外包粘鋼技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用

周本利

【摘 要】人員密集場(chǎng)所建筑設(shè)施的抗震性逐漸得到國(guó)家和社會(huì)的重視，特別是學(xué)校的教學(xué)樓、宿舍樓。外包粘鋼技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加強(qiáng)中的應(yīng)用很廣泛，該加固方法成本低，質(zhì)量易于控制，安全性及可靠性均較好。

【關(guān)鍵詞】外包粘鋼；結(jié)構(gòu)加固；CGM

0 引言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工程中使用非常廣泛，由于設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量存在問(wèn)題、結(jié)構(gòu)的承載力會(huì)發(fā)生變化、以及使用功能的改變等多種原因，工程在安全方面難以滿足要求，特別是在地震多發(fā)地區(qū)，會(huì)發(fā)生重大人員傷亡。因此對(duì)現(xiàn)有的建筑物進(jìn)行加固來(lái)保證結(jié)構(gòu)安全性和可靠性，尤為重要。建筑結(jié)構(gòu)的加固方法很多，例如：外包粘鋼加固法，碳纖維加固法、化學(xué)植筋技術(shù)等。加固方法的選擇應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況來(lái)來(lái)決定。外包粘鋼加固法，易于掌握，操作方便，經(jīng)濟(jì)性較好，周期短，因而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固工程中應(yīng)用較為廣泛。

1 工程概況

安徽宿州某學(xué)校六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，1999年工程建成竣工驗(yàn)收后投入使用。由于教學(xué)樓是人員密集場(chǎng)所，如發(fā)生地震等自然災(zāi)害，會(huì)造成重大人員傷亡。某工程質(zhì)量監(jiān)督站采用回彈法和鉆芯法對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)結(jié)果表明該建筑框架柱和承重梁抗震性無(wú)法滿足當(dāng)?shù)乜拐鹆叶纫?。因此必須采取加固措施?/p>

2 加固方案選擇

加固方案的選擇 該建筑物的承重梁和承重柱是矩形和梯形，采用方形加固方案，但此項(xiàng)目為新建項(xiàng)目，選擇方形加固方案為宜。

鋼筋混凝土柱用外包鋼加固法對(duì)行加固，用CGM水泥基灌漿料對(duì)柱子截面進(jìn)行處理，柱表面用鋼板套筒外包，這樣即提高柱子承載力，又能橫向約束讓柱子產(chǎn)生良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，柱子的抗震性得到較大的提高。這種方法，使外包鋼套與結(jié)構(gòu)可靠地聯(lián)結(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)的尺寸影響不大。

CGM以水泥作為結(jié)合劑，強(qiáng)度高、微膨脹、高流態(tài)、防離析，其28天抗壓強(qiáng)度超過(guò)C55混凝土，受溫度影響較小，膨脹率大于0.02%，并且易操作，施工效率高，拌制容易，因而得到廣泛范圍。本工程加固擬采用CGM-4，鋼材按設(shè)計(jì)單位要求采用Q235B。

3 施工技術(shù)要求

3.1 卸載

加固結(jié)構(gòu)受力與未經(jīng)加固結(jié)構(gòu)受力不同，加固結(jié)構(gòu)受力比較復(fù)雜，加固前的結(jié)構(gòu)因?yàn)橐殉惺芰撕奢d，結(jié)構(gòu)中的鋼筋處于受力狀態(tài)，后加固的部分不能充分發(fā)揮力學(xué)性能。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)較高的應(yīng)力、應(yīng)變，加固后新加部分不能承擔(dān)應(yīng)有的作用，所以要實(shí)現(xiàn)第二次加載開(kāi)始發(fā)揮作用。但是新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變滯后于原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變，新加部分的結(jié)構(gòu)承受的荷開(kāi)要比原結(jié)構(gòu)小許多，如果結(jié)構(gòu)達(dá)到極限強(qiáng)度破壞時(shí)，原結(jié)構(gòu)首先破壞，但是新加部分達(dá)不到極限狀態(tài)，不能充分承擔(dān)荷載的能力。加固結(jié)構(gòu)組合在一起后，它們作為一個(gè)整體共同受力，結(jié)合面混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度比混凝土本身的強(qiáng)度要低，因此二次組合結(jié)構(gòu)的總體承載力比一次整澆結(jié)構(gòu)要低。

