某單位實訓(xùn)中心結(jié)構(gòu)加固改造方法與施工研究

鄭蓉

（中國船舶工業(yè)物資有限公司，北京 100861）

某單位實訓(xùn)中心原有結(jié)構(gòu)類型介紹。該實訓(xùn)中心的前身是一座四跨連續(xù)的鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房，是原液壓機械廠的廠址。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，該廠倒閉，原有廠房劃歸首鋼工學(xué)院使用。為滿足現(xiàn)代職業(yè)教育的要求和學(xué)院發(fā)展的需要，為學(xué)生提供實際操作的平臺，學(xué)院擬將該廠房加固改造為實訓(xùn)中心。該廠房建于20 世紀(jì)90 年代初期，柱頂標(biāo)高10.5m，跨度18m（5 跨）、22 根柱，柱距6m，建筑面積11986m2。每跨廠房內(nèi)均設(shè)有梁式吊車，但起重噸位都不大，所以柱子的斷面尺寸也較小，改造后的實訓(xùn)中心是一座二層框架結(jié)構(gòu)的民用建筑，其柱子上所受荷載，遠(yuǎn)非原有排架柱所能承受。故需要對原結(jié)構(gòu)柱子進(jìn)行加固。

1 實訓(xùn)中心新建筑設(shè)計方案簡介

根據(jù)學(xué)校發(fā)展的需要，為滿足實訓(xùn)的需求，要將原有的廠房改造成兩層的框架結(jié)構(gòu)實訓(xùn)中心。加固方案本著減少影響生產(chǎn)、安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、施工方便的原則，委托首鋼建設(shè)設(shè)計和施工。廠房外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（原面墻）總體為改動，實訓(xùn)中心是在原廠房排架結(jié)構(gòu)內(nèi)部新建的二層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。框架柱及其柱基、梁、板均為新建構(gòu)件，均未利用原有排架結(jié)構(gòu)構(gòu)件。為提升室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)，局部空間設(shè)為二層挑空的。挑空部分的原屋面被拆除，變更為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，外覆鋼化玻璃。

2 實訓(xùn)中心結(jié)構(gòu)加固方案的確定

在原廠房內(nèi)新建的框架結(jié)構(gòu)由增設(shè)的矩形截面框架柱作為豎向承重構(gòu)件，實訓(xùn)中心的屋面仍由原排架柱支撐，新舊柱基之間通過植筋緊密貼建在一起。地面上的新老柱子之間留有5cm 的伸縮縫，框架柱之間和排架柱之間均為加氣混凝土塊填充墻。設(shè)計單位根據(jù)需要加固的廠房和排架柱的情況，綜合確定采用外包鋼加固技術(shù)。兩層框架結(jié)構(gòu)的柱子則是貼著排架柱另外設(shè)置的。

3 實訓(xùn)中心結(jié)構(gòu)改造加固施工方案簡介

因?qū)嵱?xùn)中心使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要大幅度提高其承載能力。而廠房結(jié)構(gòu)為單層排架結(jié)構(gòu)，原有柱子的強度不能滿足新功能的要求，因此，要對柱子進(jìn)行加固。改造后的二層框架結(jié)構(gòu)的框架柱，并非借用原有排架柱，而是緊貼原排架柱新設(shè)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形截面柱。為使結(jié)構(gòu)具有整體性，新設(shè)柱子的柱基與原有柱子的柱基通過植筋的方式緊密連接在一起。而新舊柱子之間設(shè)有50mm的溫度縫，對原有柱子則進(jìn)行了粘鋼加固。下面主要就原有柱子的粘鋼加固進(jìn)行闡述。

3.1 工藝流程

原有廠房的排架柱是工字型截面，抗風(fēng)柱是矩形截面，加固前，要首先將工字型截面柱改造成矩形截面柱。原矩形截面柱的工藝流程：土方開挖-腳手架搭設(shè)-基層處理-焊接鋼板-注膠-鋼板涂刷防銹漆。

