高性能膠結(jié)材料“增大梁柱截面”加固施工技術(shù)的應(yīng)用

馬 峰 長(zhǎng)春市長(zhǎng)發(fā)置業(yè)有限公司

1 前言

老舊建筑在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，受到自身老化、人為損壞，以及當(dāng)時(shí)施工技術(shù)水平有限等因素的影響，使其整體的功能性下降，難以保證結(jié)構(gòu)的安全性，其中有使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的老舊建筑需要進(jìn)行加固，以延長(zhǎng)其使用壽命，提升建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性與功能性。因此，在加固施工中可使用高性能膠結(jié)材料“增大梁柱截面”加固施工技術(shù)，改善老舊建筑梁柱的抗拉、抗彎能力，增強(qiáng)其承載水平，使老舊建筑重新煥發(fā)活力，繼續(xù)發(fā)揮自身的使用價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 加固技術(shù)特點(diǎn)

該加固施工技術(shù)是在不拆除老舊建筑原有梁柱的基礎(chǔ)上，使用高性能膠結(jié)材料、鋼筋等，直接增大梁柱的截面，起到加固梁柱的作用，施工技術(shù)簡(jiǎn)單、操作難度不大。施工對(duì)建筑本身影響較小，并且加固過(guò)程中質(zhì)量易于控制，使得該項(xiàng)加固技術(shù)在老舊危建筑改造中得到了廣泛的應(yīng)用。具體特點(diǎn)如下：第一，加固施工與建筑拆除重建相比，整體工程造價(jià)更低，無(wú)需拆除減少了建筑垃圾，加固施工周期短，使用膠結(jié)材料施工，噪音、粉塵等污染得到了有效的控制；第二，高性能膠結(jié)材料功能與混凝土較為類(lèi)似，其在加固施工實(shí)際的應(yīng)用中表現(xiàn)出了高強(qiáng)度、無(wú)收縮、工期短的優(yōu)勢(shì)。在完成膠結(jié)材料灌注，經(jīng)過(guò)24h養(yǎng)護(hù)后即可完成梁柱加固作業(yè)，加快了加固施工的進(jìn)度；第三，高性能膠結(jié)材料在梁柱加固施工中，憑借著良好的流動(dòng)性直接進(jìn)行灌注作業(yè)，即使灌注的區(qū)域只有幾厘米，仍然可以實(shí)現(xiàn)完全灌注，加固后的梁柱體外觀(guān)平整，內(nèi)部灌注密實(shí)。

3 工程實(shí)例

3.1 工程簡(jiǎn)介

以長(zhǎng)春拖拉機(jī)廠(chǎng)工業(yè)遺址改造項(xiàng)目（一期）工程廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)加固施工為例，該項(xiàng)工程廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)類(lèi)型為混凝土排架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防7度，層數(shù)為1層，涉及到1#廠(chǎng)房，建筑面積為12660m2；5#廠(chǎng)房，建筑面積為14526m2；6#廠(chǎng)房，建筑面積為7144m2，所有廠(chǎng)房均為氣窗屋脊。

3.2 加固施工標(biāo)準(zhǔn)

第一，在梁柱加固之前需進(jìn)行卸荷作業(yè)，針對(duì)無(wú)法安全卸荷的梁柱，要與工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通，然后再制定卸荷方案；第二，在梁柱加固施工中，如果梁柱實(shí)際問(wèn)題程度與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)立即向設(shè)計(jì)人員報(bào)告，確定梁柱老化、開(kāi)裂等程度不會(huì)對(duì)其加固后的安全性造成影響，才可進(jìn)行加固施工；第三，針對(duì)需要拆除的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)先進(jìn)行該位置的加固施工，加固質(zhì)量合格后，才可拆除結(jié)構(gòu)，以確保整體加固的質(zhì)量；第四，高性能膠結(jié)材料對(duì)存儲(chǔ)與使用有著一定的要求，像溫度、濕度等，應(yīng)根據(jù)其說(shuō)明書(shū)進(jìn)行存儲(chǔ)與使用；第五，在加固施工中如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中的尺寸與現(xiàn)場(chǎng)不符，需采用現(xiàn)場(chǎng)尺寸；第六，加固施工會(huì)對(duì)建筑原有的裝飾造成破壞，完成加固施工后需進(jìn)行恢復(fù)。

