第四节 常用处理方法与适用范围

一、表面处理

表面处理主要应用于建筑物外表的修复,常用的方法有以下三种。

(1)表面修补

用于装饰层空鼓、脱落、变色等的修补。

(2)填缝封闭

混凝土或砌体中的温度收缩裂缝,用水泥浆或水泥砂浆进行填缝封闭。

(3)表面覆盖

有的表面缺陷影响外观,而修补效果又不良时,常采用增加表面覆盖层的方式来处理。

二、局部修复

局部修复主要指结构或构件出现局部缺陷而进行的修复。除了起修补作用外,还可防止缺陷再出现,有的可达到结构补强的效果。常用的方法有以下几种。

(1)孔洞填补

结构材料或连接材料施工中,对表面出现的孔洞,在清理后做填补修复。如对混凝土孔洞,可采用清除松动部分后用强度高一级的混凝土修补,或用环氧树脂浆液修补。

(2)加筋嵌缝

如砌体开裂后,在砖缝内埋设钢筋进行修补。

(3)预应力钢筋挤缝

混凝土构件开裂后,在垂直裂缝方向钻孔、安装螺栓,用施加预应力的方式进行修补。

(4)孔洞及裂缝灌浆

混凝土结构的内部孔洞,或混凝土、砌体产生裂缝,可用灌浆法处理,灌浆材料可用水泥或化工类材料。

(5)补做预埋件或预留洞

对施工中遗漏的或错位严重的预埋件、预留洞,按设计图纸要求补做。

(6)其他处理

钢结构的装配式节点或钢筋焊接,出现焊缝尺寸不足、气孔、夹渣、焊接裂缝、明显烧伤、焊瘤等缺陷时,需采用补焊或其他措施进行局部修复。

三、复位纠偏

复位纠偏主要用于基础、结构或构件、预埋件乃至整个建筑物发生错位、变形事故的处理,常用的方法有以下几种。

(1)机械复位

基础错位后用千斤顶推移或吊车吊移到正确位置;柱墙或建筑物倾斜后,用机械方法拉正扶直;建筑物整体错位可用机械推拉整体平移复位。

(2)施工中逐步纠正

例如现浇框架柱出现较大偏斜后,在经验算证明不影响结构安全的前提下,可以在后续施工中逐步纠正。

(3)处理地基纠偏

通过减少地基沉降或调整地基不均匀沉降,从而达到建筑物纠偏的目的。

(4)扩大基础或构件

例如基础错位可采用加大基础的方法,使上部结构仍能按原设计要求连接。上部结构或构件错位不太大时,也可采用扩大构件尺寸达到复位纠偏的目的。

(5)增加连接件

装配式构件制作、安装中发生较大偏差,节点连接构造达不到设计要求或规范规定时,常采用增加或加大连接件尺寸的方法处理。

(6)地脚螺栓错位处理

偏差不大时,常用慢弯法纠正;偏差较大时,常用重埋或利用原螺栓作锚脚,加焊型钢后,在型钢上按正确位置重新焊接新的螺栓。

(7)其他处理

装配式结构偏差太大,可改为现浇结构;屋架倾斜值超过规定,而且纠正困难,可采用增设支撑的方法处理。

四、地基基础托换技术

地基基础托换有以下几种方式。

(1)加深或加大基础

目的在于增加基础承载力。

(2)桩式托换

包括用混凝土预制桩或灌注桩、钢管桩以及灰土、石灰、砂、石等材料的挤密桩等。

(3)灌浆托换

根据灌浆材料的不同,有硅化、水泥硅化、碱液加固、碱液混合等方法。根据灌浆工艺的不同,有气压、液压、电化学法以及高压喷射注浆法等。

(4)纠偏技术

可分为以下四类。

①迫降纠偏 如加载、锚桩加压、降水、注水、排水或掏土(砂),以及解除地基应力等。

②顶升纠偏 如静压桩顶升纠偏、托梁顶升纠偏等。

③压桩掏土纠偏 在建筑物一侧压桩,另一侧掏土,调整不均匀沉降。

④其他纠偏方法 如采用排水、支挡、减重和增设护坡等综合治理措施。

五、桩基事故处理

主要用于打入桩、灌注桩、挤密桩的质量事故处理,常用的方法有以下几类。

(1)补桩

桩尖未达到设计要求的持力层,桩入土深度明显不足,桩位偏差过大,灌注桩垂直度偏差过大等,以上情况通常采用在事故桩附近补设一根或数根桩的方法处理,有时还需扩大桩基承台。

