淺談建筑物粘鋼加固施工要點

楊果蘭 田俊民

某些建筑物在使用過程中，由于使用環境、地基沉陷或其他原因，常常出現墻體開裂、樓板開裂、梁腹裂紋、露筋以及柱體傾斜等影響建筑物使用功能的質量問題。為使其能夠達到設計使用年限、保障建筑物使用安全，因此就需要根據實際情況對建筑物進行加固。粘鋼加固就是其中一種操作簡便、效果較好的加固方法。

粘鋼加固法是在混凝土受力構件的外側涂刷特定的結構膠、粘貼鋼板，使鋼板與混凝土形成統一的整體，利用鋼板良好的抗拉性能達到增強構件承載能力及剛度要求的目的，以提高受損構件強度和安全性的一種加固方法。由于它施工簡單、快速、不影響結構外形，對生產和生活影響較小;粘貼鋼板后所占的空間小，不破損原有結構;粘結劑的粘結強度高于混凝土，使得加固體系與原有結構形成一個良好的整體，受力均勻，能大幅度提高結構構件的抗裂性，抑制裂縫開展，提高承載能力，因而被廣泛使用于工業廠房結構的加固處理。

經過多次使用粘鋼法對建筑物進行加固處理，我們認真總結施工經驗，以期與廣大建筑業朋友共同提高施工工藝，完善操作流程，增強加固效果，降低成本消耗。

粘鋼加固法施工流程及操作要點如下:

1)鋼板制作:首先應根據構件的受損程度計算確定構件的加固區域，并根據混凝土構件的實際尺寸對鋼板進行下料、成型、鉆孔(鉆孔以混凝土構件上螺栓孔位置為準)。加固用鋼板一般采用Q235或18Mn鋼。

2)基底處理:對于混凝土構件結合面，應根據構件表面的新舊程度，堅實強度，干濕程度，分別進行處理。a.對表面有浮油污物的混凝土構件的粘合面，應先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污物，后用冷水沖洗，再對粘合面進行打磨，除去2mm～3mm表層，直至完全露出新面，并用壓縮空氣吹除粉粒。處理后，若表面依然凹凸不平，可用高強樹脂砂漿修補。b.對表面已碳化的舊混凝土構件的粘合面，直接對粘合面進行打磨，去掉2mm～3mm厚表層，用壓縮空氣除去粉塵或用清水沖洗干凈，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面即可。c.對于新混凝土粘合面，先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗滌劑洗刷表面，或用清水沖洗，待完全干后即可。d.對于濕度較大的混凝土構件或齡期在3個月內的混凝土構件，因一般樹脂類膠粘劑在潮濕的基層上粘結強度會大幅度降低，故除滿足上述要求外，尚需進行人工干燥處理。e.對于露筋的混凝土表面，需用鋼絲刷將鋼筋表面的銹蝕除去，再剔除松動的混凝土，用清水沖洗潤濕，用高強樹脂砂漿修補。f.對于本身空鼓的混凝土構件，應將空鼓處剔除，用清水沖洗潤濕，用高強樹脂砂漿修補混凝土。g.對鋼板表面，可用噴砂、砂布或平輪打磨，直至出現金屬光澤。打磨粗糙度越大越好，打磨紋路盡量與鋼板受力方向垂直，其后用脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。h.在混凝土體鉆膨脹螺栓孔并埋入膨脹螺栓(由設計確定)。

3)卸荷:為減輕和消除后粘鋼板的應力和應變滯后現象，粘貼鋼板前宜對構件適量進行卸荷，卸荷方式如下:a.對老建筑采用拆除原有的吊頂、墻面裝飾、地面面層、設備等方法，以達到卸載靜荷的目的。b.對于一些不能卸載靜荷的構件，可采用千斤頂頂升的方式卸荷，對于承受均布荷載的梁，應采用多點(至少兩點)均勻頂升;對于有次梁作用的主梁，每根次梁下需加設1臺千斤頂，頂升噸位由設計計算確定。c.卸除活荷載。

4)配膠:結構加固用膠粘劑分為甲乙雙組分，使用前需進行現場質量檢驗，進行抗拉拔試驗，合格后方能使用，使用時在現場臨時配制，配制時按產品說明書規定進行。將甲、乙兩組分分別倒入干凈容器，容器內不得有油污，利用手提電鉆攪拌，或采用人工攪拌，攪拌至色澤完全均勻為止。

5)粘貼:膠粘劑配制好后，用抹刀同時涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板貼合面上，為使膠能充分浸潤、滲透、擴散、粘附于結合面，宜先用少量膠在結合面上來回刮抹數遍，再添抹至所需厚度(1mm～3mm，中間厚邊緣薄)，然后將鋼板貼于預定位置，若是立面粘貼，為防止流淌，可加鋪一層脫蠟玻璃絲布。