3.2 施工工藝

基層處理：（1）混凝土面基層處理：包鋼前對被柱子進(jìn)行表面處理，使表面清潔、無油、無浮灰及松散結(jié)構(gòu)，保持干燥、粗糙。首先將柱表面建筑做法鏟除，再對原有混凝土進(jìn)行打磨(打磨機具建議使用角磨機配置金剛石磨片)；除去1 ～3mm 厚混凝土面層，直至完全露出新的混凝土面，將柱表面粉塵吹掉；工字型部分凹槽內(nèi)柱表面打成麻坑，坑深度不小于6mm，每100×100mm 范圍內(nèi)不少于5 個。在進(jìn)行基層混凝土打磨過程中，每個打磨處安排一個工人配合進(jìn)行噴霧除塵。（2）包鋼加固鋼材表面處理：鋼材表面處理采用電動工具進(jìn)行除銹，將鋼材表面油污、油脂、殘留氧化皮、銹斑等污物清除。（3）天車軌道梁與柱間混凝土剔鑿：由于天車軌道梁與柱間存在填充混凝土，影響柱粘鋼加固，在進(jìn)行柱加固前首先將該部位混凝土剔鑿，未避免剔鑿對原結(jié)構(gòu)造成破壞，該部位混凝土剔鑿?fù)ㄟ^人工采用手持鋼釬進(jìn)行剔鑿，在剔鑿過程中注意對原結(jié)構(gòu)的保護(hù)，且不可碰觸軌道梁與柱間的連接件。待柱加固完畢后，將連接件除銹，支模澆筑混凝土進(jìn)行填充恢復(fù)。（4）混凝土面處理合格后進(jìn)行預(yù)貼，焊接鋼件與混凝土柱子面應(yīng)基本吻合，并與灌入線吻合。

植筋綁筋：按照圖紙要求在處理完的基層上標(biāo)出植筋孔的位置，每個柱基上表孔數(shù)，使用電錘在標(biāo)定的位置鉆孔，孔深必須達(dá)到圖紙要求。在鉆孔過程中如果遇到基礎(chǔ)內(nèi)部鋼筋，而此時打孔深度不滿足要求，則需要對孔洞進(jìn)行改動，上下左右局部移動，重新打孔，直至鉆孔深度滿足植筋深度要求，廢孔用灌漿料填實。鉆孔完成后，將孔周圍灰塵清理干凈，用吹風(fēng)機將孔內(nèi)粉塵吹凈，使孔內(nèi)達(dá)到清潔干燥。如果孔內(nèi)較潮濕，必須用熱風(fēng)機對孔內(nèi)進(jìn)行干燥處理。清孔處理完畢后，用干凈的棉紗將孔洞嚴(yán)密封堵，以防有灰塵和異物落入。植筋時將封堵移除，將粘結(jié)劑灌入孔中至孔深2/3左右，同時將鋼筋錨固部分一面旋轉(zhuǎn)一面插入孔中，將孔中空氣排出，放置鋼筋時要沿一個方向，植入困難時應(yīng)及時用錘敲擊，對較長筋應(yīng)做好預(yù)綁，盡量不讓歪斜。鋼筋植入后以少量膠體溢出孔口為宜。植好的鋼筋，應(yīng)做保護(hù)，不能讓其松動，以免影響其黏結(jié)強度，在未固化前一定要避免與水及油類接觸。結(jié)構(gòu)膠固化時間一般為24 ～36 小時，24 ～36 小時后即可綁扎鋼筋。在固化期間，不得對鋼筋有任何擾動直至達(dá)到強度。

工字型部分灌漿料施工：灌漿料施工采用兩次支模，兩次灌注的方法，第一次支模灌注至柱一半高度，待灌漿料上強度后，支模澆筑上半部分灌漿料。模板支護(hù)：柱模板采用多層板制作整體模板，豎楞采用50×100mm 方木，方木經(jīng)壓刨找平，每20cm 一道。柱箍采用Φ48.3×3.6 腳手管，每300mm 一道，最底一道距地面工字型下口100mm。其板塊與板塊豎向接縫處理，做成企口式拼接，然后加柱箍。模板與柱子之間粘貼海綿條防止漏漿，對于柱工字型部位口邊有破損部位事先用高強樹脂砂漿修補找平，對于模板邊緣柱表面不平處可用發(fā)泡膠進(jìn)行封堵。

