某小高层建筑剪力墙柱混凝土强度严重不足加固处理分析

吴其付 （桐城市建设工程质量监督站，安徽 安庆 231400）

1 项目概况及存在问题判定

S市某小高层住宅楼为地下1层、地上11 层，建筑物高度32.7m，筏板基础，上部结构体系采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构。

2021 年11 月25 日，该市质监站现场监督抽测时发现该项目一、三、四层剪力墙、柱混凝土回弹强度推定值未达到设计强度值。2021 年12 月9 日建设单位委托有资质的检测单位对混凝土强度异常楼层墙柱混凝土进行了法定检测、鉴定，各层抽检混凝土强度推定值分别为一层32.3MPa（原设计强度为C35）、三层20.0 MPa（原设计强度为C30）、四层24.3 MPa（原设计强度值为C30），均达不到原设计要求。后经建设单位委托原设计单位进行核算，上述部位混凝土强度不能满足结构安全要求，须进行加固处理。

2 处理方案选择

混凝土强度达不到设计要求，设计核算也不能满足结构安全要求，常用的处理方案是拆除已建部分或对不满足设计要求部位进行加固。本工程已施工至9 层，拆除代价大、工期长、社会影响大，综合各种因素考虑，决定采取加固处理方案。

由建设单位委托具备资质的设计单位出具了加固设计方案，经原设计单位审核认可并由图纸审查机构审查合格。该加固处理方案主要是采用增大截面法，使用高延性混凝土抹面加强剪力墙、柱，方案内容主要包括：①原墙、柱面做成凹凸差不小于4mm的粗糙面；②墙面清理干净后采用15mm 高延性混凝土压抹加强；③新增墙体加大截面单侧厚度为60mm（先期凿除后30mm 的基础上加大60mm），采用Ⅳ类水泥基灌浆料浇筑；④新增灌浆料通过楼板开浇注孔施工；⑤新增墙钢筋的连接构造应按《建筑图集16G101-1》相关规定施工，剪力墙的抗震等级为三级。

3 加固施工方案的确定及施工中重难点分析

由建设单位择优选择技术力量强、业绩优良、具备专项加固资质的施工单位，由其根据加固设计图纸编制专项施工方案，报监理审批后实施。

3.1 加固施工中后锚固

3.1.1 植筋后锚固施工工艺

钻孔→清孔→钢筋埋植→成品保护。依据图纸的设计要求确定钢筋或锚栓的位置、开孔尺寸及钻孔深度。钻孔结束后，将孔洞附近的灰尘清理干净，可先用气泵吹出灰尘，再用毛刷清孔、清水冲洗，此过程要重复三遍。清洗完成后，可采用吹风机或丙酮清刷孔洞、加热干燥，最终使得孔洞内部达到清洁、干燥的环境。若遇潮湿的环境，还需要用加热设备进行加热、干燥等处理。清理、干燥完成后，可采用清洁、干燥的棉丝将清理过的孔洞临时封堵，防止异物落入或灰尘、污水等再次污染孔洞。

3.1.2 钢筋后锚固

后锚固钢筋需要采用锚固专用胶的固定配制比例进行配制且搅拌均匀。钢筋提前截成需要的长度，两端打磨平整并清理干净，将锚固专用胶注入孔洞内，将钢筋旋入底部，可以用棉丝蘸少量丙酮，清理锚固工作面遗留的锚固专用胶并清理操作面的垃圾等。在清理多余的锚固专用胶时，动作要小心轻缓，不得碰撞或移动钢筋，对已锚固好的钢筋悬挂明显标志牌等，并要做好保护工作，严禁锚固专用胶在未固化前后锚固钢筋被碰撞、摇动或拔出，影响后锚固效果，降低锚固承载力。

