鋼筋砼梁粘鋼結(jié)構(gòu)加固施工方法

鋼筋混凝土梁粘鋼結(jié)構(gòu)加固施工工法1.前言2.工法特點3.適用范圍4.工藝原理5.工藝流程及操作要求5.1工藝流程清孔鉆孔丙酮擦拭粘結(jié)面待用混凝土梁裂縫修補與封閉混凝土梁基層處理混凝土梁卸荷混凝土梁基面定位放線圖5.1-1粘鋼加固工藝流程圖清孔鉆孔丙酮擦拭粘結(jié)面待用混凝土梁裂縫修補與封閉混凝土梁基層處理混凝土梁卸荷混凝土梁基面定位放線5.2操作要點5.2.1加固材料的制作1、加固用的鋼板按設(shè)計要求的型號、尺寸進行裁割，裁割時要冷切，不可熱割，以防止鋼件變形及產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。如鋼件長度和寬度不能滿足設(shè)計要求時，可采用焊接，但焊接后的鋼件應(yīng)在平臺或較平滑的地面上進行找平和整形。2、U型箍板按設(shè)計尺寸在與梁上側(cè)加固用的鋼板相交處做煨彎處理。3、負彎矩加強筋按設(shè)計的規(guī)格、尺寸進行截割，錨固螺桿采用成品全絲螺桿，進場后按設(shè)計尺寸進行截割。4、按設(shè)計尺寸和位置在鋼板和U型箍板上打孔，孔徑要符合設(shè)計要求。5.2.21、鋼板、U型箍板應(yīng)根據(jù)其銹蝕情況，用砂輪機打磨進行除銹和粗糙處理，使鋼板出現(xiàn)金屬光澤、粗糙度越大越好，打磨紋路盡量與受力方向垂直。用脫脂棉蘸丙酮拭凈表面，待完全干燥后備用。2、加固用加強筋及螺桿根據(jù)設(shè)計要求在相應(yīng)位置做上標記，標示好除銹清理的長度范圍，用磨光機或鋼絲刷將除銹清理長度范圍內(nèi)的鋼筋表面打磨出金屬光澤為止，用脫脂棉蘸丙酮，將除銹清理長度范圍內(nèi)的鋼筋表面擦拭干凈。5.2.1、為減輕和消除后粘貼鋼板應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)加固前宜對混凝土梁進行適量卸載。2、卸荷方式1）對老建筑采用拆除原有的吊頂、墻面裝飾、地面面層、設(shè)備等方法，以達到卸靜荷的目的。2）卸除活荷載。3）對一些不能卸靜荷的構(gòu)件，可采用千斤頂頂升的方式卸荷。3、卸荷要點1）對承受均布荷載的梁，應(yīng)采用多點（至少2點）均勻頂升；對于有次梁作用的主梁，每根次梁下需設(shè)1臺千斤頂，頂升噸位由設(shè)計計算確定。2）施工中采用千斤頂、撓度計及其支承體系作為支撐系統(tǒng)。采用以撓度值和千斤頂施力數(shù)值的雙向控制參數(shù)作為卸荷依據(jù)。3）在梁上確定粘貼鋼板部位、卸荷點位、撓度計測點位，組裝支撐系統(tǒng)各構(gòu)件，在支承構(gòu)件下部鋪設(shè)厚度不小于50mm的木墊板。用手動砂輪機磨平撓度計測點位置，將撓度計固定到測點處。4）將支撐柱根部和頂部墊平、固定，千斤頂施力將支撐柱對準支點頂緊，在施工時如發(fā)現(xiàn)撓度計示數(shù)或千斤頂壓力值發(fā)生較大變化時，應(yīng)停止工作，在確認安全，穩(wěn)定支撐后方可繼續(xù)施工。多個千斤頂卸荷應(yīng)保持同步。4、卸荷注意事項1）無論采用那種卸荷方法，卸荷值的大小應(yīng)嚴格按加固設(shè)計的要求來確定，不能因卸荷使被加固構(gòu)件產(chǎn)生新的裂縫或損傷。2）利用千斤頂卸荷時，支撐系統(tǒng)傳力應(yīng)合理可靠，防止因支撐系統(tǒng)傳力不當，造成結(jié)構(gòu)其它部位裂縫或受損。3）支撐系統(tǒng)應(yīng)有足夠的強度和剛度，保證其承載力和變形能滿足加固過程的需要。