（4）焊接鋼板。鋼板安裝到位后進(jìn)行對接調(diào)整校正，然后將鋼板充分固定，將鋼板與鋼板采用角焊縫焊接，焊縫高度同最薄鋼材，焊接完成后用鐵刷把焊口的焊渣打磨干凈。

（5）注膠。在已焊接完成的鋼板周邊采用密封膠進(jìn)行密封并預(yù)留注膠口，密封完畢后可采用肥皂水檢查密封性。注膠采用人工注膠，結(jié)構(gòu)膠粘劑配制好后，用注膠器進(jìn)行注膠施工，注膠應(yīng)自下而上進(jìn)行，同一水平處應(yīng)自框架柱一側(cè)向另一側(cè)灌注。注膠后，可用小錘沿粘貼面輕輕敲鋼件。如無空鼓聲，表示已注膠密實。注膠密實度應(yīng)達(dá)到90%以上。

（6）鋼板涂刷防銹漆。對已加固的鋼板進(jìn)行刷兩遍防銹漆處理，防銹漆在防腐漆涂刷前先將基層清理干凈，除去鋼材表面的附著物。

（7）防火涂料。鋼結(jié)構(gòu)防腐施工驗收完畢后進(jìn)行防火涂料施工，防火涂料噴涂應(yīng)在結(jié)構(gòu)施工完畢后進(jìn)行，以防對防火涂料造成破壞，防火涂料應(yīng)分層進(jìn)行，并進(jìn)行分層檢查防火涂料厚度及時辦理隱蔽手續(xù)。

3.3 結(jié)構(gòu)改造加固施工方法及注意事項(質(zhì)量保證措施）

做好施組及方案的編審工作，做到施組、方案、交底齊全。對施工工人按工種定人、定崗、定質(zhì)量的三定措施，做到每天班前交底，班后驗收，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。技術(shù)資料員收集資料要及時，并隨時整理歸檔，做到與施工進(jìn)度同步。現(xiàn)場技術(shù)員及時收集原材的《準(zhǔn)用證》、合格證、出廠質(zhì)量證明書，進(jìn)場材料及時復(fù)驗，并配合監(jiān)理工程師做好見證試驗工作，把試驗資料及時交資料員整理歸檔。加強對工程的材料管理，現(xiàn)場材料進(jìn)場時，把好四道驗收關(guān)(品種、規(guī)格、數(shù)量、質(zhì)量)，凡不符合要求者都進(jìn)行退貨。進(jìn)場粘鋼膠、鋼梁、鋼板等都應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行原材復(fù)試。質(zhì)量保證管理措施：每一道工序都要進(jìn)行樣板施工，樣板經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計等各方認(rèn)可后方可進(jìn)行大面積施工。做好各施工關(guān)鍵點的質(zhì)量控制。鋼梁焊接時注意不漏焊、不夾渣，每層熔渣應(yīng)徹底清除干凈，焊條擺動寬度不要過寬，焊接速度均勻，減少焊件傾角，加大焊條角度，提高焊速，有可能時采用上坡焊，采用較細(xì)的焊條和較大的電流。注膠時注意要飽滿，不要發(fā)生空鼓。

總之，工程加固的目的就是要通過加固施工達(dá)到修復(fù)、補強、提高承載力、增強使用功能、滿足新的使用要求，因此，本改造工程將廢棄的工業(yè)廠房經(jīng)過檢測、論證和設(shè)計，根據(jù)新的使用功能的要求和原廠房的具體情況，綜合確定采用外包鋼加固技術(shù)，施工作業(yè)方便、施工技術(shù)先進(jìn)、加固質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)效果好，實現(xiàn)了“舊建筑，新功能”的目標(biāo)，達(dá)到了雙贏的效果。