清水庫的加固

1 工程概況

中國石化股份天津分公司動(dòng)力部萬噸1#清水庫，建于20世紀(jì)80年代初期，為圓型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物。清水庫采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板，預(yù)制鋼筋混凝土柱，頂蓋結(jié)構(gòu)為預(yù)制鋼筋混凝土花籃梁，預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土蓋板上澆鋼筋混凝土后澆層，池壁為預(yù)制鋼筋混凝土板拼裝后澆混凝土拼縫，外繞預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲，池壁外側(cè)貼砌240mm厚粘土磚保護(hù)溫墻，使用至今已接近30年，由于雨水沖刷和侵蝕，池壁外側(cè)抹面有的已剝落導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絲裸露銹蝕，池壁出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致滲漏問題，頂板及柱子混凝土也有不同程度的剝落，本工程對(duì)該清水庫出現(xiàn)的上述問題進(jìn)行加固處理。

2 處理方案

根據(jù)上述情況，遵守現(xiàn)行國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定，在安全可靠滿足生產(chǎn)和使用功能要求的前提下，合理采用新技術(shù)、新材料，使設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)合理、美觀適用、方便施工。本工程采用碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的方法。

3 方案特點(diǎn)

碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)應(yīng)用外貼高性能復(fù)合材料加固結(jié)構(gòu)的新技術(shù)，該技術(shù)是將碳纖維這種高性能纖維應(yīng)用于土木工程，利用浸漬膠把碳纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面，通過其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的共同工作，達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的。碳纖維材料具有強(qiáng)度高、彈性模量高、重量輕且耐腐蝕性好等特點(diǎn)，施工方便快捷，已日益在混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)加固工程中得到廣泛的應(yīng)用。

4 具體做法

4.1 鋼筋混凝土立柱加固

先將鋼筋混凝土立柱酥松混凝土保護(hù)層剔除，表面清理干凈，在柱基礎(chǔ)部位植筋，將立柱基礎(chǔ)及柱進(jìn)行鋼筋混凝土外包加固，將加固后的混凝土柱表用1：2.5水泥砂漿分層抹面20厚。

4.2 頂蓋板部位加固

4.2.1 梁部位加固：將破損的梁表面清理干凈，檢查裂縫情況及鋼筋銹蝕情況，對(duì)嚴(yán)重銹蝕的鋼筋應(yīng)加焊同直徑鋼筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，將補(bǔ)強(qiáng)的混凝土部位用環(huán)氧樹脂膠泥進(jìn)行修復(fù)，之后粘接碳纖維布進(jìn)行表面加固，如某根梁的破損部位較多，應(yīng)通梁進(jìn)行碳纖維加固，對(duì)于僅出現(xiàn)梁裂縫的部位，采用壓力注漿樹脂對(duì)裂縫進(jìn)行封堵后，用碳纖維布對(duì)表面進(jìn)行加固。

4.2.2 板加固：對(duì)于出現(xiàn)裂縫的板部位，采用壓力注漿樹脂對(duì)裂縫進(jìn)行封堵，之后用碳纖布對(duì)表面進(jìn)行加固處理。

4.3 鋼筋混凝土壁板加固

4.3.1 壁板內(nèi)外側(cè)表面處理：拆除清水庫外側(cè)磚砌體保溫墻，拆除壁板外側(cè)已銹蝕的殘余預(yù)應(yīng)力鋼絲和池壁板外側(cè)抹面層，對(duì)池壁板進(jìn)行認(rèn)真的裂縫檢查。

4.3.2 凡有裂縫部位均應(yīng)將現(xiàn)有的砂漿保護(hù)層（內(nèi)、外）剔除，并清理干凈，對(duì)全部裂縫用壓力注漿AB—樹脂進(jìn)行裂縫封堵，對(duì)于出現(xiàn)的通透裂縫用壓力注水乳性AB-樹脂，然后表面粘貼碳纖維補(bǔ)強(qiáng)措施。

4.3.3 內(nèi)側(cè)處理后部位用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿或聚合物防水砂漿分層抹面與原有防水砂漿平齊壁板與池底板連接處的裂縫同樣處理，要求全部添加劑（聚合物）均為無毒，無害產(chǎn)品，以保證水庫內(nèi)蓄水的安全，符合水純凈度要求。

4.3.4 將清水庫壁板外側(cè)清理平整，干凈后用纏繞粘貼碳纖維布進(jìn)行池壁加固，高度為壁板底部至壁板頂圈梁處。

4.3.5 本工程所用碳纖維布應(yīng)采用正式廠家生產(chǎn)并具有合格證及試驗(yàn)報(bào)告。

碳纖維性能指標(biāo): 臺(tái)灣產(chǎn)XEC系列布及配套用膠，碳纖維的抗拉強(qiáng)度為3500MPa， 彈性模量 ， 伸長率大于1.4%，單位面積重 ， 厚度0.165mm.，計(jì)算過程如下：

Acf ——受拉面上粘貼的碳纖維片材的截面面積；

bcf ——受拉面上粘貼的碳纖維片材的寬度；

tcf ——單層碳纖維片材的厚度；

——池壁環(huán)拉力（原圖計(jì)算書提供數(shù)據(jù)）

本工程池壁碳纖維布置見附圖

4.4 保溫墻及女兒墻恢復(fù)

由于保溫墻的拆除，現(xiàn)有女兒墻受破壞，因此需要照原樣恢復(fù)，并恢復(fù)原有池頂排水系統(tǒng)及落水管。

5 施工中應(yīng)注意的問題

5.1 由于采用碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)新技術(shù)，具有不同于其它加固方法的特殊性，故應(yīng)由熟悉碳纖維復(fù)合材料性質(zhì)及其加固方法的專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)由熟悉該技術(shù)作業(yè)的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工，才能保證加固工程的安全和質(zhì)量。

5.2 施工必須按照下列工序進(jìn)行：

5.2.1 施工準(zhǔn)備

5.2.2 混凝土表面處理；

5.2.3 配制并涂刷底膠；

5.2.4 配制修補(bǔ)膠并對(duì)混凝土表面不平整處進(jìn)行填補(bǔ)和找平處理；

5.2.5 配制并涂刷結(jié)構(gòu)膠粘劑；

5.2.6 粘貼碳纖維片材；

5.2.7 表面防護(hù)。

6 結(jié)語

經(jīng)加固，本工程清水庫的滲漏問題得到解決，使用效果得到恢復(fù)。隨著國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范的制定，加固工程在法律上真正的得到了認(rèn)可，在越來越多的工程中得到了應(yīng)用。加固的方法有很多，其中鑒于碳纖維片材的加固方法的種種優(yōu)點(diǎn)，在工程加固實(shí)例中應(yīng)用越來越多，廣泛應(yīng)用新材料新技術(shù)，積極為我國的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。