6)固定與加壓:鋼板粘貼好后，應立即用特制U形夾具夾緊或用支撐頂撐或用膨脹螺栓等固定，并適當加壓，以使膠液剛從鋼板邊緣擠出為度。膨脹螺栓一般兼作鋼板的永久附加錨固措施，其埋設孔洞與鋼板一起于涂膠前配鉆。

7)固化:結構膠粘劑都是常溫(20℃)下固化，24 h即可拆除夾具或支撐，3 d即可受力使用。若氣溫低于5℃，應采取人工加溫，一般用紅外線燈或電熱毯加熱保溫，固化期間不得對鋼板有任何擾動。

8)檢驗:每一道工序結束后均應按工藝要求及時進行檢查，并作好相關的驗收記錄，如出現質量問題，應立即返工;粘鋼結束后，應組織有關人員共同驗收，發現問題及時處理。加固構件的粘鋼質量，一般采用非破損檢驗，即從外觀檢查鋼板邊緣溢膠色彩，硬化程度，用小錘敲擊鋼板表面，以回音來判斷有效粘結面積，如出現空鼓等粘結不密實的現象采用壓力灌膠的方法進行補救，若粘結面積錨固區小于90%，非錨固區小于70%，則判定粘結無效，需重新施工。

9)防腐處理:外部粘鋼加固鋼板，應按設計要求進行防腐處理。一般采用刷防銹漆、鋼板網抹灰或噴防火涂料的方法進行保護。

某鋼廠燒結主廠房為框架結構，一期工程投入使用一年后，其各層框架梁均發現不同程度的裂紋，且圍護墻也出現大幅開裂，特別是燒結機尾部部位的框架梁，已出現露筋現象，嚴重影響了廠房使用的安全性，后經房屋建筑檢測部門檢測，發現問題的出現是由以下原因引起的:

1)地基下沉:由于主廠房坐落于原水洼地之上，地基雖經過處理，但在廠房建成、設備投入使用后，大量荷載使地基產生不均勻沉降，沉降最大處230mm，最小處50mm，使框架梁不均勻受力，致使其根部開裂，墻體出現裂紋。

2)梁配筋不足:經過檢測，梁開裂的一個重要原因就是其配筋嚴重不足，混凝土強度未達到設計要求，致使梁中部受拉區較早出現裂紋。

由于廠房的設備無法移動，且不能停產，廠房空間狹窄，無法在受損框架梁下部加設支撐，也無法滿足大規模的施工操作。鑒于以上情況，決定采用粘鋼加固法對廠房框架梁進行加固。首先逐一對受損的梁進行了勘測，針對其受損部位、受損程度大小分別對梁提出不同的加固方案:

1)在梁受拉區出現微小裂紋的，采取在其受拉區表面粘結鋼板的方法進行加固;2)受拉區裂紋較大的，對裂紋進行處理后，采用在其下部粘貼鋼板，并在鋼板端部錨固區粘結U形箍的方法進行加固，以滿足其錨固長度;3)在梁和柱結合面附近出現斜裂紋的，表明梁受剪承載力不足，采取將加固鋼板端部的U形箍并聯起來的方法進行加固;4)對梁受壓區受損部位的加固，采取在梁受壓區兩側粘貼鋼板的方法;5)對連續梁支座處受損的，采取在連續梁上下兩側及柱子上分別粘貼鋼板，并將柱子上的環形箍與梁上側的加固鋼板焊接成一體，梁上下側的加固鋼板沿梁通長設置U形箍連接的方法進行加固。

這樣的施工方法既不影響生產的正常進行，又能利用廠區的現有材料，而且能保證構件的原有幾何尺寸;施工過程不需占用太大的空間，加固后也不占用原廠房空間。

加固結束后，對框架梁恢復原有荷載，經過一段時間后，抽樣進行荷載試驗，其結構的變形和裂縫發展滿足設計使用要求。

總之，粘鋼加固法對于廠房梁柱的加固不失為一種既經濟又美觀的加固方法，但是施工前還應注意以下因素:

1)工作環境溫度必須控制在5℃～60℃之間，這是由結構膠本身的性能要求決定的。2)工作環境的相對濕度不能大于70%，如果相對濕度過大，膠容易受潮而起泡，從而影響粘貼質量。3)基底處理是關鍵工序，處理時不應只停留在構件的表面，尤其對于老結構，更應對其本身檢查是否有空鼓，裂紋現象，以便采取相應措施保證粘貼質量。4)鋼板粘貼時，一定要避免先粘后焊，因焊接溫度過高，容易引起結構膠老化而失效。5)粘貼鋼板與原構件宜采用脹管螺栓連接。6)配制粘結膠所用原料應密封貯存，遠離火源避免陽光直接照射，現場施工人員應穿好防護用品，嚴禁在現場吸煙。

［1］張繼紅.淺談粘鋼技術在抗震加固中的應用［J］.山西建筑，2009，35(14):56-57.