鄭良淼

【摘 ?要】建筑工程施工中的加固技術(shù)改造是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，加固的效果不僅取決于設(shè)計(jì)方案，只要與施工過程中的技術(shù)優(yōu)劣有很大關(guān)系。本文主要對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的某大樓的外結(jié)構(gòu)修改方案的優(yōu)選與加固施工工藝進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】外結(jié)構(gòu)加固方案施工工藝

混凝土構(gòu)筑物因出現(xiàn)功能性改變，如接建、增加荷載等，或在出現(xiàn)質(zhì)量問題，如配筋不足、災(zāi)后修補(bǔ)、混凝土強(qiáng)度不夠等，都需要進(jìn)行加固。其加固施工及加固方案的制定尤為重要，對(duì)于需要加固的構(gòu)筑物，應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、施工方便的原則，只有這樣，加固工程才能收到良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1工程概況

某大樓是地面9層、地下1層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。平面為圓弧曲線形，圓弧曲率半徑R=67.5m，南北方向?qū)?5m。X軸線距離7.5m，Y軸線距離為8m。層高4.5～5.8m。采用玻璃幕墻外裝飾。結(jié)構(gòu)完工后，因建筑方案局部調(diào)整，即10a軸（3-3剖面）、18軸與19軸（5-5剖面）及其對(duì)稱位置外增加挑梁，其中10a軸及其對(duì)稱位置，從第3層至第8層，每層2處，挑梁長(zhǎng)1.4m;18軸與19軸及其對(duì)稱位置，從第2層至第9層，每層8處，挑梁長(zhǎng)0.6m。因此，外結(jié)構(gòu)需進(jìn)行局部修改，接長(zhǎng)原挑梁。外結(jié)構(gòu)局部修改如圖1所示。外結(jié)構(gòu)修改后，增加荷載250kN/m，經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，18軸與19軸及其對(duì)稱位置連結(jié)梁（4-4剖面）配筋不夠，需加固處理。

2建筑物外結(jié)構(gòu)修改與加固方案

2.1外結(jié)構(gòu)修改

10a軸、18軸與19軸及其對(duì)稱位置增加外挑梁，最直接、最簡(jiǎn)單的方法是直接將原梁接長(zhǎng)，這需解決鋼筋如何搭接、錨固力等方面的問題。我們采用植筋新技術(shù)就很方便地解決了這一問題，可直接在原梁位置植筋做挑梁即可。

3-3剖面和5-5剖面新增挑梁長(zhǎng)度分別為1.4m和0.6m，挑梁規(guī)格分別為：250mm×500mm和200mm×500mm。3-3剖面上部植3Φ20mmⅡ級(jí)鋼筋，下部植2Φ14mmⅡ級(jí)鋼筋。5-5剖面上部植2Φ20mmⅡ級(jí)鋼筋，下部植2Φ14mmⅡ級(jí)鋼筋。箍筋均為Φ8@100mm，澆C35混凝土。植Φ20mm鋼筋鉆孔直徑為Φ28mm，錨固深度為400mm;植Φ14mm鋼筋鉆孔直徑為Φ20mm，錨固深度為150mm。錨固力不小于鋼筋屈服荷載。3-3剖面和5-5剖面植筋布置如圖1所示。

2.2結(jié)構(gòu)加固

2.2.1材料的選擇

結(jié)構(gòu)膠必須具有強(qiáng)度高、粘結(jié)力大、韌性好、收縮率低、耐久性好的性能，并且能滿足以下要求：當(dāng)粘結(jié)基層材料為鋼材時(shí)，應(yīng)在膠層發(fā)生內(nèi)聚破壞，粘結(jié)強(qiáng)度接近于膠本身的強(qiáng)度;當(dāng)粘結(jié)基層材料為混凝土?xí)r，破壞發(fā)生在混凝土。4-4梁為C30鋼筋混凝土，其抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值fcv=2.1MPa。經(jīng)過對(duì)多種結(jié)構(gòu)膠的力學(xué)性能、價(jià)格等因素綜合考慮后，選用某工程公司研制的KZ-1型建筑結(jié)構(gòu)膠，該膠屬于環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠系列，經(jīng)過國(guó)家建筑材料測(cè)試中心檢測(cè)，其主要力學(xué)性能如下：（1）韌性好：180°平均剝離強(qiáng)度52kN/m。KZ-1型建筑結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于4-4梁C30混凝土的抗剪強(qiáng)度，采用KZ-1型建筑結(jié)構(gòu)膠粘鋼是可靠的。（2）粘結(jié)力大：鋼—鋼拉伸剪切強(qiáng)度2.1MPa（內(nèi)聚破壞）;鋼—鋼接頭對(duì)接拉伸強(qiáng)度32.4MPa（內(nèi)聚破壞）;（3）強(qiáng)度高：平均抗壓強(qiáng)度82.4MPa。

