鋼絲繩網(wǎng)片—聚合物砂漿外加層加固施工技術(shù)研究

陳愛國 肖三霞

摘要：如果在工程實(shí)踐中，加固梁處于正常狀態(tài)，處于使用年限之內(nèi)，沒有開裂破壞等問題出現(xiàn)，本公司通過技術(shù)攻關(guān)，形成了鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層加固施工技術(shù)。采用此種方法后，構(gòu)件應(yīng)力水平下降，能夠達(dá)到更好的加固效果，同時(shí)還能使結(jié)構(gòu)整體承載力顯著提升，本技術(shù)工藝簡單，質(zhì)量可靠，具有重要的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

Abstract： In view of the phenomenon of premature cracking and destruction of strengthened beams in practical engineering without reaching the design service life， the construction technology of strengthening steel wire mesh mortar and polymer mortar was formed by solving the technical problems. This method can reduce the stress level of the strengthened members and not only improve the effect of reinforcement， but also improve the bearing capacity of the whole structure by a large margin. The technology has the advantages of simple technology， reliable quality and important economic and social benefits.

關(guān)鍵詞：鋼絲網(wǎng)砂漿；聚合物砂漿；加固

Key words： wire mesh mortar；polymer mortar；reinforce

中圖分類號(hào)：TU746.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）31-0121-03

0 引言

網(wǎng)絲網(wǎng)砂漿加固法在施工過程中得到廣泛的用，其操作步驟如下，把鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)在混凝土表面，并進(jìn)行壓抹和澆注水泥砂漿的操作，與原結(jié)構(gòu)融為一體，能夠共同工作，這種施工方法能夠使結(jié)構(gòu)承載力顯著提高[1]。在各種結(jié)構(gòu)類型施工中得到廣泛應(yīng)用，在建筑物、構(gòu)筑物、涵洞橋梁施工中，這種方法的使用率較高。而且適用于各種結(jié)構(gòu)形狀。在對(duì)不同結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行加固操作時(shí)，此種方法能夠達(dá)到較好的效果。與加大截面法相比較，兩種方式有較高的相似度，都屬于體外配筋加固方法，適用的范圍較為廣泛，在梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，能夠產(chǎn)生良好的效果[2]；但是兩種方法也有不同之處，使用了鋼絲網(wǎng)砂漿加固法，其截面并未出現(xiàn)大的變化，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)自重增加的情況，對(duì)結(jié)構(gòu)外觀和空間所產(chǎn)生的影響有限，另外此種方法的優(yōu)勢(shì)還在于可以使復(fù)雜工序變得簡單，無須進(jìn)行支模和澆搗等操作。粘鋼、噴射也是比較常見的混凝土加固技術(shù)，與之相比，鋼絲網(wǎng)砂漿加固法的施工工效更好，操作更加便捷，濕作業(yè)并不多，無須大型施工設(shè)備即可完成。從現(xiàn)場的實(shí)際情況來決定鋼絲網(wǎng)的尺寸并進(jìn)行現(xiàn)場裁剪，無需專業(yè)工具即可完成切割。另外鋼絲網(wǎng)砂漿法具有耐腐蝕性，并具有良好的耐久性，無須定期防銹維護(hù)，對(duì)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的保護(hù)功能，雙重加固的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)[3]。從鋼絲網(wǎng)的性質(zhì)來看，質(zhì)地比較柔軟，與加固結(jié)構(gòu)表面結(jié)合得更加緊密，對(duì)施工技術(shù)沒有過高的要求，操作起來更加便捷。與纖維加固不同，鋼絲網(wǎng)砂漿加固對(duì)高溫的耐受度較好，屬于無機(jī)材料，無須纖維加固，加之鋼絲網(wǎng)的價(jià)格較為低廉，只是碳纖維的1/15-1/30，良好的經(jīng)濟(jì)性得以彰顯[4]。鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層加固是否能夠達(dá)到良好的效果，是由加固層混凝土構(gòu)件之間是否具有良好的粘結(jié)性所決定的，為了使實(shí)際工程中加固梁正常工作，在使用年限期間正常發(fā)揮功效，避免出現(xiàn)開裂等問題，施工工藝起到?jīng)Q定性作用，技術(shù)要點(diǎn)也是非常關(guān)鍵的。為此，本公司結(jié)合房屋建筑中的鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層加固工程，聯(lián)合設(shè)計(jì)單位進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層加固施工技術(shù)得以形成并逐漸發(fā)展成熟。

