閱讀 3251 次 如何控制粘鋼加固技術(shù)在工程施工中的施工質(zhì)量

如何控制粘鋼加固技術(shù)在工程施工中的施工質(zhì)量

黃小恒

陜西省第一建筑工程公司

1.工程概況

    某工程位于西安市南門外，原省體育館南側(cè)，主樓A段為地下二層、±0.00結(jié)構(gòu)以上為二十二層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑高度90m：建筑面積23520㎡，裙樓B段為五層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積10000 ㎡，現(xiàn)在主體結(jié)構(gòu)全部施工完。由于建設(shè)方要求對(duì)原建筑使用功能進(jìn)行重新調(diào)整劃分(二十層水箱間的儲(chǔ)水量增加l0噸，l9層原屋面結(jié)構(gòu)增加3層樓層高度由75．77 m升止90m，引起原結(jié)構(gòu)荷載的增加)，經(jīng)過某建筑設(shè)計(jì)院有關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)原結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，需要對(duì)原結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件進(jìn)行外部粘鋼加固，保證結(jié)構(gòu)受力安全可靠，建筑造型完美，而且經(jīng)濟(jì)適用。

2.工程特點(diǎn)和施工難點(diǎn) 

    2.1工程特點(diǎn)

    根據(jù)該工程的使用功能和建筑造型的變化要求，設(shè)計(jì)人員依據(jù)國家現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，通過精心計(jì)算和設(shè)計(jì)，繪制了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)加固圖和節(jié)點(diǎn)詳圖，要求對(duì)主樓地下室2層至20層原由結(jié)構(gòu)局部剪力墻、柱、梁進(jìn)行外部粘鋼加固，以滿足水箱間儲(chǔ)水量的增加和l9層兩翼結(jié)構(gòu)的增加而產(chǎn)生的荷載要求，B段因上部結(jié)構(gòu)網(wǎng)架設(shè)計(jì)的變更，引起結(jié)構(gòu)荷載的增加，需要對(duì)各樓層局部柱、粱進(jìn)行外部粘鋼加固。保證原結(jié)構(gòu)在各種荷載的綜合作用下受力安全。

    2.2施工難點(diǎn)

    該工程的粘鋼量大，施工工期短(75天)。 A段和B段的粘鋼面積達(dá)2050 ㎡，分布在各樓層不同部位的各受力構(gòu)件上，原結(jié)構(gòu)樓層內(nèi)磚砌體已封閉完，構(gòu)造柱混凝土已施工完，地下室剪力墻、柱和1-l8層剪力墻的粉刷已全部施工完。因此在進(jìn)行粘鋼加固施工前需做大量的拆除和準(zhǔn)各工作。針對(duì)不同構(gòu)件的施工難點(diǎn)，提前制定詳細(xì)的施工技術(shù)方案，明確各道工序的施工細(xì)節(jié)，合理安排勞動(dòng)力，精心組織，保證粘鋼質(zhì)量，按期完成施工任務(wù)。

3.制定詳細(xì)的施工技術(shù)方案，便于指導(dǎo)施工實(shí)踐

    結(jié)構(gòu)粘鋼加固技術(shù)作為一項(xiàng)新型的加固施工技術(shù)。具有嚴(yán)格的施工工藝流程和操作工藝，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕�態(tài)度，才能保證所加固的結(jié)構(gòu)經(jīng)得起試驗(yàn)檢測和實(shí)踐的驗(yàn)證。因此，在施工過程中必須把握住以下各個(gè)重要環(huán)節(jié)。

    3.1粘鋼加固材料的選擇及質(zhì)量要求

    根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求，粘鋼加固材料為建筑結(jié)構(gòu)膠和加固鋼板。

    3.1.1施工中粘結(jié)膠選用中科院大連生產(chǎn)的JGN Il建筑結(jié)構(gòu)膠。結(jié)構(gòu)膠應(yīng)有足夠高的強(qiáng)度，良好的耐久性和具有一定的彈性。結(jié)構(gòu)膠的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)必須滿足混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。JGN結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)見表

    fcvk--不同強(qiáng)度混凝土等級(jí)的抗剪強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 fvi一不同強(qiáng)度混凝土等級(jí)的抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)值 fc一不同強(qiáng)度混凝±等級(jí)的抗剪強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值ftL不同強(qiáng)度棍凝土等級(jí)的軸心抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)值 fctk——不同強(qiáng)度混凝土等級(jí)的軸心抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 fct——不同強(qiáng)度混凝土等級(jí)的軸心抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。

    3.1.2施工中使用的鋼板選用3#鋼，鋼板1各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)要求。鋼板焊的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，必須滿足國家現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定。