2.2.2加固方案選擇

目前，混凝土結(jié)構(gòu)加固常用的方法有：粘鋼法、外包鋼法、截面加大法等。我們綜合考慮了各種方法的技術(shù)性能、所占空間大小、材料消耗、施工工藝等因素，粘鋼法比較適合于4-4梁補(bǔ)強(qiáng)加固。該方法通過選用性能好的結(jié)構(gòu)膠，將A3鋼板粘貼于4-4梁的上表面，不僅能保證鋼筋混凝土和鋼板作為一個(gè)新的整體，共同受力，充分發(fā)揮粘鋼的強(qiáng)度，約束混凝土變形，從而有效地提高4-4梁的剛度與抗裂性以及抗彎與抗剪性能;而且該方法具有施工周期短、不占空間、材料消耗小，施工工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。因此，粘鋼法比較適合于4-4梁補(bǔ)強(qiáng)加固，結(jié)構(gòu)膠性能非常關(guān)鍵，且要采用專業(yè)施工隊(duì)伍施工。

2.2.3結(jié)構(gòu)加固方案

4-4梁粘鋼參數(shù)為：梁上表面鑿兩條12mm深的槽，粘貼兩塊厚6mm的A3鋼板條，鋼板條尺寸為1400mm×80mm。鋼板條和立柱上的植筋焊接連結(jié)，植筋為2Φ20Ⅱ級(jí)鋼筋，錨固深度400mm，鉆孔直徑Φ28mm。鋼板條用KZ-1型建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼，梁粘鋼做法如圖3所示。

1—嵌在梁表面12mm深的溝槽內(nèi);2—2-80×6用KZ-1環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘貼，根部處用Φ20L=550植筋錨入400并與其焊接。

3植筋與粘鋼參數(shù)驗(yàn)算

植筋：鉆孔直徑Φ1=28mm，錨固長(zhǎng)度Lb=400;混凝土C30，τf=319MPa，Φ20mmⅡ級(jí)鋼筋;σs=340MPa，植筋選用HILTI結(jié)構(gòu)膠，粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于混凝土抗剪強(qiáng)度τf。

錨固力T=πΦ1Lb·τf=137.22kN。

Φ20mm鋼筋屈服荷載F=106.7kN。錨固和T>鋼筋屈服荷載F，說明植筋設(shè)計(jì)參數(shù)是可靠的。

粘鋼：18軸與19軸及其對(duì)稱位置新增挑梁016m，挑梁新增荷載250kN/m，與18軸、19軸及其對(duì)稱位置相連結(jié)的4-4梁外挑1.5m。4-4梁新增的最大彎矩M=0.6×250×1.5=225kN/m。

由正截面受彎構(gòu)件承載能力計(jì)算方法，令鋼板的抗拉強(qiáng)度為340MPa，計(jì)算得需補(bǔ)充的鋼板面積Aa=880mm2。已知每塊鋼板條有效寬L=80mm，則鋼板厚t≥5.5mm，所以，選用6mm厚鋼板是安全可靠的。

3外結(jié)構(gòu)修改與加固施工工藝

3.1外結(jié)構(gòu)修改

外結(jié)構(gòu)修改施工工藝：鑿除原梁端部鋼筋混凝土保護(hù)層并清洗干凈→鉆孔→清孔→植筋Φ20mm和Φ14mmⅡ級(jí)鋼筋→拉拔抽檢試驗(yàn)→綁箍筋→支模澆C35混凝土。

3.2粘鋼加固施工

粘鋼施工工藝：鑿兩條深為12mm、長(zhǎng)1400mm×寬900mm的槽，并清洗干凈→鋼板條除銹打磨露出金屬光澤，并用化學(xué)試劑清洗金屬表面→將KZ-1型建筑結(jié)構(gòu)膠A、B組分按比例配好→用括刀將結(jié)構(gòu)膠均勻地抹到混凝土槽內(nèi)和鋼板面上→鋼板粘貼到混凝土槽中→加壓并檢查密實(shí)情況。

4施工檢測(cè)

植筋與粘鋼是該工程外結(jié)構(gòu)修改與加固的最關(guān)鍵技術(shù)，為確保工程質(zhì)量，我們對(duì)植筋與粘鋼進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下：

（1）隨機(jī)抽查12根Φ20mm鋼筋和10根Φ14mm的鋼筋分別拉拔到鋼筋屈服荷載的85%，即92kN和42kN。植筋膠層和混凝土基層均未發(fā)生任何破壞，說明植筋效果是完全可靠的，滿足了設(shè)計(jì)要求。

（2）對(duì)粘鋼膠層的密實(shí)性進(jìn)行逐一現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，所有粘鋼膠層的密實(shí)性均為100%。檢測(cè)結(jié)果表明：該工程采用植筋進(jìn)行外結(jié)構(gòu)修改和粘鋼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固的方案是可行的。

5結(jié)束語

就目前來看，混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)還有待于在實(shí)踐中進(jìn)一步探索，隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會(huì)有更大拓展，因此，外結(jié)構(gòu)加固施工方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

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