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一种钢筋混凝土结构加固修复方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


一种钢筋混凝土结构加固修复方法

技术领域

本发明涉及老旧房屋加固技术领域,尤其涉及一种钢筋混凝土结构加固修复方法。

背景技术

目前我国农村住宅存在着大量上世纪80-90年代建造的砌体房屋,由于当时对地震灾害的认识以及抗震技术的认识度与普及不够,同时受限于当时农村的经济状况,建造住房的投入仍十分有限。现存的这些砌体房屋在布局与结构形式上基本保存了原有特点:抗震构造和结构布置不合理,以及屋架整体缺少平面外约束等缺陷,导致其抗震性能相对其他结构形式较薄弱,在抵御侧向水平地震作用时,通常在变形极小的情况下就会开裂,进而裂缝迅速发展直至突然倒塌,破坏程度大且无明显预兆,对人们的生命财产安全造成巨大威胁。

现有的钢筋混凝土结构由于设计和建筑的年限比较早,有甚多楼板或者横梁等出现了裂缝,同时横梁和支撑柱等规格不符合现有的设计要求,同时支撑受力无法按住相应的抗震效果,需要对钢筋混凝土建筑物整体进行加固,因此,需要设计一种钢筋混凝土结构加固修复方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢筋混凝土结构加固修复方法,解决现有老旧钢筋混凝土房屋整体无法修复的技术问题。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种钢筋混凝土结构加固修复方法,对钢筋混凝土房屋开裂或者需要加固的楼板使用粘碳纤维加固方法进行加固,对6层一下的支撑柱和剪力墙使用增大截面加固方法进行加固,6层以上的支撑柱和剪力墙使用外包型钢加固方法进行加固,对横梁使用粘贴钢板加固方法进行加固,当横梁或者剪力墙出现裂缝或者缺口时,先使用粘碳纤维加固方法进行加固后再使用外包型钢加固方法或者增大截面加固方法进行加固。

进一步地,加固顺序是先从房屋最底层进行加固,加固同一楼层时,先加固支撑柱和剪力墙,然后加固横梁,最后加固楼板,上一层的竖直方向加固结构底部受力点在下一层加固结构的顶部。

进一步地,粘碳纤维加固方法包括如下步骤:

步骤1:根据施工现场和被加固构件混凝土的实际情况,依图进行粘贴放线定位,明确加固部位及范围,对楼板上表面混凝土结构处理;

步骤2:在相应的位置上涂刷底层涂料;

步骤3:在底层涂料上粘贴碳纤维布;

步骤4:对粘贴的碳纤维布进行养护处理;

步骤5:对粘贴的碳纤维布进行验收,完成加固。

进一步地,增大截面加固方法包括如下步骤:步骤1:对混凝土钢筋支撑柱进行混凝土表面凿毛;

步骤2:对表面凿毛后的支撑柱进行钻孔植筋;

步骤3:安装外层钢筋价,钢筋接头位置应相互错开且处于受力最小处;

步骤4:模板安装和混凝土浇筑;

步骤5:养护拆模,完成加固。

进一步地,外包型钢加固方法包括如下步骤:

步骤1:对需要加工的构件进行构件卸荷,然后定位放线;

步骤2:对构件表面混凝土结构界面处理,界面处理包括对混凝土表面的凿毛处理和外包型钢表面的打磨等处理;

步骤3:对使用的钢板进行下料、打磨和预钻孔;

步骤4:型钢骨架拼装焊接,在需要包钢的部位,将下好料的钢板根据图纸要求拼装焊接,且与混凝土构件粘结面留有间隙1-3mm,两侧钢板间用M16通栓连接,拧紧螺帽,螺帽处处理好,以免注胶时漏胶;

步骤5:使用注胶法对包钢进行粘钢处理;

步骤6:对注胶后的包钢进行固化养护;

步骤7:注胶饱满度探测现场应采用仪器或小锤敲击法进行探测,探测结果以空鼓率不大于5%为合格,对干式外包钢的注浆质量检验,应探测其注浆的饱满度,且以空鼓率不大于10%为合格;

步骤8:面层防腐、防火涂料涂装防护;

步骤9:对外包型钢工程成品保护,完成外包型钢加固。

进一步地,粘贴钢板加固方法包括如下步骤:

步骤1:在需要加固的横梁下方安装脚手架;

步骤2:对横梁进行清理,修整原横梁结构;

步骤3:加工钢材和定位钻孔;

步骤4:在需要粘钢板的位置涂胶和清理螺栓孔;

步骤5:粘贴钢板施工;

步骤6:对钢板进行固定和加压处理;

步骤7:质量检验,并用螺栓固定连接。

本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:

本发明从支撑柱、剪力墙、横梁和楼板记性加固,实现对混凝土钢筋房屋的整体加固,使得老旧房屋可以实现不用拆卸的情况符合现有房屋设计标准和受力要求,同时符合相应的抗震要求。

附图说明

图1是本发明外包型钢加固方法流程图;

图2是本发明外包型钢加固的包钢焊接图;

图3是本发明外包型钢加固的包钢注胶封胶完成图;

图4是本发明增加大支撑柱截面图;