    3.2施工工藝

    根據(jù)本工程盼特點(diǎn)和施工難點(diǎn)，施工之前要—真熟悉施工圖紙和深刻理解設(shè)計(jì)意圖，制定詳一曲施工技術(shù)措施，保證粘鋼能夠達(dá)到合計(jì)要求的預(yù)期效果。

    3.2.1粘鋼加固施工工藝流程：

    3.2.2該工程由于設(shè)計(jì)變更，主體結(jié)構(gòu)施工完后，停工時(shí)間較長，結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，因此。對(duì)蠢轱混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，應(yīng)按照下列步驟進(jìn)行處理：

    3.2.2.1對(duì)原混凝土構(gòu)件表面，用硬毛刷沾高效洗滌劑刷除表面油垢污染物后，用自來水沖洗，然后用角磨機(jī)對(duì)粘合面避行打磨，除去l～2㎜厚混凝土表層，直到完全露出新面，并用無弛壓縮空氣吹除粉塵和浮灰，最后用脫脂棉沾丙酮攘拭表面，即可進(jìn)行涂敷建筑結(jié)構(gòu)膠．建筑結(jié)構(gòu)膠沿粘結(jié)面部位均勻涂刷一層3～5mm厚，對(duì)混凝土凸凹不平處用膠填平。

    3.2.2.2對(duì)梁截面寬與高方向的垂直度偏差較大、陰陽角不方正、粱底呈弧形的應(yīng)首先剔豫凸出部分，再用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿修補(bǔ)平整，以保證鋼板能平粘在梁底上。

    3.2.2.3鋼板粘結(jié)面必須進(jìn)行除銹和粗糙處理，即用平砂輪打磨直至出現(xiàn)金屬光澤(鋼板若沒有生銹或輕微銹蝕，可用噴砂、砂布或平砂輪打磨處理，直到出現(xiàn)金屬光澤)．打磨粗糙程度越大越好，打磨紋路應(yīng)與鋼板方向垂直，之后用脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。

    3.2.2.4粘鋼板前，應(yīng)對(duì)梁、板被加固構(gòu)件進(jìn)行卸荷。該工程現(xiàn)場施工采用千斤項(xiàng)頂升方式卸荷，對(duì)于承受均布荷載的梁應(yīng)多點(diǎn)均勻頂升，對(duì)于由次梁作用的主梁，每根次粱下要設(shè)U型支托，間距500mm。施工中鋼板應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行先焊后粘的原則，嚴(yán)禁先粘后焊。

    3.2.2.5支托為甲、乙兩組份，使用前進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量檢查，合格后方能使用，并用天平稱量，按照產(chǎn)品使用說明書規(guī)定配置。注意攪拌時(shí)應(yīng)避免雨水進(jìn)入容器，按同一方向進(jìn)行攪拌，容器內(nèi)不得有油污。

    3.2.2.6建筑結(jié)構(gòu)膠配置好后，用抹刀同時(shí)涂抹己處理好的混凝土表面和鋼板粘結(jié)面上，厚度l-3mm，中間厚邊緣薄，然后將鋼板貼于預(yù)定的位置。鋼板粘貼好后，立即使用夾具夾緊或用 u型支托支撐固定，旋動(dòng)支托適應(yīng)加壓，使膠液剛從鋼板邊緣擠出為度。(具體加壓方法如下圖所示)，對(duì)于剪力墻或柱子構(gòu)件的立面粘貼，為了防止粘接劑流淌，應(yīng)加一層脫蠟玻璃絲布。   

    3.2.2.7 JGN一Ⅱ建筑結(jié)構(gòu)膠在常溫下固化，保持在20℃以上，24小時(shí)即可凝固，可以拆除夾具或袁攆，三天可受力使用。若氣溫低于15℃，應(yīng)采取人工加溫來加快粘結(jié)膠的固化。   

    3.2.2.8粘貼鋼板時(shí)用以表傳感器設(shè)備測出鋼板單位面積壓力，供施工中參考依據(jù)。   

    3.2.2.9構(gòu)件加固完，待結(jié)構(gòu)膠完全凝固后，才能拆除加壓設(shè)施，拆完后用手錘沿粘結(jié)面輕輕敲擊鋼板，如無空鼓聲，表明已粘結(jié)密宴。否則應(yīng)剝離下鋼板補(bǔ)膠重新粘貼，直到空鼓面積符合施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定后．才能進(jìn)行鋼板表面的防腐處理施工。

