要点汇总,建筑加固工程施工要注意什么

发布时间: 2020-07-22    浏览(728)

建筑加固是土建施工的一个分支。据统计,我国现有一些五、六十年代建造的老房屋因超过了设计基准期有待加固,有大约1/3的住宅安全储备不足,且城市的住宅结构逐渐进入老龄化,需要加固维修。同时,国家限定结构建设投资,从节约成本考虑,利用老结构、老建筑进行加固的情况越来越多,需要进行加固处理的项目逐渐增加。下面就分享几种加固方法和技术要点。

粘钢加固

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粘钢加固法是在钢筋混凝土结构构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构构件承载能力的一种加固方法。

粘钢加固的效果主要取决于粘结施工质量。粘钢加固施工应严格按工艺流程进行专业化施工。

表面处理→(卸荷、配胶)粘贴→固定及加压→固化→检验→防腐处理。

1.表面处理

表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理,是最关键的工序,应认真处理混凝土构件结合面,根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度,分别按以下四种情况处理。

1) 对构件的粘合面,应先用硬毛刷沾高效洗涤剂,刷除表面油垢污物,后用冷水冲洗,再对粘合面进行打磨掉2~3mm表层,直至完全露出新面,并用无油压缩空气吹除粉粒。若表面严重凹凸不平,可用高强树脂砂浆修补。

2) 如混凝土表面不是很脏,则可直接对粘合面进行打磨,去掉1~2mm表层,用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净,待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。

3) 对于新混凝土粘合面,先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面,或用清水冲洗,待完全干后即可。

4) 对于湿度较大的混凝土构件或龄期在3个月内的混凝土构件,因一般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘结强度会大幅度降低,故除满足上述要求外,还须进行人工干燥处理。

2.钢板钢板贴合面,应根据钢板锈蚀程度,分别按以下两种方法处理。

1)如钢板未生锈或轻微锈蚀,可用喷砂、砂布或平砂轮打磨,直至出现金属光泽。打磨粗糙越大越好,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。

2)如钢板锈蚀严重,须先用适度盐酸浸泡20min,使锈层脱落,再用石灰水冲洗,中和酸离子,最后用平砂轮打磨出纹道。

3.卸荷。为减轻和消除后粘钢板的应力、应变滞后现象,粘钢板前宜对构件适量进行卸荷。

4.配胶。目前各种结构加固用胶粘剂基本上为甲、乙双组分,须在使用时于现场临时配制。配制原则上应按产品使用说明书规定进行,但由于胶的时限性较强,使用前还应进行现场试配,根据当时当地气温条件及存放时间长短作适当调整,选择各项力学指标均为最优的配比。按选定的配比秤量,将甲、乙2组分别倒入干净容器,采用机械按同一方向进行搅拌,拌至色泽完全均匀为止。

5.粘贴。胶粘剂配制好后,用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板贴合面,为使胶能充分浸润、渗透扩散、粘附于结合面,宜先用少量胶于结合面来回刮抹数遍,再添抹1~3mm,中间厚边缘薄,然后将钢板贴于预定位置。若是立面粘贴,为防止流淌,可加一层脱蜡玻璃丝布。钢板粘贴后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应剥下钢板,补胶,重新粘贴。

6.固定与加压。钢板粘贴好后立即用卡具、支撑或膨胀螺栓等固定,并适当加压,以使胶液刚从钢板边缘挤出为宜。膨胀螺栓一般兼作钢板的永久附加锚固措施,其埋设孔洞应与钢板一道于涂胶前配钻。

7.固化。前面提到的几种结构胶粘剂都是在20℃下固化,24h即可拆除夹具或支撑,3d即可受力使用。若气温低于15℃,应采取人工加温,一般用红外线加热。固化期中不得对钢板有任何扰动。

8.防腐处理。外部粘钢加固钢板,应按设计要求进行防腐处理。当外抹砂浆保护防腐时,为利于耙浆粘结,可于钢板表面粘结或外包一层铅丝网或点一层豆石,并在抹灰刷一道混凝土界面剂。

碳纤维加固

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碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大幅提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。