图5是本发明粘贴钢板加固方法流程图;

图6是本发明粘贴钢板加固结构示意图;

图7是本发明粘碳纤维加固方法流程图;

图8是本发明粘碳纤维加固结构示意图。

附图中,1-原梁,2-原桩,3-新增受力钢筋,4-梁区等代箍筋。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举出优选实施例,对本发明进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

该实施例以昆明鼓楼大厦提升改造工程为例,一下为工程概况表:

表1为工程概况表

施工概况

1、根据本工程合同、图纸等相关文件,具体施工内容如下:

(1)因原结构楼板存在裂缝,需进行板裂缝修复,采用压力灌注裂缝专用胶或水泥浆进行施工。

(2)因原结构板施工质量不符合设计要求,存在板砼标号不足、板开裂、板厚不足、板筋保护层厚度不满足要求等情况,需对板进行加固,采用粘贴高强度碳纤维布的方式进行,需依加固设计图进行。

(3)因原结构剪力墙施工部分标号不满足设计要求,经设计院复核后局部进行加固,采用直接法粘钢板,粘角钢进行。

(4)部分连梁混凝土标号不足,经设计验算需采用梁包钢的方式进行加固.

(5)另有少量其它结构缺陷,需依设计院加固图进行加固。

2、加固施工要求

(1)构件进行加固前,应优先考虑将原结构构件除其自重外进行卸荷,如无法卸荷时应及时向设计人员报告,得到设计允许后方可施工。

(2)在加固过程中若发现原结构构件有开裂、腐蚀、锈蚀、老化以及与图纸不一致的情况,施工单位应进行记录检查结构损坏的程度,向设计人员报告,得到设计人员同意后方可继续相关的加固修复工作。

(3)工程施工前必须完全理解整体加固的原则及其加固的需要,若部分结构拆除工作需先进行加固,必须确保加固工作完成且加固构件达到设计强度后,方可进行相关的拆除工作。

(4)加固施工时,要注意加固材料存储和使用过程中的安全,并按产品说明的要求采取安全保障措施。

(5)图中尺寸与现场不符时,沟通设计院取得同意后,以现场尺寸为准.

(6)施工过程中如发现异常情况或与图中不符之处,应及时与设计单位联系进行处理。

一种钢筋混凝土结构加固修复方法,对钢筋混凝土房屋开裂或者需要加固的楼板使用粘碳纤维加固方法进行加固,对6层一下的支撑柱和剪力墙使用增大截面加固方法进行加固,6层以上的支撑柱和剪力墙使用外包型钢加固方法进行加固,对横梁使用粘贴钢板加固方法进行加固,当横梁或者剪力墙出现裂缝或者缺口时,先使用粘碳纤维加固方法进行加固后再使用外包型钢加固方法或者增大截面加固方法进行加固。加固顺序是先从房屋最底层进行加固,加固同一楼层时,先加固支撑柱和剪力墙,然后加固横梁,最后加固楼板,上一层的竖直方向加固结构底部受力点在下一层加固结构的顶部。如果房屋有负二或者负三层等都是从最底层开始施工,也就是第一步是施工地基上的支撑结构。

外包型钢加固的施工方法,如图1-3所示,包钢的加固方法可以有效的提高老旧建筑的受力部件的受力情况,同时又不增加受力部件的体积,实现了一举两得的效果,同时施工工期比较短,是老旧房屋加固受力部件的有效办法。包括如下步骤:

步骤1:对需要加工的构件进行构件卸荷,然后定位放线。先确定场区平面控制网,以此为依据,建立轴线控制网,进行局部轴线的定位放线,首先按照设计图纸要求弹出外包型钢位置线,基层打磨的边线应在包钢边缘线向外扩20mm。加工的构件包括梁、柱子和剪力墙等。

步骤2:对构件表面混凝土结构界面处理,界面处理包括对混凝土表面的凿毛处理和外包型钢表面的打磨等处理。清除构件原构件表面的尘土、浮浆、污垢、油渍、原有涂装、抹灰层或饰面层,应剔除风化、剥落、疏松、起砂、蜂窝、麻面、腐蚀的缺陷至露出骨料新面,再用角磨机对混凝土粘合面进行打磨,直到露出含石子的坚硬层为止,对混凝土缺陷部位采用环氧树脂砂浆或水泥基修补料将表面修复平整。

角钢和钢板的型钢切割前将切割区的铁锈、污物清理干净,切割后断口边缘熔瘤、飞溅物清除干净,角钢和钢板的型钢表面必须进行除锈、展平处理,用角磨机打磨,经除锈后的钢材表面应显露出金属光泽。

步骤3:对使用的钢板进行下料、打磨和预钻孔。加固用角钢和钢板的型钢加工包括切割、展平、矫正和边缘加工,施工过程控制和施工质量检验应符合《钢结构工程施工质量验收标准》的规定,下料前应对型钢划线,误差要求满足《钢结构工程施工质量验收标准》的要求,即在气割条件或机械剪切条件下长度和宽度误差均不超过3mm,展平后的型钢与混凝土表面应平整贴服,且轮廓尺寸与定位划线吻合,将角钢、钢板的型钢用等离子切割机裁成设计要求尺寸,当钢材长度不够时可现场焊接,但焊缝不许在构件跨中且钢件焊缝要错开,不设在同一截面上。