1 工藝原理

在工程建設(shè)過程中，鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層加固技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，由于粘合強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度處于良好狀態(tài)，使鋼絲繩網(wǎng)片被滲透性聚合砂漿附著，與混凝土融為一體，承擔(dān)起荷載作用的影響產(chǎn)生彎矩和剪力。該種方法的應(yīng)用性較強(qiáng)，應(yīng)用于混凝土構(gòu)件正截面、斜截面承載力加固中。但要注意的是在經(jīng)過加固操作后，原結(jié)構(gòu)外觀受到影響而發(fā)生變化，但是從加固效果來看，使加固構(gòu)件的應(yīng)力水平下降而達(dá)到良好的效果，更重要的是使結(jié)構(gòu)整體承載力顯著提升。聚合砂漿的粘接性較好，同時(shí)還是無機(jī)材料，耐久性較強(qiáng)，抗壓強(qiáng)度較高，可以快速固化，粘接性能較強(qiáng)，不論是保水性能還是抗裂性、耐堿性和耐紫外線性等，都達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)。在混凝土樓板、土梁、橋梁等工程進(jìn)行加固操作時(shí)，鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿加固技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，其功能和作用已得到認(rèn)可。其加固原理圖如圖1。

2 操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

采用鋼絲繩網(wǎng)片加固混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)由熟悉該技術(shù)施工工藝的專業(yè)施工隊(duì)伍來從事此項(xiàng)工作，熟悉圖紙，具備良好的技術(shù)措施，能夠完成腳手架搭設(shè)等各種類型的操作。

2.2 加固構(gòu)件表面處理

①對(duì)于加固砼體要進(jìn)行清理，使硂結(jié)構(gòu)新而顯露出來，同時(shí)還要對(duì)加固構(gòu)件的表面進(jìn)行清洗，可以用高壓水槍來完成清潔工作，使已經(jīng)處于酥松狀態(tài)的混凝土被清理掉。

②如果混凝土加固構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，要先對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，如果原構(gòu)件鋼筋出現(xiàn)銹蝕，要對(duì)外漏鋼筋進(jìn)行除銹操作，防止再次除銹。還要對(duì)原構(gòu)件鋼筋進(jìn)行檢測，如果能夠確定有銹蝕的可能性，但混凝土保護(hù)層仍然是完整的，可以對(duì)其噴涂阻銹劑，達(dá)到預(yù)防銹蝕的情況發(fā)生，聚合物砂漿修補(bǔ)后，再進(jìn)行下一道工序。

③在對(duì)其表面加以處理后，可以用高壓水對(duì)其加以沖洗，使之處于潮濕狀態(tài)，然后再進(jìn)行抹聚合物施工，可以使固化過程中的水份流失的情況緩解，使聚合物固化效果更好，達(dá)到較高的強(qiáng)度。對(duì)濕潤用水的水質(zhì)也有具體要求，與普通混凝土和砂漿用水要求相同即可。

2.3 綁扎鋼筋網(wǎng)

①根據(jù)加固設(shè)計(jì)要求選用需要的鋼絲繩網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)。

②綁扎、安裝鋼絲繩網(wǎng)操作要點(diǎn)：

1）鋼絲繩網(wǎng)片與加固基體的固定，應(yīng)在鋼絲繩網(wǎng)片就位并張拉繃緊的情況下進(jìn)行：首先將沿受力方向相鄰的兩根鋼絲繩用套環(huán)中的卡片包裹后，用錘子將卡片錘緊，再將套環(huán)固定在加固構(gòu)件一段的銷釘上；然后用銷釘和繩卡固定離套環(huán)最近的第一個(gè)繩卡上，再沿受力鋼絲繩方向，離套環(huán)1500～2000mm處用張拉機(jī)將鋼絲繩繃緊，馬上用銷釘和繩卡固定好繃緊的鋼絲繩，松開張拉機(jī)。重復(fù)張拉和固定鋼絲繩，直至加固構(gòu)件的另一端。在鋼絲繩張拉時(shí)，只需繃緊，用手搖晃時(shí)沒有明顯的松弛感即可。

2）兩片鋼絲繩網(wǎng)相連時(shí)，第二片鋼絲繩網(wǎng)的端頭應(yīng)固定在上一片已經(jīng)安裝好鋼絲繩網(wǎng)內(nèi)部，形成一定的搭接長度。受力鋼絲繩的搭接長度不應(yīng)小于600mm，且不能位于最大彎矩區(qū)。橫向鋼絲繩的搭接長度為兩根受力鋼絲繩之間的距離。

