黃曉燕

(中國(guó)五冶集團(tuán)有限公司一分公司， 四川成都 610066)

混凝土構(gòu)件粘鋼加固施工

黃曉燕

(中國(guó)五冶集團(tuán)有限公司一分公司， 四川成都 610066)

粘鋼加固是在混凝土受力構(gòu)件的表面用建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板或角鋼，使鋼板或角鋼與混凝土牢固地形成一體而共同受力，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。粘鋼加固具有施工簡(jiǎn)便易行、施工周期短、占用空間少、技術(shù)先進(jìn)可靠等優(yōu)點(diǎn)。文章介紹的粘鋼加固方法和技巧總結(jié)自多個(gè)成功的工程實(shí)踐，其適用于承受靜力作用的一般受彎構(gòu)件、受拉構(gòu)件及剪力墻的開(kāi)洞加固，供現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員參考和借鑒。

混凝土構(gòu)件； 粘鋼加固； 施工技巧

混凝土建筑結(jié)構(gòu)在施工或使用中難免會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)更改、外力破壞、地震影響等種種原因，需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部的加固補(bǔ)強(qiáng)措施，而粘鋼加固就是其中一種方法。

粘鋼加固是使用結(jié)構(gòu)膠通過(guò)粘涂將鋼板牢固粘接于混凝土結(jié)構(gòu)上，以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固的目的。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)膠特性為低粘度、液型、無(wú)溶劑、常溫酸化型的注入修補(bǔ)用的環(huán)氧樹(shù)脂，主要用于混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)中混凝土與鋼材間的接著劑，可以提供成型低收縮性及超強(qiáng)粘著力，使混凝土與鋼板緊密結(jié)成一體，充分發(fā)揮補(bǔ)強(qiáng)效果。

我單位承建某建筑結(jié)構(gòu)加層補(bǔ)強(qiáng)項(xiàng)目，由于使用功能發(fā)生改變，在原有7層建筑物上增加4層，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算采用對(duì)混凝土構(gòu)件應(yīng)用粘鋼加固法來(lái)加強(qiáng)，以滿足建筑結(jié)構(gòu)加高后的強(qiáng)度要求。通過(guò)該項(xiàng)目粘鋼加固施工的成功實(shí)踐，提高了施工質(zhì)量，降低了施工成本，提高了綜合效益。本文總結(jié)和完善了粘鋼加固施工工藝和技巧，該工藝技巧可為同行業(yè)施工類(lèi)似項(xiàng)目提供借鑒和參考。

1 施工難點(diǎn)

(1)由于目前國(guó)內(nèi)粘鋼加固施工主要還是采用手工操作，受環(huán)境因素條件和操作工人的施工經(jīng)驗(yàn)、操作水平、責(zé)任心強(qiáng)弱等的影響，施工質(zhì)量有可能不穩(wěn)定。

(2)加固施工結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段和設(shè)備較復(fù)雜，且受現(xiàn)場(chǎng)很多條件的限制，費(fèi)用成本高，因此粘鋼加固施工過(guò)程中的工藝質(zhì)量控制尤為重要。

(3)資源的合理配置、工地各方的協(xié)調(diào)和配合、粘鋼施工的統(tǒng)籌組織和時(shí)空合理安排等，都是加固施工的難點(diǎn)和需要特別重視的關(guān)鍵點(diǎn)。

(4)由于該項(xiàng)目需加固的構(gòu)件主要集中在混凝土梁和板，從施工位置上給操作帶來(lái)不便。且在加固施工的同時(shí)，上面的主體還在繼續(xù)施工，如何減小上部的施工荷載對(duì)加固施工的影響也是我們要解決的問(wèn)題。

2 施工工藝及技巧

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→鋼板制作并處理→定位放線→混凝土表面處理→安置錨栓→鋼板鉆孔→粘膠劑配制→涂膠和粘貼→固化養(yǎng)護(hù)→檢驗(yàn)→表面防護(hù)。

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 勞動(dòng)力準(zhǔn)備

粘鋼加固施工一般可安排在多個(gè)操作點(diǎn)同時(shí)施工，每個(gè)點(diǎn)位3～4人即可。這樣可以統(tǒng)一拌膠，分別使用，輔工同時(shí)為幾個(gè)點(diǎn)配合，施工效率可大大提高。