1.混凝土表面处理

1)将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。

2)对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,进行修补、复原。

3)裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

4)打磨。将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修复后的构件表面尽量平顺。

5)清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。

2.缺陷部位涂刷底胶

将配好的底胶(粘结剂),用涂刷均匀于缺陷部位的混凝土表面。

3.构件表面残缺面的修补

用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步,要点如下。

1)腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。

2)构件表面凹陷部位用环氧腻子填平,修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时,要在气温-5℃以上,相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。

4.涂刷底胶。将配好的底胶(粘结剂),用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。

5.粘贴碳纤维。粘贴碳纤维材料之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在零下10℃以上,相对湿度RH>85%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料,每段长度一般以不超过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂,碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下。

1)粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。

2)粘贴时,在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次,使树脂渗浸入碳纤维中。

6.养护

粘贴碳纤维材料后,需自然养护1~2h达到初期固化,应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。

7.涂装

若加固补强构件需要防火时, 可在树脂固化后涂刷耐火涂层。涂装应在树脂初期固化后进行,并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定。

预应力加固

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预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力的三重效果,适用于大跨结构加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。

1.放样定位

1)滑块垫板及锚固支座位置的放样定位

量取滑块垫板的中心位置及跨中位置(沿梁底从锚固实际中心也就是投影点向跨中方向量取),然后分别标记在梁底的两侧,接着将垫板的平面尺寸绘在梁底面上,并将有关螺栓的孔位标出来。其中,在垫板放样中,梁的挠度影响可忽略不计。

2)上锚固点的放样定位

斜筋上锚固点位于梁顶或梁端面时,以单梁顶(端)面的纵轴线为基准,沿纵桥向测量锚固点距梁端的距离。

锚固点位于梁端时,应量取锚固点距梁底或梁顶面的垂直距离,再沿横桥向对称量取上锚固点的横向距离,标出锚固点的理论位置。由于梁的顶板和腹板中均有钢筋存在,特别是受力钢筋,在进行锚固点放样时,可将锚固点位置适当调整以避开这些钢筋,切记不应将其切断。

2.上锚固点设置

当上锚固点设在梁顶及梁端顶面时,需要按设计的斜筋穿出位置,在桥面板或梁顶面凿穿2个具有与斜筋角度相同的斜孔。首先把桥面铺装层凿去,将梁顶面混凝土保护层凿去,露出钢筋,再将锚固垫板处的混凝土进行细凿。按斜孔的设计角度做一个凿孔架,将凿岩机的钻杆放入凿孔架的槽内,使钻头中心对准理论锚固点,然后再进行凿孔,以便凿好斜孔。上锚固孔凿完之后,将梁顶面混凝土清理干净,除去混凝土碎渣。然后,在开凿后的混凝土表面涂一层环氧胶液,再用环氧水泥砂浆铺平。最后将上锚固设在梁顶时,应保证锚垫板的上表面与梁顶面平齐,或略低一点,以确保锚固点上有尽可能厚的混凝土保护层。

3.转向装置

转向装置是实现体外索加固的重要构件,其传载方式和自身性能也是影响预应力施加效果的关键。体外预应力混凝土结构的预应力筋必须通过转向装置改变方向,从而形成设计的预应力筋曲线形式。在转向装置与预应力筋的接触区域,由于摩擦和横向力的挤压作用。如果转向装置设计不合理或构造措施不当,预应力钢材容易产生局部硬化和摩阻损失过大。转向装置的设计要求预应力筋在折角点的位置必须高度准确,避免产生附加应力,转向装置在结构使用期内也不应对预应力钢材有任何损害。另外,转向装置的加工应在加工厂进行,严禁在现场加工,现场安装中,要严格按图纸进行,在运输及焊接过程中,应采取措施防止焊接变形,穿束前应拉线确定安装是否合适。

