外包粘鋼技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用

周本利

【摘 要】人員密集場所建筑設(shè)施的抗震性逐漸得到國家和社會的重視，特別是學校的教學樓、宿舍樓。外包粘鋼技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加強中的應(yīng)用很廣泛，該加固方法成本低，質(zhì)量易于控制，安全性及可靠性均較好。

【關(guān)鍵詞】外包粘鋼；結(jié)構(gòu)加固；CGM

0 引言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工程中使用非常廣泛，由于設(shè)計不合理、施工質(zhì)量存在問題、結(jié)構(gòu)的承載力會發(fā)生變化、以及使用功能的改變等多種原因，工程在安全方面難以滿足要求，特別是在地震多發(fā)地區(qū)，會發(fā)生重大人員傷亡。因此對現(xiàn)有的建筑物進行加固來保證結(jié)構(gòu)安全性和可靠性，尤為重要。建筑結(jié)構(gòu)的加固方法很多，例如：外包粘鋼加固法，碳纖維加固法、化學植筋技術(shù)等。加固方法的選擇應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實際情況來來決定。外包粘鋼加固法，易于掌握，操作方便，經(jīng)濟性較好，周期短，因而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固工程中應(yīng)用較為廣泛。

1 工程概況

安徽宿州某學校六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)教學樓，1999年工程建成竣工驗收后投入使用。由于教學樓是人員密集場所，如發(fā)生地震等自然災(zāi)害，會造成重大人員傷亡。某工程質(zhì)量監(jiān)督站采用回彈法和鉆芯法對主體結(jié)構(gòu)進行復測，復測結(jié)果表明該建筑框架柱和承重梁抗震性無法滿足當?shù)乜拐鹆叶纫蟆Ｒ虼吮仨毑扇〖庸檀胧?/p>

2 加固方案選擇

加固方案的選擇 該建筑物的承重梁和承重柱是矩形和梯形，采用方形加固方案，但此項目為新建項目，選擇方形加固方案為宜。

鋼筋混凝土柱用外包鋼加固法對行加固，用CGM水泥基灌漿料對柱子截面進行處理，柱表面用鋼板套筒外包，這樣即提高柱子承載力，又能橫向約束讓柱子產(chǎn)生良好的強度和穩(wěn)定性，柱子的抗震性得到較大的提高。這種方法，使外包鋼套與結(jié)構(gòu)可靠地聯(lián)結(jié)，對結(jié)構(gòu)的尺寸影響不大。

CGM以水泥作為結(jié)合劑，強度高、微膨脹、高流態(tài)、防離析，其28天抗壓強度超過C55混凝土，受溫度影響較小，膨脹率大于0.02%，并且易操作，施工效率高，拌制容易，因而得到廣泛范圍。本工程加固擬采用CGM-4，鋼材按設(shè)計單位要求采用Q235B。

3 施工技術(shù)要求

3.1 卸載

加固結(jié)構(gòu)受力與未經(jīng)加固結(jié)構(gòu)受力不同，加固結(jié)構(gòu)受力比較復雜，加固前的結(jié)構(gòu)因為已承受了荷載，結(jié)構(gòu)中的鋼筋處于受力狀態(tài)，后加固的部分不能充分發(fā)揮力學性能。在對結(jié)構(gòu)進行加固時，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)較高的應(yīng)力、應(yīng)變，加固后新加部分不能承擔應(yīng)有的作用，所以要實現(xiàn)第二次加載開始發(fā)揮作用。但是新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變滯后于原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變，新加部分的結(jié)構(gòu)承受的荷開要比原結(jié)構(gòu)小許多，如果結(jié)構(gòu)達到極限強度破壞時，原結(jié)構(gòu)首先破壞，但是新加部分達不到極限狀態(tài)，不能充分承擔荷載的能力。加固結(jié)構(gòu)組合在一起后，它們作為一個整體共同受力，結(jié)合面混凝土的粘結(jié)強度比混凝土本身的強度要低，因此二次組合結(jié)構(gòu)的總體承載力比一次整澆結(jié)構(gòu)要低。

