常見的建筑和建筑構(gòu)件加固改造工程重點難點的質(zhì)量控制

1、常見的建筑和建筑構(gòu)件加固改造工程重點難點的質(zhì) 量控制前言： 加固工程是指對有質(zhì)量隱患或安全隱患的已完成的建筑或 建筑構(gòu)件進行結(jié)構(gòu)加固， 使得該建筑物或建筑構(gòu)件能繼續(xù)其使用 功能 得以延續(xù)的工程工作。 目前常見的建筑和建筑構(gòu)件加固改造 工程的主 要方法有植筋法、 碳纖維片材結(jié)構(gòu)加固法、 粘剛加固法 等 10 。加 固改造的質(zhì)量控制是加固改造工程中不可或缺的一個 重要環(huán)節(jié)，質(zhì)量 控制的好壞直接影響整個結(jié)構(gòu)的使用和安全性 能，下面針對文中提到 的 3 種常見的建筑和建筑構(gòu)件加固技術(shù)的 質(zhì)量控制要點分別進行論述。1 碳纖維片材加固的質(zhì)量控制 碳纖維片材結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是采用高 性能樹脂類粘結(jié)材料將 碳纖維

2、材料粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面， 使兩者 共同工作， 提高構(gòu) 件的承載能力， 以達到對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件加固補強的 目的。 碳纖維片 材具有高強度和自重輕的特點， 其施工簡便、 迅速 且約束條件少 等，在各種結(jié)構(gòu)加固工程中使用較為普遍 8 。使用樹 脂類粘結(jié) 材料將碳纖維片材粘貼在構(gòu)件表面， 使得片材在構(gòu)件受力時 與構(gòu) 件保持變形協(xié)同，從而提高抗荷載能力。1.1 施工工藝及方法 首先選取一塊混凝土其強度和傾斜度與碳 纖維片材相當進行相關(guān)工藝試驗和材料性能檢驗， 這樣就可以對碳纖維片材的粘 貼質(zhì) 量進行檢測， 并根據(jù)測試的破壞形式和設(shè)計正拉粘貼強度要 求進行相 關(guān)物料指標調(diào)整， 從而確定施工的技術(shù)要點、 控

3、制要點 和質(zhì)量檢驗、 評定辦法。碳纖維片材加固處理方法比較簡單，其 主要流程為：混凝 土基面處理 f 涂刷底層樹脂 f 基面找平處理 f 粘貼碳纖維片材 f 碳纖維 片材表面防護。1.2 質(zhì)量控制首先檢測碳纖維片材的抗拉強度， 并對粘貼材料進行粘貼強 度 檢驗，通過檢驗的材料方可使用。 碳纖維片材其主要材料性能 要求 如下，碳纖維片材的力學(xué)指標 9: 彈性模量 2.1 x 105Pa, 抗拉強度標 準值 3000MPa 伸長率 1.5% 。單層碳纖維片材的 單位面積碳纖維 質(zhì)量不低于 150g/m2 , 也不要高于 450g/m2 。粘 碳纖維片材加固的設(shè)計計算，可按 CECSI46:2003

4、 碳纖維片材 加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 4.3 條規(guī)定執(zhí)行。設(shè)計時，碳纖 維片 材的拉應(yīng)力取值應(yīng)按第 4.3.2-2.3 條確定，其允許拉應(yīng)力滿 足下列條 件：且若碳纖維片材的 fcfu=3350 MPa , Ecf=2 . 2x 105MPa 貝 U £cf w0. 0107,取值 Min0 . 0107, 0.01=0.01 ，因此，碳 纖維片材的允 許拉應(yīng)力 (T cf w 0.01 x 2.2 x 105=2200 MPa 也就是在設(shè)計時，應(yīng)控 制碳纖維布的最大拉應(yīng)力不得超過 2200MPa。配套粘貼材料的主要性能指標可以參照 機械工業(yè)產(chǎn)品用塑 料、 涂料、橡膠材料人工氣候

