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0引言
混凝土加固在土木工程施工中至關(guān)重要,能夠有效地避免建筑結(jié)構(gòu)受各項因素影響產(chǎn)生損傷,降低房屋建筑安全風險與安全隱患[1]。土木工程施工中,應當綜合考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性,通過一定的技術(shù)手段,對混凝土進行加固處理[2]。通常,混凝土結(jié)構(gòu)在不同的荷載工況下,其結(jié)構(gòu)強度與剛度存在一定差異[3]。根據(jù)混凝土實際承受的荷載大小與分布情況,在施工過程中,應當不斷調(diào)整建筑結(jié)構(gòu),保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與牢固性[4]。此時,選擇科學合理的土木工程混凝土加固施工方法至關(guān)重要?,F(xiàn)階段,我國對土木工程混凝土加固施工方法的研究仍然不夠完善,在整體施工中存在一定的問題與不足,降低了混凝土結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性[5]。信息技術(shù)模型作為一種可視化模型,通過精確建模與可視化設計,能夠有效地改善傳統(tǒng)加固施工方法的不足[6]?;诖?,本文在傳統(tǒng)混凝土加固施工方法的基礎上,以X土木工程為例,引入信息技術(shù)模型,提出了一種新的加固施工方法。
1工程概況
X土木工程為高層住宅建筑物,高25層,其中地下2層為停車場,地上23層為居民住宅樓,建筑總體高度為75m,總體建筑面積約為13520.25m2,附屬建筑面積約為2530.16m2,建筑的耐久年限為60年,整體結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu),具有較強的抗震能力與耐火能力。建筑外墻為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),混凝土的設計強度等級是:-2~7F為C40強度等級,8~15F為C35強度等級,16F以上均為C30強度等級。工程混凝土結(jié)構(gòu)容重為26kN/m3,混凝土箱梁底模板為12.5mm厚度的竹膠模板,施工荷載為2.5kN/m2,混凝土結(jié)構(gòu)彈性模量為9785N/mm2,混凝土結(jié)構(gòu)荷載強度為82.4kN/m2,截面剛度為78.2kN/m2,承載能力為54.8MPa。經(jīng)過質(zhì)量檢測可知,整個工程中,各個樓層的結(jié)構(gòu)單元剪力墻混凝土強度偏低,其中情況嚴重的,不符合相關(guān)強度標準,存在較大安全隱患。此外,部分剪力墻混凝土的質(zhì)量分布不夠均勻,降低了墻體結(jié)構(gòu)的承載能力。為了消除安全隱患,本文提出了基于信息技術(shù)模型的土木工程混凝土加固施工方法,以提升了混凝土強度等級與承載能力,為施工人員與居民提供安全保障。
2混凝土加固施工方法設計
2.1安裝鋼筋籠
在土木工程混凝土施工中,制作與安裝鋼筋籠至關(guān)重要,通過鋼筋籠,能夠有效地提升混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與牢固性。本文設計的土木工程鋼筋籠制作與安裝流程,如圖1所示:如圖1所示,首先,根據(jù)X土木工程建設施工的具體情況與需求,在混凝土中埋設護筒,具體操作中,應當保證護筒埋設的豎直線與鋼筋籠的中心線重合,最大平面誤差不能大于15mm,整體埋設傾斜誤差不能超過0.5%。采用鉆機設備,在鋼筋籠放置的樁位中心打入一根木樁,作為鋼筋籠的樁位標志。測量鋼筋籠的水平度與垂直度,避免安裝過程中出現(xiàn)傾斜與偏移的情況[7]。根據(jù)相關(guān)標準,控制鋼筋籠安裝的允許偏差,如表1所示:在現(xiàn)場安裝過程中,應當以該標準為主,采用單面搭接的焊接方式,將鋼筋籠的加勁箍與主筋箍進行焊接,鋼筋籠螺旋筋與主筋的焊接方式采用點焊。焊接結(jié)束后,利用吊車吊放鋼筋籠,將鋼筋籠對準護筒中心,控制下放速度。當全部下放入護筒內(nèi)后,丈量鋼筋籠的長度,并進行找正固定處理[8]。安裝結(jié)束后,在鋼筋籠上方設置聲波檢測管,對鋼筋籠主筋進行固定處理,定期檢測鋼筋籠的使用性能,判斷鋼筋籠對混凝土結(jié)構(gòu)的加固性能是否良好。
2.2澆筑墩柱混凝土
