談加固技術(shù)在煤礦建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

魏 鵬 翔

(大同煤礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

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談加固技術(shù)在煤礦建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

魏 鵬 翔

(大同煤礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

結(jié)合煤礦建筑工程實(shí)例，介紹了碳纖維、增大截面法、混凝土板墻三種結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的工藝原理，分析了各加固技術(shù)在施工中需注意的問題，為煤礦改造工程施工提供了依據(jù)。

煤礦，碳纖維，增大截面法，混凝土板墻

近年來(lái)，隨著煤礦生產(chǎn)年限的增長(zhǎng)，產(chǎn)能的提升，煤礦建筑中，原有建筑結(jié)構(gòu)由于使用多年，陸續(xù)出現(xiàn)裂縫、混凝土剝落、露筋等各種問題；伴隨著工藝的提升，產(chǎn)能的增加，原有設(shè)備無(wú)法滿足生產(chǎn)需要，新設(shè)備又需要更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)支撐，必須對(duì)其進(jìn)行加固改造。結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在煤礦改造中的應(yīng)用越來(lái)越頻繁，本文結(jié)合煤礦實(shí)際改造工作中常見的結(jié)構(gòu)問題，就加固技術(shù)在煤礦建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)述。

1 碳纖維加固技術(shù)

1.1 碳纖維加固工藝

碳纖維加固是利用環(huán)氧樹脂類結(jié)構(gòu)膠把碳纖維片材粘貼于結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面來(lái)達(dá)到體外鋼筋的目的，特點(diǎn)是耐腐蝕、耐潮濕、耐老化、節(jié)約空間。碳纖維加固工藝流程為：混凝土表面打磨平整→將底層樹脂涂刷至混凝土表面→將混凝土表面凹陷處補(bǔ)平→粘貼碳纖維并擠排氣泡→抹纖維砂漿養(yǎng)護(hù)。

1.2 工程概況

某礦井35 kV變電站內(nèi)因設(shè)備升級(jí)改造，需增加若干配電柜，原有配電室樓板不滿足承載能力要求，綜合各方面因素考慮，為了不影響變電站的正常使用，決定采用碳纖維加固技術(shù)對(duì)原有配電室樓板、梁進(jìn)行加固處理。經(jīng)校核碳纖維采用300 g碳纖維，配套結(jié)構(gòu)膠采用YZJ-C系列。碳纖維具體敷設(shè)位置見圖1。

1.3 施工中需注意的問題

1)碳纖維布與混凝土之間界面處理的好壞直接影響加固效果。因此，粘貼碳纖維的混凝土表面應(yīng)平整，需要去掉浮塵等并將

混凝土表面破損、缺損部位進(jìn)行修補(bǔ)。棱角部位打磨成圓弧狀，混凝土表面應(yīng)保持干燥；2)粘結(jié)碳纖維布時(shí)，必須將氣泡排除干凈，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布；3)混凝土板底在含纖維片材延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)置垂直于受力方向的壓條，壓條需均勻布置，且在端部必須設(shè)置。

2 增大截面法加固

2.1 增大截面法加固技術(shù)

增大截面法加固，就是通過增大構(gòu)件的截面和配筋率，來(lái)提高構(gòu)件的承載力和穩(wěn)定性。其特點(diǎn)是能很大幅度的提高構(gòu)件的承載力、安全性、穩(wěn)定性，使用經(jīng)驗(yàn)豐富，受力可靠，費(fèi)用低，但施工時(shí)濕作業(yè)量較大、周期時(shí)間長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，構(gòu)件增大截面完成后對(duì)構(gòu)件的外觀及建筑的空間影響較大。

增大截面加固技術(shù)工藝流程：基面處理→新增鋼筋植筋→鋼筋安裝、綁扎→支設(shè)模板→澆筑混凝土→拆模→混凝土養(yǎng)護(hù)。

2.2 工程概況

某煤礦選煤樓為框架結(jié)構(gòu)，由于工藝改造，需拆除原有1號(hào)、2號(hào)振動(dòng)篩并在原位置新增一臺(tái)KDM2000型破碎機(jī)，改造前如圖2所示。因改造后新增設(shè)備自重及受力點(diǎn)位置變化，原有結(jié)構(gòu)梁、柱無(wú)法滿足承載力要求，而如果將選煤樓拆除重建不僅投資大，而且對(duì)礦井生產(chǎn)影響很大，故決定對(duì)原結(jié)構(gòu)采取加固措施，以滿足現(xiàn)有工藝要求。結(jié)合原結(jié)構(gòu)圖紙及新增設(shè)備受力分析，經(jīng)過綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，決定采用增大截面法對(duì)原有結(jié)構(gòu)梁、柱進(jìn)行加固。加固設(shè)計(jì)如圖3，圖4所示。