5、加速實驗方法 GT/T14522-93 規(guī)定的環(huán)境 條件下進行耐久性測試， 經(jīng)過 2000h 加速老化后， 按碳 纖維片材 加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù) 規(guī)程 CECS146 測定的正拉粘結(jié) 強度不應(yīng)明顯 的降低。 可以通過小錘檢測碳纖維片材表面與混凝 土之間的粘貼質(zhì)量， 并保證其有效粘貼面積不低于 95%8 。當 空鼓面積不大于 100cm2 時，可以通過注膠進行修補，否者需要 把碳 纖維片材切除， 重新粘貼上新的片材， 對于新粘貼的碳纖維 片材其 長度不應(yīng)小于 10cm 通過對施工工藝和施工材料的性能 指標控制，可 以有效的把碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用于各種建筑的加 固，提高建筑整體的 承載能力起到良好的作

6、用。2 植筋技術(shù)及其質(zhì)量控制 通常，在混凝土結(jié)構(gòu)的施工工程中偶爾 會出現(xiàn)構(gòu)件遺漏的情 況，在結(jié)構(gòu)施工完成后需要對結(jié)構(gòu)功能進行調(diào)整， 或者在施工后 柱、墻、板、梁等承載力不斷增加 6 。在上述情況下， 若對結(jié) 構(gòu)重新進行鋼筋的調(diào)整，則施工難度很大，且施工風險增加， 通 常的做法是采用植筋技術(shù)進行加固便能取得良好的效果。2.1 植筋技術(shù)原理植筋技術(shù)是在舊混凝土構(gòu)件上根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點， 確定所 需 鋼筋的數(shù)量、規(guī)格、位置，在舊構(gòu)件上經(jīng)過鉆空、清孔、注入 植筋粘 結(jié)劑， 在插入所需鋼筋， 使鋼筋與混凝土通過結(jié)構(gòu)膠粘結(jié) 在一起， 然 后澆筑新的混凝土， 從而完成新舊鋼筋混凝土的有效 連接，達到共同作用

7、、 整體受力的目的。 植筋技術(shù)的主要流程為： 定 位植筋孔 f 鉆空 f 清孔 f 鋼筋表面處理 f 注膠 f 植入鋼筋 f 養(yǎng)護固化 5 。2.2 植筋技術(shù)的質(zhì)量控制在加固施工中植筋施工是一個非常重要的環(huán)節(jié)， 新種植的鋼 筋 作為新舊混凝土連接的重要紐帶， 直接關(guān)系到整體混凝土結(jié)構(gòu) 的好壞， 所以對植筋的質(zhì)量控制是非常重要的， 根據(jù)實際施工的 經(jīng)驗，下面對 植筋技術(shù)的質(zhì)量控制提出幾個方面的建議。2.2.1 植筋膠的選擇 因為植筋膠的抗氧化性、長期穩(wěn)定性、耐酸 堿性、耐高溫等 特性直接關(guān)系植筋連接的牢固程度和使用時間。所以在選擇植筋 膠時一定要根據(jù)工程實際情況進行選擇， 對于特別重要的 結(jié)構(gòu)位

8、 置，一定要嚴格選用符合各項技術(shù)指標和使用環(huán)境的產(chǎn)品， 確 保 植筋膠能夠滿足施工的需要。以國產(chǎn)的JCT-1型錨固膠為例。JCT-1型分內(nèi)裝A料和B料，A料 為主料 , B 料為輔料 , 使用前將 A、B 料按質(zhì)量比 100:( 0.5-2) 進行 充分混合。通過增減 B 料的用量 ， 可以控制 錨固膠的凝固時間 ， 一般 為 2-4 h， 以適應(yīng)使用時的環(huán)境溫度及 所需錨固件的使用要求 7。結(jié)構(gòu) 膠通常在穩(wěn)定為15-25 C，需采用精確的計量器具進行配膠，并分A、B 兩組分別進行稱量， 混合 A、 B 需強力攪拌，且每次配量要控制在 一定量范圍內(nèi)，以 免影響配膠的質(zhì)量， 每次配制完成后， 需

9、在指定 的時間內(nèi)使用完。2.2.2 植筋施工的質(zhì)量檢測 整個植筋施工完成后可以隨機抽取 一定數(shù)量的植筋進行檢 測，當選用的植筋膠質(zhì)量可靠性無法保障時， 可 以提取一定的植 筋膠樣品進行破壞性檢測和無損檢測， 通過檢測的樣 品才可以被 用于植筋施工。 對于鋼筋錨固強度的檢測， 可以使用植 筋膠對不 同的鋼筋進行檢測， 一般采用 3 根鋼筋作為一組， 每組分 別做好 記錄，然后通過相關(guān)資質(zhì)單位進行檢測，最后出具檢測報告。 對 于錨固強度不夠的鋼筋， 予以淘汰， 并對不合格的鋼筋做好現(xiàn)場 記 錄，并選用合格鋼筋進行補筋。 植筋通過結(jié)構(gòu)膠與混凝土基材 粘接后 , 其抗拉、 抗剪強度均優(yōu)于鋼筋或螺桿直接