5.2.41、若混凝土表層出現(xiàn)空鼓、剝落、蜂窩、腐蝕等現(xiàn)象，應(yīng)將該部位予以鑿除，凹陷處用環(huán)氧砂漿修補平整。鋼筋保護層脫落處，應(yīng)鑿除保護層，露出鋼筋，對鋼筋進行除銹，用環(huán)氧砂漿修補、找平。2、將加固區(qū)域內(nèi)的梁基面不平整處用角磨機進行磨平處理，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出結(jié)構(gòu)新面，并用空氣壓縮機將粉塵吹干凈，直至用手觸摸不粘灰為止。轉(zhuǎn)角粘貼處要進行倒角處理打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。5.2.5按設(shè)計要求用灌縫結(jié)構(gòu)膠對混凝土構(gòu)件裂縫進行封堵和灌縫封閉處理。1、封縫應(yīng)根據(jù)裂縫情況采取相應(yīng)的方法：1）環(huán)氧樹脂膠泥封縫：對于不鑿槽的裂縫可用環(huán)氧樹脂膠泥封閉，先在裂縫兩側(cè)（寬20~30mm）涂一層環(huán)氧樹脂基液后抹一層厚1mm左右，寬20~30mm的環(huán)氧樹脂膠泥，抹膠泥時應(yīng)防止產(chǎn)生小孔和氣泡，要刮平整保證封閉可靠。2）粘貼玻璃絲布封縫：先在裂縫兩側(cè)（寬80~100mm）涂一層環(huán)氧樹脂基液后將已除去潤滑劑的玻璃絲布沿縫從一端開始粘貼密實，不得有鼓泡和皺紋，玻璃絲布可粘貼1~3層。3）水泥砂漿封縫：對鑿“V”形槽的裂縫，可用水泥砂漿封縫，可先在“V”形槽面上用毛刷涂刷一層（厚1~2mm）環(huán)氧樹脂漿液，涂刷要平整均勻，防止出現(xiàn)氣孔和波紋，再抹水泥砂漿。2、灌縫1）封閉后應(yīng)進行壓氣試漏，檢查密閉效果，試漏需待封縫膠泥或砂漿有一定強度時進行，試漏前沿裂縫涂一層肥皂水，從灌漿嘴通入壓縮空氣凡漏氣處，應(yīng)予修補密封至不漏為止。2）灌漿前用壓縮空氣將孔道及裂縫吹干凈，根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌漿或多孔灌漿，在一條裂縫上灌漿可由一端到另一端，灌漿時應(yīng)待下一個排氣嘴出漿時立即關(guān)閉轉(zhuǎn)芯閥，如此順序進行，化學(xué)漿液的灌漿壓力用0.2Mpa。壓力應(yīng)逐漸升高，防止驟然加壓，達到規(guī)定壓力后，應(yīng)保持壓力穩(wěn)定以滿足灌漿要求。3）當吸漿率小于0.1L/min，再繼續(xù)壓注幾分鐘即可關(guān)掉進漿嘴上的轉(zhuǎn)芯閥門停止灌漿。3、將混凝土表面清理干凈，保持混凝土表面光潔、平整。在粘結(jié)鋼板部位用脫脂棉蘸丙酮擦拭干凈，待粘貼面完全干燥后備用。5.2.61、根據(jù)施工設(shè)計方案，結(jié)合原設(shè)計施工圖紙，在支座部位梁的兩側(cè)面定出打孔位置線，做出標記。打孔處應(yīng)避開梁、框架柱的主筋和箍筋位置，確保鋼筋植入的位置準確，即不能浮于梁上，也不可太靠下，以保證能起到抵抗負彎矩的作用。加固示意圖見圖5.2.6-1、5.2.6-2、5.2.6-3。5.2.65.2.6-1鋼筋混凝土梁粘鋼結(jié)構(gòu)加固圖5.2.65.2.6-21-1剖面圖5.2.6-3穿墻加強筋節(jié)點圖2、用沖擊電鉆鉆通孔，保證孔壁的粗糙度?？讖降倪x擇要嚴格按規(guī)范進行。3、清孔：用鋼絲刷或硬質(zhì)尼龍刷清刷孔壁，將孔周圍灰塵清理干凈，然后用壓縮空氣將孔內(nèi)灰塵吹出，如此反復(fù)三次清孔，清刷完畢后，用脫脂棉蘸丙酮，清刷孔洞內(nèi)壁，使孔洞內(nèi)最終達到清潔干燥。