3.3 加固施工工藝分析

“增大梁柱截面”加固施工技術(shù)主要是在梁柱體上加設(shè)鋼筋，安裝上模板后，灌注膠結(jié)材料，凝固之后直接增加梁柱的截面，達(dá)成加固的目的，滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)對(duì)梁柱承載力的要求。在圖1中，在原柱周邊加設(shè)了縱向受力鋼筋、縱向構(gòu)造鋼筋與箍筋，填充膠結(jié)材料后實(shí)現(xiàn)柱截面的增大。圖2是增大梁截面，新加箍筋、上部筋、腰筋、主筋等，灌注膠結(jié)材料后完成梁的加固作業(yè)。

圖1 增大柱截面

圖2 增大梁截面

4 加固施工技術(shù)的應(yīng)用流程

4.1 原梁柱表面清理

清理原梁柱表面的裝飾層，確定原梁柱有無(wú)裂縫問(wèn)題，然后對(duì)其表面的混凝土進(jìn)行鑿毛處理，直至露出沒(méi)有受到損壞的混凝土體為止。清理干凈鑿毛后的混凝土表面開(kāi)始打磨處理，裸露出的鋼筋還應(yīng)進(jìn)行除銹防腐處理。在灌注膠結(jié)材料之前，持續(xù)進(jìn)行12h的保濕操作，正式灌注前1h，去除混凝土表面的積水。如果原柱梁表面存在裂縫需先進(jìn)行灌漿修復(fù)。

4.2 植筋施工

4.2.1 植筋流程

第一，鋼筋鉆孔定位。參照施工圖紙?jiān)O(shè)置鋼筋的位置，先彈豎線(xiàn)，然后再?gòu)棛M線(xiàn)，兩條線(xiàn)的交叉點(diǎn)為鉆孔位置。第二，鉆孔。鉆孔需要避開(kāi)原梁柱的鋼筋，成孔的孔徑與深度符合工程設(shè)計(jì)要求即可。第三，清孔。完成鉆孔后使用高壓氣槍進(jìn)行清孔，如果現(xiàn)階段不能立即植筋，需要臨時(shí)堵孔，避免砂礫掉落孔中。第四，鋼筋處理。鋼筋在植入孔之前，進(jìn)行除銹去油污處理，如果是新鋼筋表面干凈無(wú)銹蝕，則無(wú)需處理。第五，注膠。將植筋膠裝入膠槍?zhuān)_(kāi)始擠出的膠液不夠均勻，不可使用，在擠出均勻的膠液后，將膠槍混合嘴放入孔底，一邊注膠一邊上升，避免孔中有空氣殘留，提高注膠的飽滿(mǎn)度。第六，植筋。鋼筋的植入端涂抹上一層膠液，在植入孔過(guò)程中適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)鋼筋，使孔中膠液與鋼筋表面的膠液完全混合，保證膠液與孔壁、鋼筋表面完全粘結(jié)。鋼筋需插入至孔底，養(yǎng)護(hù)時(shí)間要超過(guò)24h，植筋具體固化要求如表1所示。

表1 養(yǎng)護(hù)固化時(shí)間表

4.2.2 施工質(zhì)量控制措施

一是植筋施工完全遵循工程設(shè)計(jì)開(kāi)展，在完成彈線(xiàn)作業(yè)后應(yīng)對(duì)彈線(xiàn)進(jìn)行復(fù)測(cè)；二是鉆孔作業(yè)之后，必須做好清孔作業(yè)，孔內(nèi)需保持干凈、干燥；三是鋼筋處理需到位，去除表面的油污與銹蝕；四是植筋膠在使用之前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，保證其固結(jié)后質(zhì)量符合工程要求；五是完成養(yǎng)護(hù)固化后，先進(jìn)行施工質(zhì)量的自檢，確定無(wú)問(wèn)題后由驗(yàn)收單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。在植筋質(zhì)量檢測(cè)中，隨機(jī)選擇植筋開(kāi)展拉拔試驗(yàn)，記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)，填寫(xiě)好報(bào)驗(yàn)單。

4.2.3 安全保障對(duì)策

在植筋作業(yè)中，需做好安全保障工作，一是在鉆孔作業(yè)中，施工人員應(yīng)穿好絕緣膠鞋、戴好絕緣手套，避免觸電風(fēng)險(xiǎn)；二是清孔操作有大量的灰塵產(chǎn)生，施工人員要帶好風(fēng)鏡和口罩，避免灰塵進(jìn)入眼鼻與口中；三是植筋膠對(duì)人的皮膚有著一定的傷害，在注膠與植筋作業(yè)中，施工人員要帶好手套，避免皮膚接觸到膠液，如果膠液不慎濺落在皮膚上，立即使用丙酮溶液清洗；四是管理人員要切實(shí)履行安全管理責(zé)任，對(duì)植筋作業(yè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)安全管理，時(shí)刻提醒施工人員注意操作的規(guī)范性，并進(jìn)行安全教育；五是植筋施工中產(chǎn)生的廢棄物不可隨意丟棄，需集中回收處理，充分踐行綠色施工理念，彰顯施工單位的文明施工形象。