10、預(yù)埋于混凝土 中相應(yīng)的強度。 植筋連接的承載力按（ 1）式進行計算：（1）公式中 V A 表示錨固連接重要性系數(shù)， 1 級取 1.2,2 級取 1 1; S 表示錨固連接荷載效應(yīng)組合設(shè)計值； R 表示錨固承載力設(shè)計 值。（2）公式中 RK 表示錨固承載力標準值， V R 表示錨固承載力分 項系 數(shù)，可以在 JGJ145-2004混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程查閱。 由于植筋錨固的效果受到 植筋孔大小的影響， 一般采用錨固 膠覆蓋住鋼筋和基材。被植入鋼筋 的直徑 d 越大, 其錨固膠的 覆蓋厚度越大 , 通過公式 : D =d+ （410 ） mm 進行計算。根據(jù)植筋 在錨固后的抗拔力應(yīng)大于鋼筋的屈服

11、強度標 準值 , 可得到植筋的 埋置深度與植筋的強度、 直徑及通過樹脂在混凝 土中粘結(jié)強度的 關(guān)系式：（3）在公式 3 中 LS 表示植筋的有效埋置深度， fev 表示基材中 的 抗拔粘結(jié)強度， AS 表示植筋的截面積， fyk 表示植筋的強度標 準值。 D 表示植筋的直徑， KY 表示分項系數(shù)。植筋深度的計算公 式2.2.3 做好施工過程中的質(zhì)量控制 植筋過程施工人員的技能 會影響到施工質(zhì)量的好壞， 因此選 擇一支具有豐富施工經(jīng)驗的隊伍對 施工的質(zhì)量控制起到很好的 作用， 在施工過程要對植筋的鉆孔的深度、 精度，植筋膠的使用 量和鋼筋的表面處理都有進行嚴格檢測和驗收， 確保施工質(zhì)量。植筋施工

12、方便、施工速度快、成本也相對較低，植筋加固可 以高 效的節(jié)距新舊混凝土之間的結(jié)合問題， 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在加 固和擴建 等各類建筑工程中。3 粘剛加固及其質(zhì)量控制粘剛加固由于施工方便， 不需要改變結(jié)構(gòu)外形， 加固效果也 十 分可靠，在混凝土結(jié)構(gòu)加固中已得到十分廣泛的使用。3.1 粘剛施工技術(shù)原理粘剛加固是采用特制的粘貼劑， 將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu) 的表面， 鋼板通過粘膠層傳遞剪應(yīng)力與正應(yīng)力， 與混凝土協(xié)調(diào) 工作， 從而使得結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)的荷載能力，達到加固的目的。粘 貼鋼板的主要施工流程為 1: 施工準備及放樣 f 粘鋼區(qū)域混凝 土表面處 理 f 探測預(yù)應(yīng)力鋼絞線及鋼筋位置， 鉆孔 f 清孔

13、，植埋 螺桿 f 粘貼鋼板現(xiàn)場配套打孔與鋼板粘貼面表面處理f 安裝鋼 板 f 封邊及安裝灌注管f灌注結(jié)構(gòu)膠f鋼板表面防腐處理f驗 收。3.2 粘剛加固的質(zhì)量控制 對于粘剛加固的質(zhì)量控制首先應(yīng)對施工單位的資質(zhì)和施工 經(jīng)驗等方面進行檢查， 確保施工單位的組織設(shè)計、 質(zhì)量保證體系 等程序通過審查， 并向施工單位提交監(jiān)理程序。 下面 對粘剛加固 施工重點的質(zhì)量控制進行論述。3.2.1 粘剛材料的控制 粘剛加固使用的采用主要有鋼板和粘合劑。 首先應(yīng)對鋼板材 料的規(guī)格、型號、數(shù)量等技術(shù)指標進行檢查，且還需 要檢查材料 的質(zhì)量保證書、合格證、材料性能、產(chǎn)品說明書以及材料 檢測報 告等2 。鋼- 強度現(xiàn)場檢驗