3.2 加大截面施工工艺

3.2.1 老旧混凝土的清理

增加新旧混凝土之间的结合能力，对被加固的老混凝土构件的表面先进行清除疏松、开裂、剥落、蜂窝等性能退化混凝土层或碳化层。凿除30～50mm 左右厚的混凝土疏松碳化层，直至完全露出坚硬的混凝土层为止。并在此基础上将光面层进行凿毛处理，使表面凹凸差值不小于4mm。然后用气泵吹除灰尘、清水冲干净，自然风干或加热使得混凝土内外部均处于干燥状态。在浇注混凝土或灌浆料前应在混凝土表面涂刷界面剂，做到随涂随浇，保证工艺的连续性。

3.2.2 拉结筋施工

放初始定位线→采用钢筋探测仪确定原结构构件中钢筋位置并做标记→放钻孔位置十字交叉线→验线确认→采用冲击钻在表面十字交叉线处钻对穿孔、贯穿截面→采用气泵、毛刷和清水等进行清孔，并做好孔洞临时保护→截取、打磨、清洗、干燥钢筋→灌注专用锚固胶后旋入钢筋→做好保护、养护工作，严禁锚固胶在未固化前后锚固钢筋被碰撞、摇动或拔出→按图纸验收拉结钢筋的设置情况，并在已锚固钢筋的外侧安装固定Φ8@600钢筋网。

3.2.3 支模

根据设计图纸要求确定灌浆施工支设模板的位置和尺寸，定位标高应高出设备底座上表面标高至少50mm 以上，模板必须支设严密、稳固，防止在浇筑时模板产生松动、漏浆现象。

3.2.4 确定灌浆方式

根据灌浆设备的实际情况、底座标高、灌浆料的特性等，合理选择相应的灌浆方式，例如无收缩性灌浆料具有良好的流动性能，一般可采用“自重灌浆法”，即将拌制好的浆料直接自模板口灌入，完全依靠浆料自重、自行流平并填充整个灌注空间，模板外表面敲击加速流动即可；若灌注面积很大、结构复杂、钢筋设置较密或空间很小而灌注距离很远时，可采用“高位漏斗法”或“压力灌浆法”进行灌浆，并在模板外侧敲击，以保证浆料能充分流动、填充整个灌注空间。

3.2.5 灌浆料的搅拌

严格按产品说明书上推荐的水胶比确定加水量，拌和用水应采用生活用水，必要时可提前取样检测水质，水温以10～40℃为宜，根据现场情况采用人工或机械搅拌。若采用人工搅拌时，宜先加入约2/3 的用水量并搅拌3min，其后加入剩余约1/3 的用水量并继续搅拌均匀即可；若采用机械搅拌时，搅拌时间一般不少于2min。

3.2.6 灌浆料施工质量控制

灌浆料施工时应从一侧模板预留口处灌入，直至另一侧模板溢出，这样有利于排出设备机座与混凝土层面之间的空气，保证灌浆密实性；严禁从两侧或多侧面同时进行灌浆，容易导致内部空气无法排除，浇筑后出现孔洞等现象。灌浆应连续进行，严禁间断，并应尽可能缩短灌浆时间。在灌浆过程中不宜采用机械振捣，可用竹板条等进行拉动导流，每次灌浆层高度不宜超过100mm。灌浆过程中如发现表面有泌水现象，可以撒少量CGM 干料，吸干水分，确保水胶比。灌浆完成后，必须在灌浆料终凝前剔除多余的灌浆料。在灌浆施工过程中直至脱模前，应做好保护和养护工作，尽量避免灌浆料受到振动和碰撞，产生早期变形和裂缝，影响成型后的强度。灌浆中若出现漏浆等现象，应及时采取补救处理措施。

