广州珠江建设发展有限公司 广州 510075
摘要：以广州市白云湖车辆段地块上盖项目一期工程为研究对象，针对地铁站场柱节点加固改造施工全过程中传统施工工艺不足的问题，首先通过无损冲击弹性波法探测进行原结构混凝土质量探测扫描，对存在孔洞的部位采用大流动性水泥基灌浆料进行局部孔洞填充处理，然后对其再次质量探测扫描，对于灌浆不饱满的情况，采用IPH内压填充结合补强法（简称IPH工法），确保钢筋混凝土的强度，达到防止内部钢筋锈蚀、维修材料剥落的目的。最后通过扩大柱头工艺解决部分原柱内植筋难问题、化学锚栓及利用原预留钢筋进行锚固，提升新旧柱节点施工质量、保证结构的安全。
关键词：新旧柱节点；无损检测；IPH补强；内植型钢；扩大头工艺
Research on Reinforcement and Construction of New and Old Column Joints in Subway Station
Zhang Chaoyang
（Guangzhou Pearl River Construction Development Co.，Ltd.Guangzhou 510075，China）
Abstract：Taking the first-phase project of the Guangzhou Baiyunhu Vehicle Depot Block Project as the research object，the problem of insufficient traditional construction techniques in the entire process of the reinforcement and reconstruction of the column joints of the subway station，firstly，the original structure concrete quality is scanned by the non-destructive impact elastic wave detection method，and the large-flow cement-based grout is used to fill the holes in the parts where the holes exist.Then scan again for its quality detection.For the grouting is not full，use IPH internal pressure filling combined with reinforcement method（referred to as IPH construction method）to ensure the strength of reinforced concrete to achieve the purpose of preventing corrosion of internal reinforcement and spalling of repair materials.Finally，through the expansion of the column head technology to solve the difficulty of planting reinforcement in some of the original columns，chemical anchors and the use of the original reserved steel bars for anchoring，to improve the construction quality of new and old column nodes and ensure the safety of the structure.
Keywords：New and Old column joints；Non-destructive testing；IPH Reinforcement；Embedded steel；Enlarged head process
1、概述
本工程原8.5m盖板施工距离到现在上盖开发时间已过去几年，盖板设计单位按照原上盖开发方案预留了二层的柱头插筋，但上盖开发阶段，方案设计单位对开发方案进行了颠覆性调整，导致部分分区柱位原先预留的插筋无法满足现在的方案要求，需采用柱头植筋、混凝土柱内增加型钢等的方式补充预埋不足的钢筋。传统的柱内植筋在遇到梁柱节点梁钢筋多层重叠，导致冲击钻无法钻入；采用水钻会破坏原有梁受力钢筋，难以保证施工质量。通过混凝土柱内置型钢减少植筋量，原混凝土柱无预埋锚板与型钢连接，提高新旧钢筋混凝土结合部位的质量是施工重点、难点【1-2】。
原结构柱中，因梁柱节点关键部位钢筋多层重叠，导致柱头部位浇筑混凝土无法浇筑振捣到位，出现部分内部蜂窝孔洞等质量问题；为了确保结构安全、提高新旧钢筋混凝土结合部位的质量，研究一种新旧柱节点加固改造施工施工技术是十分必要的。
2、工程概况
白云湖车辆段地块上盖项目一期工程项目位于广州市白云区华南快速路以南，广清高速路以东，工程地址未广州市白云区亭石北路。规划总用地面积约22.29万㎡，其中一期总建筑面积为19.8万㎡。本项目在地铁车辆段盖板（以下简称8.5m板）上进行建筑施工。在8.5m板上建设一层转换层盖板（以下简称14.5m板）。在14.5m板上建设3栋46层住宅楼（17#、18#、19#），商业楼2栋，九年一贯制学校3-5层不等（包括小学教学楼，中学教学楼，综合楼），幼儿园1栋。其中住宅楼建筑层数为46层，建筑最高高度为140m。