14、一般以圖 1 所示的方法分別對鋼 - 鋼 粘結(jié)抗剪和抗拉強度試驗。(a) 粘結(jié)抗剪強度試驗(b) 粘結(jié)抗拉強度試驗圖 1 鋼 -鋼粘結(jié)強度試驗示意圖 試驗材料要采用與實際使用材料相同的號進行測試， 其尺寸 為 20mM 70mm 相互塔接粘結(jié)長度為 15mm 塔接面積S1=15mm20mm 作拉伸試驗直到粘結(jié)面脫離為止。其拉力為 N, 則粘結(jié)抗剪強度為 f 仁 N/S 。作粘結(jié)抗拉強度使試驗的試樣可采用 2個 0 25 鋼件(圖 1 ( b) 所示)對粘并做拉伸試驗。到粘結(jié)面 脫離，其粘 結(jié)強度為 f2=N/S2 ，其中 S2 為 0 25 粘結(jié)面面積， S2=( n X 255)/4(mm2

15、) 鋼-鋼粘結(jié)抗拉、剪強度試驗各 3 件，試 驗結(jié)果 f1 、 f2 的值均大于 或等于該粘結(jié)劑相對應(yīng)的規(guī)定值。當 其中一項或二項不合格， 應(yīng)采取 雙倍抽樣檢驗， 直到合格后才可 以使用。3.2.2 混凝土粘合面的控制 混凝土構(gòu)件表面處理關(guān)系到粘剛加 固的質(zhì)量， 是在施工過程 中要嚴格控制的一個重點。 首先做好混凝土表面的清理工作， 最 好 使用脫脂棉蘸丙酮擦拭，舊混凝土構(gòu)件應(yīng)使外面一層完全脫 落，露出 新的表面，新混凝土應(yīng)使表面完全清潔 3 ，這樣混凝 土表面具有良 好的親和力。 做好混凝土表面的清潔工作后， 接下 來要使混凝土表 面完全干燥， 在環(huán)境濕度較大情況下， 應(yīng)使用干 燥設(shè)備進行干

16、燥， 直到表面符合施工要求方可進行粘貼。3.2.3 鋼板表面處理和粘合劑的控制 鋼板表面通過粘合劑與構(gòu) 件粘合， 所以其表面處理也同混凝土構(gòu)件表面處理同等重要。 要檢查鋼板表面的銹跡， 并進行打磨 除 銹處理， 打磨時打磨紋路的方向應(yīng)與鋼板受力方向垂直， 且打 磨粗 糙度越大越有利于粘合， 打磨完后并使用丙酮進行擦拭， 等 表面干 燥后方可進行粘合 4 。粘合劑的使用，應(yīng)按照粘合劑的 使用說明， 按照規(guī)定的比例調(diào)配好， 在粘合劑的使用過程中應(yīng)嚴 格 控制好使用時間，一般來說，在夏季 40 分鐘內(nèi)應(yīng)使用完，冬 季在 60 分鐘內(nèi)使用完，超過使用時間的粘合劑不能在使用。3.2.4 粘貼過程的控制在粘貼鋼板前， 首先應(yīng)卸載加固構(gòu)件的荷載， 在粘貼鋼板時， 應(yīng) 檢測鋼板邊緣是否有膠液被擠出， 這樣是為了避免鋼板在某些 區(qū)域粘 合劑出現(xiàn)空鼓。 在鋼板粘貼后應(yīng)適當加壓進行固定， 且加 壓是平整 均勻，確保鋼板與構(gòu)件完全粘合。在鋼板粘合結(jié)束后， 應(yīng)禁止在鋼板 上在進行任何作業(yè)， 直到鋼板完全固定后， 才可以 進行其他施工。3.2.5 質(zhì)量的控制施工在進行以上質(zhì)量控制施工時， 一定要制定詳細的施工技術(shù)措 施， 在施工過程中建立和完善質(zhì)量日記和質(zhì)量跟蹤制度， 針對可 能出現(xiàn)的 突發(fā)事故制定質(zhì)量和安全事故應(yīng)急預(yù)案。 在施工前學(xué)習 規(guī)程、規(guī)范， 進行特殊工藝操作技術(shù)培訓(xùn)，