步骤4:型钢骨架拼装焊接,在需要包钢的部位,将下好料的钢板根据图纸要求拼装焊接,且与混凝土构件粘结面留有间隙1-3mm,两侧钢板间用M16通栓连接,拧紧螺帽,螺帽处处理好,以免注胶时漏胶,如图2所示。

步骤5:使用注胶法对包钢进行粘钢处理。当采用压力注胶法粘钢时,应采用锚栓固定钢板,固定时加设钢垫片,使待贴钢板与构件表面之间留出2mm的畅通缝隙,以备压注胶液;用密封胶将待贴钢板边缘缝隙封闭,留出灌胶进浆孔和出气孔,待密封胶完全固化后,按结构胶使用说明书的要求调配可灌性结构胶,用灌胶泵灌注,当出气孔出浆后,证明钢板内已充分灌胶,用缠生胶带的螺栓堵塞,钢板灌胶完毕,继续进行下一段钢板的灌胶,灌胶压力取0.2~0.3MPa,避免灌胶压力过大导致钢板变形起拱,对加压注胶过程应进行实时控制,压力保持稳定,且始终处于设计规定的区间内,当排气孔冒出浆液时应停止加压,并以环氧胶泥堵孔,然后降低压力维持10min,方可停止注浆。

步骤6:对注胶后的包钢进行固化养护。胶结剂在常温条件下固化1d即可拆除固定卡具、支撑,3d即可受力,达到设计使用荷载,环境温度降低则固化时间相应延长,当环境温度低于5℃时应采用红外线灯或碘钨灯加热进行加温措施促进固化,固化过程持续养护,避免水、粉尘等污染钢板表面,被加固部位不得受到撞击和振动的影响,如图3所示。

步骤7:注胶饱满度探测现场应采用仪器或小锤敲击法进行探测,探测结果以空鼓率不大于5%为合格,对干式外包钢的注浆质量检验,应探测其注浆的饱满度,且以空鼓率不大于10%为合格。

步骤8:面层防腐、防火涂料涂装防护。当粘结钢板面层需要做表面涂装防护时,应先用钢丝轮刷打磨钢板表面除锈、清理表面污物,保证防护材料与钢板之间有可靠的粘结,涂装环境条件要求相对湿度不得高于85%,温度不得低于-5℃,涂料喷涂时,粘贴钢板表面温度不得超过35℃,涂层外观检验要求不允许涂层有脱落、咬底、漏涂及分层的缺陷,涂层均匀、平整、丰满、有光泽、无松散粒子。

步骤9:对外包型钢工程成品保护,完成外包型钢加固。外包型钢工程完成基层处理时,基层面不能产生新的污染,污染包括产生水、灰、油的污染,若在污染的区域要采取措施进行隔离,保证固化时间,在胶粘剂固化前不得扰动所粘贴的钢板,做好成品保护,经养护,胶粘剂固化,经现场拉拔承载力检验合格之后方可加载施工,进行下道工艺,外包型钢完工后在固化养护期内,不能加载或隐蔽作业,以免影响施工质量。

在外包钢中,原结构框架柱棱角需打磨出半径>7mm的圆弧,保证粘结面积。外包所用型钢如有生锈现象,需采用喷砂、砂纸或者平轮打磨处理锈迹,直至钢板出现金属光泽,打磨粗糙度越大越好,其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。外包型钢时必须保证基层平整,钢板安装时保证钢板与混凝土基层之间的间隙合理,保证注胶厚度。为保证焊接质量,缀板与型钢焊接宜采用二氧化碳保护焊,提高焊接质量。工程设计年限长,结构胶必须进场验收合格方可使用。注胶前必须对钢板与混凝土结构缝隙进行密封处理,仅留出灌胶进浆孔和出气孔。对加压注胶过程应进行实时控制。压力保持稳定,且始终处于设计规定的区间内。当排气孔冒出浆液时应停止加压,并以环氧胶泥堵孔。然后以较低的压力维持10min,方可停止注浆。

外包钢的构件中,共混凝土表面应清理洁净,打磨平整,以能安装角钢肢为度。若钢材表面的锈皮、氧化膜对涂装有影响,也应了以除净。

钢骨架各肢的安装,应采用专门卡具以及钢楔、垫片等箍牢、顶紧;对外粘型钢骨架的安装,应在原构件找平的表面上,每隔一定距离粘贴小垫片,使钢骨架与原构件之间留有2mm-3mm的缝隙,以备压注胶液;对干式外包钢骨架的安装,该缝隙宜为4mm~-5mm,以备填塞环氧胶泥或压入注浆料。

外粘或外包型钢骨架全部杆件(含缀板、箍板等连接件)的缝隙边缘,应在注胶(或注浆)前用密封胶封缝。封缝时,应保持杆件与原构件混凝土之间注胶(或注浆)通道的畅通。同时,尚应在设计规定的注胶(或注浆)位置钻孔,粘贴注胶嘴(或注浆嘴)底座,并在适当部位布置排气孔。待封缝胶固化后,进行通气试压。若发现有漏气处,应重新封堵。