鋼筋籠安裝完畢后,結(jié)合信息技術(shù)模型的運行原理,對土木工程中墩柱混凝土進行澆筑處理。在澆筑前,利用信息技術(shù)模型,測量土木工程中墩柱模板的垂直度參數(shù)、支座螺栓預留孔的位置參數(shù),與相關(guān)的設計規(guī)范進行比對,實現(xiàn)澆筑操作前的技術(shù)交底。在土木工程墩柱與承臺之間的接縫處,鋪設厚度為10~20mm的水泥砂漿,預留墩柱的清掃孔,方便澆筑后清理接縫內(nèi)的垃圾與積水。澆筑準備工作結(jié)束后,在墩柱上方留設相應的串筒,作為混凝土澆筑的下料導管,導管與墩柱底部之間的距離控制在1m范圍內(nèi),與墩柱頂部的距離控制在2m范圍內(nèi),鋪設與澆筑混凝土級別相同的網(wǎng)片筋。在網(wǎng)片筋上布設混凝土振搗點,沿墩柱骨架鋼筋內(nèi)側(cè)布置多個振搗點,各個振搗點之間的距離控制在10~30cm范圍內(nèi),保證墩柱與網(wǎng)片筋之間為平行結(jié)構(gòu),隨著墩柱寬度的不斷增加,合理增設相應數(shù)量的振搗點。在混凝土澆筑過程中,不斷調(diào)整澆筑的間歇,分層次進行澆筑處理。首先,根據(jù)墩柱預留孔的設置位置,判斷墩柱混凝土結(jié)構(gòu)是否存在移位現(xiàn)象,未發(fā)現(xiàn)移位現(xiàn)象,則開始進行澆筑操作,并實時記錄澆筑過程中預留支座的變化情況。其次,在澆筑中,應當逐點移動,采用快插慢拔的振搗方式,均勻振實混凝土,避免出現(xiàn)縫隙。再次,墩柱混凝土澆筑結(jié)束后,對混凝土裸露面進行抹面處理,待混凝土定漿后,方可進行二次抹面操作,利用橡皮錘對定漿后的墩柱進行敲擊,保證混凝土澆筑的密實。
2.3基于信息技術(shù)模型安裝外粘型鋼
上述土木工程中墩柱混凝土澆筑施工完成后,要基于信息技術(shù)模型安裝外粘型鋼。安裝外粘型鋼作為加固土木工程混凝土的關(guān)鍵環(huán)節(jié),能夠有效改善原構(gòu)件存在的不足,實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)加固目標。安裝外粘型鋼過程中,計算外粘型鋼構(gòu)件截面剛度參數(shù)的難度較大,傳統(tǒng)計算方法獲取到的結(jié)果精度較低,不利于混凝土構(gòu)件提高承載力?;诖?,本文引入了信息技術(shù)模型,通過信息技術(shù)模型的高精度計算,獲取外粘型鋼截面的剛度參數(shù),計算公式為:
(1)其中,E表示外粘型鋼截面的剛度,EC0表示混凝土原構(gòu)件的彈性模量,Ea表示外粘型鋼構(gòu)件的彈性模量,IC0表示混凝土原構(gòu)件截面中存在的慣性矩,Aa表示外粘型鋼構(gòu)件加固后的截面面積,a表示外粘型鋼截面形心間的距離。通過計算,獲取外粘型鋼截面的剛度參數(shù),在此基礎上,采用環(huán)氧樹脂膠粘劑對外粘型鋼進行灌注處理,灌注后,將外粘型鋼表面打磨平整,再利用吹風機吹凈表面的殘渣,用二甲苯清洗構(gòu)件內(nèi)部,最后通過卡具分段交錯卡緊構(gòu)件。采用復合加固的方法,將外粘型鋼加固安裝在鋼筋混凝土梁與柱的結(jié)構(gòu)中,在環(huán)氧樹脂膠粘劑處設置灌漿嘴,通過灌漿嘴,壓入樹脂膠泥,對型鋼周圍進行封閉處理,當型鋼排氣孔出現(xiàn)漿液時,停止加壓,通過錘擊與焊接的方式,固定外粘型鋼,完成土木工程混凝土加固施工。
3加固施工結(jié)果分析
在土木工程混凝土加固施工結(jié)束后,采用MATLAB分析軟件與信息技術(shù)模型,對混凝土結(jié)構(gòu)的荷載強度、截面剛度以及承載能力進行測量分析。根據(jù)荷載分布情況與具體特征,在混凝土結(jié)構(gòu)中分別布設5組不同的測量點,分析混凝土底板的垂直壓應力作用與受力情況。根據(jù)該土木工程混凝土容重與施工荷載,測量分析加固施工后,5組測量點混凝土結(jié)構(gòu)的加固效果如表2所示:根據(jù)表2可知,應用本文設計的土木工程混凝土加固施工方法后,該工程混凝土結(jié)構(gòu)的荷載強度、截面剛度與承載能力均得到了顯著提升,改善了工程初始混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與牢固性,保證了土木工程建設施工中的安全性。
4結(jié)語
混凝土結(jié)構(gòu)的強度等級與承載能力對房屋建筑的安全性、穩(wěn)定性與牢固性至關(guān)重要,為了解決部分土木工程施工中混凝土強度過低、承載能力不達標的問題,本文提出了基于信息技術(shù)模型的土木工程混凝土加固施工方法設計。通過本文的研究,有效地提升了混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力,降低了土木工程的安全風險系數(shù),消除了因房屋建筑剪力墻結(jié)構(gòu)性能較低而產(chǎn)生的安全風險與隱患。
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作者:陜婷婷 姚健 單位:山西應用科技學院