粘鋼加固在混凝土結(jié)構(gòu)工程上的應(yīng)用
2015-05-20
1、工程概況
本工程為河北聯(lián)通公司的標(biāo)準(zhǔn)廠房，主體四層局部五層的框架結(jié)構(gòu)。一、二層在使用期間，一、二層樓板局部出現(xiàn)裂縫，公司已請(qǐng)專業(yè)部門出具了鑒定報(bào)告。為安全起見，對(duì)其一、二層存在安全隱患的部位進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)加固。
經(jīng)我司會(huì)同設(shè)計(jì)單位，施工單位并請(qǐng)有關(guān)專家共同研究一致決定對(duì)該工程進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。提出兩個(gè)方案：一種是加大截面法處理，但施工復(fù)雜工期長(zhǎng)，部分磚墻已砌好，勢(shì)必造成返工浪費(fèi)。考慮到該工程工期緊迫，同時(shí)為了降低加固造價(jià)，決定采用第二種方案：粘鋼加固法。
2、加固方案設(shè)計(jì)
針對(duì)該工程特點(diǎn)柱梁加固采用如下處理方法：
2.1柱子的加固：考慮到柱混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，柱子承載力和軸壓比達(dá)不到規(guī)范要求，混凝土柱子加固采用鋼板粘貼到梁底或板底與原柱連成一個(gè)整體，不僅提高了柱的承載力，滿足了軸壓比，而且能有效提高混凝土的變形應(yīng)力，改善柱的延性。
2.2梁的加固，加固粘貼采用兩種形式，梁底或梁側(cè)。在梁底（必須打掉粉刷層，留下鋼筋保護(hù)層）貼上鋼板直到柱邊或梁邊，梁測(cè)面粘貼不得高于梁高的l/3，如遇到門窗可避開。
2.3邊跨邊支座主梁加固
邊跨邊支座主梁按鉸接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。先在柱上粘貼3mm厚鋼板一塊，鋼板上再粘貼6mm厚鋼板一塊，尺寸均為600mm×300mm，并以膨脹螺栓穿過(guò)鋼板錨入柱內(nèi)；再選擇6mm厚等腰直角三角形腋板兩塊焊接在柱子所粘貼鋼板上，腋板尺寸為600mm x 600mm，最后在梁端底部粘貼3mm厚鋼板一塊，尺寸為600mm×300mm，使梁端通過(guò)鋼板支承于腋板上。
2.4中柱兩側(cè)主梁加固
該工程框架主梁為連續(xù)梁，框架柱側(cè)面凸出于梁側(cè)面梁上支承著樓板，應(yīng)在其上部?jī)蓚?cè)面繞過(guò)柱粘貼鋼板，如圖7所示，設(shè)計(jì)鋼板起坡為1：3。鋼板寬度控制在100mm以下，為加強(qiáng)鋼板粘貼效果，在鋼板彎折處設(shè)墊板，用錨栓固緊，鋼板與梁柱交角部形成的三角形空隙用環(huán)氧砂漿填實(shí)。
3、粘鋼施工流程
3.1施工流程：
粘鋼加固應(yīng)由專業(yè)施工隊(duì)伍施工，其施工必須嚴(yán)格按工藝流程進(jìn)行，工藝流程如下：
粘貼面處理 → 加壓固定及卸荷系統(tǒng)準(zhǔn)備（根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，卸荷步驟有時(shí)省去） → 膠粘劑配制 → 涂膠和粘貼 → 固化、卸加壓固定系統(tǒng) → 檢驗(yàn) → 維護(hù)
在滿足上述工藝的同時(shí)，尚應(yīng)控制粘貼鋼板的時(shí)間間隔，保證粘鋼的固化養(yǎng)護(hù)。
3.2操作要點(diǎn)
（1）粘貼面處理
混凝土面應(yīng)鑿除粉飾層，油垢、污物，然后用角磨機(jī)打磨除去1-2mm厚表層，較大凹陷處用找平膠修補(bǔ)平整，打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵，最后用棉布沾丙酮拭凈表面，待粘貼面完全干燥后備用。
鋼板粘貼面應(yīng)用角磨機(jī)進(jìn)行粗糙、除銹處理，直至打磨出現(xiàn)光澤，使用前若潔凈僅用干布擦拭即可。否則可用棉布沾丙酮拭凈表面，待完全干燥后備用。
該工序所用主要物資：護(hù)目鏡、防塵口罩、沖擊電錘及扁鏟、手錘、角磨機(jī)、金剛石磨片、砂輪片、空壓機(jī)、棉布、丙酮。
?。?）加壓固定及卸荷系統(tǒng)準(zhǔn)備（根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，卸荷步驟有時(shí)省去）
加固構(gòu)件所承受的活荷載如人員、辦公機(jī)具宜暫時(shí)移去，并盡量減小施工臨時(shí)荷載。