注胶(或注浆)设备及其配套装置在注胶(或注浆)施工前应按该产品标准规定的技术指标进行适用性检查和试运作安全检查,其检验结果应合格。

灌注用结构胶粘剂应经试配,并测定其初黏度;对结构构造复杂工程和夏期施工工程还应测定其适用期(可操作时间)。若初黏度超出《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010及产品使用说明书规定的上限,应查明其原因;若属胶粘剂的质量问题,应予以更换,不得勉强使用。对气温异常的夏期工程,若适用期达不到《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010表4.4.6的要求,应采取措施降低施工环境气温;对结构构造复杂工程,宜改用其他优质结构胶粘剂。

灌注干式外包钢缝隙用的注浆料,应按《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010第4.8.3条进行试配和检验。

对加压注胶(或注浆)全过程应进行实时控制。压力应保持稳定,且应始终处于设计规定的区间内。当排气孔冒出浆液时,应停止加压,并以环氧胶泥堵孔。然后再以较低压力维持l0min,方可停止注胶(或注浆)。

改造工程不可避免会产生因卸荷拆除工程产生的不同材质的建渣,可根据现场回填情况沟通业主、设计进行优化,二次处理后重新利用。避免因外运建渣、外购土等产生的多次进出场费用。

根据不同工程的工程特点,梳理回填材料,根据其材质性质,可二次处理后进行再次利用,如:拆除下的墙体砌块可二次利用于挡墙砌筑,或粉碎处理后替换地下室回填素土。

包钢及外粘型钢构件比较容易造成空鼓的部位在于缀板,应提前做好封堵包钢空隙处理,且应由下至上进行注胶(注浆),分段施工。过程检验,及时补胶。

梁加固的范围在于两个主受力点间的范围,不是单纯的两根梁间的范围。需注意其工程量计算。

梁柱加固交接节点需进行焊接处理,使梁柱加固形成一个结构整体,统一受力体系。注意与梁加固钢板交接处尽量提前焊好,避免粘钢胶施工完成后的焊接烧损结构胶。

增大截面加固的施工方法,如图4所示,设置外围的钢筋笼,同时把钢筋插入到原支撑柱内,并对支撑柱外围进行处理,使得加大支撑面的混凝土与钢筋笼与原支撑形成一体,增大支撑轴的横截面积,同时增大了支撑柱的支撑力,使得老旧房屋的支撑柱达到现有设计规范要求,达到改善老旧房屋要求。

增加截面加固视工程材料选用按原有结构材料一致,多为细石混凝土,增大尺寸一般为10-20cm,区域空间有限,可采用3cm的振捣棒进行振捣,保证成型质量。可根据现场情况沟通设计调整为灌浆料,灌浆料可保证截面增大构件施工成型质量,不需振捣。如图1所示,原梁1和原桩2是原来的规格,其中新增受力钢筋3和梁区等代箍筋4均是新增加截面的钢筋结构,还有横向的插入原桩2的横线钢筋,图中没有体现。

具体步骤如下:

步骤1:对混凝土钢筋支撑柱进行混凝土表面凿毛。为保证新浇灌浆料与原混凝土基层有可靠的连接,首先应清除原构件表面的尘土、浮浆、污垢、油渍、原有涂装和抹灰层,剔除风化、剥落、疏松、起砂、蜂窝、麻面、腐蚀的缺陷,至露出混凝土骨料新层面,支撑柱混凝土界面经修整露出骨料新面后,尚应采用花锤、砂轮机进行打毛,也可凿成沟槽。

步骤2:对表面凿毛后的支撑柱进行钻孔植筋。a、钻孔:用钢筋砼金刚石钻机按柱上标注的需要植筋位置的砼基部位钻孔,钻孔直径为钢筋直径+5mm;

b、清孔和界面处理:植筋孔洞钻好应先用毛刷清孔,再用洁净无油的压缩空气或手动吹风机清除孔内粉尘,反复处理不应少于3次,直至无粉尘碎屑为止;

c、验孔:同一部位植筋孔壁清理洁净后,项目部质检员会同监理单位到现场查验,确认成孔孔位,孔径、孔深及界面处理符合施工质量验收规范中合格质量的要求,办理隐蔽验收手续;

d、孔道注胶:配胶应用计量器具,计量器具为天平或小于5Kg的台秤,称量器具应干净,配胶时应根据工作环境温度确定胶粘剂的每次配置量;

注胶作业可用胶粘剂灌注器向孔内填塞,灌注方式应不妨碍孔中的空气排出,灌注量应按产品使用说明书确定,取注入孔内2/3,并以植入钢筋后有胶液溢出孔口为度;

e、植筋:注入植筋胶后,应立即插入蘸满胶粘剂的钢筋,并按顺时针方向边转边插,向内推进,并转动锚筋以利排除胶内空气,直到达到规定的深度,从注入粘剂到植好钢筋所费的时间,应少于规定的可操作时间,否则应拔掉钢筋,并立即清除失效的胶粘剂,重新按原工序返工处理。

