淺談建筑物結構加固補強的主要施工技術方案

一、前言

隨著使用年限的增加，許多建筑物結構強度剛度都有所降低，對老化或有病害的鋼筋混凝土結構進行加固是提高其耐久性、延長其使用壽命的有效辦法。優秀的加固方案不僅要體現在質量好、造價低、施工便捷，同時還要滿足業主對各種使用功能要求。本文介紹了當前一般民用建筑工程結構加固的主要技術的種類及其施工方法。

二、結構加固補強要求及目的

2.1、要求

1、補強加固施工時，應采取措施避免或減少對原結構及構件的損傷。

2、補強加固梁、板、柱及剪力墻之前，需先去除該結構部位受力范圍的樓面附加恒載及活荷載，對該受力范圍的結構進行支頂，支頂方案需經設計審批后方能進行施工。

3、對于結構需打鑿部分，須制定合理施工方案，經設計審批后方能進行施工。

4、混凝土補強加固部分除各圖紙說明的要求外，其余應按\"混凝土結構加固設計規范\"（GB50367-2006）執行。鋼結構補強加固部分按“鋼結構加固設計技術規范”（CECS77-96）執行。

2.1、目的

對老化或有病害的建筑物進行加固的目的是：提高其耐久性、延長其使用壽命。

三、主要施工技術方法

目前，對于民用建筑結構加固補強，方法有加大截面法、外包鋼法、粘貼碳纖維法、體外預應力法、懸掛法、增加支撐法等。由于每種方法的施工環境、施工工藝、工程造價和利潤都不相同，所以在選擇什么樣的加固方法，應針對建筑物的具體情況來確定，但無論采用何種方法，其結果都會使到建筑物結構強度和剛度得到增強，從而提高其耐久性、延長其使用壽命。以下我就從建筑施工的角度，分別論述采用這二種常用的加固方法的施工材料、施工程序、主要施工方法、施工要求以及工程質量檢驗等。

3.1粘鋼加固施工方法

一、材料要求：

1、鋼材：均采用Q345B

2、結構膠粘劑：

2.1 必須進行安全性能檢驗，其粘結抗剪強度標準值應根據置信水平c=0.90、保證率95%的要求確定。

2.2 結構膠的鋼-鋼粘結抗剪性能必須經過濕熱老化檢驗合格，并必須通過毒性檢驗，對完全固化的結構膠，其檢驗結果應符合實際無毒衛生等級要求。

2.3 粘貼鋼板的膠粘劑：必須采用專門配制的改性環氧樹脂膠粘劑，安全性能指標為A級膠（相關安全性能指標詳GB50367-2006）。

二、主要施工程序

表面處理→配膠→粘貼→加壓→固化及養護→防護處理→檢驗

三、主要施工方法

1、表面處理：

a. 根據加固范圍拆除梁（板）下局部間墻，鏟除梁原飾面層至砼面，用鋼絲刷刷去松浮物，用脫脂棉或棉紗沾丙酮擦拭，去油污；

b. 用平砂輪對鋼板粘接面進行打磨，直至出現金屬光澤，打磨粗糙度越大越好，打磨紋路應與鋼板短邊平行，最后用脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。

c. 鋼板粘貼面的背面需進行防銹、防腐及防火處理。

1）、噴丸除銹等級為Sa2.5級。

2）、環氧富鋅底漆兩遍，每遍30um，環氧云鐵中間漆兩遍，每遍45μm，高性能環保面漆兩遍，每遍40μm。對于現場焊縫處，應仔細打磨后補涂底漆和中間漆，厚度同上。

2、膠料配制：按稱量比例調制粘結膠，調制前對甲、乙兩組分別攪拌，混入后再充分攪拌。

3、粘貼：用抹刀將配制好的膠粘劑同時抹在已處理好的砼結合面、鋼板貼合面上。為使膠能充分浸潤、滲透、擴散、粘附于結合面，宜先用少量膠于結合面來回刮抹數遍，再添抹至所需厚度（1～3mm），中間厚邊緣薄，然后將鋼板貼于預定位置。

4、加壓：粘貼好鋼板后用夾具夾緊固定，或用支撐固定，并適當加壓，壓力保持在0.05～0.1Mpa，以使膠液剛從鋼板邊擠出為度。

鋼板粘貼后，用小錘沿粘貼面輕敲鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應剝下鋼板，補膠，重新粘貼。