3）柱加固采用四面圍套加固方式：將鋼絲繩網(wǎng)片沿受力鋼絲繩方向?qū)⒓庸讨饋?。施工時(shí)應(yīng)該繃緊受力鋼絲繩，形成扎箍，如加固柱的周長不超過2m，則可將鋼絲繩一次張拉繃緊；如加固柱的周長大于2m時(shí)，則需要分段張拉鋼絲繩。兩端頭的搭接長度不應(yīng)小于600mm，如加固柱為棱柱體，應(yīng)將加固柱的四角打磨成圓角，受力鋼絲繩兩端應(yīng)對(duì)稱分布在柱棱邊兩側(cè)；然后再用繩卡固定橫向鋼絲繩。

4）梁加固采用三面圍套加固方式：首先沿梁方向?qū)⑹芰︿摻z繩都用套環(huán)固定在梁一端的錨栓上，再分段繃緊固定受力鋼絲繩。

5）板面加固的施工方法也采用分段固定的施工方法：如為樓板加固，鋼絲繩網(wǎng)固定在樓板受壓面：如為墻面加固，鋼絲繩網(wǎng)片繃緊固定在墻面的一側(cè)或兩側(cè)。

③綁扎、安裝鋼筋網(wǎng)操作要點(diǎn)：

1）采用對(duì)拉鋼筋、植筋錨固、錨栓錨固等形式作為固定銷釘。

2）柱加固：先固定受力筋，然后再固定箍筋。

3）板樓加固：首先，將受力筋切割成長短不同的兩部分，然后在加固樓板受壓面的兩端分別將長短不同的受力筋通過斜孔植筋的方法交替對(duì)應(yīng)固定，在將受力筋的兩部分焊接起來；或再通過焊接和捆扎的方法將分布筋固定在受力筋和銷釘上。

4）梁加固：和樓板加固的施工方法一樣。

5）墻面加固：先固定受力筋，然后通過對(duì)拉、焊接和捆扎的方法將分布筋固定在受力筋和銷釘上。

2.4 植入混凝土構(gòu)件固定鋼絲繩（鋼筋）網(wǎng)銷釘

①植入混凝土構(gòu)件固定鋼絲繩（鋼筋）網(wǎng)銷釘?shù)囊话阋?guī)定：

1）鋼絲繩網(wǎng)固定銷釘一般采用尼龍錨栓或膠粘螺桿植入加固構(gòu)件基體中作為支點(diǎn)，以開口銷（繩端用套環(huán)）作為繩卡連接網(wǎng)片。錨栓長度不應(yīng)小于55mm，直徑不應(yīng)小于4.0mm，凈埋深度不應(yīng)小于40mm，間距不應(yīng)大于150mm。構(gòu)件端部固定鋼絲繩套環(huán)用的錨栓，其凈埋深度不應(yīng)小于60mm。

2）鋼筋網(wǎng)固定銷釘一般采用植筋。如果選擇應(yīng)用了有機(jī)結(jié)構(gòu)膠植筋，對(duì)錨固的深度提出要求，高于5d且不小于40mm：如果選擇采用的是無機(jī)結(jié)構(gòu)膠植筋，對(duì)錨固深度提出具體要求，即高于8d而且不得小于60mm。

②植筋錨固和錨栓錨固的操作要點(diǎn)：

1）鉆孔：采用錨栓錨固時(shí)，其產(chǎn)品說明書都表明有鉆孔直徑和鉆孔深度，但對(duì)于承受拉力的錨栓，不得小于8.0d0（d0為錨栓公稱直徑）；對(duì)承受剪力的錨栓，不得小于6.5d0；采用化學(xué)植筋時(shí)，鉆孔的方向有直孔、斜孔兩種，直孔的方向與受力方向一致；斜孔的方向?yàn)槭芰Ψ较虺?5角度，植筋錨固鉆孔直徑（D）一般為植筋直徑1.25倍。

2）鉆孔完畢，檢查孔深、孔徑，合格后將孔內(nèi)粉塵用壓縮空氣吹出，然后用毛刷、棉布將孔壁刷凈，再次壓縮空氣吹孔，應(yīng)反復(fù)進(jìn)行3～5次，直至孔內(nèi)無灰塵，并用丙酮清洗干凈，將孔口臨時(shí)封閉。

3）固定錨固鋼筋或錨栓：

錨固鋼筋應(yīng)采用帶肋鋼筋。首先把鋼筋錨固長度范圍內(nèi)的鐵銹清除干凈，并在鉆孔中注入植膠，在插入鋼筋后植筋填充物會(huì)有少量的溢出，采用旋轉(zhuǎn)或手錘擊打方式把鋼筋推入鉆孔中；植筋錨固后，在1～3d內(nèi)不得擾動(dòng)鋼筋，若有較大擾動(dòng)宜重新植。

錨栓錨固應(yīng)按其操作說明的要求固定在鉆孔中。

③錨固承重力檢驗(yàn)：現(xiàn)場檢驗(yàn)方法按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367中的附錄N進(jìn)行。

