混凝土结构加固方案
鉴于该工程存在的问题,依据国家现行有关规范规程的要求,考虑到该工程的现状,特提出以下加固措施进行处理:
施工顺序:首先在剔凿原图中所示区域时,对已施工完楼板尤其是凿除区域周边进行有效支撑,支撑牢固后将图中所示梁、板混凝土全部剔除干净,原梁、板钢筋截断并清理干净,剔除完成后严格按照本方案要求处理混凝土新旧结合面,然后进行新梁定位及钢筋绑扎。新梁原下部纵筋为5C20,现改为8C16 4/4, 纵筋采用植筋锚入两端框架梁内,锚固长度不小于15d,新的板钢筋亦采用植筋锚入旧梁中,锚固长度不小于15d。钢筋绑扎完毕后用强度等级高一级的微膨胀混凝土进行浇注,待新浇混凝土强度达到设计要求后方可拆除支撑。
依据委托方提供的图纸,该工程新加楼板钢筋及新加梁钢筋均采用植筋的方法。混凝土梁体不能满足原设计要求的采用粘贴碳纤维的方法进行加固补强。
新旧混凝土结合面的处理:施工时新旧混凝土结合面处须先打毛,并用钢刷除去松动的砂石及浮灰,然后用净水充分湿润结合面处48小时,并刷结合剂后,方可浇注新混凝土。
加固材料
1、混凝土:强度等级高一级的微膨胀混凝土;钢筋:新梁钢筋及板钢筋除上述指明外均同新图。
2、碳纤维布胶粘剂:采用A级改性环氧树脂类胶粘剂,其安全性能指标应满足《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-20XX)的相关规定。
3、碳纤维布:采用300g/m2高强度Ⅱ级碳纤维布,其安全性能指标应满足《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-20XX)的相关规定。
4、植筋胶:采用A级植筋胶,潮湿环境下采用适用于潮湿环境的植筋胶,其安全性能指标应满足《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-20XX)的相关规定。
施工工艺
碳纤维加固施工工艺
1、基底处理
(1)剔除需粘贴碳纤维布范围的粉刷层,混凝土表面出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除,对于较大面积的劣质层,在剔除后应用1:2水泥砂浆进行修复。
(2) 用混凝土角磨机、砂轮(砂纸)等工具,去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的突出部位要抹平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状。梁的圆化半径不应小于20mm,柱的圆化半径不应小于25mm。
(3)用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。
2、胶粘剂的配制
(1)将原材料按不同配合比称量准确,分别配置底涂胶料、整平胶料及粘结胶料。
(2)所有胶料要求于1小时内用完。
3、涂底胶
(1)按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中,用搅拌器搅拌均匀,根据现场实际气温决定用量,并严格控制使用时间。
(2)用滚筒刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面,厚度不超过0.4mm,并不得漏刷或有流淌、气泡等。胶固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜,一般不小于2小时),再进行下一道工序。
4、用整平胶料找平
(1)混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平,胶料修补填平,模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补,尽量减少高差。
(2)整平胶料需固化后(固化时间视现场温度而定,以手指触感干燥为宜,一般不小于2小时),方可再进行下一道工序。
5、粘贴碳纤维布
(1)按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。
(2)配制、搅拌粘贴胶料,然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位,在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。
(3)用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面,以取出气泡,使碳纤维布充分浸润胶料。
(4)多层粘贴应重复以上步骤,待纤维表面指触感干燥为宜,方可进行下一层碳纤维布的粘贴。
(5)在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。
(6)表面防护:在加固部位上刷水泥浆一道,抹25mm厚1:3水泥砂浆。
化学植筋施工工艺
植筋前在所植钢筋位置处剔凿混凝土保护层露出墙钢筋以便正确确定植筋位置,不得损伤原有结构内钢筋,特别是框梁钢筋。
a、植筋施工工艺:
施工准备-----放线-----钢筋下料及处理----钻孔----清孔----配置粘结胶----注胶植筋----固化前保护。
b、梁底钢筋的植筋锚固要求:
植筋施工及植筋结构胶的各项性能指标须满足《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-20XX)及其他国家和行业现行有关规范技术的要求。钢筋的锚固长度及锚固性能须做拉拔试验,待满足有关规范的要求后再进行本工程的施工。
质量控制
1、加固材料、产品应进行进场验收,不合格的材料和产品不得使用。
2、结构加固工程施工前,应对原结构、构件进行清理、修整和支护。原 混凝土剔凿时应文明施工,严禁大打大敲,以免对原结构造成较大损伤。
3、结构加固工程的每道工序均应进行质量控制,每道工序完成后应进行检察验收,合格后方允许进行下一道工序的施工。
4、加固施工应由具有加固施工资质的单位实施,并且加固施工单位应具备完备的质量保证体系。
注意事项
1、上述加固处理措施均应由专业施工队伍施工,施工中应严格按有关规范执行。
2、严禁围观,非施工人员不得进入施工现场。
3、施工中应注意安全,做好安全措施。
4、未尽之处,按有关规范执行。
一、加固方案
1.加固方法简介
根据本工程的实际情况,本次加固方法选用增大截面加固法。增大截面加固法是采用与原结构材性相似的材料,如混凝土、纤维砂浆等,通过增大原结构的截面面积,从而达到提高结构承载力的目的。增大截面加固法是一种最传统的加固方法,该方法具有施工简单、成本低廉的特点,适用于受压的钢筋混凝土和砌体结构构件的加固。但该方法也存在一定的缺点,如现场湿作业工作量大,养护时间长,施工中对生产和生活有一定影响,加固部分占据一定的适用空间、影响外观等。
