框架柱核心區(qū)補(bǔ)強(qiáng)外包鋼加固技術(shù)的整體施工做法

賈學(xué)彬

（吉林省中星建筑工程有限公司，吉林 長春 130052）

隨著建筑工程施工技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，大跨度、大空間框架結(jié)構(gòu)已成為建筑領(lǐng)域結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)展趨勢。在該類型結(jié)構(gòu)中，一旦所用的膠結(jié)材料強(qiáng)度出現(xiàn)問題，混凝土樓板、混凝土梁、混凝土柱自身均需單件補(bǔ)強(qiáng)。但在聯(lián)體梁板強(qiáng)度嚴(yán)重不足的情況下，柱核心區(qū)部位補(bǔ)強(qiáng)工作將十分困難。保障框架柱核心區(qū)不受二次損壞，是框架柱核心區(qū)補(bǔ)強(qiáng)的重要環(huán)節(jié)，而外包鋼補(bǔ)強(qiáng)方法一般應(yīng)用于強(qiáng)度偏低的混凝土框架結(jié)構(gòu)中?；诖耍恼陆Y(jié)合具體工程，就框架柱核心區(qū)補(bǔ)強(qiáng)外包鋼加固的整體施工方法進(jìn)行論述和總結(jié)，以供同類工程參考。

1 工程概述

某省試驗(yàn)中學(xué)新建綜合教學(xué)樓1#為四層（局部兩層）現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，三層頂標(biāo)高11.63m。梁、板、柱節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度較低，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級為C30，實(shí)際混凝土強(qiáng)度等級為C17?，F(xiàn)將該層梁板混凝土拆除并重新澆筑，對三層頂（標(biāo)高11.63m）梁柱節(jié)點(diǎn)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行外包鋼板補(bǔ)強(qiáng)加固施工。該樓層長45m，寬24.9m，跨度為9.6m×9m。

2 外包鋼加固的技術(shù)要求

（1）原有的梁板構(gòu)件混凝土拆除后，將梁縱向鋼筋抗扭筋分別從梁端500mm開始分批截?cái)?，每個(gè)截面截?cái)噤摻顢?shù)量不大于總鋼筋數(shù)的1/4，截?cái)辔恢弥g的間距≥900mm。

（2）將梁柱原構(gòu)件結(jié)構(gòu)的截面棱角打磨成圓角，保證型鋼與混凝土間注膠后能夠緊密粘接。

（3）所有鋼件在施工前需除銹。

（4）現(xiàn)場測量梁內(nèi)縱向鋼筋實(shí)際位置，并按測量后所標(biāo)注的位置在鋼板上鉆孔，同時(shí)鉆取錨筋孔。

（5）用鋼絲刷將原構(gòu)件表面松散浮渣刷去并吹凈，將鋼板除銹打磨出金屬光澤，刻痕角度設(shè)計(jì)為45°，深度約0.5mm，間距≤500mm，在節(jié)點(diǎn)區(qū)域，其間距應(yīng)適當(dāng)加寬。然后用丙酮擦洗干凈，將鋼板孔與相應(yīng)鋼筋對準(zhǔn)后，貼附于構(gòu)件表面，用夾具卡緊焊牢。

（6）將鋼筋和錨筋與鋼板開展穿孔空塞焊接。

（7）在梁柱節(jié)點(diǎn)上鉆孔前，應(yīng)先探測鋼筋，鉆孔時(shí)應(yīng)避免損傷原有鋼筋。

（8）所有焊接工作完工后再注膠，采用改性環(huán)氧樹脂膠灌注。

（9）重新澆筑梁板混凝土前，應(yīng)在鋼板表面涂刷混凝土界面劑。

3 梁、板拆除及外包鋼加固施工

3.1 三層頂（標(biāo)高11.63m）梁、板拆除方案

拆除的總體施工順序：拆除四層新砌墻體→彈出鋼支撐柱上預(yù)安連接板的定位線→樓層外圍45°防護(hù)板→外立面雙層防護(hù)網(wǎng)→加工鋼支撐連接板→柱面鋼支撐連接板安裝化錨安裝→拆除板→拆除梁→截?cái)嗫v筋→鑿除混凝土塊外運(yùn)。

具體步驟：

（1）拆除四層新砌墻體及妨礙施工的各種管道、管線及煙道。

（2）柱間鋼梁支撐施工，為保證整體結(jié)構(gòu)的安全性，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)柱的長細(xì)比值并結(jié)合9m的跨度，選用HN150mm×300mm的工字鋼做水平支撐結(jié)構(gòu)。與框架柱相連鋼件結(jié)構(gòu)為13mm厚的鋼板，其高度為480mm，寬度為300mm。鋼件與混凝土柱之間的連接選用的是6M26化學(xué)拴錨結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)備相關(guān)焊接、切割等機(jī)械設(shè)備。