4.3 鋼筋施工

4.3.1 鋼筋質(zhì)量控制

在鋼筋進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前對(duì)鋼筋進(jìn)行質(zhì)量檢查，審核質(zhì)量保證書(shū)、材質(zhì)證明書(shū)上的各項(xiàng)信息，并隨機(jī)抽檢鋼筋，確保鋼筋外觀(guān)無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。還需進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)，隨機(jī)抽取鋼筋開(kāi)展拉力與冷彎試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)確定鋼筋力學(xué)性能無(wú)問(wèn)題后方可進(jìn)場(chǎng)，對(duì)質(zhì)量不合格的鋼筋則要進(jìn)行退場(chǎng)處理。鋼筋入場(chǎng)后，露天堆放場(chǎng)地要使用混凝土進(jìn)行硬化處理，避免鋼筋保存過(guò)程中出現(xiàn)變形與銹蝕問(wèn)題。

4.3.2 鋼筋加工

一是除銹。使用鋼絲刷打磨鋼筋表面，去除油污與銹蝕，并將鋼筋打磨至光亮狀態(tài)；二是調(diào)直處理。鋼筋在運(yùn)輸和保存過(guò)程中出現(xiàn)了彎折現(xiàn)象，在使用之前要進(jìn)行調(diào)直；三是切斷。根據(jù)加固原梁柱配料單的要求，對(duì)鋼筋進(jìn)行統(tǒng)籌排料，切斷加工時(shí)先切長(zhǎng)料后切短料，盡量減少鋼筋加工過(guò)程中的材料浪費(fèi)；四是試加工。在正式加工之前進(jìn)行試加工，確定好需要加工鋼筋的尺寸與形狀后，加工出試樣，與配料單進(jìn)行核對(duì)，確定試樣無(wú)問(wèn)題后才可正式大批量加工。

4.3.3 綁扎作業(yè)

施工圖紙是鋼筋綁扎的依據(jù)，在綁扎之前，施工人員要仔細(xì)研究施工圖紙，明確鋼筋綁扎的質(zhì)量要求以及需要使用的綁扎技術(shù)。鋼筋綁扎對(duì)鋼筋施工人員有著較高的技術(shù)要求，工程管理人員要對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)考核，只有通過(guò)考核的人員才可正式上崗。在綁扎作業(yè)中，應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的質(zhì)量控制，第一，進(jìn)行鋼筋定位。保證鋼筋在原梁柱之間穿插作業(yè)的通順；第二，鋼筋綁扎。植筋位置不可采用焊接處理，防止焊接溫度過(guò)高引起植筋膠失效。柱梁箍筋環(huán)節(jié)中排列好豎向鋼筋，設(shè)定好箍筋間距，然后逐個(gè)綁扎箍筋；第三，在綁扎環(huán)節(jié)中，為了保證上下鋼筋位置的準(zhǔn)確性，澆筑下一層混凝土過(guò)程中，要對(duì)上一層鋼筋進(jìn)行定位。

4.3.4 鋼筋作業(yè)注意事項(xiàng)

第一，鋼筋完成制作后的保存環(huán)境要干燥，如果環(huán)境較為濕潤(rùn)，需要覆上蓋布，不可直接堆放在地面上；第二，加工中如果發(fā)現(xiàn)鋼筋存在銹蝕，應(yīng)徹底進(jìn)行除銹處理，不可將銹蝕鋼筋用于鋼筋綁扎作業(yè)；第三，加工后的鋼筋分類(lèi)捆綁編號(hào)，方便綁扎作業(yè)的應(yīng)用；第四，鋼筋綁扎作業(yè)結(jié)束后，施工人員先進(jìn)行自檢，然后由質(zhì)量驗(yàn)收部門(mén)再次檢查，檢查需參照施工圖紙，對(duì)綁扎鋼筋進(jìn)行根數(shù)、間距、位置，以及接頭的數(shù)量、搭接的長(zhǎng)度、綁扎的牢固程度等進(jìn)行檢查，確定綁扎無(wú)問(wèn)題后，記錄好隱蔽工程驗(yàn)收信息，最后方可進(jìn)行膠結(jié)材料灌注作業(yè)。