由于增大截面加固法是在原构件基础上增大截面,因此要使原构件与新增部分很好地协同工作,就必须使新增截面与原截面得到可靠的连接,因此新增截面与原截面的可靠黏结就显得尤为重要。加固层中可视需要加配钢筋,为了保护加固钢筋并让加固钢筋正常地参与工作,需要按钢筋的间距和保护层等构造要求确定尺寸。
根据被加固构件的受力特蠃和加固目的要求、构件部位与尺寸、施工方便等可设计为单侧、双侧或三侧加固,以及四周外包加固。本工程采用三侧加固。根据不同的加固目的和要求,又可分为加大断面为主的加固和加配钢筋为主的加固,或者两者同时采用的加固。加大截面为主的加固,为了保证补加的混凝土正常工作,也需适当配置构造钢筋。加配钢筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求决定适当增大截面尺寸。加固中应将新旧钢筋加以焊接,或用锚杆联结补强钢筋和原构件,同时将旧混凝土表面凿毛清洗干净,确保新旧混凝土良好结合。外包混凝土加固法使用普通混凝土,强度等级不低于C20号,当加固层较薄,钢筋较密时,可用细石子混凝土,在条件许可的情况下也可采用钢纤维混凝土加固,配置的钢材除普通钢筋外还可采用型钢和钢板等。
2.梁加固方案
对2层3交A广-C轴楼面梁、IO交A一--C轴楼面梁、17xA~C轴楼面梁、20xB~C轴楼面梁、26xB~C轴楼面梁进行加固,梁底加固100 mm,梁侧每边各加宽50 mm,C40混凝土加固。
二、加固施工技术
外包混凝土加固法加固混凝土结构构件的施工工艺:
1)对原柱混凝土表面凿毛施工时按规范及设计要求将表面打成沟槽,沟槽深度为10 mm,间距不大于200 mm,原混凝土柱的棱角打掉,同时除去浮渣、尘土。
2)为了使结合面混凝土的黏结抗剪强度和黏结抗拉强度接近或高于混凝土本身强度,避免结合面过早开裂破坏采用界面剂,本工程在浇筑新混凝土前,淋洒1层30070白乳胶水泥浆界面结合剂。
3)在混凝土中加入AEA微膨胀剂可以缩小加固混凝土收缩性,提高结合面的黏结性能,保证新旧两部分混凝土能整体工作,共同受力。因此,本工程在混凝土中加入12%的AEA膨胀剂以减少后浇混凝土的收缩。
4)由于后浇混凝土仅为150 mm(300 mm)厚,因此在混凝土中加入减水剂,并且在该范围内配有大量的钢筋。为保证混凝土的浇筑质量,混凝土的坍落度不能太小,加固混凝土设计强度为C3-,水灰比不能太大,因此在混凝土中按水泥用量的1070掺入FDN—II型高效减水剂,以保证混凝土的强度和坍落度。
5)加强混凝土的振捣。为保证混凝土的质量,施工过程中应加强振捣。浇筑时不可一次下料过多,在下料高度为500 mm后应停止下料,待振捣密实后方可再次下料。由于力口固部分截面较小,且柱子较高,为防止出现断柱现象,在下料时,应用铁锤轻敲模板外壁,以使混凝土在中间不被隔断,并且以此方法检查以浇筑混凝土部分是否饱满。振捣时以小直径插入式振捣棒振捣为主,同时模外也用外振动器振捣。
6)加强浇水养护。因后浇混凝土比较薄,其背面就是原有混凝土面,在养护的过程中要保证混凝土对水分的需求,现场要定时洒水,保证其表面长期保持湿润状态。养护期不得小于14天
三、加固施工检验与验收
加固梁现场检验与验收:为保证加固工程的施工质量,确保房屋的安全及正常使用,对该房屋的加固梁工程质量进行了检测鉴定。
1.加固梁钢筋检测
现场抽检了该住宅楼部分加固土梁的钢筋配置情况,检测结果表明,纵筋直径、箍筋直径与间距满足加固方案要求。
2.加固梁混凝土抗压强度检测
现场采用回弹法对加固主梁所采用的混凝土抗压强度进行了抽检,检测结果表明,混凝土抗压强度推定值为42.4-43.5 MPa,达到加固方案要求。
3.加固梁截面尺寸检测
随机对加固主梁截面尺寸进行了复核。
钢结构加固方法:
钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接 强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。
1、改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;
改变结构计算图形的一般加固方法:
(1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:
A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;
B、加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构 动力特性;
C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;
D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列 负荷;
E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:
A、改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;
B、改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;
C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;
D、调整连续结构的支座位置;
E、将结构变为撑杆式结构;
F、施加预应力。
(3)对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:
A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构;
B、加设预应力拉杆。
2、加大构件截面的加固
采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损 伤的状况。
3、连接的加固与加固件的连接
钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。
钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
4、裂纹的修复与加固
结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆 除更换。