2.1.2 機(jī)具材料準(zhǔn)備

(1)常用機(jī)具設(shè)備包括：電動(dòng)磨光機(jī)、工業(yè)用吹風(fēng)機(jī)、沖擊鉆、電子稱(chēng)等。

(2)常用材料包括：粘鋼膠、膠桶、鋼板、水管、刮板、碘鎢燈、配電箱、手套等。

(3)關(guān)鍵材料的準(zhǔn)備要求：

①鋼板。粘鋼加固經(jīng)常采用Q235-B鋼板，厚度按施工設(shè)計(jì)要求，鋼板材料應(yīng)具備產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)并符合GB/T 700標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，鋼材屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值應(yīng)不大于0.85，總伸長(zhǎng)率應(yīng)大于20%。鋼板材料應(yīng)妥善保管，避免日曬雨淋，堆放場(chǎng)地應(yīng)平整，避免潮濕環(huán)境，不應(yīng)選用明顯生銹的鋼材。

②粘鋼膠。采用外粘型鋼的結(jié)構(gòu)膠，其各項(xiàng)性能應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50367-2013)第4.5.5條的規(guī)定，并滿足A級(jí)膠的要求。

③錨栓。采用M12的化學(xué)錨栓及M10的膨脹螺栓進(jìn)行附加錨固，選用配套的環(huán)氧基錨固膠。化學(xué)錨栓的錨固用膠粘劑性能應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50367-2013)第4.5.6條的規(guī)定。

④焊條。焊接材料的選用必須與母材相匹配。焊條應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，應(yīng)有出廠合格證、檢驗(yàn)報(bào)告、說(shuō)明書(shū)。

2.1.3 作業(yè)條件準(zhǔn)備

(1)為了保證加固的效果，首先應(yīng)將作用于被加固構(gòu)件上的多余荷載盡可能卸去，如遇有其他作業(yè)隊(duì)的材料堆場(chǎng)，應(yīng)及時(shí)協(xié)調(diào)將其搬離加固區(qū)域的樓板。

(2)應(yīng)根據(jù)加固操作場(chǎng)地的高度選擇使用活動(dòng)腳手架或者采用扣件式鋼管腳手架，搭設(shè)好施工操作平臺(tái)。

(3)規(guī)劃設(shè)計(jì)合理的施工區(qū)域平面布置，保證物流暢通，人員行動(dòng)不受阻礙。

2.2 鋼板制作并處理

(1)按設(shè)計(jì)圖紙要求，對(duì)鋼板進(jìn)行準(zhǔn)確下料，需接長(zhǎng)的須在現(xiàn)場(chǎng)焊接處理。要注意的是，焊接施工必須是在粘貼之前進(jìn)行，已經(jīng)粘貼在構(gòu)件表面的鋼板嚴(yán)禁再焊接，以免粘鋼膠受熱失效。

(2)對(duì)制作好的鋼件采用砂輪機(jī)打磨粘貼面，打磨面粗糙度越大越好，打磨紋路盡量與鋼件受力方向垂直。打磨好后用脫脂棉沾丙酮擦拭2～3遍去油清潔。

(3)鋼件打磨和清潔后應(yīng)盡快使用，不可長(zhǎng)時(shí)間存放，短時(shí)擱置時(shí)也應(yīng)采取措施保護(hù)以免受污染。

2.3 定位放線

根據(jù)加固方案，確定加固范圍及部位，然后在混凝土構(gòu)件上彈線，標(biāo)出粘貼位置的輪廓線，并在此輪廓線四周各加寬度不小于20 mm的區(qū)域作為打磨區(qū)。

2.4 混凝土表面處理

對(duì)混凝土構(gòu)件粘合面進(jìn)行處理時(shí)，先用毛刷沾高效洗滌劑，除去其表面油污后用清水沖洗；再對(duì)粘合面用金剛石角磨機(jī)進(jìn)行打磨，除去2～3 mm厚表層，直至完全露出新的混凝土面；然后用無(wú)油壓縮空氣吹去粉塵(這樣工效高，不用等待干燥)，或清水沖洗干凈，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面。

2.5 安置錨栓

按照放線的定位預(yù)先鉆出螺栓孔，并按照要求清理孔洞，注膠并控制合適的用膠量，埋置設(shè)計(jì)要求的化學(xué)錨栓。施工時(shí)應(yīng)注意鉆孔要嚴(yán)格垂直于混凝土的表面，以免安置鋼板時(shí)錨栓穿不進(jìn)孔。

2.6 鋼板鉆孔

以現(xiàn)場(chǎng)已在混凝土結(jié)構(gòu)上鉆置的錨栓孔位置放樣至鋼板，將鋼板鉆出錨栓孔。如有多層鋼板，則應(yīng)重疊后同時(shí)鉆孔，避免出現(xiàn)孔位誤差。在同一截面粘接兩條鋼板的，鋼板上鉆孔位置要錯(cuò)開(kāi)80 mm以上，呈梅花點(diǎn)布置。

