框架柱核心區補強外包鋼加固技術的整體施工做法

賈學彬

（吉林省中星建筑工程有限公司，吉林 長春 130052）

隨著建筑工程施工技術的創新發展，大跨度、大空間框架結構已成為建筑領域結構構件發展趨勢。在該類型結構中，一旦所用的膠結材料強度出現問題，混凝土樓板、混凝土梁、混凝土柱自身均需單件補強。但在聯體梁板強度嚴重不足的情況下，柱核心區部位補強工作將十分困難。保障框架柱核心區不受二次損壞，是框架柱核心區補強的重要環節，而外包鋼補強方法一般應用于強度偏低的混凝土框架結構中?；诖耍恼陆Y合具體工程，就框架柱核心區補強外包鋼加固的整體施工方法進行論述和總結，以供同類工程參考。

1 工程概述

某省試驗中學新建綜合教學樓1#為四層（局部兩層）現澆混凝土框架結構，三層頂標高11.63m。梁、板、柱節點混凝土強度較低，設計混凝土強度等級為C30，實際混凝土強度等級為C17。現將該層梁板混凝土拆除并重新澆筑，對三層頂（標高11.63m）梁柱節點依據設計圖紙進行外包鋼板補強加固施工。該樓層長45m，寬24.9m，跨度為9.6m×9m。

2 外包鋼加固的技術要求

（1）原有的梁板構件混凝土拆除后，將梁縱向鋼筋抗扭筋分別從梁端500mm開始分批截斷，每個截面截斷鋼筋數量不大于總鋼筋數的1/4，截斷位置之間的間距≥900mm。

（2）將梁柱原構件結構的截面棱角打磨成圓角，保證型鋼與混凝土間注膠后能夠緊密粘接。

（3）所有鋼件在施工前需除銹。

（4）現場測量梁內縱向鋼筋實際位置，并按測量后所標注的位置在鋼板上鉆孔，同時鉆取錨筋孔。

（5）用鋼絲刷將原構件表面松散浮渣刷去并吹凈，將鋼板除銹打磨出金屬光澤，刻痕角度設計為45°，深度約0.5mm，間距≤500mm，在節點區域，其間距應適當加寬。然后用丙酮擦洗干凈，將鋼板孔與相應鋼筋對準后，貼附于構件表面，用夾具卡緊焊牢。

（6）將鋼筋和錨筋與鋼板開展穿孔空塞焊接。

（7）在梁柱節點上鉆孔前，應先探測鋼筋，鉆孔時應避免損傷原有鋼筋。

（8）所有焊接工作完工后再注膠，采用改性環氧樹脂膠灌注。

（9）重新澆筑梁板混凝土前，應在鋼板表面涂刷混凝土界面劑。

3 梁、板拆除及外包鋼加固施工

3.1 三層頂（標高11.63m）梁、板拆除方案

拆除的總體施工順序：拆除四層新砌墻體→彈出鋼支撐柱上預安連接板的定位線→樓層外圍45°防護板→外立面雙層防護網→加工鋼支撐連接板→柱面鋼支撐連接板安裝化錨安裝→拆除板→拆除梁→截斷縱筋→鑿除混凝土塊外運。

具體步驟：

（1）拆除四層新砌墻體及妨礙施工的各種管道、管線及煙道。

（2）柱間鋼梁支撐施工，為保證整體結構的安全性，根據框架結構柱的長細比值并結合9m的跨度，選用HN150mm×300mm的工字鋼做水平支撐結構。與框架柱相連鋼件結構為13mm厚的鋼板，其高度為480mm，寬度為300mm。鋼件與混凝土柱之間的連接選用的是6M26化學拴錨結構，準備相關焊接、切割等機械設備。

（3）在二層外柱外圍沿要鑿除的界面外做45°防護板，板面應搭接嚴密，不得有孔隙，以防鑿除物墜落傷人。

（4）三四層外立面均做好外防護優質防護網，以保證施工人員的安全和阻擋鑿除物飛濺。

（5）在三層北側全樓的1/2偏東部分搭設一處出料口，方便兩側的運輸。

（6）拆除時注意防護下層混凝土結構。具體措施：在地面鋪設2層50mm厚的草苫，最上部做一道防護板，拆除時注意不能有大塊混凝土下落。

（7）拆除由西向東進行，從板心向外圍拆。為避免對原結構的震動，拆除時宜采用小型電鎬。板心拆除后按順序拆除梁，梁的拆除由梁中向兩端進行。

（8）按設計的要求將梁縱向鋼筋筋分別從梁端500mm開始分批截斷，每個截面截斷鋼筋數量不大于總數的1/4，截斷位置之間的間距＞900mm。所截斷鋼筋的長度分別為500mm、1400mm、2300mm、3200mm。

（9）為保證三層地面樓板不被上部堆放荷載所損傷，將所鑿的混凝土碎塊隨鑿隨人工外運。

3.2 外包鋼加固施工

外包鋼加固的總體施工順序：施工準備→選購優質鋼板→見證取樣、送檢→框架柱核心區外包鋼板定位放線→鉆孔植錨栓→錨栓拉拔試驗→鋼板面除銹、刻痕、鉆孔→外包鋼板穿筋定位→緊固螺栓→焊接外包鋼板、封閉外包鋼板下口→灌注粘鋼膠。

具體步驟：

（1）施工準備。快裝門式移動腳手架，移動腳手架下配轉輪及強制制動設施。準備手動滑輪及拉緊繩，長度總計18m。準備20.6kW、1.8m3空氣壓縮機6臺，風鎬及管線15套，中型大電鎬10把，手提鋼筋切斷機5臺，大錘2把。