如遇較潮濕的情況，還須用加熱棒，進行干燥處理。最后用干凈脫脂棉將清潔過的孔洞嚴密封堵，以防有灰塵和異物落入。4、鋼筋埋植：先將處理好的鋼筋插入孔內(nèi)，孔兩端用環(huán)氧砂漿封堵，封堵時，在一端留出注膠孔，另一端留出出氣孔，待環(huán)氧砂漿凝固后方可進行高壓注膠。將配制好的錨固用膠裝入打膠筒內(nèi)，安裝打膠嘴。將錨固用膠通過注膠孔注入孔洞內(nèi)，直至另一端出氣孔溢出膠為止。而后，用環(huán)氧砂漿或其它材料將注膠孔及出氣孔封堵死。5、固化：插入鋼筋后，應(yīng)保持螺桿靜止至植筋膠固化，避免外力影響。在適當位置設(shè)置警示板，防止粘膠在固化前受到碰撞或移動。5.2.1、定位：根據(jù)施工設(shè)計方案，結(jié)合原設(shè)計圖紙，在混凝土梁上對需要植螺栓的部位放線定位，做出標記。定位應(yīng)避開梁主筋和箍筋位置，減少對原結(jié)構(gòu)的損傷，以保證一次鉆孔成功，避免重鉆。2、鉆孔：用沖擊電鉆鉆孔，以確保孔壁的粗糙度。根據(jù)設(shè)計螺桿的直徑和植筋技術(shù)規(guī)范確定鉆孔直徑。3、清孔：清孔同植負彎矩加強筋的清孔。4、注膠：采用專用注射膠槍注膠。膠槍的注射管應(yīng)伸入孔底開始注膠，邊注射邊外拔。注膠量應(yīng)以插入螺栓桿后有少許溢出為準，一般為孔深的2/3。5、插螺栓：將處理好的螺栓桿慢慢的插入孔內(nèi)，插入時一邊向同一方向旋轉(zhuǎn)，一邊緩慢將螺桿插入，直至到達孔洞底部為止，應(yīng)一次插入。必要時可用鐵錘敲擊外露螺桿端部，以確保螺桿完全插入，此時，如無錨固用膠從洞內(nèi)溢出，說明注膠量不夠，須將螺桿拔出，重新注膠，再次插入螺桿，直至能使膠溢出洞口。6、固化：固化同植負彎矩加強筋。5.2.81、結(jié)構(gòu)膠調(diào)制與涂刷：JGN-II型建筑粘鋼膠是由改性環(huán)氧樹脂，化學(xué)助劑，固化劑及填充料組成，是雙組份室溫固化的高分子化學(xué)材料。A組份為稠膏狀粘合劑，B組份為固化劑，A、B組份按重量比2：1（嚴格按產(chǎn)品說明書要求）比例配制并攪拌均勻。使用時按上述比例將A、B兩種組份混合在一起，用轉(zhuǎn)速100-300r/min的攪拌器進行攪拌，當色澤均勻，無單組份條塊時即可涂膠使用。一般情況下，每平方米粘貼面積用膠量為5-7kg。由于膠粘劑固化速度較快，故每次加固時需準確核算配膠量。涂膠前，將鋼板和混凝土粘貼表面再次用丙酮擦干凈，并先做好預(yù)貼試驗，以防發(fā)生涂膠后兩貼合面不合，預(yù)埋螺栓與孔尺寸不符等情況。預(yù)貼試驗合格后，鋼件和混凝土表面都要涂，膠層厚度約2-3mm左右，膠粘劑分布要均勻，以膠層內(nèi)稍厚，周邊稍薄為宜。JGN-II型建筑粘鋼膠的工作溫度宜為25℃，混合后的膠粘劑隨環(huán)境溫度的升高，固化速度將加快，環(huán)境溫度過低或雨天濕度過大時不宜進行涂膠施工。2、鋼板粘貼與加壓：鋼板粘好后，應(yīng)立即用特制U形夾具夾緊，并適當加壓，以使膠液剛從鋼板邊緣擠出為度。待U形箍粘貼完畢后將預(yù)先植入的螺栓加螺母擰緊作為鋼板的永久附加錨固措施。3、固化：結(jié)構(gòu)膠粘劑常溫下固化，24h可達到強度值的90%以上，此時可拆除夾具或支撐，72h可固化完全，可受力使用，若氣溫低于5℃，應(yīng)采取人工加溫，一般用紅外線燈或電熱毯加熱保溫，固化期中不得對鋼板有任何擾動。5.2.9鋼板U1、依據(jù)設(shè)計施工方案的尺寸和間距在梁底及梁側(cè)面放出鋼板U型箍粘貼邊線。