在加固結(jié)構(gòu)時(shí)，首先給結(jié)構(gòu)卸荷，細(xì)部處理要到位，使新結(jié)構(gòu)的原結(jié)構(gòu)共同受力。最好去掉所有活荷載。

3.2 結(jié)合部位及斷面處理

各結(jié)構(gòu)結(jié)合部位處理。拆除柱邊填充墻，并將柱子表面粉化層清除，表面鑿毛處理，呈現(xiàn)出溝槽狀，高壓風(fēng)吹凈。

斷面處理。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，確定柱周邊應(yīng)該增加的尺寸，從而計(jì)算出加固完成后的最終尺寸，工程施工質(zhì)量很重要，嚴(yán)格保證施工質(zhì)量。為保證加固結(jié)構(gòu)能有效結(jié)合，鋼板粘貼面應(yīng)沿受力方向的垂直方向磨出紋路。為了保證加固結(jié)構(gòu)的耐久性，要提高施工質(zhì)量，合理選擇顆粒級(jí)配，嚴(yán)格控制水膠比，摻適當(dāng)品種外加劑。

3.3 鋼板加工及模板支設(shè)

鋼板按設(shè)計(jì)圖示尺寸下料，并作焊接實(shí)驗(yàn)，保證焊接后，不能存在明顯的焊接缺陷。鋼板焊接完成后，可用整體吊裝安裝，也可以分塊安裝。鋼板結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行防銹處理，保證鋼板使用壽命。

模板支設(shè)。模板主要是支承和成型作用，也可以起到保護(hù)和改善混凝土作用。模板支設(shè)后，以澆筑過(guò)程中，不能出出漲模，坍塌等質(zhì)量與安全事故。為了防止雜物掉進(jìn)模板影響澆筑施工，先支設(shè)上部模板，再支設(shè)下部模板。柱支模采用外包鋼板內(nèi)框法。

3.4 CGM的拌合及澆筑

合理選擇CGM灌漿料的攪拌地點(diǎn)。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求添加用水量，嚴(yán)格控制水膠比，攪拌均勻，不得夾帶生料。拌和用水不得使用海水，海水中含有氯離子，對(duì)鋼板有腐蝕作用，攪拌水質(zhì)量不能保證時(shí)，應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)，攪拌用水滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后才可使用。攪拌方法分為機(jī)械攪拌和人工攪拌，兩種攪拌方法視具體情況進(jìn)行選用，攪拌時(shí)間不少于2分鐘。人工攪拌時(shí)，攪拌用水分兩次加入，第一次加入2/3的用水量，第二次加入1/3用水量，并均勻，不得夾帶生料。灌漿料應(yīng)隨隨拌隨用， 40分鐘內(nèi)用完，灌漿料不得過(guò)夜，超過(guò)40分鐘，不得使用。如果需要添加外加劑，應(yīng)進(jìn)行摻入實(shí)驗(yàn)，并在攪拌時(shí)按外加劑使用說(shuō)明摻入。灌漿施工過(guò)程中，不得摻入任何外摻料和外加劑，以免影響加固質(zhì)量。

CGM澆筑。沿柱高自下而上進(jìn)行CGM的澆筑，不得自上而下澆筑，澆筑過(guò)程中，不得沖撞模板。振搗時(shí)，振搗器不得觸及模板，分層澆筑時(shí)，振搗器插入下層至少50MM。

3.5 局部細(xì)節(jié)處理

鋼板安裝過(guò)程中，當(dāng)鋼板用過(guò)墻筋固定時(shí)，需在梁或柱上鉆過(guò)墻孔。鉆過(guò)墻孔時(shí)，可能會(huì)鉆到梁或柱的受力筋，此時(shí)應(yīng)按圖紙尺寸調(diào)整鉆孔位置，不得鉆斷主要受力筋，以免使結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。

4 效果評(píng)價(jià)

該教學(xué)樓經(jīng)過(guò)粘鋼加固施工，將所有模板拆除后，對(duì)加固結(jié)構(gòu)的各部分進(jìn)行了全面檢查和分析，檢查中未發(fā)現(xiàn)有漲模，空鼓，脫落等現(xiàn)象。經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位共同驗(yàn)收，均達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收規(guī)范，加固處理達(dá)到了預(yù)期的效果，得到了監(jiān)理和建設(shè)單位的的一致好評(píng)。

【參考文獻(xiàn)】

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