直接剪切型錨栓鋼板在加固混凝土構件中的應用

侯江華 （四川外國語大學后勤基建管理處，重慶 400031）

1 工程概況

某大型廠房項目，總建筑面積3700m，主要功能區(qū)跨度為28m，長度60m。總體采用框架結構體系，屋蓋采用鋼結構。在施工過程中，因施工現(xiàn)場條件限制和施工作業(yè)管理不足等因素，混凝土拆模之后，出現(xiàn)嚴重蜂窩現(xiàn)象，尤其是在結構連接部位，這樣將嚴重影響結構安全。針對這種現(xiàn)象，在滿足結構安全要求同時，也能降低工程造價的前提下，在施工中我們用了直接剪切型錨栓鋼板加固混凝土構件的方法。

2 混凝土加固主要依據(jù)

①原設計施工圖紙

②結構檢測報告

③《混凝土結構加固設計規(guī)范》（GB 50367-2013）

④《建筑結構制圖標準》（GB/T50105-2010）

⑤《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）

⑥《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》（GB 50018-2002）

⑦《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50204-2015）

⑧《建筑結構加固工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50550-2010）

3 加固技術方案

3.1 分區(qū)施工的原則

如果同一結構單元在不同的樓層使用直接剪切型錨栓鋼板，當某一樓層完成了某一批次的直接剪切型錨栓安裝，則在該批次直接剪切型錨栓安裝完成后的6h內，相鄰上下各三個樓層高度范圍內不得進行電錘打孔、風鎬拆除混凝土等高頻率電動工具施工操作，以確保直接剪切型錨栓錨固劑不受擾動。

3.2 分批次施工的原則

同一樓層的全部直接剪切型錨栓鋼板應分批次完成施工；任何一塊錨栓鋼板施工中，直接剪切型錨栓必須分兩個批次安裝。

3.2.1 梁體

同一梁體對應兩側面均使用直接剪切型錨栓鋼板時，應分為兩個批次完成；當其中一側全部完成直接剪切型錨栓鋼板安裝，并確保錨固劑獲得設計強度后，方可開展對應另一側的混凝土鉆孔和錨栓安裝等施工程序。同一樓層的梁底直接剪切型錨栓鋼板可按一個批次完成施工，也可根據(jù)實際情況分批次施工。

3.2.2 柱子

同一樓層的柱子直接剪切型錨栓鋼板安裝應分兩個批次完成。當存在柱子四個面需要安裝直接剪切型錨栓時，第一個批次針對柱子兩對邊安裝；當?shù)谝粋€批次全部完成直接剪切型錨栓鋼板安裝，并確保錨固劑獲得設計強度后，方可開展對應另一側的混凝土鉆孔和錨栓安裝等施工程序。

3.3 直接剪切型錨栓鋼板的施工方法

由于直剪型錨栓鋼板加固處理方法是一種新型的加固專利技術，主要適用于混凝土結構的加固處理。直接剪切型錨栓在結構構造、施工工藝和安裝方法、加固性能等方面完全不同于普通化學錨栓，其技術內涵和特征受國家專利法保護（國家授權發(fā)明專利號：ZL201210290563.X）。直接剪切型錨栓鋼板加固成套技術施工遵循下述施工方法，并滿足相應的技術要求。

主要材料的種類及數(shù)量表

3.3.1 主要材料及設備

主要材料的種類及數(shù)量需根據(jù)后期結構形式是否繼續(xù)改變而做相應的調整。

3.3.2 混凝土表面處理

鋼板安裝范圍的混凝土表面應進行打磨，清除表層浮槳，暴露出混凝土堅固基層。經(jīng)打磨后的混凝土表面應能清晰顯示粗骨料分布，表面應基本平整。經(jīng)打磨后的混凝土表面應逐塊進行確認并記錄，在后續(xù)施工過程中應加強保護，不受水浸，不得污染。需要打磨的混凝土表面積應略大于鋼板表面積。

3.3.3 破損混凝土處理

①將松散的混凝土剔除，剔打干凈。

②用清潔自來水沖洗干凈，去除浮沙及灰塵，保證原混凝土完整部分清潔，方便后續(xù)施工。

③對外露的鋼筋進行除銹，若外露鋼筋發(fā)生變形，則需進行矯正，恢復至損傷前。

④剔除和清潔處理完成后，需對有裂縫的位置進行注漿處理，施工方法及要求詳灌漿法工藝流程。

⑤待灌漿強度達到后，按破損情況支模，采用高延性混凝土澆筑。

⑥養(yǎng)護一周，待強度達到后脫模并鑿除多余混凝土，恢復原柱造型。

⑦用打磨機將混凝土打磨平整，并清潔干凈，做好加固前準備。

3.3.4 混凝土裂縫處理

剔除表面后，首先應對裂縫進行全面檢查、標注和治理。對于寬度<0.2mm的裂縫，采用改性環(huán)氧砂漿騎縫涂抹、封閉，當稀而少時可騎縫涂復修補（圖1），對于細而密的裂縫應采用全部涂復修補。對于寬度≥0.2mm的裂縫，采用恒定低壓壓注改性環(huán)氧化學漿液（砌體裂縫修補膠）的方法進行修補（圖2）。