4.预应力筋的安装和张拉

在安装预应力筋前,首先要检查各种锚具是否能正常工作,特别是粗钢筋的螺杆和螺母的匹配情况,逐个试拧,均应达到每个丝头在不加力的情况下,以手拧动就可将螺母拧至全程。

对于水平筋和斜筋分别采用两根粗钢筋或斜杆为型钢的情况,首先将斜筋与水平滑块固定在一起,并将斜筋的上锚固点固定。用临时支架将滑块定位在其垫板的位置上,然后再穿入水平筋。穿筋时,应保证水平筋的两端均有相等的丝头长度,检查滑块位置并预留滑移量。为了防止在张拉锚固时拧紧螺母困难,上紧两水平筋的螺母,同时应保证水平筋的中心与滑块锚孔的对中。

而横向收紧水平筋产生预应力的体系,则首先按斜筋的斜度要求将斜杆焊接在梁端的U形锚固板上,采用夹杆焊将水平筋焊在斜筋上。每隔2~2.5m用木块将水平拉杆垫起,然后安装锁紧装置,以减少垂度。以备张拉,先安放弯起点处的立柱,再按设计位置安装撑棍和收紧器。

5.压浆

张拉完成后,局部有粘结段的压浆工作是一道很重要的工序,首先施工前要进行1∶1的模型试验,在保证压浆密实饱满的情况下,局部有粘结段的粘结力可达到设计张拉力的108%。工程中,压浆施工在张拉完成后24h内进行,以满足锚固要求。压浆采用手动压浆机,保证压浆过程的均匀稳定和压浆压力的要求。另外,压浆密实程度将直接影响粘结效果,所以在压浆中应严格控制水灰比,并保持压力均匀。

置换混凝土加固

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置换混凝土加固施工的操作要点。

1.当建筑结构需采用置换混凝土加固法加固时,置换混凝土作业前应做好以下8项作业准备,以保证置换混凝土加固的质量。

1)混凝土浇筑前,除应对模板及其支撑进行验收外,尚应对下列项目进行隐蔽工程验收。界面处理及界面剂涂刷的质量。补配钢筋或箍筋的品牌、级别、规格、数量、位置等。补配钢筋和原钢筋的连接方式和质量。

2)根据设计和施工组织计划安排,卸除或部分卸除被加固构件上的荷载。

3)完成模板体系的技术复核,检查并清理已支设的模板内残留杂物,最好用水冲洗。

4)浇筑混凝土用的架子及马道已支搭完毕,并经检查合格。

5)水泥、砂、石及外加剂等经检查符合有关标准要求;根据设计对混凝土强度等级、耐久性和工作性等的要求,同时依循现行行业标准JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》、地方标准的有关规定,完成混凝土施工配合比设计,并已下达通知单。

6)混凝土搅拌机、振动器等机具经检查、维修和试运转;计量器具已定期校核。

7)检查施工电源、线路。

8)工长已根据施工方案对操作班组进行全面施工技术交底。

2.置换混凝土加固施工混凝土局部剔除及界面处理。

1)剔除被置换的混凝土时,应按规定的方法、步骤和要求进行。剔除过程中不得损伤钢筋及无需置换的混凝土;若钢筋或混凝土受到损伤,应由施工单位提出技术处理方案,经设计和监理单位认可后方能进行处理。

2)新旧混凝土的界面处理应按照设计要求及相关规范的规定执行。

3)设计未要求使用界面剂时,在原混凝土表面凿毛并清理洁净的界面上涂刷一道硅酸盐或普通硅酸盐水泥净浆,制浆的水泥强度等级不应低于42. 5级;当采用界面剂时,按照产品使用说明书的方法喷涂化学界面剂。

3.混凝土施工

1)按照设计规定,安装并焊接补配钢筋、箍筋;若焊接时伤及了原钢筋,立即会同设计单位进行处理。

2)采用普通混凝土置换时,参照相关普通混凝土置换要求施工。

3)采用喷射混凝土置换时,参照喷射混凝土置换相关要求施工。

4)混凝土浇筑完毕后,应按施工技术方案及时进行养护;养护的措施应符合现行国家标准GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定。

5)混凝土强度达到设计规定的强度等级时,拆除置换构件的底模及模板。

4.支架拆卸

支架拆卸时,混凝土强度应满足设计要求。拆卸顺序、拆卸的位移控制或应力控制应符合设计规定及施工技术方案的要求。

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