    3.2.2.10鋼板表面的防腐處理，即鋼板表層浮銹清除干凈后，用結(jié)構(gòu)膠點(diǎn)粘一層水刷石(水刷石比豆石表面粗糙)，然后用Ml5水泥砂漿粉刷保護(hù)層，厚度25mm。

    3.2.2.11粘鋼加固施工人員必須培訓(xùn)持證上崗。

    3.3構(gòu)件外部粘鋼加固法適用的環(huán)境

    構(gòu)件外部粘鋼加固法施工的環(huán)境溫度不超過60℃，相對(duì)濕度不大干70％，以及無化學(xué)腐蝕的使用條件為限，否則應(yīng)采取有效的防護(hù)措施。

    3.4粱、柱粘鋼施工過程中存在的難度和施工措施

    3.4.1當(dāng)粱底預(yù)留安裝配電管線排列過密時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，保持電管的位置不變，繪制粱底管線平面圖．粘鋼時(shí)避開電管位置，通過增加鋼板的厚度來保證結(jié)構(gòu)粘鋼的受力效果。(該方法已征求設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)工程師的意見．同意采用此做法)具體圖示如下頁所示：

    3.4.2當(dāng)原梁底下構(gòu)造柱預(yù)留插筋時(shí)，將插筋村梁底用電焊割斷，并根據(jù)構(gòu)造柱所在的位置，在己粘好鋼板的對(duì)應(yīng)部位不粘240×240mm

    說明：

    1)粱底鋼板加壓，采用升降支撐壓螺栓綜合加壓。升降支撐間距200—500mm.

    2)柱鋼板加壓采用U型箍螺栓綜合加壓。

    3)剪力墻鋼板采用螺栓綜臺(tái)加壓．間距20Omm的小鋼板。小鋼板在粘結(jié)前焊好4012、@500mm長的u型鋼筋頭，便于結(jié)構(gòu)面構(gòu)造柱鋼筋上部的連接。

    4)每50個(gè)構(gòu)件為一批，每批抽一組用壓力表傳感器測壓力，供施工參考。

    3.4.3在原結(jié)構(gòu)柱上粘結(jié)豎向鋼板時(shí)，原墻壓筋與柱子連接的預(yù)埋件已經(jīng)鑿出，柱子局部混凝土表面形成凸凹不平，為了保證粘鋼牢固、可靠，將預(yù)埋件周邊的浮灰清理干凈，用凈水沖洗濕潤，再用l：2水泥砂漿填平壓實(shí)。待其凝固干燥后，進(jìn)行粘貼鋼板施工，粘貼鋼板之前，用3×120mm的鋼板焊上206墻壓筋，待已粘鋼板膠凝固后在粘墻壓筋上的鋼板條，并固定加壓。保證后砌墻體與柱子之間拉結(jié)。

    3.4.4當(dāng)所粘鋼板厚度超過6 mm(規(guī)范規(guī)定一層厚度在6mm以內(nèi))，如A、B段二、四層局部粱底粘鋼厚度為8mm．應(yīng)分兩層粘貼，第一層鋼板粘貼完后，待結(jié)構(gòu)膠固化后，再粘貼第二層鋼板。施工時(shí)第一層粘貼4mm厚鋼板，第二層在第一層基礎(chǔ)上將鋼板打磨出金屬光澤后，再粘貼4 mm厚鋼板，保證鋼板總厚度為8mm.

4.粘鋼施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

    本工程工作量大、工期緊、技術(shù)要求較高，為了保證粘鋼質(zhì)量，施工中必須把握住以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

    1)使用加壓的設(shè)施材料必須平直，且有足夠的剛度，從而保證鋼板與混凝土表面粘貼密實(shí)。 

    2)保證兩鋼板的措接長度≥50mm。

    3)拆除臨時(shí)固定設(shè)備后，應(yīng)用小垂輕輕敲擊所粘鋼板，從音響來判斷粘結(jié)效果．錨固區(qū)粘結(jié)面積小于90．非錨固區(qū)粘結(jié)面積小于70％，證明此構(gòu)件粘結(jié)無效，應(yīng)剝離下來重新粘結(jié)。

    4)采用超聲波檢測，無損超聲抽查粘鋼質(zhì)量，即根據(jù)超聲直觀反映出腳的厚度。膠與鋼板、膠與混凝土的粘結(jié)質(zhì)量。

    5)現(xiàn)場作鋼板粘結(jié)拉力試驗(yàn)，即對(duì)已粘結(jié)凝固后的鋼板，現(xiàn)場作拉力試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求及規(guī)范要求。