圖1 騎縫表面修補裂縫示意

圖2 化學灌漿修補裂縫示意

3.4 灌漿法施工工藝流程

灌漿法施工應按以下工藝流程進行：

①埋設灌漿嘴（盒、管）。對于細（≤0.3mm）裂縫，可用鋼絲刷沿縫進行表面刷毛和清潔處理，然后騎縫用環(huán)氧膠泥粘貼灌漿盒或灌漿嘴；對于寬（＞0.3mm）裂縫，宜沿縫開鑿V形槽，然后騎槽粘埋灌漿嘴；盒、嘴間距400mm～1000mm，灌漿管距離為1000mm～2000mm，原則上，縫窄應密，縫寬可稀，但每條裂縫至少須有一個進漿孔和排氣孔。

②封縫。對于不鑿槽裂縫可用環(huán)氧膠泥封縫，先沿裂縫刷一道環(huán)氧樹脂基液，后抹一層厚1mm左右、寬20mm～30mm的環(huán)氧膠泥；也可用環(huán)氧樹脂粘貼1層～3層脫蠟玻璃絲布封縫，寬80mm～100mm。

對于鑿U形槽裂縫，可用水泥砂漿封縫，為增強砂漿與界面的粘著力，應先于槽面上刷一層環(huán)氧樹脂漿液，然后才嵌填水泥砂漿。密封檢查；待封縫膠泥或水泥砂漿固化后，沿縫涂一層肥皂水，并從灌漿嘴向縫中通入壓縮空氣，若無冒泡現(xiàn)象，表示密封效果良好，否則應予修補。配制漿液；一次配制漿液數(shù)量，應視漿液凝固時間及灌漿速度而定。灌漿主要設備為灌漿泵，包括貯漿罐、貯氣罐、空壓機或手動氣泵；附屬設備包括灌漿嘴（或灌漿盒、灌漿管）、連接管道及攪拌器等。灌漿時應對全部設備進行檢查，并接通管路，用壓縮空氣將孔道及裂縫內粉塵吹凈。灌漿由縫的一端灌向另一端，豎縫由下往上灌。化學灌漿壓力為0.2MPa～0.4MPa，水泥漿灌漿壓力為0.4MPa～0.8MPa灌漿。壓力應逐漸升高，防止驟然加壓使裂縫擴大。每次灌漿以鄰近貼嘴冒漿為準，冒漿后立即用木塞塞緊；依次壓灌，直至最后一個貼嘴冒漿，并用木塞塞緊，保持恒壓繼續(xù)壓灌。當吸漿率小于0.1L/min時，再續(xù)灌5min～10min后即可停止灌漿。灌漿結束后，應立即清洗管道及設備。封口結束；灌漿后，待縫內漿液初凝而不外流時，可拆下灌漿嘴（盒），用環(huán)氧膠泥或灌漿液水泥膏，對灌漿孔進行封口，并抹平。清除灌漿嘴（盒）上漿液，以備重復使用。采用壓力灌漿對裂縫處理時，承包商應確保使用漿液的可注性，并根據(jù)裂縫深度、寬度和生產(chǎn)商提供的數(shù)據(jù)綜合確定灌注壓力；壓力灌注前，應對裂縫進行可靠封閉，確保整個灌注過程順利進行。

4 施工步驟及具體做法

4.1 鋼筋掃描、鋼板孔位確定與鋼板安裝框線定位

①根據(jù)設計規(guī)定的加固鋼板尺寸，將鋼板安裝框線準確放樣至構件表面。

②在經(jīng)打磨后預備安裝鋼板的構件表面區(qū)域，采用鋼筋掃描儀確定鋼筋位置。

③在CAD圖形系統(tǒng)中對比構件內鋼筋分布與設計規(guī)定的錨栓孔位布置；當設計規(guī)定的錨栓孔位與構件內鋼筋沖突時，應適當調整錨栓孔位，調整的距離應盡量小，以避開鋼筋后能正確完成鉆孔為度，同時施工單位應考慮到儀器設備不能準確探明鋼筋位置帶來的影響。調整過程中，鋼板上設計孔位數(shù)不能減少。

4.2 直接剪切型錨栓鋼板安裝

鋼板初始就位→鋼板臨時固定→完成單塊鋼板全部錨栓在混凝土構件內的安裝孔成孔→第一批次直接剪切型錨栓安裝→第二批次直接剪切型錨栓安裝。

4.3 注膠與防護

直接剪切型錨栓鋼板安裝完成后，應采用壓縮空氣吹凈鋼板與混凝土面之間的浮灰，再采用專用環(huán)氧樹脂膠將鋼板周邊與混凝土交界處的縫隙全部密封，同時在鋼板上、下對角處安裝注膠管和出膠管。

采用灌注型結構膠對鋼板與混凝土之間的間隙進行壓力注膠處理，鋼板與混凝土面之間的間隙能灌注密實。

直接剪切型錨栓安裝完成后，應對鋼板表面進行防銹處理。鋼板完成防銹處理后，應再進行防火涂層施工。防火涂層應能保證構件耐火等級達到一級的性能要求。

5 結語

在使用直接剪切型錨栓鋼板加固混凝土構件工程中，我們嚴格執(zhí)行上述標準和工藝流程，達到了預期質量要求，而且避免了大體積混凝土拆除對原有結構造成的二次傷害，降低拆除施工過程中的風險，同時降低工程造價。