2.3 施工中需注意的問題

1)在進(jìn)行加固前需要先進(jìn)行卸荷。

為了確保使新舊結(jié)構(gòu)能夠共同受力，在加固前應(yīng)當(dāng)將原有結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的荷載盡可能地卸去。

2)新舊結(jié)構(gòu)接觸面的處理。

施工前需要對(duì)原有混凝土面進(jìn)行處理，將原混凝土酥松部位鑿除直至露出新的結(jié)構(gòu)層，將原有混凝土表面清洗干凈(去除表面的浮塵、油污等)，并且將混凝土面層鑿毛，棱角部位應(yīng)打掉，鋼筋綁扎完畢澆筑混凝土前，應(yīng)刷界面處理劑或者凈水泥漿。所有受力鋼筋都應(yīng)該除銹，為了減少焊接熱量對(duì)鋼筋的影響，施工時(shí)應(yīng)對(duì)受力鋼筋采取卸荷或者相應(yīng)的支撐措施，并應(yīng)分段分區(qū)進(jìn)行。

3 混凝土板墻加固技術(shù)

3.1 混凝土板墻加固技術(shù)

混凝土板墻加固，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是鋼筋網(wǎng)片—噴射細(xì)石混凝土，就是利用鋼筋網(wǎng)片的抗拉強(qiáng)度及細(xì)石混凝土的高強(qiáng)度等特點(diǎn)，對(duì)建筑物及其他構(gòu)筑物進(jìn)行加固的一種工藝方法。具有效率高、成本低、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。

板墻加固工藝流程如下：

構(gòu)件基面處理→鋼筋網(wǎng)制作、安裝→安裝噴射厚度標(biāo)識(shí)→混凝土攪拌→噴射→養(yǎng)護(hù)。

3.2 工程概況

某煤礦職工宿舍樓為3層磚混結(jié)構(gòu)，始建于1985年，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，上部為普通燒結(jié)粘土磚砌筑，樓、屋蓋均

為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，經(jīng)鑒定為C級(jí)，磚砌墻體嚴(yán)重不滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范和承載力要求。經(jīng)過加固方案的比選，決定對(duì)該宿舍樓采用鋼筋混凝土板墻加固法。

本工程加固方案為：

1)板墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，墻體單側(cè)加固時(shí)面層厚度為80 mm，雙側(cè)加固時(shí)面層厚度為60 mm；

2)鋼筋網(wǎng)片采用單層雙向鋼筋網(wǎng)片φ8@200；

3)鋼筋網(wǎng)與墻體固定：雙側(cè)加固時(shí)采用Φ8鋼筋穿墻對(duì)拉，單側(cè)加固時(shí)采用“L”形Φ8構(gòu)造錨固鋼筋拉結(jié)，見圖5。

3.3 施工中需注意的問題

1)加固前，將墻體抹灰層剔除，將灰縫剔除至深5 mm～10 mm，用鋼絲刷刷凈殘灰，吹凈表面灰粉，清掃干凈。并應(yīng)避免傷及原磚砌體；

2)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求先劃線標(biāo)出拉筋或錨筋位置，并在磚縫處打孔，將孔內(nèi)碎末清除干凈，對(duì)于透孔可用清水沖洗，錨筋插入孔洞后，用水泥砂漿填實(shí)；

3)鋼筋網(wǎng)片的綁扎需待填實(shí)用砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行，鋼筋網(wǎng)片需與拉結(jié)筋(或錨筋)末端彎鉤鉤連綁扎為一體。注意將鋼筋網(wǎng)先除銹清污，保證搭接長(zhǎng)度和彎鉤長(zhǎng)度，同一截面接頭率不大于50%；

4)板墻可以采用噴射或者支模澆筑工藝，嚴(yán)禁采用手工直接抹制，樓板與墻頂交界處的混凝土應(yīng)采取相應(yīng)措施以使混凝土密實(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦企業(yè)因其生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，工藝技術(shù)的進(jìn)步，以及技術(shù)改造的需要，對(duì)原有建筑結(jié)構(gòu)提出了更好的要求，而受限于生產(chǎn)，煤礦企業(yè)往往不允許長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)進(jìn)行改造，加固技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在煤礦企業(yè)改造中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

[1] GB 50367—2006,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] CECS 146—2003,碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB 50702—2011,砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Discussion on the application of reinforcement technology in coal mine construction structure

Wei Pengxiang

(DatongCoalMineGroupDesign&ResearchLimitedLiabilityCompany,Datong037003,China)

Combining with the coal mine construction engineering example, this paper introduced the process principle of carbon fiber, increasing section method, concrete plate wall three reinforcement structures, analyzed the matters needing attention of various reinforcement technologies in construction, provided basis for the coal mine reconstruction engineering.

coal mine, carbon fiber, increasing section method, concrete plate wall

1009-6825(2017)14-0020-02

2017-03-06

魏鵬翔(1980- )，男，工程師

TU318

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