黃洪
(廣西弘創(chuàng)建設(shè)工程有限公司,廣西 河池 547001)
為保證建筑整體使用性能,需要在施工中對結(jié)構(gòu)或地基進行必要的加固技術(shù)。為保證加固效果,應(yīng)深入了解不同的加固技術(shù)方法,掌握其原理、特點、適用范與施工工藝,并在施工中加以嚴格執(zhí)行,從而保證實際的加固效果。
目前,對于混凝土結(jié)構(gòu)主要采用以下幾種加固技術(shù):
(1)增大截面法:通過對原構(gòu)件截面積適當增大或增加配筋提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性、承載力與剛度,也可通過對自振頻率的適當改變實現(xiàn)直接加固。該加固技術(shù)的適用范圍相對較廣,可以在常規(guī)構(gòu)件與一般構(gòu)筑物中使用,尤其適用于原截面尺寸相對較小或軸壓比很高的待加固構(gòu)件。該加固技術(shù)的優(yōu)點為:使用經(jīng)驗較多,操作簡單,有很強的適應(yīng)性;缺點為:濕作業(yè)較多,周期偏長,當構(gòu)件自身尺寸增大時,可能會對其使用功能造成影響,或影響其他構(gòu)件自身受力性能[1]。
(2)外粘型鋼法:在構(gòu)件外包型鋼或扁鋼,通過焊接形成整體,并灌入結(jié)構(gòu)膠進行粘接,以此實現(xiàn)整體受力和協(xié)同工作。該技術(shù)適用于梁、柱、桁架、墻與框架的節(jié)點加固。該加固技術(shù)的優(yōu)點:受力明確且可靠,能有效改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能,并且不會對使用空間造成太大的影響;缺點:對施工有著很高的要求,所有外露的鋼件都需要做好防火和防腐,操作難度較大,過程煩瑣。
(3)粘貼鋼板法:利用專門的膠粘劑在待加固結(jié)構(gòu)表面粘貼一道薄鋼板,以此形成復(fù)合截面,提高結(jié)構(gòu)自身承載力。該加固技術(shù)主要用于受彎、斜截面受剪、受拉與偏心較大的受壓構(gòu)件,當構(gòu)件截面內(nèi)力有較大的拉壓變化時,應(yīng)謹慎使用此方法。該加固技術(shù)的優(yōu)點:施工操作較為簡單,不會使構(gòu)件自重增加太大,也不會改變原結(jié)構(gòu)的外形,對建筑的使用空間基本沒有影響;缺點:膠粘劑自身耐久性與耐火性可能存在問題,而且在粘貼鋼板之前,需要對鋼板進行必要的防火處理[2]。
(4)粘貼復(fù)合材法:在待加固的構(gòu)件表面采用膠粘劑粘貼一道復(fù)合材料,以此形成復(fù)合截面,提高結(jié)構(gòu)自身延性與承載力,屬于直接加固法。該加固技術(shù)適用于受彎、受壓與受拉構(gòu)件。該加固技術(shù)的優(yōu)點:質(zhì)量輕、強度高、施工簡單,復(fù)合材料可以在曲面粘貼,也可進行轉(zhuǎn)折,完成加固后,構(gòu)件自身重量基本沒有變化,對結(jié)構(gòu)的外形也基本沒有任何影響;缺點:膠粘劑自身耐久性與耐火性可能存在問題,且復(fù)合材料錨固也存在問題。
在實際情況中,要根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件具體情況,并結(jié)合實際的施工條件選擇適宜的加固技術(shù),以下以粘貼鋼板法為例,對其施工工藝做簡要分析。
利用角磨機對待加固構(gòu)件的表面進行打磨,以去除松散組織,確保粘接面達到平整和堅實。用吹風機對結(jié)構(gòu)表面的浮塵進行吹掃。用干凈的棉布蘸取適量丙酮溶液對打磨完成后的結(jié)構(gòu)表面進行擦拭,使結(jié)構(gòu)表面達到潔凈。用角磨機和砂輪片對鋼板表面進行打磨,具體的打磨方向要和受力方向保持垂直,將銹跡去除干凈后,盡可能達到粗糙。在打磨完成后,要用干凈的面部蘸取適量丙酮溶液進行擦拭[3]。
鋼板的粘貼要用專門的膠粘劑進行。在拌和膠粘劑的過程中,應(yīng)借助低速攪拌機,以保證攪拌的均勻性。膠粘劑攪拌完成后,其色澤應(yīng)保持均勻,且沒有氣泡,同時還要采取有效措施避免雜質(zhì)進入。攪拌完成的膠液需要在要求的時間范圍內(nèi)用完,若超出規(guī)定期限未用完,應(yīng)將其廢除。
將膠粘劑拌和均勻后,將其及時均勻的涂刷在待加固結(jié)構(gòu)表面及鋼板表面,經(jīng)檢查確認沒有漏刷后,方可進行粘貼。完成粘貼后,膠粘劑厚度應(yīng)處在2~3mm 范圍內(nèi)。在俯貼的過程中,膠層應(yīng)做到中間厚和邊緣??;在豎貼的過程中,膠層應(yīng)做到上層厚和下層薄。粘貼鋼板的過程中,必須保持平整,使段差過渡達到平滑,沒有折角[4]。