步骤3:安装外层钢筋价,钢筋接头位置应相互错开且处于受力最小处。先施工受力主筋,后新增箍筋,绑扎垫块保证主筋保护层厚度,框架梁区主筋及箍筋需进行植筋施工。

步骤4:模板安装和混凝土浇筑。模板的接缝不应漏浆,在浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净,木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水,混凝土浇筑预留口参照A区柱置换混凝土进行预留,当混凝土由布料杆、滑槽自由倾落入仓时,高度不超过2m,加固工程现场狭窄,采用手推车转运,再人工铁锹入仓,下料入仓后,首先用插入式振捣棒将混凝土推赶到位,逐步摊平,混凝土浇筑至外露面层时,须将混凝土表面找平。

为防止柱子出现断柱现象,在下料时,应用铁锤敲模板外壁,以使混凝土在中间不被隔断,并且检查浇筑混凝土部分是否饱满,振捣时以插入式振捣棒振捣为主,同时模外也用外震动器振捣。

步骤5:养护拆模,完成加固。在养护的过程中要保证混凝土对水分的需求,灌浆料终凝后2h应及时浇水养护,保证养护湿度,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7天。

方柱为与原结构钢筋形成整体,需剔除原结构混凝土保护层,将新增箍筋与原结构箍筋进行焊接。圆柱为与原结构钢筋形成整体,需钻孔植入拉筋,通过拉筋与新增主筋拉结形成整体结构。梁区部分主筋需锚入框架梁,需严格控制钻孔位置及钻孔垂直度,避免因孔位导致主筋偏位。

框架梁加固u型箍板优化:原有设计框架梁加固采用下部角钢、两侧及底侧缀板进行施工,施工工序多,涉及焊接操作,高温对粘钢胶性能影响大,操作复杂,经与设计单位对接,沟通协调,将两侧缀板与底侧缀板转换为u型箍板,统一采用粘胶施工方式,简化了施工工序及操作步骤,提高了施工质量,加快了施工进度。

地下室外墙柱外侧增大截面做法优化:原有地下室外墙柱外侧增大截面需进行全高度增大截面,土方开挖深度约5m,同时作业空间狭小,施工难度大,且存在重大安全隐患,经与设计单位对接沟通,对原图纸进行优化,将截面增大范围确定为地下室顶板以下1.5m内,降低安全风险及施工难度,提高施工进度。

浇筑混凝土前,应对下列项目按隐蔽工程要求进行验收:

1界面处理及涂刷结构界面胶(剂)的质量;

2新增钢筋(包括植筋)的品种、规格、数量和位置;

3新增钢筋或植筋与原构件钢筋的连接构造及焊接质量;

4植筋质量;

5预埋件的规格、位置。

(1)原构件混凝土界面(粘合面)经修整露出骨料新面后,尚应采用花锤、砂轮机或高压水射流进行打毛;必要时,也可凿成沟槽。其做法应符合下列要求:

1)花锤打毛:宜用1.5kg2.5kg的尖头錾石花锤,在混凝土粘合面上鏨出麻点,.形成点深约3mm、点数为600点/m-800点/m2的均匀分布;也可錾成点深4mm-5mm、问距约30mm的梅花形分布。

2)砂轮机或高压水射流打毛:宜采用输出功率不小于340W的粗砂轮机或乐力符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010附录C要求的水射流,在混凝土粘合面上打出方向垂直于构件轴线、纹深为3mm~4mm、间距约50mm的横向纹路,

3)人工凿沟槽:宜用尖锐、锋利凿子,在坚实混凝土粘合面上凿出方向垂直于构件轴线、槽深约6mm、间距为100mm~150mm的横向沟槽。当采用三面或四面新浇混凝土层外包梁、柱时,尚应在打毛同时,凿除截面的棱角。在完成上述加工后,应用钢丝刷等工具清除原构件混凝上表面松动的骨料、砂砾、浮渣和粉尘,并用清洁的压力水冲洗干净。若采用喷射混凝土加固,宜用压缩空气和水交替冲洗干净。

(2)原构件混凝土的界面,应按设计文件的要求涂刷结构界面胶(剂),结构界面胶(剂)的进场复验,应符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010第4.9.2条的规定;界面胶(剂)的涂刷方法及质量要求应符合该产品使用说明书及施工图说明的规定。

对板类原构件,除涂刷界面胶(剂)外,尚应锚入直径不小于6mm的T形剪切销钉;销钉的锚固深度应取板厚的2/3;其间距应不大于300rnm;边距应不小于70mm。锚固销钉用胶的性能应符合现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367的要求。

(3)原构件钢筋的外露部分在除锈时,若发现锈蚀已导致其截面削弱严重,尚应通知设计单位,并按设计补充图纸进行补筋。新增截面增大施工其余控制要点按一般混凝土浇筑要点控制。

粘碳纤维加固方法,如图7-8所示,包括如下步骤:

