混凝土工程加固及其施工方案的淺談
混凝土構筑物在使用的過程中往往因為增加荷載而出現功能性改變或者因為配筋不足、自然災害、混凝土強度不夠等原因而出現質量問題時,都需要進行加固?,F實工作中,加固施工和加固方案的選擇非常關鍵,對于需要加固的構筑物,應根據構筑物的不同情況制定不同的實施方案。方案的選擇要遵循安全、經濟、方便等原則,這樣才能確保加固工程收到良好的社會效益和經濟效益。
優秀的加固方案一般表現在施工操作方便、施工技術先進、經濟效果好、加固質量高等方面的特點。
1、確定良好的施工性
確定加固工程方案,要把施工操作方便作為首選條件,沒有良好的施工性就不能做好加固工程的施工。有的加固方案雖然能解決一些問題,但是由于按此方案施工增加了一定的施工難度,而造成施工工期長,勞動用工大,安全系數低的缺點,結果將必然影響到加固工程的質量和社會效益。例如,宿松縣破涼鎮供銷社辦公樓因水泥質量不達標,砼中超標的有害物質破壞了鋼筋鈍化膜,導致該樓大梁產生裂縫,需要進行加固。原施工設計方案是采取加大截面加固法,即通過增大構件的截面和配筋,來提高構件的強度、穩定性和抗裂性,以達到修補裂縫的目的。深入分析一下,不難發現此種加固方案加大了房屋大梁截面,影響房屋外觀和空間尺寸。
因為這些原因,經業主單位和原設計單位共同商討,決定改變加固方案,采用先進的外包鋼加固施工方法,應用QR型建筑工程結構膠粘錨技術,對此十字型大梁進行加固。由于此加固技術先進,加固性能好,具備占用空間小、施工周期短、材料消耗少、工藝簡便、安全等優點,所以,此加固工程完工后取得了良好的社會綜合效益。
2、各種類型加固工程及其方案的分析
實際工作中,加固工程常用的方法有加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法和改變結構傳力途徑加固法等。隨著科學技術的不斷進步,應用新技術、新材料、新工藝進行工程加固的方法,如化學灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法等應運而生,并開始廣泛應用于各類加固工程中。具體那個方案最能體現加固工程所要求的特點,應根據需要加固的構件情況,綜合確定加固方案。
?。?)以框架梁的加固為例,本人認為,先進的加固方案當屬碳纖維加固法,此種加固優點表現在自重輕,材料自身幾乎不增加重量;強度高,固化后的碳纖維強度比鋼材高達十幾倍;勞動強度小,一個作業面只需一至兩人操作即可;施工工期短,熟練工人每人每天可完成近200左右。缺點是材料費用較高。
?。?)以框架柱的加固為例,較為常見的加固方法有外包鋼濕式加固法,即在混凝土柱四周包以型鋼進行加固,這樣既不增大混凝土截面尺寸,又大幅度地提高混凝土柱的承載力。具體做法是用乳膠水泥漿或環氧樹脂化學灌漿等材料,將角鋼粘貼在混凝土柱上,以增強框架梁柱的承載力。
3、加強加固工程方案的新技術、新材料、新工藝的選擇
優秀的加固工程方案要在其施工方法上體現出可行性、科學性、先進性。本人認為,化學補強法不失為當前加固工程中首選的一種最為先進的方法。大家知道,一些加固工程采用的加固方法需要大量的人力、物力和財力,已不能滿足當前加固工程質量、工期、安全、經濟的要求,而化學補強加固方法越來越以其明顯的優勢成為加固工程中的優選方案。例如,宿松縣工業園區鑫鑫糧食生產車間技改工程中的加固部分,就是采取化學補強的方法,采用QR型建筑工程結構膠粘劑,對其底層框架梁進行粘鋼加固,滿足了該車間在樓層增高、設備增加,荷載加大等情況下的正常使用要求,充分顯示出新技術、新材料、新工藝在加固工程中的應用成果。
4、幾種典型加固方法的施工要求
工程加固的目的就是要通過加固施工,以達到修復、補強、提高承載力,增強使用功能、滿足使用的要求。因此,選擇加固方案要以提高加固工程質量為根本目的。對于不同的加固方案也有不同的施工方法和質量評定標準。依照本人在平時施工總結的經驗,不同的加固方法在施工時應注意做到以下幾點:
?。?)混凝土構件外部粘鋼加固法。此法施工較為簡單,但首先需要著重注意混凝土和鋼板的表面處理,對于舊、臟嚴重的混凝土構件的粘合面,應先用硬毛刷沾高效洗滌劑,刷除表面污物后用水沖洗,再對粘合面進行打磨,除去2~3厚表層平整,清除粉塵;對于混凝土表面較好的,則可直接對粘合面進行打磨,去掉1~2厚表層,使之平整,清去粉塵,再用丙酮擦試表面即可;鋼板表面處理應根據其繡蝕情況,可用砂布、砂輪機打磨,使鋼板出現金屬光澤,打磨紋路盡量與受力方向垂直,然后用丙酮擦試干凈。其次要注意的是對膠粘劑的選擇,目前國內市場建筑膠粘劑比較混雜,對膠粘劑的選擇一定要慎重。第三要注意配膠、粘貼過程中的細節,膠粘劑要嚴格按照說明書要求的比例配制,尤其是要掌握好固化劑的用量,攪拌要均勻,同時在粘貼時要保證粘貼面的飽滿、密實。最后要注意在固化階段不能對鋼板有任何擾動。
?。?)外包鋼加固法。要把表面處理(包括加固結合面和鋼板貼合面)作為加固施工過程中的關鍵,對于干式加固施工,為了使角鋼能緊貼構件表面,混凝土表面必須打磨平整,確保無雜物和塵土;當采用濕式加固施工時,應先在處理好的角鋼及混凝土表面抹上乳膠水泥漿或配制環氧樹脂化學灌漿料,對鋼板進行除銹,對混凝土表面進行除塵,并用丙酮或二甲苯清洗鋼板及混凝土表面,進行粘、灌。
?。?)改變結構傳力途徑加固法。增設支點若采用濕式連接,應將接點處梁、支柱與后澆混凝土的接觸面鑿毛,清除浮渣,灑水濕潤,再以微膨脹混凝土澆筑。
?。?)預應力加固法。采用預應力拉桿加固時,在安裝前必須對拉桿事先進行調直校整,拉桿尺寸和安裝位置必須準確,張拉前應對焊接接頭、螺桿、螺帽質量進行檢驗,保證拉桿傳力正確可靠,避免張拉過程中斷裂或滑動,造成安全和質量事故;采用預應力撐桿加固時,要注意對撐桿末端處角鋼(及其墊板)與混凝土構件之間的嵌入深度和傳力焊縫的質量檢驗,檢驗合格后,將撐桿兩端用螺栓臨時固定,然后用環氧砂漿或高強度水泥砂漿進行填灌。
就目前來看,混凝土結構加固技術還有待于在實踐中進一步探索,隨著建筑科學技術的不斷進步,新型建筑材料不斷出現,更好的加固施工方法將會有更大拓展,因此,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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