在加固結(jié)構(gòu)時，首先給結(jié)構(gòu)卸荷，細部處理要到位，使新結(jié)構(gòu)的原結(jié)構(gòu)共同受力。最好去掉所有活荷載。

3.2 結(jié)合部位及斷面處理

各結(jié)構(gòu)結(jié)合部位處理。拆除柱邊填充墻，并將柱子表面粉化層清除，表面鑿毛處理，呈現(xiàn)出溝槽狀，高壓風吹凈。

斷面處理。根據(jù)設(shè)計圖紙，確定柱周邊應(yīng)該增加的尺寸，從而計算出加固完成后的最終尺寸，工程施工質(zhì)量很重要，嚴格保證施工質(zhì)量。為保證加固結(jié)構(gòu)能有效結(jié)合，鋼板粘貼面應(yīng)沿受力方向的垂直方向磨出紋路。為了保證加固結(jié)構(gòu)的耐久性，要提高施工質(zhì)量，合理選擇顆粒級配，嚴格控制水膠比，摻適當品種外加劑。

3.3 鋼板加工及模板支設(shè)

鋼板按設(shè)計圖示尺寸下料，并作焊接實驗，保證焊接后，不能存在明顯的焊接缺陷。鋼板焊接完成后，可用整體吊裝安裝，也可以分塊安裝。鋼板結(jié)構(gòu)應(yīng)進行防銹處理，保證鋼板使用壽命。

模板支設(shè)。模板主要是支承和成型作用，也可以起到保護和改善混凝土作用。模板支設(shè)后，以澆筑過程中，不能出出漲模，坍塌等質(zhì)量與安全事故。為了防止雜物掉進模板影響澆筑施工，先支設(shè)上部模板，再支設(shè)下部模板。柱支模采用外包鋼板內(nèi)框法。

3.4 CGM的拌合及澆筑

合理選擇CGM灌漿料的攪拌地點。嚴格按設(shè)計要求添加用水量，嚴格控制水膠比，攪拌均勻，不得夾帶生料。拌和用水不得使用海水，海水中含有氯離子，對鋼板有腐蝕作用，攪拌水質(zhì)量不能保證時，應(yīng)進行水質(zhì)檢驗，攪拌用水滿足規(guī)范標準后才可使用。攪拌方法分為機械攪拌和人工攪拌，兩種攪拌方法視具體情況進行選用，攪拌時間不少于2分鐘。人工攪拌時，攪拌用水分兩次加入，第一次加入2/3的用水量，第二次加入1/3用水量，并均勻，不得夾帶生料。灌漿料應(yīng)隨隨拌隨用， 40分鐘內(nèi)用完，灌漿料不得過夜，超過40分鐘，不得使用。如果需要添加外加劑，應(yīng)進行摻入實驗，并在攪拌時按外加劑使用說明摻入。灌漿施工過程中，不得摻入任何外摻料和外加劑，以免影響加固質(zhì)量。

CGM澆筑。沿柱高自下而上進行CGM的澆筑，不得自上而下澆筑，澆筑過程中，不得沖撞模板。振搗時，振搗器不得觸及模板，分層澆筑時，振搗器插入下層至少50MM。

3.5 局部細節(jié)處理

鋼板安裝過程中，當鋼板用過墻筋固定時，需在梁或柱上鉆過墻孔。鉆過墻孔時，可能會鉆到梁或柱的受力筋，此時應(yīng)按圖紙尺寸調(diào)整鉆孔位置，不得鉆斷主要受力筋，以免使結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。

4 效果評價

該教學樓經(jīng)過粘鋼加固施工，將所有模板拆除后，對加固結(jié)構(gòu)的各部分進行了全面檢查和分析，檢查中未發(fā)現(xiàn)有漲模，空鼓，脫落等現(xiàn)象。經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)、設(shè)計單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位共同驗收，均達到了設(shè)計標準和驗收規(guī)范，加固處理達到了預(yù)期的效果，得到了監(jiān)理和建設(shè)單位的的一致好評。

【參考文獻】

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