、穿板(墙)筋位置，用电钻在砖缝处钻孔。锚筋孔直径为锚筋直径的1.5倍～2.5倍，穿墙孔直径比S形筋大2 mm。锚筋直径不小于8 mm，S形筋间距不大于900 mm，L形筋间距不大于600 mm。

3.4 铺设钢筋网、安设锚筋

板墙竖向、水平钢筋直径、间距符合设计要求，并按要求设置拉结筋。铺设钢筋并安设锚筋，锚筋穿入孔洞后孔内嵌塞水泥砂浆或环氧树脂砂浆。铺设钢筋时要求竖筋靠近原墙面，钢筋网采用钢筋头或砂浆垫块先垫出钢筋网与墙面间的间隔层。钢筋网与墙面的固定应平整牢固，与墙面净距不小于15 mm，网外保护层厚度不小于10 mm。

板墙竖向连续贯通穿过楼板，为避免钻孔太密，造成楼板过大损伤，在楼板处采用集中配筋方式穿过。横向水平钢筋两端，原则上应穿墙连续配置，但为减少钻孔，也采用集中配筋方式穿过，在楼层标高处设φ16横筋两道，在纵横墙交接处纵墙或山墙位置设φ16竖筋两道，连接穿板(墙)钢筋、钢筋网。

3.5 喷射混凝土

混凝土面层采用干法喷射混凝土。喷射混凝土施工流程:喷射作业准备→喷射顺序及施工段确定→喷射混凝土作业→喷射混凝土修平→喷射混凝土养护。

1)喷射作业准备。a.喷射作业前，应检查喷射面的凿除和模板支设是否符合要求。b.喷射前，应将喷射面上的粉尘、浮碴等物冲洗干净，并保持表面湿润状态。c.混凝土喷射手须经过专业培训方可操作。喷射作业开始前，应检查喷头内的水环与输料管及喷嘴连接处是否有胶皮垫圈，连接是否紧密，严禁混合用水从连接部位漏出;应对喷射机进行检查和试运转;应用高压风水冲洗受喷面。

2)喷射顺序:喷射作业按先侧面后顶面的喷射顺序自下而上施工，并分片分段进行。当加固修复层厚度大于70 mm时，分层喷射。前后两层喷射的时间间隔不少于混凝土的终凝时间。在混凝土终凝1 h后再进行喷射时，应先喷水湿润前一层混凝土的表面。当在间隔时间内，前层混凝土表面有污染时，采用风、水清洗干净。

3)喷射作业:a.喷射作业开始时，应先送风，后开机给水再给料;结束时，应待喷射机和输料管内的料喷完后，再停机关风关水。b.对有较大蜂窝、孔洞的结构，喷射作业时应先喷孔洞和凹穴处，然后再喷其他部位。c.开始喷射时，应减少喷头至受喷面的距离，并调节喷射角度，以保证钢筋与壁面之间混凝土的密实性;喷射作业时，料流出口与受喷面应垂直，并保持0.6 m～1.0 m的距离。d.钢筋被混凝土覆盖后，应加大喷射距离至规定要求，同时喷头应按螺旋形轨迹(直径约300 mm)一圈压半圈地移动，以保证喷射混凝土表面的平整度。e.喷射中如有脱落的混凝土被钢筋网架住，应及时清除，再补喷。f.喷射过程中应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。g.控制适宜的喷射机工作风压。当进风管内径为50 mm、水平输料(输料管长度在200 mm以内)时喷射机压力为:空载压力(MPa)=0.001 × 输料管长度(m);工作压力(MPa)=0.1+0.001 3 ×输料管长度(m)。在喷射过程中，喷射机司机应与喷射手密切配合，根据实际情况及时调整喷射机工作风压。h.喷射中最大限度减少混合料的停放时间，混合料搅拌后及时喷射，保证干混合料在新鲜的情况下进行喷射作业，以减少混凝土强度的损失。i.喷射作业中，喷射机供料应连续均匀;机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料;如因堵管、停风、输料中断或喷射作业完毕后，应立即关闭喷头水阀，并将喷头朝下放置，以防混合用水倒流入输料管中;并及时清除喷射机和输料管内的存料。j.喷射混凝土施工时的回弹率，水平喷射不大于20%，向上喷射不大于30%。落地的回弹料及时收集并打碎，防止结块。回弹料过筛分类，粒径不大于12 mm时可再利用，已污染的回弹料不得用于结构加固。k.喷射混凝土厚度的控制可采用下列措施:基层处理后，进行平整度的检测;梁、柱结构可用模板露出结构面的宽度作为控制混凝土厚度的标志;墙、板等大面积喷射作业，在受喷面上作出混凝土厚度控制标识(最小厚度为设计厚度)，其纵横间距为1.0 m～1.5 m;控制标识方法:预埋短钢筋(当采用分层喷射时，短钢筋长度应满足分层需要)、钢钉、做灰饼标志等。喷射作业中亦可用针探法随时进行检测，发现厚度不够应及时补喷。喷射施工结束后8 h以内钻孔抽查喷射加固层厚度。l.喷射厚度达到设计要求后，刮抹修平。修平在混凝土初凝后及时进行。修平时不得扰动新鲜混凝土的内部结构及其与基层的粘结。