(2)改变打桩工艺

桩或桩管没有沉到设计深度,常采用改变打桩工艺的方法处理。如震动沉管灌注桩在桩管通过细砂层时,可能因细砂层凝聚效应而导致桩管沉不下去,对活瓣桩尖可采用拔管后灌水20~30kg,再进行震动沉管;对预制桩尖,可暂停2~3h后再继续沉管。灌注桩伸缩颈,可采用复打法处理。预制桩沉不下去时,可改用大桩锤低击法施打。

(3)清除沉渣,压浆填实

检查发现灌注桩底沉渣或虚土厚度超过规范规定时,可利用检查孔或新钻孔深入至桩孔底,先用内外套筒的套管通入0.4~0.6MPa压力水,将桩底沉渣清空,然后再以0.4~0.6MPa压力用压浆机将1:2水泥浆压入桩底,分数次进行,直至全部填实为止。

(4)静压

成桩后发现单桩承载力严重不足,有时可采用静压法将桩压到需要的深度。如某地用此法处理上百根爆扩桩载承力不足的事故,取得了较好的效果。

(5)加强基础承台

如个别桩承载能力有问题,有时也可采用加强基础承台的方法处理。

(6)其他

包括:减轻上部结构荷载;底层地面做架空楼板,以减少填土荷重;利用桩与天然地基共同作用;灰土挤密桩质量不合格返工重做。

六、防渗堵漏

主要用于建筑物渗漏的处理,常用的方法有以下几种。

(1)修复缺陷

如墙面因裂缝导致渗漏,可采用凿缝、嵌缝的方法处理。材料可选用聚氯乙烯胶泥条、建筑密封膏、防水胶石棉绒、防水胶水泥等。

(2)灌浆堵漏

如地下工程渗漏常用氰凝或丙凝灌浆堵漏。

(3)增加防水层

如屋面或墙面渗漏,可用喷涂多层防水涂料的方法进行防水层处理;也可采用增加钢筋网水泥面层的处理方法。

(4)提高结构材料的抗渗能力

如混凝土内部采用压力灌浆,可提高密实度和抗渗能力

(5)消除渗漏原因

如采用引水、排水措施,以消除渗漏水源;又如屋面板因温度变化形成的裂缝可增设隔热层,消除屋面板再次开裂的可能性后再进行防水修复。

七、改变施工工艺

可通过改变以下施工工艺处理事故。

(1)改变预应力张拉工艺

例如,后张预应力屋架下弦混凝土出现质量问题,为减小张拉时下弦混凝土截面中的压应力,可采用分批张拉措施,即在屋架平卧位置张拉部分钢筋,然后扶直屋架再张拉另一部分钢筋。

(2)调整预应力值

如屋架预留孔出现偏心,为防止张拉时出现过大的旁弯,可调整每根(束)钢筋的张拉力,以减小偏心弯矩。但应注意调整后的张拉应力不得超过控制应力,总预应力值也应保持不变。