2.5 鋼絞線加固具體部位做法

進(jìn)行滲透性聚合物砂漿施工時(shí)可以使用噴射器和人工抹壓的方法，能夠達(dá)到較好的效果。但要注意的是對(duì)砂漿厚度有較高的要求，要控制在20mm～30mm的范圍之內(nèi)，保護(hù)層厚度要超過10mm。在進(jìn)行涂抹聚合物砂漿操作時(shí)，對(duì)環(huán)境溫度提出要求，必須在30℃下作業(yè)，避免風(fēng)吹日曬。

2.6 埋設(shè)噴射層厚度標(biāo)志

①在安裝鋼絲繩網(wǎng)和鋼筋網(wǎng)后，在噴射聚合物修補(bǔ)砂漿前應(yīng)埋設(shè)噴層厚度的標(biāo)志，按照設(shè)計(jì)的聚合物修補(bǔ)砂漿厚度在一定間距內(nèi)（一般2～3m2左右）預(yù)埋厚度控制筋，厚度控制筋可悍在鋼筋網(wǎng)上，或與銷釘連接，或粘于受噴面上。

②鋼絲繩網(wǎng)—聚合物修補(bǔ)砂漿的噴射厚度不應(yīng)小于25mm，也不宜大于35mm，對(duì)鋼絲繩保護(hù)層也有具體的要求，即厚度大于15mm。

③采用鋼筋網(wǎng)—聚合物修補(bǔ)砂漿的方法時(shí)，噴射厚度由設(shè)計(jì)確定，但不宜大于50mm，鋼筋保護(hù)層厚度不宜小于20mm。

2.7 聚合物修補(bǔ)砂漿施工

①聚合物修補(bǔ)砂漿施工溫度易在5℃以上時(shí)進(jìn)行施工，冬期施工時(shí)應(yīng)采取防凍措施或采用具有在低溫下能硬化的聚合物修補(bǔ)砂漿。

②攪拌聚合物修補(bǔ)砂漿：按照廠家所給用水量，將水（和高分子乳液）和干粉用強(qiáng)制性攪拌機(jī)攪拌均勻。

③機(jī)械噴射聚合物修補(bǔ)砂漿施工：

1）噴射操作按以下步驟和要求進(jìn)行：

a噴射鋼絲繩（鋼筋）與壁面之間的空隙：噴射聚合物修補(bǔ)砂漿時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)噴射角度，并在鋼絲繩（鋼筋）兩邊進(jìn)行重點(diǎn)噴射，以保證鋼絲繩（鋼筋）與壁面之間的密實(shí)性，噴射中如有脫落的聚合物修補(bǔ)砂漿被鋼絲繩（鋼筋）網(wǎng)架處應(yīng)及時(shí)清除。

b噴射網(wǎng)格之間的聚合物修補(bǔ)砂漿；分層噴射整個(gè)構(gòu)件表面砂漿。

c當(dāng)噴射厚度達(dá)到設(shè)計(jì)厚度時(shí)，應(yīng)刮抹修平，修平應(yīng)在砂漿初凝后（0.5個(gè)h內(nèi)）及時(shí)進(jìn)行，修平時(shí)不得擾動(dòng)砂漿的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其與原構(gòu)件表面之間的粘結(jié)。

2）聚合物修補(bǔ)砂漿噴射質(zhì)量控制注意事項(xiàng)：

a噴射過程中，要及時(shí)檢查噴射的聚合物修補(bǔ)砂漿表面，檢查是否松動(dòng)。開裂、下墜、滑移等現(xiàn)象，如有發(fā)生應(yīng)及時(shí)消除重噴。

b當(dāng)噴射聚合物修補(bǔ)砂漿達(dá)到一定程度后，用錘擊聽聲方法進(jìn)行檢查，對(duì)空鼓。脫殼處應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

2.8 養(yǎng)護(hù)

①室內(nèi)施工后，宜將門窗關(guān)閉，以免通風(fēng)過強(qiáng)造成表面干裂，室外構(gòu)件要采取措施防止烈日暴曬。

②在噴射完后6h后，即可進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)。水養(yǎng)護(hù)采用噴射水霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

③當(dāng)氣溫低于+5℃時(shí)，不宜噴水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)采用塑料布覆蓋密封保水養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)語

本施工技術(shù)具有良好的加固效果，可以使結(jié)構(gòu)的承載力顯著提高，同時(shí)還使高度得以提升，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，不會(huì)對(duì)建筑的使用造成不利影響，對(duì)加固母體的要求較低，不需要太過平整，在處理節(jié)點(diǎn)時(shí)更加方便，對(duì)于有缺陷和強(qiáng)度較差的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理后，其性能得到顯著改善。

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