步骤1:根据施工现场和被加固构件混凝土的实际情况,依图进行粘贴放线定位,明确加固部位及范围,对楼板上表面混凝土结构处理。用砂轮机或磨光机将混凝土劣化层除去,清除被加固构件表面的面层及剥落、疏松、蜂窝、腐蚀的劣质混凝土,露出混凝土结构层,并用环氧砂浆将表面修复平整,用混凝土角磨机和砂纸除去混凝土表面的浮浆和油污杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧状半径R≥20mm,打磨结束后,进行砼表面清洗,清洗过程中应若干次成活,首先用脱脂棉丝擦砼粘贴面,去除表面灰尘然后用脱脂面沾丙酮擦2~3遍,最后在粘贴前再清洗一次砼表面,处理结果以表面无灰尘,油污,且确保不被二次污染为准。

步骤2:在相应的位置上涂刷底层涂料。按比例将称量好的底层涂料的主剂和固化剂放入容器内均匀搅拌,一次调和量在可使用时间内用完,超过可使用时间不能再用,严禁在涂料中添加溶剂,含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用;

用滚筒刷均匀地涂抹底层涂料,养护3小时到1天时间,以指触干燥为准,底层涂料固化后,在表面上有凸起部分时,要用砂纸磨光,磨光后若露出混凝土表面,应再补涂底层涂料,当气温在5℃以下、相对湿度RH>85%,混凝土表面含水率在8%以上,不能施工,检测施工部位的温度、湿度,根据变化选择适当的涂料;

底胶固化后应进行下一道工序,若涂刷时间超过7d,应清除原底胶,用砂轮机磨除,重新涂抹。

步骤3:在底层涂料上粘贴碳纤维布。用刀片按规定的尺寸裁切碳纤维布,确认施工面的底层涂料指触干燥,粘结树脂的主剂和固化剂经称量按规定的比例装入容器,搅拌均匀,用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂,也就是下涂层,,按照设计要求将纤维片贴好,使纤维片和树脂之间不要有空气,使空气从纤维片下逸出,用专用工具,罗拉沿纤维方向滚压若干次;

纤维布施工30分钟后,用滚筒刷涂抹粘结树脂,即上涂层,上涂时滚筒刷沿纤维方向移动不得将已贴好的纤维片卷起,上涂后3小时至4天,进行固化后的空鼓检查处理,对于直径在10mm以上30mm以下的空鼓,每平方米少于10个可以认为合格,若每平方米在10个以上,则认为不合格,需进行补修,对于直径在30mm以上的空鼓,只要出现,即认为不合格,需要进行补修,纤维布搭接长度不小于100mm,搭接位置避开受力区,粘贴立面纤维布时,应按照由上到下的顺序进行。

步骤4:对粘贴的碳纤维布进行养护处理。粘贴碳纤维布后,需自然养护24小时达到初期固化,应保证固化期间不受干扰,当树脂固化期间存在气温降低到5℃以下的可能时,采取有效的升温措施,保证环境温度不低于5℃;

碳纤维布达到设计强度所需自然养护的时间:当平均气温在10℃以下时,需要14天,当平均气温在10℃以上20℃以下时,需要7~14天,当平均气温高于20℃时,需要7天。

步骤5:对粘贴的碳纤维布进行验收,完成加固。碳纤维布与砼之间的粘结质量保证有效粘贴面积达到95%,通过小锤工具敲击或手压碳纤维布表面进行检查。

为保证碳纤维布粘接密实,混凝土构件阴阳角位置应打磨半径大于20mm的光滑圆弧。并后续通过底层树脂进行再次修复。碳纤维布上粘贴胶层应成突起状,平均厚度不小于2mm。如遇平行粘贴多层纤维布时,其间距大于5mm。并尽量立即粘贴,如不能立即粘贴,应在粘贴前清洗上一层纤维布并干燥后继续粘贴。

当气温在5℃以下、相对湿度RH>85%,混凝土表面含水率在8%以上,不能施工。避免结合不紧密。因框架梁、剪力墙洞口粘钢加固过程对周边碳纤维布造成划伤等,为保证碳纤维布成品保护,优先进行粘钢加固处理,后进行周边的碳纤维布粘贴。碳纤维粘贴过程需要做好除尘、干燥等工作,因后续计划继续使用40年,对碳纤维布粘结强度要求高。

经修整露出骨料新面的混凝土加固粘贴部位,应进一步按设计要求修复平整,并采用结构修补胶对较大孔洞、凹面、露筋等缺陷进行修补、复原;对有段差、内转角的部位应抹成平滑的曲面:对构件截面的棱角,应打磨成圆弧半径不小于25mm的圆角。在完成以上加工后,应将混凝土表面清理干净,并保持干燥。

粘贴纤维材料部位的混凝土,其表层含水率不宜大于4%,且不应大于6%。对含水率超限的混凝土应进行人工干燥处理,或改用高潮湿面专用的结构胶粘贴。

当粘贴纤维材料采用的粘结材料是配有底胶的结构胶粘剂时,应按底胶使用说明书的要求进行涂刷和养护,不得擅自免去涂刷底胶的工序。若粘贴纤维材料采用的粘结材料是免底涂胶粘剂,应检查其产品名称、型号及产品使用说明书,并经监理单位确认后,方允许免涂底胶。