3.2.7 养护灌浆完成后30min 内，应立即喷洒养护剂或覆盖塑料薄膜、盖岩棉板等进行养护，或在灌浆料终凝后立即洒水，保湿养护。

3.2.8 灌浆料成型后检测

浇筑灌浆料的同时在现场随机抽样，制作标准立方体试块三组，其中二组按同条件试块养护，另外一组按标准养护，同条件试块养护龄期为1d 和3d，标准试块养护龄期为28d。根据报告显示1d 的灌浆料试块抗压强度值为16.2～18.2MPa，3d 的灌浆料试块抗压强度值为35.2～38.3MPa，标准养护试块28d 的抗压强度值为56.2～62.3MPa，均满足设计强度等级C40要求。根据试验数据显示灌浆料早期强度和28d 强度值均较高，符合设计要求的强度等级要求。

3.3 高延性混凝土施工

工序为清理、凿毛混凝土加固面→涂刷界面剂→高延性混凝土制备→按设计图纸分层压抹高延性混凝土→保湿养护。

清理、凿毛混凝土加固面：将原柱、剪力墙表面油污、松散或碳化部分提前凿除，并采用气泵、毛刷和清水等清理干净。

涂刷界面剂：原混凝土表面应进行凿毛处理，凿毛深度不小于5mm，且凿毛后的表面凹凸差值不小于5mm，凿毛后及时清理干净，并保持干燥状态。在高延性混凝土施工前，应在混凝土表面涂刷界面剂，做到随涂随抹，以保证工艺的连续性。

高延性混凝土制备：采用干混料（骨料、水泥、矿物掺合料等）预拌方式制备，搅拌后采用后加法加入纤维继续进行搅拌。原材料计量应采用精确的电子计量仪器，每盘高延性混凝土原料和纤维、外加剂、水等的用量的允许偏差需符合《高延性混凝土应用技术规程》（DB34/T 3469-2019）对这些材料的允许偏差要求。高延性混凝土采用强制式搅拌机搅拌，搅拌机转速不小于45r/min。

按设计图纸分层压抹高延性混凝土：对于高延性混凝土压抹15mm 厚进行加固的应采用一次性压抹完成，对于高延性混凝土压抹15mm 以上厚的应分层压抹施工，且每次压抹厚度不超过15mm；当前一次压抹厚度未达到设计值要求时，后一道压抹应在前一道高延性混凝土初期硬化后再进行施工，最后一道之前将压抹的高延性混凝土表面拉毛，最后一道压抹、收光。

保湿养护：高延性混凝土面层施工完成后在12h 内、且高延性混凝土终凝后进行保湿养护，养护时间不少于7d。

4 应急支撑措施

所有被加固处理的构件，在加固处理施工前应卸除作用在原结构构件或相邻构件上的活荷载；在加固处理的构件相邻区域做好相邻梁、板构件的支撑，临时支撑可采用Q235 钢管或D48×3.0mm 圆管，支撑数量应进行计算，钢管顶部和底部应充分顶紧，确保承载能力和稳定性能满足结构安全的要求，并做好洞口、临边的防护工作。

5 施工及验收

加固施工单位严格按审批的施工方案精心组织施工，严把材料进场检验关，所有工序均严格执行“自检、互检、交接检”三检制度，监理单位全程旁站监理，确保各原材料、检验批、分项工程验收合格，同时全过程留存影像资料。加固工程完工后，建设单位委托原检测鉴定单位对加固工程质量进行鉴定，并出具鉴定合格报告。建设单位组织原设计、加固设计单位，原施工、加固施工单位以及监理单位按照程序对加固工程进行专项验收，形成验收合格结论。最后收集、完善加固处理工程相关技术和质量保证资料，进行归档。

6 加固后的效果分析

本工程从处理方案的确定、加固施工单位选择及施工方案中的难点分析与控制，到加固工程施工、原材料复检及验收环节均严格按照程序，执行现行工程质量管理有关规定。采用灌浆料的增大截面法，利用高延性混凝土抹面加强剪力墙、柱的加固处理方案，达到加固补强结构构件承载力和抗剪性能的预期效果，既保证了工程质量安全又节约了工期、成本，为类似工程加固处理提供了很好的经验。