(3)滑模工程平台扭转错位纠偏

常用千斤顶行程调整法、钢丝绳牵引法、爬杆导向法、平台倾斜法以及加荷纠偏法等方法处理。

(4)升板工程楼板高差大或产生水平位移的纠偏

可重新将板提起,用垫铁或木楔的方法进行调整。

(5)沉井偏斜、裂缝的处理方法

常采用调整下沉措施、控制沉降差的方法处理。

八、减小荷载

主要用于地基基础、结构或构件承载能力不足事故的处理,常用的方法有以下几种。

(1)底层地面架空

取消回填土,减轻地基荷载。

(2)减轻结构自重

将砖或混凝土墙改为轻质隔墙;钢筋混凝土屋盖改为轻钢石棉瓦屋盖。

(3)改善建筑物使用条件

防止屋面积灰过多等。

(4)改变建筑物用途,减小活荷载

(5)合理使用有缺陷的构件

如将有缺陷的构件使用在建筑物端部或伸缩缝处。

九、改变结构方案或构造而减小内力

改变结构方案或构造而减小内力指通过改变结构构造或计算简图,从而达到减小结构内力的方法,主要适用于因承载能力不足而发生的事故的处理,常用方法有以下几种。

(1)增设支点

例如梁板等受弯构件,增设新的支座或支柱后,计算跨度减小,并由静定结构变为超静定结构,内力明显减小。

(2)增设支撑

屋架、柱、墙采用新增设的支撑、支柱或支点,减小构件的计算长度,提高承载能力和结构稳定性。

(3)增设卸荷结构

如楼板、屋面板下增设型钢,梁下增设托梁或框架,墙、柱承载能力不足时,增设附墙柱或独立柱等。

(4)改变节点构造

改变钢屋架与钢柱、柱与基础的节点构造,可改变结构内力。

(5)改变结构方案

砌体结构中,如空旷房屋通过内增设横墙,改弹性方案为刚性方案;又如砌体排架结构房屋一侧扩建刚性方案房屋,原建筑可不按排架结构设计计算,因而内力减小。

十、加固补强

主要用于结构或构件承载力不足事故的处理。

1.加固补强方法

总结我国建筑结构加固工程的施工经验,并将国外先进的标准、规范进行了分析和借鉴。《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(GB 50550—2010)作了明确规定,有以下加固补强方法。

①混凝土构件增大截面法;

②局部置换构件法;

③混凝土构件绕丝法;

④混凝土构件外加预应力法;

⑤外粘或外包型钢法;

⑥外粘纤维复合材料法;

⑦外粘钢板法;

⑧钢丝绳网片外加聚合物砂浆面层法;

⑨砌体或混凝土构件外加钢筋网-砂浆面层法;

⑩砌体柱外加预应力撑杆法;

⑪钢构件增大截面法;

⑫钢构件焊缝补强法;

⑬钢结构裂纹修复法;

⑭混凝土及砌体裂缝修补法;

⑮植筋法;

⑯锚栓法;

⑰灌浆法。

2.加固补强设计与施工注意事项

加固补强设计与施工应注意以下事项。

①对原有构件进行正确鉴定,以确定其可否利用或利用率。

②后加补强部分参与结构或构件的承载时,往往存在应力滞后现象,因此在设计时应考虑适当的强度折减系数。

③正确处理原有结构与加固部分的连接构造,确保两者能共同工作。例如将老混凝土凿毛、清洗与充分湿润;又如将原有钢结构或构件的油漆、锈污清理等。

④对原有结构或构件采用适当的保护措施。例如采取临时支护、控制处理阶段荷载、规定局部拆除方法与要求等。

⑤明确规定加固补强后允许加荷载的时间和其他要求。

十一、提高建筑物整体性

主要适用于空旷房屋、或一般房屋整体性受到损害后的处理,常用方法有以下几种。

①增设钢筋混凝土构造柱。

②增设钢筋混凝土圈梁。

③增设螺栓拉杆。

④采用隔板深梁,提高框架结构整体性。

⑤屋架、屋盖增设支撑。

⑥楼盖增加混凝土整浇层。

⑦空旷房屋增设具有足够刚度的横墙等。

十二、其他处理方法

常见的其他处理方法有以下几种。

①修改设计 如:改变结构类型;砖混结构大梁下增加梁垫;将砖墙上裂缝改为伸缩缝;改变隔热保温及其他建筑构造;将底层大房间改为小房间,改变结构传力路线等。

②局部拆除重建 除了常规方法拆除重建外,还可在后张法预应力构件中调换不合格或出事故的钢筋;将上部结构临时支撑后的局部拆换,如托梁换柱等。

③降低预制构件等级后使用。

④利用混凝土后期强度。

⑤设备基础振动过大时可增设配重。

⑥用热处理法改善钢筋点焊时可能产生的脆断。

⑦测定材料实际强度,并按照结构的实际尺寸、荷载等进行分析验算,提出不用专门处理的依据。

⑧控爆拆除部分建筑,减轻地基基础荷载。当地基基础出现明显的不均匀沉降,纠偏无效或见效太慢,并可能因此引发恶性事故时,只能采用控爆拆除的方式。

思考题

1.工程质量不合格、质量问题、质量事故的概念分别是什么?

2.工程质量事故如何分类?

3.工程质量问题常用的处理方法有哪些?