底胶应按产品使用说明书提供的工艺条件配制,但拌匀后应立即抽样检测底胶的初黏度。其检测结果应符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010表4.4.6的要求,且不得以添加溶剂或稀释剂的方法来改变其黏度,一经发现应予弃用,已涂刷部位应予返工。底胶指于时,其表面若有凸起处,应用细砂纸磨光,并应重刷-一遍。底胶涂刷完毕应静置固化至指于时,才能继续施工。

浸渍、粘结专用的结构胶粘剂,其配制和使用应按产品使用说明书的规定进行;拌合应采用低速搅拌机充分搅拌;拌好的胶液色泽应均匀、无气泡;其初黏度应符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010表4.4.6的要求;胶液注入盛胶容器后,应采取措施防止水、油、灰尘等杂质混入。

纤维织物应按下列步骤和要求粘贴:

①按设计尺寸裁剪纤维织物,且严禁折叠;若纤维织物原件已有折痕,应裁去有拆痕一段织物;

②将配制好的浸渍、粘结专用的结构胶粘剂均匀涂抹于粘贴部位的混凝土表面;

③将裁剪好的纤维织物按照放线位置敷在涂好结构胶粘剂的混凝土表面。织物应充分展平,不得有皱褶;

④沿纤维方向应使坩特制滚筒在已贴好纤维的面上多次滚压,使胶液充分浸渍纤维织物,并使织物的铺层均匀压实,无气泡发生;

⑤多层粘贴纤维织物时,应在红维织物表面所浸渍的胶液达到指干状态时立.即粘贴下一层。若延误时间超过1h,则应等待12后,方可重复上述步骤继续进行粘贴,但粘贴前应重新将织物粘合面上的灰尘擦拭干净;

⑥最后一层纤维织物粘贴完毕,尚应在其表面均匀涂刷一道浸渍、粘结专用的结构胶。

粘碳纤维即可以不用增加楼板的厚度,也不用改变楼板的钢筋和混凝土结构,即能够实现横向的拉力,又能确保楼板整体竖向的支撑力,实现快速加固裂缝楼板,避免后期继续开裂。

粘贴钢板加固方法,如图5-6所示,通过在横梁上粘钢板来对横梁进行加固,可以实现最小空间占用,但是有能够达到加强横梁应力的效果,不紧没有占用房屋的面积,横梁的体积基本不会增大,没有降低横梁的高度,使得房屋的整体空间感和原来差不多,同时整体支撑应力效果更好。包括如下步骤:

步骤1:在需要加固的横梁下方安装脚手架。扣件式钢管脚手架材料

①脚手架钢管a.材质:钢管采用外径为48mm,壁厚为3mm的管材。钢管的表面应平直光滑,无裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。钢管应有产品质量合格证。b.质量要求:钢管的表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯;外径和壁厚偏差不得大于0.5mm;钢管两端应平整,偏差不得大于1.7mm;钢管应做过防锈处理。

②扣件a.扣件应采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸造扣件。b.扣件不得有裂纹、气孔,不宜有缩松、砂眼或其它影响使用的铸造缺陷;并应将影响外观质量的粘砂、浇口残余、披缝、毛刺、氧化铁等清除干净。c.扣件与钢管的贴和面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好。d.扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。e.当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应小于5mm。f.扣件表面应进行防锈处理;螺栓不得有滑丝。

③脚手板a.脚手板的宽度应大于或等于200mm。b.木脚手板不得有开裂、腐朽。④其它如轮子(轮轴、轮柄)、安全网等均应符合相应检验要求。

扣件式钢管脚手架材料经租赁组织进场之后,核对其数量、规格、型号,经质量检查合格后方可投入使用。经检查不合格的材料予以退货,不得进入现场。操作脚手架搭设要求,a.操作脚手架内外立杆横距900mm,立杆纵距900mm,横杆间距1500mm,根据需要外侧面各加设一根斜向或者两根交叉钢管通长设置剪力撑。剪刀撑与地面成45°~60°角。b.操作脚手架满铺脚手板,并与脚手架横杆固定。c.沿操作脚手架平台四周设置一道护身栏杆,高度1200mm。

步骤2:对横梁进行清理,修整原横梁结构。清除被加固构件表面劣化混凝土,可利用錾子和小铁锤对混凝土表面原有浮浆层及抹灰层进行剔除,对混凝土缺陷采用高强聚合物砂浆将表面修复平整。未锈蚀或轻微锈蚀的钢板,先用电动钢丝刷除锈,再用棉丝蘸丙酮清除浮灰、油污,最后用角向磨光机打毛。打磨的纹路与钢板受力方向垂直。钢板打毛应现用现打毛,并注意防潮、防油污。首先清除被加固构件表面的夹渣、剥落、疏松、蜂窝、麻面、腐蚀等劣化混凝土,可利用錾子和小铁锤对混凝土表面原有浮浆层及抹灰层进行剔除。对较大的混凝土缺陷按设计要求采用高强聚合物砂浆将表面修复平整。必要时按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。③混凝土表面及钢材表面必须平整、坚实、无杂质,作业期间内保持表面干燥。

