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在钢结构工程中,柱脚二次灌浆算得上是一个“不起眼却要命”的工序。说它不起眼,是因为灌完之后就被包裹覆盖,验收时看不见、摸不着;说它要命,是因为一旦出现空鼓、开裂或密实度不足,上部结构的轴力、弯矩传递就会打折扣,严重时甚至影响整体稳定。
二次灌浆的本质,是在钢柱底板与混凝土基础顶面之间的预留空隙(通常50~100mm)内填充专用灌浆料,使其形成密实的传力层。这个传力层承担着将钢柱荷载均匀扩散至基础的关键作用。
目前工程中常用的灌浆材料有两类:水泥基高强无收缩灌浆料和环氧树脂灌浆料。前者性价比高、施工便捷,适用于绝大多数常规工程,流动度一般要求初始值不低于340mm(Ⅱ类产品),28天抗压强度可达60MPa以上;后者粘结强度更高、抗渗耐腐蚀性更好,但成本也高,多用于震动荷载大或有特殊防腐要求的场合 。
真正决定灌浆成败的,往往不是灌的那一下,而是前期的清理和湿润。
1.基层处理要“露骨”。基础混凝土表面必须凿毛,以露出石子、粗糙度达到10~20mm为宜,然后用高压水枪冲净浮灰和松散物 。这一步很多人做得敷衍,扫两下就开始灌,结果灌浆料和基层粘不住,后期形成两层皮。
2.润湿但不得积水。灌浆前6~12小时对基层充分润湿,让老混凝土吸饱水,避免灌浆料中的水分被过快吸走导致收缩开裂。但灌浆前必须把明水吸干——有积水的地方就是未来的空鼓区 。
3.模板支设要有“溢浆意识”。模板高度应高出灌浆面20~30mm,且必须留出排气通道。如果柱脚底板面积较大,设计时没有预留溢浆孔,那就要在模板上想办法,保证灌浆料能从一侧推进、从另一侧冒出 。
1.从一侧灌,不要四面围攻。这是现场最容易犯的错误。正确做法是选定柱脚的一侧作为灌浆口,让灌浆料依靠自重(或高位漏斗的势能)从该侧推入,气体和浮浆从对侧排出 。一旦从四侧同时灌,空气被裹在中间出不来,拆模后敲击底板,回音沉闷——那就是空鼓了。
2.连续灌注,不能停停走走。灌浆料加水搅拌后,可操作时间一般在30~60分钟(视气温而定),超过这个时间流动性急剧下降。一旦开始灌注就必须一气呵成,中间停顿会导致冷缝,形成永久性薄弱面。
3.振捣要轻、要巧。水泥基灌浆料本身自流性较好,不宜用插入式振捣棒猛搅,否则容易造成骨料沉降、表面浮浆过厚。对于较厚的灌浆层或截面复杂的柱脚,可用钢筋棍沿模板边缘轻捣辅助排气,或用软轴振捣器短时间点振。振捣时间控制在15~30秒为宜 。
4.膨胀率是硬指标。合格的灌浆料必须具备微膨胀性能——3小时竖向膨胀率0.1%~3.5%,24小时与3小时膨胀率之差0.02%~0.5% 。这个指标的意义在于:灌浆料在塑性阶段膨胀补偿沉降,硬化后继续微膨胀,确保与底板紧密接触。现场加水稀释会直接破坏膨胀效果,严禁这么干。
灌浆完成后,外露部分应及时覆盖保湿养护。常温下湿养不少于7天,低温环境适当延长。养护期间避免扰动和震动——旁边还在吊装钢梁、人员在柱脚上踩来踩去,都会影响粘结质量。
验收检验主要靠锤击法。用小铁锤轻敲底板,回音清脆者为密实,回音沉闷者为空鼓。对于重要工程或大截面柱脚,建议辅以超声波检测,准确判定有效承载面是否达到设计要求 。
一是抗剪键周边。柱脚底板的抗剪键预留槽是最容易灌不实的地方,清理时要特别注意槽内杂物和积水是否处理干净,灌浆时观察是否有浆料从槽口溢出 。
二是冬季施工。当室外日平均气温连续5天低于5℃时,必须按冬施规程执行:灌浆料选择防冻型,拌和水可适当加温(不超过30℃),灌浆后及时覆盖保温,必要时架设暖棚。但同时要防止局部过热导致裂缝 。
柱脚二次灌浆灌得好,钢柱与基础浑然一体;灌不好,荷载传递路径中断,再精确的安装、再漂亮的焊缝都打了折扣。施工现场常有赶工期的心态,觉得“灌浆而已,差不多就行”,但结构不会跟你“差不多”—它只会用后期的沉降、位移和裂缝来回应当初的草率。
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