3、新旧柱节点加固改造施工技术
3.1 工艺原理
针对地铁站场柱节点加固改造施工全过程中传统工艺不足的问题，首先通过无损冲击弹性波法探测【3-4】进行原结构混凝土质量探测扫描，对存在孔洞的部位采用大流动性水泥基灌浆料进行局部孔洞填充处理，然后对其再次质量探测扫描，对于灌浆不饱满的情况，采用IPH内压填充结合补强法（简称IPH工法），确保钢筋混凝土的强度，达到防止内部钢筋锈蚀、维修材料剥落的目的。最后通过扩大柱头工艺、内置型钢【5】解决部分原柱内植筋难问题、化学锚栓及利用原预留钢筋进行锚固，提升新旧柱节点施工质量、保证结构的安全。
3.2 施工流程
3.3 操作要点
3.3.1基于冲击弹性波层析扫描法发现的缺陷处理工艺
根据检测范围，沿立柱对角线布置检测面（如图），当检测范围为80cm时，柱头每个测面对称布置9条测点；当检测范围为100cm时，柱头每个测面对称布置11条测点。每种检测范围条件下相邻测点均按照间距10cm，最上方测点距离板底5cm，依次自上向下布设。按照由下向上的顺序进行激振，并接收信号。
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施工工艺流程图
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检测断面布置图
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梁柱节点无损检测测点布置示意图
根据波速定值，确定检测缺陷的结果，并在平面图上对于存在孔洞的位置进行标记，做好记录。
3.3.2 IPH内压填充结合补强法
由于部分孔洞处于上部柱体已施工部位或位于钢筋密集的梁柱节点处，存在重新开凿浇筑振捣困难的问题，采用大流动性水泥基灌浆料进行局部孔洞填充处理，对于灌浆不饱满的情况，采用IPH内压填充结合补强法（简称IPH法），确保钢筋混凝土的强度，达到防止内部钢筋锈蚀、维修材料剥落的目的。
采用IPH内压填充结合补强法（简称IPH工法），再进行补强加固。IPH工法采用的特殊注射器拥有超低压力值（0.06±0.01～0.02N/mm²）配合高流动性KM-505双组份改性环氧树脂灌浆材料，可以实现高密度、高精度的填充。并且此特殊注射器具备空气排出功能，由于将产生反压力因素的空气一部分向外排放，可以能将高强度的树脂填充到细微裂纹的末端。
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AM78立柱孔洞缺陷处理后检测云图
23区AM78立柱孔洞缺陷采用水泥基灌浆材料填充后，采用冲击弹性波层析扫描法检测云图，结果显示，波速值合理，填充密实、饱满。
3.3.3扩大柱头做法
柱头缺陷处理完成后，根据现有上盖结构变动，设计进行复核，在需增加柱子纵向受力钢筋，采用扩大柱头做法用于纵向受力钢筋锚固，在扩大柱头锚固的钢筋不满足数量时，采用原混凝土柱连接型钢结构施工。
采用混凝土钢筋检测仪对扩大柱头植筋区域的楼板厚度及钢筋位置进行扫描定位，将钻孔植筋施工对地铁运行的影响降到最低。并可与施工图进行对比，如位置偏差大，则及时与设计沟通，优化设计，提高效率。
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扫描定位
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柱头扩大头植筋大样
3.3.4柱内置型钢
钢柱柱底板与混凝土底板连接的使用化学化学锚栓进行连接，由于原有预留钢筋的的高度比较高，需要将原有的钢筋搬开，并留出相应的工作面；底部的钢筋密密麻麻，化学锚栓的植筋位置不一定能够按照设计图纸的位置植筋，需要将锚栓的位置进行放线进行预打孔，如果不能满足植筋的需要，需要更换位置进行打孔。这样对钢柱的加工提出了相应的要求，植筋完成后进行底板的加工。柱底板的开孔位置与植筋的位置稍有偏差，钢柱就无法套进埋件，因此在植筋位置与钢柱底板的开孔位置保持同一位置是个难点。为此我们采取了以下措施，首先是在混凝土面上将锚栓的位置进行放线，进行预打孔，然后将锚栓的植筋位置在图面表示出来，然后进行柱底板的开孔，如果锚栓位置超出了柱底板的位置，需将柱底板加大；柱底板在设计允许的情况下，将柱底板的孔开大10mm，这样保证钢柱能够顺利安装。
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柱头扩大头植筋现场照片
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柱脚节点示意图
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钢结构柱头连接照片
4、结论
通过弹性波CT无损检测技术，无损检测混凝土结构是否存在孔洞，针对存在孔洞的混凝土部位采用大流动性水泥基灌浆料进行局部孔洞填充处理，对于灌浆不饱满的情况，采用IPH内压填充结合补强法，确保混凝土结构的安全。
对存在楼板面植筋深度深，楼板面钢筋密集，植筋以及柱脚锚栓安装难度大的问题，提出采用钢柱锚板与混凝土底板塞缝焊接，然后型钢与其使用化学化学锚栓的方式进行连接，有效解决柱底板的开孔位置与植筋的位置稍有偏差，钢柱就无法套进埋件、浇筑难度大的难题。
本文结合工程实例介绍了地铁站场柱节点加固改造施工的方法，提升了新旧柱节点施工质量、保证结构的安全，为同类型项目提供了参考，具有良好的推广价值。
参考文献：
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