（3）在二層外柱外圍沿要鑿除的界面外做45°防護(hù)板，板面應(yīng)搭接嚴(yán)密，不得有孔隙，以防鑿除物墜落傷人。

（4）三四層外立面均做好外防護(hù)優(yōu)質(zhì)防護(hù)網(wǎng)，以保證施工人員的安全和阻擋鑿除物飛濺。

（5）在三層北側(cè)全樓的1/2偏東部分搭設(shè)一處出料口，方便兩側(cè)的運(yùn)輸。

（6）拆除時(shí)注意防護(hù)下層混凝土結(jié)構(gòu)。具體措施：在地面鋪設(shè)2層50mm厚的草苫，最上部做一道防護(hù)板，拆除時(shí)注意不能有大塊混凝土下落。

（7）拆除由西向東進(jìn)行，從板心向外圍拆。為避免對原結(jié)構(gòu)的震動(dòng)，拆除時(shí)宜采用小型電鎬。板心拆除后按順序拆除梁，梁的拆除由梁中向兩端進(jìn)行。

（8）按設(shè)計(jì)的要求將梁縱向鋼筋筋分別從梁端500mm開始分批截?cái)啵總€(gè)截面截?cái)噤摻顢?shù)量不大于總數(shù)的1/4，截?cái)辔恢弥g的間距＞900mm。所截?cái)噤摻畹拈L度分別為500mm、1400mm、2300mm、3200mm。

（9）為保證三層地面樓板不被上部堆放荷載所損傷，將所鑿的混凝土碎塊隨鑿隨人工外運(yùn)。

3.2 外包鋼加固施工

外包鋼加固的總體施工順序：施工準(zhǔn)備→選購優(yōu)質(zhì)鋼板→見證取樣、送檢→框架柱核心區(qū)外包鋼板定位放線→鉆孔植錨栓→錨栓拉拔試驗(yàn)→鋼板面除銹、刻痕、鉆孔→外包鋼板穿筋定位→緊固螺栓→焊接外包鋼板、封閉外包鋼板下口→灌注粘鋼膠。

具體步驟：

（1）施工準(zhǔn)備。快裝門式移動(dòng)腳手架，移動(dòng)腳手架下配轉(zhuǎn)輪及強(qiáng)制制動(dòng)設(shè)施。準(zhǔn)備手動(dòng)滑輪及拉緊繩，長度總計(jì)18m。準(zhǔn)備20.6kW、1.8m3空氣壓縮機(jī)6臺，風(fēng)鎬及管線15套，中型大電鎬10把，手提鋼筋切斷機(jī)5臺，大錘2把。

（2）選購優(yōu)質(zhì)鋼板。按要求選購優(yōu)質(zhì)Q235B 10-14鋼板，鋼板必須有出廠合格證及相應(yīng)檢驗(yàn)報(bào)告。按結(jié)構(gòu)柱面的實(shí)際尺寸切割成塊，保證平面尺寸偏差控制在1～3mm，平面平整度為0，厚度偏差不超過0.2mm。

（3）見證取樣。主材進(jìn)場后由監(jiān)理工程師見證取樣送檢，復(fù)檢合格后進(jìn)行分選規(guī)格并按規(guī)格分堆編號。

（4）框架柱核心外包鋼板定位放線。按圖紙要求，所有外包鋼板上邊線均高出三層頂（標(biāo)高11.63m）0.1m。在原三層柱的500mm控制線處定出外包鋼板邊線的點(diǎn)位。按圖紙要求將所要植的錨栓點(diǎn)位全部點(diǎn)畫到柱面相應(yīng)位置，并全部通檢核對。

（5）鉆孔植錨栓。按所畫錨栓點(diǎn)位鉆孔，深度按設(shè)計(jì)要求15d（d為鋼筋直徑），孔徑比所植錨栓大4mm，所用膠結(jié)料為環(huán)氧型專用料，經(jīng)檢驗(yàn)合格。植錨栓后固化時(shí)間為24h，此時(shí)間內(nèi)在相對區(qū)間做任何工作，都必須保證錨栓桿不位移、不松動(dòng)，固化完整。

（6）錨栓拉拔試驗(yàn)。當(dāng)所植錨栓固化24h后做柱體本位下部預(yù)植錨栓桿拉拔試驗(yàn)，錨栓桿錨固承載力檢驗(yàn)值為32.5kN。依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場檢測，錨栓非破壞錨固承載力檢驗(yàn)合格。

（7）鋼板面除銹、刻痕、鉆孔。鋼板見證取樣送檢，復(fù)檢合格后進(jìn)行分選規(guī)格用專用磨片全部人工細(xì)致除銹，檢查無銹后用丙酮全面擦洗，然后采用角么機(jī)專用劃片做45°刻痕，刻痕深度約0.5mm，刻痕的紋理均勻深淺一致，檢查后用丙酮全面擦洗。按規(guī)格將刻痕處理完的鋼板料鉆孔，鉆孔的位置及個(gè)數(shù)均依據(jù)柱面植完的錨栓而定，孔徑比所植錨栓大2mm。孔徑處理完后立即畫面并編號，以便安裝選料，防止錯(cuò)安。