2.7 粘結(jié)劑配制

按設(shè)計(jì)要求使用的粘結(jié)劑，在使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣進(jìn)行質(zhì)量復(fù)檢，合格后方能使用。使用時(shí)按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行配制，攪拌時(shí)應(yīng)避免水進(jìn)入容器，并按同一方向進(jìn)行攪拌，容器不得有油污、灰塵和水分等。

2.8 涂膠和粘貼

用鏟刀將配置好的結(jié)構(gòu)膠涂抹在已處理好的鋼板面和混凝土結(jié)構(gòu)表面，抹膠厚度1～3 mm，中間厚邊緣薄。將鋼板上的孔與錨栓對(duì)準(zhǔn)套人到位后，立即擰緊螺栓。擰緊螺栓時(shí)一定要順著同一方向逐個(gè)擰緊，使膠從鋼材邊緣擠出，同時(shí)要不間斷清除擠出的膠，保持外邊緣整齊干凈。

需要注意的是，在頂板、梁等結(jié)構(gòu)下側(cè)部位加固時(shí)，應(yīng)加可拆除的臨時(shí)支撐架，對(duì)加固鋼件進(jìn)行支撐。并根據(jù)結(jié)構(gòu)膠的固化時(shí)間來(lái)控制拆除支撐架的時(shí)間。

2.9 固化養(yǎng)護(hù)

(1)粘鋼膠能在常溫下固化，如氣溫保持在20 ℃以上，24 h即可拆除夾具和支撐，3 d即可受力使用。若氣溫低于15 ℃，應(yīng)采取人工加溫措施，一般用紅外線燈或電熱毯加熱保溫即可。

(2)對(duì)粘貼到位的構(gòu)件做好標(biāo)識(shí)工作，提醒其他人員別在結(jié)構(gòu)膠未固化前對(duì)粘貼鋼件產(chǎn)生擾動(dòng)。

(3)結(jié)構(gòu)膠固化后，可及時(shí)拆除支撐架，用小鐵錘檢查是否有空鼓，不合要求的應(yīng)拆除重做。

2.10 檢驗(yàn)

結(jié)構(gòu)膠的可操作性能極好，正常操作可達(dá)到100 %的飽滿度，檢驗(yàn)時(shí)可用小錘輕擊粘貼鋼件，如無(wú)空洞聲，表示已粘貼密實(shí)。也可以采用超聲波儀檢測(cè)，若錨固區(qū)有效粘貼面積小于90 %，非錨固區(qū)有效粘貼面積少于70 %，應(yīng)剝離鋼件重新粘貼。

2.11 表面防護(hù)

粘貼鋼件完工并經(jīng)驗(yàn)收合格后，鋼件表面須用M15的水泥砂漿抹面，其厚度對(duì)于梁不應(yīng)小于20 mm，對(duì)于板不應(yīng)小于15 mm。當(dāng)環(huán)境干燥且無(wú)腐蝕介質(zhì)時(shí)，在便于檢查和維修部位也可采用防銹漆涂刷兩道，使用中定期檢查、維修。

3 效果

我單位承建的建筑結(jié)構(gòu)加層補(bǔ)強(qiáng)的項(xiàng)目采用上述的粘鋼加固施工工藝后，達(dá)到了如下的效果：

(1)粘鋼加固施工全過(guò)程切實(shí)貫徹執(zhí)行了本工藝技術(shù)，細(xì)化了流程，規(guī)范了工人的操作行為和手法，環(huán)境因素和人為因素對(duì)操作的影響降到最低，保證了施工質(zhì)量的穩(wěn)定和可靠，放心的實(shí)體質(zhì)量也使后期質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程比較順利。

(2)各種資源得到合理配置，各方的協(xié)調(diào)和配合緊密，工序銜接緊湊，使得整個(gè)施工周期比計(jì)劃工期150 d提前了20 d，提高了工效，并一次性通過(guò)了竣工驗(yàn)收，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

粘鋼加固施工為混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)筋壯骨，延長(zhǎng)了建筑的壽命，避免了推倒重來(lái)的浪費(fèi)，節(jié)約了資源，降低了成本，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益不可小視，是值得推廣應(yīng)用的技術(shù)。

[1] GB/T 700-2006 碳素結(jié)構(gòu)鋼[S].

[2] GB 50367-2013 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

TU746.3

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[定稿日期]2015-05-06