4.4 安裝模板

一是參照模板施工圖紙，由下向上安裝模板，模板與基礎(chǔ)或者是模板與模板之間存在一定的縫隙，可使用發(fā)泡劑和雙面膠進(jìn)行密封，避免漏漿問(wèn)題；二是模板要高出原梁柱體大約5cm；三是在灌注過(guò)程中如果出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，應(yīng)立即進(jìn)行處理；四是根據(jù)加固廠(chǎng)房梁柱的特點(diǎn)，為了避免漲模跑漿問(wèn)題的出現(xiàn)，環(huán)箍間距應(yīng)適當(dāng)縮短，盡量控制在45cm左右；五是為了保證梁柱外觀(guān)的美觀(guān)性，在模板內(nèi)部使用雙面膠進(jìn)行封堵，可保證梁柱棱角分明。

4.5 灌注作業(yè)

高性能膠結(jié)材料灌注要一次灌注成型，灌注中間盡量不要有停頓，保證固結(jié)的整體性。一是原材料的攪拌，依據(jù)說(shuō)明書(shū)加水?dāng)嚢瑁⒁庥盟康目刂?；二是灌注采用多點(diǎn)進(jìn)行，但不可四面同時(shí)灌注，有利于模板內(nèi)部空氣的排出。一邊灌注一邊使用木錘敲擊模板，使?jié){液在模板內(nèi)部均勻分布；三是安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查模板，在發(fā)現(xiàn)有漏漿后可以立即封堵；四是灌注時(shí)間要控制在1h以?xún)?nèi)，連續(xù)澆筑；五是注意環(huán)境溫度，日平均氣溫要在5℃以上，原梁柱溫度要小于35℃，灌注溫度在30℃以下，灌注作業(yè)完成后，30min內(nèi)覆蓋草簾，并且灑水保濕進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，24h不可碰撞到灌注后的原梁柱；六是拆模時(shí)間的確定，日平均溫度在5℃～15℃，拆模時(shí)間為48h，養(yǎng)護(hù)時(shí)間7d；溫度大于15℃，拆模時(shí)間為24h，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7d。

5 施工安全管理措施

基于本工程為老舊廠(chǎng)房加固工程，廠(chǎng)房年代久遠(yuǎn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安全性不夠。因此，為了保證加固施工的安全性，需做好安全管理各項(xiàng)工作，在正式施工之前，先進(jìn)行安全交底工作，對(duì)所有參與施工的人員進(jìn)行安全培訓(xùn)與教育，強(qiáng)化其對(duì)安全施工的認(rèn)知，將安全事故風(fēng)險(xiǎn)降至最低程度。一是設(shè)置好安全標(biāo)識(shí)，安全標(biāo)識(shí)要設(shè)置在醒目位置，標(biāo)識(shí)前面不可有任何遮擋物，出現(xiàn)破損的標(biāo)識(shí)要立即更換，時(shí)刻提醒施工人員注意安全；二是嚴(yán)格檢查施工人員安全帽、安全帶的佩戴情況，明確佩戴要求，如安全帶繩的長(zhǎng)度不可超過(guò)2m，定期檢查安全帶的情況，發(fā)現(xiàn)不合格時(shí)需立即更換。安全網(wǎng)屬于重要的防護(hù)措施，使用鋼筋固定，張拉度要合適；三是灌漿孔設(shè)置要合理，不可隨意開(kāi)孔，影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性；四是工作平臺(tái)上除了必要的施工用具外，不可隨意堆放施工材料與工具；五是部分工種要持證上崗，像鋼筋焊接人員應(yīng)有焊接職業(yè)資格證，駕駛機(jī)械人員應(yīng)有駕駛證等，禁止無(wú)證上崗；六是模板安裝與拆除過(guò)程中，應(yīng)安排專(zhuān)人在周邊看管，設(shè)置警戒區(qū)，避免其他人員誤入施工區(qū)域，形成一定的施工風(fēng)險(xiǎn)，以及在施工作業(yè)過(guò)程中，不可有拋遞行為，全面保障施工人員的作業(yè)安全。

6 結(jié)語(yǔ)

在本工程案例中使用了高性能膠結(jié)材料“增大梁柱截面”加固施工技術(shù)，其中高性能膠結(jié)材料具有非常好的流動(dòng)性，灌注操作簡(jiǎn)單，固結(jié)后的強(qiáng)度符合建筑梁柱加固施工的要求，與混凝土澆筑加固相比，其有著施工周期短、成本低的優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)技術(shù)在老舊建筑梁柱加固中的運(yùn)用，改善了梁柱結(jié)構(gòu)的承載能力，解決了梁柱表面裂縫、坑洼、露筋等問(wèn)題，增強(qiáng)了老舊建筑結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性，極大延長(zhǎng)其使用壽命。高性能膠結(jié)材料加固技術(shù)在老舊建筑加固工程中的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升。