（8）外包鋼板穿筋定位。將準(zhǔn)備好的快裝門式移動(dòng)腳手架固定在梁端柱旁，在柱間鋼支撐上系好滑輪及繩子。將柱核心區(qū)外混凝土表面處理平整，用滑輪將鉆完孔的鋼板拉到工作高度（與原有梁縱筋高度平齊），由遠(yuǎn)向近將原梁截?cái)噤摻钊看┻^鋼板（包括后植錨栓）。

（9）緊固螺栓。鋼板緊靠柱面后擰緊錨栓螺母，由中間向外圍對稱緊固。柱的四面鋼板安裝緊固后辦理報(bào)驗(yàn)手續(xù)，待全面檢驗(yàn)合格后，從四角開始焊接板縫。

（10）焊接外包鋼板、封閉外包鋼板下口?，F(xiàn)場割取焊件（焊縫厚度≥8mm）送檢，為防止焊接產(chǎn)生板應(yīng)力，采用分層施焊、對稱施焊、分段施焊三種控制方法確保鋼板面與相鄰鋼板面無應(yīng)力、無變形。各鋼板面組焊接完工后，各縱向主筋與鋼板連接，并將錨栓螺母外側(cè)多出部分切除，電焊點(diǎn)牢。對配有梁端加勁板塊的鋼板定位焊接，勁板塊間的空隙按圖要求≥150mm，與縱筋相碰時(shí)可加大寬度，保證縱向筋及后植錨栓不受碰創(chuàng)和焊傷。焊接工作完成后，要辦理報(bào)驗(yàn)手續(xù)且全面檢驗(yàn)合格后，再撤離所有的焊接機(jī)具。清理外包鋼板的下口周邊，用環(huán)環(huán)氧型專用料植筋料將下邊口全部封嚴(yán)，不得有一絲孔隙，并在無振動(dòng)的環(huán)境下固化24h。

（11）注粘鋼膠。封口植筋料經(jīng)24h固化后，全面檢查是否有收縮孔隙，如有孔隙立則用52.5R高強(qiáng)速凝水泥封堵。檢查確認(rèn)無孔隙后準(zhǔn)備灌注粘鋼膠，所用灌注粘鋼膠材料經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師見證取樣送檢，復(fù)驗(yàn)結(jié)果I類膠A級正拉黏結(jié)合強(qiáng)度符合《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50550—2010）標(biāo)準(zhǔn)要求。將粘鋼膠按比例調(diào)配均勻，控制好稠密度，通過高壓注膠罐的專用管，將粘鋼膠輸送到柱核心區(qū)外混凝土與外包鋼板的上口孔隙內(nèi)。四面均勻灌注一次成型，同時(shí)四面用橡膠錘輕輕敲打，灌注高度與外包鋼板的上口平齊。

3.3 施工難點(diǎn)

（1）拆除混凝土廢料，并及時(shí)清運(yùn)出樓。若堆積過多超過混凝土樓板承載力，則會(huì)對結(jié)構(gòu)造成二次損傷，但若及時(shí)清運(yùn)，邊拆鑿、邊清運(yùn)，則下部清運(yùn)工人安全無法保障。

（2）鋼板的鉆孔位置不易控制?？孜惶幍匿摻罴昂笾插^栓每一根一個(gè)坐標(biāo)并且孔徑不同，一旦有一根筋的位置或直徑偏差，則此板無法穿筋就位。

3.4 檢查驗(yàn)收

（1）依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)》（GB 50367—2013）、《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50550—2010）、《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ 18—2012）規(guī)范進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

（2）檢驗(yàn)。外包鋼板的灌注工作完成后36h，所截?cái)噤摻钊窟B接并支模重新澆筑混凝土。拆模后全面檢查所有框架柱核心區(qū)補(bǔ)強(qiáng)外包鋼無開裂，四層柱梁無變形開裂，三層頂（標(biāo)高11.63m）框架柱核心區(qū)補(bǔ)強(qiáng)外包鋼加固檢驗(yàn)合格。

4 總結(jié)

通過以上對框架柱核心區(qū)補(bǔ)強(qiáng)外包鋼加固技術(shù)整體施工做法的論述，針對施工中遇到的難點(diǎn)，可采取以下解決措施：（1）分區(qū)拆除、交叉清運(yùn)，確保下部清運(yùn)工人安全；（2）框架結(jié)構(gòu)柱間水平型鋼支撐焊接產(chǎn)生水平應(yīng)力，多點(diǎn)位施焊按編號順序進(jìn)行操作。希望文章能為類似加固工程提供參考，以便安全高效地做好加固工程。