5、固化及養護：鋼板加壓不得中途局部減壓，經24小時后可卸壓，3天后可受力使用。

6、防護處理：粘貼加固，經固化卸壓后進行防銹防腐處理。

7、檢驗：粘鋼固化后應檢驗粘貼密實度情況，如不符要求，應進行修補。

四、施工要求

1、表面處理：混凝土表面清理后應露出結構本體、擦凈，鋼板打磨處理后，應露出金屬光澤，表面處理不得沾上漬水、油漬和灰塵。

2、配膠：膠料應嚴格按比例稱量配比，充分攪拌不得有沉淀色差，容器內應清潔，不應有灰塵、水分和油漬混入。

3、粘貼：配制后的膠料應立即使用。涂抹膠料時，水平粘貼應中間厚邊緣薄，豎向粘貼宜上厚下薄，應無漏抹。

4、加壓：粘貼鋼板后用M10或M12膨脹絲固定，并立即加壓，加壓應均勻緩慢，一經加壓不得中途減壓。

5、固化及養護：粘貼鋼板后，常溫下24小時可卸載。

6、防護處理：經檢驗合格，應進行抹灰。

7、檢驗：粘貼鋼板固化后，應進行密實度檢驗，可用小錘輕擊鋼板，從音響確定有效粘貼面積，密實度應達到有關規定。

8、所有的焊接均應在灌（抹）膠前完成，灌（抹）膠后不得焊接、敲打。

9、采用手工涂膠時，鋼板宜裁成多條粘貼，且鋼板厚度不應大于5mm，采用壓力注膠粘結的鋼板厚度不應大于10mm。

10、對鋼筋混凝土受彎構件進行正截面加固時，其受拉面沿構件軸向連續粘貼的加固鋼板宜延長至支座邊緣，且應在鋼板端部（包括截斷處）及集中荷載作用點的兩側，設置U形鋼板箍（對梁）或橫向壓條（對板）進行錨固。除圖中特別注明外，U形鋼箍板或壓條的厚度為4mm，鋼板寬度為200mm，錨栓為M14（對梁）或M10（對板），錨入梁內140或板內100。

五、工程質量檢驗

1、使用的鋼板應符合有關規范要求，并提供產品質保書。

2、使用的結構膠應符合基本性能要求，并提供產品質保書。

3、粘貼鋼板當有效粘結面積少于90%，則粘結無效，應剝下重新粘貼。

3.2碳纖維加固施工方法

一、材料要求

1、浸漬、粘結纖維復合材的膠粘劑：必須采用與所用碳纖維布配套專門配制的改性環氧樹脂膠粘劑，安全性能指標為A級膠（相關安全性能指標詳GB 50367-2006）。優先采用免底涂膠。如采用免底涂，且浸漬、粘結、修補兼用的單一膠粘劑，廠商應出具免底涂膠粘劑的證書，使用單位應留檔備查。

2、碳纖維布：

1）、選用PAN基12k或12k以下的小絲束連續纖維，其抗拉強度準值應根據置信水平c=0.99、保證率95%的要求確定。

2）、安全性能指標為：高強度 級 ff，k≥3400MPa ，Ef≥2.4×105MPa 伸長率≥1.7%，ff，b≥700Mpa，層間剪切強度≥45Mpa，仰貼條件下與混凝土正拉粘結強度≥2.5且應為混凝土內聚破壞單位面積質量≤300g/m2。

二、工藝流程

工藝流程可以歸納為： 施工準備→放設施工線 →混凝土基面處理 →配制并涂刷底膠 →配制修補膠并找平→配制并涂刷結構膠粘劑→貼碳纖維布→表面養護→涂刷碳纖維專用膠→表面防護。

三、施工方案

1、膠粘劑的配置 ：

1）、將原材料按不同配合比稱量準確，分別配置底涂膠料、整平膠料及粘結膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內攪拌均勻，再將填料加入繼續攪拌至均勻，最后加入固化劑，充分攪拌后即可使用。

2）、 配置膠料時應注意以下事項：底涂膠料每次配置量以1-2公斤為宜；整平膠料每次配置量以0.5-1公斤為宜；粘結膠料每次配置量以1-2公斤為宜。

3）、所有膠料要求于1小時內施工完畢。

2、基底處理

1）、混凝土表面如出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予剔除，對于較大面積的劣質層，在剔除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。

2）、裂縫修補：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環氧樹脂進行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環氧樹脂灌縫。

3）、用混凝土角磨機、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧曲率半徑不應小于20mm。

4）、清洗打磨過的構件表面，并使其充分干燥。

3、涂底膠

1）、應按膠粘劑生產廠家提供的工藝條件配制底膠，將一定比例主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據現場實際氣溫決定用量，并嚴格控制使用時間。

2）、用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構件表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），再進行下一道工序。

4、用整平膠料找平

1）、混凝土表面凹陷部位應用刮刀嵌刮整平膠料修補填平，模板接頭等出現高度差的部位應用整平膠料填補，盡量減少高差。

2）、轉角處應用修補膠修成光滑的圓弧，其曲率半徑不應小于20mm。

3）、整平膠料須固化后（固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），方可再進行下一道工序。

5、粘貼碳纖維布

1）、按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度應在3m以內。

2）、配置、攪拌粘貼膠料，然后用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角部位適當多涂抹一些。

3）、用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面，以去除氣泡，使膠液充分浸透碳纖維布；滾壓時不得損傷碳纖維布。多層粘貼應重復以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜，方可進行下一層碳纖維布的粘貼。

4）、在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。

6、質量保證措施：

1）、對于砼工程，應振搗密實，面層平整，砂漿拌制嚴格按照設計配比，杜絕偷工減料現象發生。

2）、碳纖維粘貼工程：碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm。粘貼碳纖維布應盡量避開障礙物，如遇無法清除的障礙物而需截斷時，在截斷部位要予以適當處理，具體措施應視不同情況而定。

3）、碳纖維材料方面的可靠保證碳纖維片具有極佳的力學性能，是與它自身的材質屬性、成片加工工藝密不可分的。

四、結束語

目前，用于混凝土結構構件的加固補強方法有加大截面法、外包鋼法、粘貼碳纖維法、體外預應力法、懸掛法、增加支撐法等，但對一般的民用建筑來說，以上論述的二種方法是比較常用的。但鑒于每個工程的工程特點、現場條件、使用環境等都不盡相同，因此，在確定加固補強方法時，應根據不同工程的具體情況選用不同的方法，從而更好地提高建筑物的耐久性、延長其使用壽命。

參考文獻

《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006

《混凝土結構后錨固技術規程》JGJ145-2004

《混凝土結構加固技術規范》CECS25：90