（2）選購優質鋼板。按要求選購優質Q235B 10-14鋼板，鋼板必須有出廠合格證及相應檢驗報告。按結構柱面的實際尺寸切割成塊，保證平面尺寸偏差控制在1～3mm，平面平整度為0，厚度偏差不超過0.2mm。

（3）見證取樣。主材進場后由監理工程師見證取樣送檢，復檢合格后進行分選規格并按規格分堆編號。

（4）框架柱核心外包鋼板定位放線。按圖紙要求，所有外包鋼板上邊線均高出三層頂（標高11.63m）0.1m。在原三層柱的500mm控制線處定出外包鋼板邊線的點位。按圖紙要求將所要植的錨栓點位全部點畫到柱面相應位置，并全部通檢核對。

（5）鉆孔植錨栓。按所畫錨栓點位鉆孔，深度按設計要求15d（d為鋼筋直徑），孔徑比所植錨栓大4mm，所用膠結料為環氧型專用料，經檢驗合格。植錨栓后固化時間為24h，此時間內在相對區間做任何工作，都必須保證錨栓桿不位移、不松動，固化完整。

（6）錨栓拉拔試驗。當所植錨栓固化24h后做柱體本位下部預植錨栓桿拉拔試驗，錨栓桿錨固承載力檢驗值為32.5kN。依據規范標準現場檢測，錨栓非破壞錨固承載力檢驗合格。

（7）鋼板面除銹、刻痕、鉆孔。鋼板見證取樣送檢，復檢合格后進行分選規格用專用磨片全部人工細致除銹，檢查無銹后用丙酮全面擦洗，然后采用角么機專用劃片做45°刻痕，刻痕深度約0.5mm，刻痕的紋理均勻深淺一致，檢查后用丙酮全面擦洗。按規格將刻痕處理完的鋼板料鉆孔，鉆孔的位置及個數均依據柱面植完的錨栓而定，孔徑比所植錨栓大2mm?？讖教幚硗旰罅⒓串嬅娌⒕幪?，以便安裝選料，防止錯安。

（8）外包鋼板穿筋定位。將準備好的快裝門式移動腳手架固定在梁端柱旁，在柱間鋼支撐上系好滑輪及繩子。將柱核心區外混凝土表面處理平整，用滑輪將鉆完孔的鋼板拉到工作高度（與原有梁縱筋高度平齊），由遠向近將原梁截斷鋼筋全部穿過鋼板（包括后植錨栓）。

（9）緊固螺栓。鋼板緊靠柱面后擰緊錨栓螺母，由中間向外圍對稱緊固。柱的四面鋼板安裝緊固后辦理報驗手續，待全面檢驗合格后，從四角開始焊接板縫。

（10）焊接外包鋼板、封閉外包鋼板下口?，F場割取焊件（焊縫厚度≥8mm）送檢，為防止焊接產生板應力，采用分層施焊、對稱施焊、分段施焊三種控制方法確保鋼板面與相鄰鋼板面無應力、無變形。各鋼板面組焊接完工后，各縱向主筋與鋼板連接，并將錨栓螺母外側多出部分切除，電焊點牢。對配有梁端加勁板塊的鋼板定位焊接，勁板塊間的空隙按圖要求≥150mm，與縱筋相碰時可加大寬度，保證縱向筋及后植錨栓不受碰創和焊傷。焊接工作完成后，要辦理報驗手續且全面檢驗合格后，再撤離所有的焊接機具。清理外包鋼板的下口周邊，用環環氧型專用料植筋料將下邊口全部封嚴，不得有一絲孔隙，并在無振動的環境下固化24h。

（11）注粘鋼膠。封口植筋料經24h固化后，全面檢查是否有收縮孔隙，如有孔隙立則用52.5R高強速凝水泥封堵。檢查確認無孔隙后準備灌注粘鋼膠，所用灌注粘鋼膠材料經現場監理工程師見證取樣送檢，復驗結果I類膠A級正拉黏結合強度符合《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》（GB 50550—2010）標準要求。將粘鋼膠按比例調配均勻，控制好稠密度，通過高壓注膠罐的專用管，將粘鋼膠輸送到柱核心區外混凝土與外包鋼板的上口孔隙內。四面均勻灌注一次成型，同時四面用橡膠錘輕輕敲打，灌注高度與外包鋼板的上口平齊。

3.3 施工難點

（1）拆除混凝土廢料，并及時清運出樓。若堆積過多超過混凝土樓板承載力，則會對結構造成二次損傷，但若及時清運，邊拆鑿、邊清運，則下部清運工人安全無法保障。

（2）鋼板的鉆孔位置不易控制。孔位處的鋼筋及后植錨栓每一根一個坐標并且孔徑不同，一旦有一根筋的位置或直徑偏差，則此板無法穿筋就位。

3.4 檢查驗收

（1）依據《混凝土結構加固設計規》（GB 50367—2013）、《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》（GB 50550—2010）、《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ 18—2012）規范進行檢查驗收。

（2）檢驗。外包鋼板的灌注工作完成后36h，所截斷鋼筋全部連接并支模重新澆筑混凝土。拆模后全面檢查所有框架柱核心區補強外包鋼無開裂，四層柱梁無變形開裂，三層頂（標高11.63m）框架柱核心區補強外包鋼加固檢驗合格。

4 總結

通過以上對框架柱核心區補強外包鋼加固技術整體施工做法的論述，針對施工中遇到的難點，可采取以下解決措施：（1）分區拆除、交叉清運，確保下部清運工人安全；（2）框架結構柱間水平型鋼支撐焊接產生水平應力，多點位施焊按編號順序進行操作。希望文章能為類似加固工程提供參考，以便安全高效地做好加固工程。