加壓固定宜采用千斤頂、墊板、頂桿所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能產(chǎn)生較大壓力，而且加壓固定的同時(shí)卸去了部分加固構(gòu)件承擔(dān)的荷載，能更好的使后粘鋼板與原構(gòu)件協(xié)同受力，加固效果最好，施工效率較高。
加壓固定也可采用膨脹螺栓、角鋼、墊板所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要在加固構(gòu)件上合適位置鉆孔固定膨脹螺栓，僅能產(chǎn)生較小壓力，不能產(chǎn)生卸荷效果，適合側(cè)面鋼板的粘貼。
?。?）膠粘劑配制
建筑結(jié)構(gòu)膠為A、B兩組份，取潔凈容器（塑料或金屬盆，不得有油污、水、雜質(zhì)）和稱重衡器按說(shuō)明書配合比混合，并用攪拌器攪拌約5-10分鐘至色澤均勻?yàn)橹?。攪拌時(shí)最好沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡，配置場(chǎng)所宜通風(fēng)良好。
該工序所用主要物資：攪拌器、容器、衡器、膩刀、手套。
?。?）涂膠和粘貼
膠粘劑配制好后，用膩刀涂抹在已處理好鋼板面上（或混凝土表面），膠斷面宜成三角形，中間厚3毫米左右，邊緣厚1毫米左右，然后將鋼板粘貼在混凝土表面，用準(zhǔn)備好的固定加壓系統(tǒng)固定，適當(dāng)加壓，以膠液剛從鋼板邊縫擠出為度。
該工序所用主要物資：加壓固定及卸荷系統(tǒng)，膩刀、手套。
?。?）固化、卸加壓固定系統(tǒng)
該工序所用主要物資：扳手、手套、時(shí)鐘、溫度計(jì)。
?。?）檢驗(yàn)
JGN-G型結(jié)構(gòu)膠操作性能極好，正常操作可達(dá)到100%的飽滿度。檢驗(yàn)時(shí)可用小錘輕擊粘貼鋼板，從音響判斷粘貼效果，也可采用超生儀檢測(cè)。若錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于90%，非錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于70%，應(yīng)剝離鋼板，重新粘貼。
對(duì)重要構(gòu)件也可采用載荷檢驗(yàn)，一般采用分級(jí)加載至正常荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，檢測(cè)結(jié)果較直觀、可靠，但費(fèi)用較高，耗時(shí)也較長(zhǎng)。需要千斤頂或配重（常用沙袋、磚塊）、百分表、裂縫顯微鏡、衡器。
?。?）維護(hù)
加固后鋼板宜采用20mm厚M15水泥砂漿抹面保護(hù)，也可采用涂防銹漆保護(hù)，以避免鋼材的腐蝕。
4、施工應(yīng)注意的問題
要使粘鋼加固成功，特別要保證加固施工的質(zhì)量，除遵循一般施工原則外，結(jié)合該工程特點(diǎn)，施工中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
4.1膠結(jié)劑本身質(zhì)量是粘鋼加固成功與否的關(guān)鍵，因此必須嚴(yán)格控制膠結(jié)劑質(zhì)量，膠結(jié)劑必須是高強(qiáng)度，耐久性好，具有一定彈性的，其強(qiáng)度必須要大于相應(yīng)所加固構(gòu)件強(qiáng)度。為確保膠結(jié)劑質(zhì)量，本工程采用國(guó)家指定名牌廠家產(chǎn)品，并由施工單位與本人共同見證抽樣送檢合格后方行施工。
4.2為保證粘貼鋼板牢固有效，須控制鋼板寬度和厚度（寬不宜大于100mm，厚宜在3mm）而框架主梁某些部位所需補(bǔ)強(qiáng)的鋼板截面面積較大，須采用兩層或多層粘貼（即鋼板上貼鋼板）。
4.3膠貼劑粘貼時(shí)用抹刀同時(shí)涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板上，厚度1-3mm，中間厚邊緣薄為宜，粘好鋼板后，必須嚴(yán)格保證無(wú)空鼓，否則應(yīng)剝下鋼板，補(bǔ)膠、重新粘貼。
4.4考慮振動(dòng)作用在錨固區(qū)增設(shè)膨脹螺栓附加錨固措施，粘鋼補(bǔ)強(qiáng)加固后粘鋼外表須采用Ml5水泥砂漿抹面作為鋼板的密封防水防腐處理措施，其厚度對(duì)于梁不應(yīng)小于20mm。
5、結(jié)束語(yǔ)
該工程已交工近兩年，無(wú)發(fā)現(xiàn)新的裂縫，通過(guò)兩年跟蹤沉降觀測(cè)，建筑物沉降均在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。