    6)為保證粘鋼質(zhì)量，每道工序設(shè)置專人檢查。按照規(guī)范要求驗(yàn)收，并做好驗(yàn)收記錄。認(rèn)真填寫工程隱蔽單。嚴(yán)格檢查鋼板打磨、涂敷膠情況，結(jié)構(gòu)較得飽滿程度，螺栓孔的位置、型號(hào)、結(jié)構(gòu)膠配制比例等，避免發(fā)生如空鼓等難以補(bǔ)救的質(zhì)量問題。如果發(fā)生質(zhì)量問題，及時(shí)返工，以減少損失。

5.粘鋼質(zhì)量驗(yàn)收批的劃分

    本工程A段剪力墻、柱、梁粘鋼面積共1600㎡，8段柱、粱粘鋼面積共450㎡驗(yàn)收時(shí)根據(jù)倭層及粘鋼量的大小來劃分驗(yàn)收批．即A段為：o個(gè)驗(yàn)收批，B段為三個(gè)驗(yàn)收批。A段地下室一、二層為一個(gè)檢驗(yàn)批，一至六層為三個(gè)檢驗(yàn)批，7至20層為六個(gè)檢驗(yàn)批。8段一、二、二夾層為一個(gè)檢驗(yàn)批，三、四層為一個(gè)檢驗(yàn)批，五層至屋面結(jié)構(gòu)為一個(gè)檢驗(yàn)批。每個(gè)檢驗(yàn)批必須控制以下幾項(xiàng)指標(biāo)。

    1)對(duì)構(gòu)件進(jìn)彳亍拉拔試驗(yàn)，來確定粘結(jié)質(zhì)量效果。

    2)對(duì)加固構(gòu)件進(jìn)行超聲波檢查，直觀反映出粘結(jié)膠的厚度及粘結(jié)質(zhì)量。

    3)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行空鼓測試．即用小錘輕擊粘鋼表面，從音響來判斷粘結(jié)效果

    4)對(duì)鋼板的品種、規(guī)格、型號(hào)進(jìn)行檢查，并進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。合格后才能使用。

    5)建筑結(jié)構(gòu)膠進(jìn)場后必須對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行檢測復(fù)試。

    6)粘鋼施工必須采取以下安全措施，確保施工安全。

    粘鋼施工的腳手架必須具有足夠的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

    加壓工具必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，防止在加壓過程中斷裂傷人。

    配制粘結(jié)劑用的原材料應(yīng)密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直接照射。

    粘結(jié)劑配制和使用場所，必須保持良好的通風(fēng)。

    操作人員應(yīng)穿工作服．帶好防護(hù)口罩及手套。

    工作場所應(yīng)配備各種必要的滅火器材．以備消防救護(hù)。

    通過對(duì)本工程地下室剪力墻粘鋼加固施工質(zhì)量的檢測，具體數(shù)據(jù)見表二、表三、表四。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明構(gòu)件外部粘鋼加固技術(shù)自}夠有效的提高其承載能力和各種抗地質(zhì)災(zāi)害的能力。相比加大構(gòu)件截面加固法、外包鋼加固法有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

    1)不改變結(jié)構(gòu)和建筑的使用功能：   

    2)提高原結(jié)構(gòu)的承載能力；

    3)施工操作方便，縮短工程施工工期；   

    4)降低工程成本。

    我通過對(duì)粘鋼加固工藝的施工，總結(jié)以下幾點(diǎn)體會(huì)：

    1)粘鋼加固技術(shù)作為一項(xiàng)新型的結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)，它的施工工藝必須符合現(xiàn)行國家《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定和其他現(xiàn)行國家頒布的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及施工規(guī)范要求．才能提高原構(gòu)件的承載能力。   

    2)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)場原材料的檢查驗(yàn)收，并對(duì)其各項(xiàng)物理、化學(xué)性能和力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)測定，合格后才能使用。

    3)加強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理，針對(duì)不同的構(gòu)件，做到每道工序都有詳細(xì)交底和檢查驗(yàn)收記錄．使各道施工工序科學(xué)合理．符合施工規(guī)范的要求。避免返工，浪費(fèi)材料，提高工程成本。

    4)粘鋼施工完，結(jié)構(gòu)膠凝固后，拆卸加固支撐。加強(qiáng)對(duì)粘鋼效果檢測，特別是錨固區(qū)的檢測，從而保證錨固區(qū)和非錨固區(qū)的粘結(jié)力都滿足規(guī)范要求。

    5)加強(qiáng)施工隊(duì)伍的培養(yǎng)，提高技術(shù)工人的操作水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范CECS25：90》四川省建筑科學(xué)研究院主編1991年出版   

[2]《膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度測定方法(金屬對(duì)金屬>》GB7124 86

[3]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2002

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)