固定和加壓需使用由頂桿、千斤頂與墊板構(gòu)成的系統(tǒng)進行,這一系統(tǒng)除了可以提供較大壓力,還能在加壓固定的基礎(chǔ)上卸除構(gòu)件所承受的荷載,確保粘貼后結(jié)構(gòu)和鋼板能夠協(xié)同受力,保證加固效果,并能提高施工效率。將鋼板粘貼好后,應(yīng)均勻布點進行加壓固定。具體的加壓順序為從鋼板其中一端至另外一端逐個點位進行加壓,也可以從鋼板的中央不斷向兩端進行逐個點位加壓,但不可以從兩端開始向中間部位加壓。相鄰兩個加壓點之間的距離應(yīng)按照50mm 控制。另外,在實際的加壓過程中,膠縫厚度應(yīng)按照2mm 嚴格控制和調(diào)整。
粘貼完鋼板后,做好養(yǎng)護,使養(yǎng)護溫度達到15℃以上,在固化24h 的時間后方可卸掉加壓夾具與支撐;在養(yǎng)護72h 的時間后,方可開始下一道工序的施工。如果養(yǎng)護時溫度低15℃,應(yīng)采用紅外線燈進行加熱。在固化的過程中,鋼板不能受到任何形式的擾動[5]。
將鋼板粘貼在構(gòu)件表面后,往往直接外露,對此要做好防腐處理。具體方法:在鋼板的表面涂抹一層厚度達到25mm 以上的聚合物砂漿,也可使用具有良好防腐蝕性能的飾面材料,對所有鋼構(gòu)件的表面都要進行除銹。具體的涂裝方案:當耐火極限在2.5h 以內(nèi)時,先涂抹環(huán)氧富鋅底漆,共兩道,使干膜厚度達到75μm,然后涂抹一道環(huán)氧云鐵中間漆,使干膜厚度達到80μm,再涂抹薄層防火涂料,最后涂抹兩道聚氨基酸面漆,使干膜厚度達到70μm;當耐火極限在2.5h 以上時,先涂抹環(huán)氧富鋅底漆,共兩道,使干膜厚度達到75μm,然后涂抹一道環(huán)氧云鐵中間漆,使干膜厚度達到80μm,再涂抹厚層防火涂料,并用膩子將基面找平,最后涂抹兩道聚氨基酸面漆,使干膜厚度達到70μm[6]。
地基加固技術(shù)有很多,若按加固原理,可將其分為以下三類:①換土墊層法;②振密與擠密法,包括表層壓實法、重錘夯實法、強夯法、振沖擠密法、土樁法、砂樁法、夯實水泥土樁法、爆破法等;③排水固結(jié)法,包括堆載預(yù)壓法、砂井法、真空預(yù)壓法、真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法、降低地下水位法和電滲排水法。不同的地基加固方法采用不同的原理,適用范圍有所不同,實際工程中需要根據(jù)地基情況和加固要求選擇適宜的加固技術(shù)。
以下以強夯法為例,對其施工工藝做簡要分析。
(1)對施工場地的表面進行清理與平整,并設(shè)置必要的排水系統(tǒng)。
(2)將第一遍夯點的具體位置標出,同時對場地的實際高程進行測量。
(3)將起重機就位,并把夯錘放到夯點位置。
(4)對夯前錘頂高程進行測量。
(5)將夯錘平穩(wěn)起吊至設(shè)計要求的高度,然后開啟脫鉤裝置,使夯錘脫鉤并自由下落,再將吊鉤放下,對錘頂?shù)膶嶋H高程進行測量;如果發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜導致夯錘傾斜,應(yīng)對坑底進行整平[7]。
(6)對步驟(5)進行重復(fù),按照設(shè)計要求的夯擊次數(shù)和控制標準完成一個夯點的夯擊;如果夯坑的深度過大,導致無法提錘,但沒有明顯的隆起,還沒有達到相應(yīng)的標準,則應(yīng)對夯坑進行回填,直到和坑頂達到平齊,然后繼續(xù)進行夯擊。
(7)換下一個夯點,重復(fù)步驟(3)至步驟(6),直到完成第一遍所有夯點的夯擊。
(8)用推土機對夯坑進行回填,同時對場地的實際高程予以準確測量。
(9)在間隔足夠的時間后,按照以上步驟完成所有夯擊。最后要用能量相對較低的方式進行滿夯,以此將場地范圍內(nèi)的表層土夯實,最后對夯實完成的場地高程進行測量。
(10)施工中應(yīng)安排專人做好質(zhì)量檢驗與監(jiān)測,需監(jiān)測的項目、方法及允許偏差或允許值為:①夯錘落距:采用鋼尺梁或鋼索設(shè)標志的方法檢測,偏差不能超過±300mm;②錘重:直接稱重,偏差不能超過±100kg;③夯擊遍數(shù)與順序,采用計數(shù)法檢測,應(yīng)完全滿足設(shè)計要求;④夯點間距:鋼尺量,偏差不能超過±500mm;⑤夯擊范圍:鋼尺量,應(yīng)完全滿足設(shè)計要求;⑥間歇時間:不超過7d;⑦夯擊擊數(shù):采用計數(shù)法檢測,應(yīng)完全滿足設(shè)計要求;⑧最后兩次夯擊的下沉量均值:采用水準儀檢測,應(yīng)完全滿足設(shè)計要求[8]。
綜上所述,建筑工程施工中,往往需要對結(jié)構(gòu)或地基進行必要的加固處理,無論是結(jié)構(gòu)加固還是地基加固,都有很多種不同的方法可供選擇。為保證加固效果,需要在明確結(jié)構(gòu)或地基實際情況的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體的加固要求與施工條件來選擇適宜的加固技術(shù),以此充分發(fā)揮所選加固技術(shù)的作用效果。