步骤3:加工钢材和定位钻孔。钢板调平、切割,按照施工图要求和件尺寸下料,装配时检查钢板在自由状态时与混凝土间缝隙应小于5mm,并且横平竖直,在结构物新增螺栓相应位置进行钻孔。施胶前,用丙酮清洗被粘部位的混凝土和钢板表面。配胶、涂胶

将结构胶甲、乙组分按规定比例放入搅拌盆内,拌和均匀后立即用刮板将胶涂刮到混凝土和钢板粘结面上,此时先涂刮一薄层,并把混凝土面上的毛眼堵平。然后再分别在混凝土或钢板面上涂刮适当厚度的胶(以不流淌为宜,并使粘结后的胶层厚度不超过5mm),尽量做到中间厚、周边薄,以便粘结后保证胶体饱满。

步骤4:在需要粘钢板的位置涂胶和清理螺栓孔。将结构胶用刮板将胶涂刮到混凝土和钢板粘结面上,然后再分别在混凝土或钢板面上涂刮固定厚度的胶,胶水中间厚、周边薄,以便粘结后保证胶体饱满。人员分两组,准备好必要的施工工具,如开刀,活扳子、垫片、压板等。将涂好胶的钢板安装于粘结面上,然后上紧固定支撑托,保持胶层厚度2—3mm,将多余胶挤出,保证胶体饱满。粘钢后清理挤压溢出的胶,要求四周干净,保持边缘胶体平滑,不允许有震动现象。

步骤5:粘贴钢板施工,将涂好胶水的钢板安装于粘结面上,然后上紧固定支撑托,保持胶层厚度2—3mm,将多余胶水挤出,保证胶体饱满,粘钢后清理挤压溢出的胶,要求四周干净,保持边缘胶体平滑,不允许有震动现象。

步骤6:对钢板进行固定和加压处理,在粘钢定位之后24h内不允许再震动和移动钢板,此时为固化期,在固化期间,为保障钢板位置准确、结构胶不受扰动,应采取临时固定措施,固化3天后,方可承受设计荷载。

步骤7:质量检验,并用螺栓固定连接。固化24h后取下压板、垫片、用专制小铁锤对钢板进行轻轻敲击检测,粘钢区粘结面积大于90%,视为质量合格,否则不合格,粘结不合格部位钢板应采用压力灌注法进行灌注,灌注密实后视为合格。

原构件混凝土及加固钢板的界面(粘合面)经修整后,尚应分别按《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010第9.3.1条及第9.3.2条的要求进行打毛和糙化处理。

外粘钢板部位的混凝土,其表层含水率不宜大于4%,且不应大于6%。对含水率超限的混凝土梁、柱、墙等,应改用高潮湿面专用的胶粘剂。对俯贴加固的混凝土板,若有条件,也可采用人工干燥处理。

在处理混凝土粘合面的同时,尚应由检测机构派员到现场做粘贴质量检验的预布点工作。布点前应按《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010附录U的取样规则随机抽取受检构件,然后在邻近受检构件加固部位处选择一个100mm×100mm见方的混凝土表面进行同条件的界面处理,以备在粘钢施工的同时,粘贴检验用的钢标准块。

粘贴钢板专用的结构胶粘剂,其配制和使用应按产品使用说明书的规定进行。拌合胶粘剂时,应采用低速搅拌机允分搅拌。拌好的胶液色泽应均匀,无气泡,并应采陬措施防止水、油、灰尘等杂质混入。严禁在室外和尘土飞扬的室内拌合胶液。胶液应在规定的时间内使用完毕。严禁使用超过规定适用期(可操作时间)的胶液。

拌好的胶液应同时涂刷在钢板和混凝土粘合面上,经检查无漏刷后即可将钢板与原构件混凝土粘贴;粘贴后的胶层平均厚度应控制在2mm~3mm。俯贴时,胶层宜中间厚、边缘薄;竖贴时,胶层宜上厚下薄;仰贴时,胶液的垂流度不应大于3mm.

钢板粘贴时表面应平整,段差过渡应平滑,不得有折角。钢板粘贴后应均匀布点加压固定。其加压顺序应从钢板的一端向另一端逐点加压,或由钢板中间向两端逐点加压;不得由钢板两端向中间加压。

加压固定可选用:夹具加压法、锚栓(或螺杆)加压法、支顶加压法等。加压点之间的距离不应大于500mm。加压时,应按胶缝厚度控制在2mm~2.5mm进行调整。

在粘贴钢板施工的同时,应将钢标准块(《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010附录U)粘贴在本章第11.2.3条指定的位置上,按同条件进行加压和养护,以备检验使用。

钢板与混凝上之间的粘结质量可用锤击法或其他有效探测法进行检查。按检查结果推定的有效粘贴面积不应小于总粘贴面积的95%。检查时,应将粘贴的钢板分区,逐区测定空鼓面积(即无效粘贴面积);若单个空鼓面积不大于10000m,可采用钻孔注射法充胶修复;若单个空鼓面积大于10000mm,应揭去重贴,并重新检查验收。

钢板与原构件混凝土间的正拉粘结强度应符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010第10.4.2条规定的合格指标的要求。若不合格,应揭去重贴,并重新检查验收。检查数量及检验方法应按《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010附录U的规定执行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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