3.6 喷射混凝土养护

混凝土喷射完毕后，对混凝土面进行洒水养护。第一次洒水养护在喷射完1 h～2 h后进行，以后的洒水养护以保持表面湿润为度。养护时间不少于14 d。当气温低于+5℃时，不宜喷水养护，要采取保水养护。喷射混凝土工程处于相对湿度在95%以上的环境中时，可不专门进行养护。

4 材料与设备

4.1 原材料

水泥:优先采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5，水泥性能符合国家标准。

细骨料:除符合国家标准外，还应符合:细度模数不小于2.5中粗砂，使用时砂子含水率控制在5%～7%。

粗骨料:采用连续级配的坚硬耐久的石子，粒径不大于12 mm。

水:喷射混凝土拌合用水的水质应与普通混凝土相同，必须符合现行行业标准JGJ 63混凝土拌合用水标准的规定。

外加剂:当喷射混凝土中掺加速凝剂时，应采用无机盐类速凝剂，并应符合下列规定:

1)选择速凝剂时应考虑所用水泥与速凝剂的相容性，且掺入速凝剂的喷射混凝土的性能必须符合设计要求;

2)所采用的速凝剂应有出厂合格证，在使用前应按出厂使用说明书的要求进行水泥凝结时间检验，其初凝时间不应超过5 min，终凝时间不应超过10 min;

3)粉状速凝剂在运输和存放过程中应保持干燥，防止受潮变质;过期或受潮变质的速凝剂不得使用;

4)速凝剂的掺量控制在水泥重量的2%～4%，最佳掺量应在施工前通过试验确定。

4.2 混凝土配合比

喷射混凝土的配合比宜通过试配试喷确定。其强度应符合设计要求，且应满足节约水泥、回弹量少、粘附性好等要求。在特殊情况下，还应满足抗冻性和抗渗性等要求。当喷射混凝土掺入外加剂和短纤维时，其掺量和配合比应通过试配试喷确定。

4.3 设备要求

喷射机、空气压缩机、混凝土搅拌机、输料管及供水设施。

5 质量控制

1)喷射混凝土抗压强度检验。

试块在工程施工中制取，每喷射50 m3～100 m3混合料不少于一组(3块)，试块制作方法为:将450 mm×350 mm×120 mm的木模内喷满混凝土，加工成边长为100 mm的立方体试块，在标准条件下养护至28 d龄期，进行抗压强度试验。

2)喷射混凝土加固层厚度控制及检验。

施工时在受喷面上用测针、预埋短钢筋和砂浆饼厚度标志等方法控制喷射层厚度。厚度检验检查点间距不大于2 m。

3)质量验收。

a.加固工程施工完成后，按设计要求和质量合格条件进行分项工程验收。b.验收资料:原材料合格证及试验报告;喷射混凝土施工记录;喷射混凝土强度、厚度、外观尺寸等的检查和试验报告;隐蔽工程检查验收记录;加固结构竣工图等。

6 安全及环保措施

1)安全措施:

喷射混凝土施工作业中，应经常检查出料弯头，辅料管和管路接头等有无磨薄、击穿或松脱现象，发现问题及时处理。定期检查电源线路和设备的电器部分，确保用电安全。

2)环保措施:

喷射混凝土施工中应定期测定作业区的粉尘浓度。喷射混凝土施工中，采用增加骨料含水率、双水环加水、设置集尘器、除尘水幕、加强局部通风等方法减小粉尘浓度。

7 结语

干法喷射混凝土施工技术在多个加固工程中已得到成功应用，随着公共建筑抗震等级提高后需加固修复的工程大大增多，该项技术以其特有的优点为短期内完成学校及其他建筑物加固改造建设创造了极有力的条件，保证了学生正常学习和建筑物的正常使用，具有积极的社会效益和广泛的推广应用前景。