2、按比例將結(jié)構(gòu)膠粘劑拌和均勻后，用短毛滾均勻涂抹于工作面上。3、粘貼鋼板時要從梁底部中間向兩側(cè)進行粘貼，避免施工時產(chǎn)生空隙影響加固效果，使U型鋼板與工作面緊密結(jié)合。4、U型鋼板粘結(jié)完畢后應(yīng)立即將預(yù)先植入的螺栓加螺母擰緊作為鋼板的永久附加錨固措施。5、鋼板U型箍在粘貼后，養(yǎng)護24小時，不宜使鋼板粘結(jié)面受潮、受震。5.2.10將負彎矩加強筋端頭部分與梁口上側(cè)的鋼板進行焊接，焊縫要飽滿。5.2.11、粘鋼加固結(jié)構(gòu)膠在常溫、低溫下均可良好固化。若固化溫度25℃左右，24小時可撤除加壓固定系統(tǒng)，72小時即可投入使用。若固化溫度5℃左右，48小時可撤除加壓固定系統(tǒng)，2、加固構(gòu)件的粘鋼質(zhì)量采用無破損檢驗方法。即外觀檢查鋼板邊緣溢膠狀況，用小錘敲擊鋼板，檢驗鋼板粘結(jié)密實度。檢驗時可用小錘輕擊粘貼鋼板，從音響判斷粘貼效果。若錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于90%，非錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于70%，應(yīng)剝離鋼板，重新粘貼。3、對于重大工程為真實檢驗其加固效果尚需抽樣進行荷載試驗，一般僅作標準使用荷載試驗，即將卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展應(yīng)滿足設(shè)計使用要求。5.2.1加固后，鋼板表面應(yīng)粉刷水泥砂漿保護。如鋼板表面積較大，為利于砂漿粘結(jié)，可粘一層鉛絲網(wǎng)或點粘一層豆石，然后采用20mm厚M15水泥砂漿抹面保護，以避免鋼材的腐蝕。6.材料和機具設(shè)備6.1材料粘鋼加固修補混凝土結(jié)構(gòu)所用材料主要為鋼板、螺桿、鋼筋和粘貼用的建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑。6.1.11、鋼筋混凝土加固用的鋼板，其品種、質(zhì)量和性能應(yīng)符合下列規(guī)定：1）應(yīng)采用Q235級（3號鋼）或Q345級（16Mn鋼）鋼材，對重要結(jié)構(gòu)的焊接構(gòu)件，若采用Q235級鋼，應(yīng)采用Q235-B級鋼。2）鋼材質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700,《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。3）鋼材性能的設(shè)計值應(yīng)按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017的規(guī)定采用。4）不得使用無出廠合格證、無標志或無進場檢驗的鋼材。2、錨固件為鋼螺桿時，應(yīng)采用全螺紋的螺桿，不得采用錨入部位無螺紋的螺桿，螺桿的鋼材等級應(yīng)為Q235級或Q345級，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700,《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。3、承重結(jié)構(gòu)的錨固件為錨栓是，鋼材的性能指標符合表6.1.1-1、6.1.1-2規(guī)定：注：性能等級4.8表示：fstk=400Mpa,fyk/fstk=0.8。4、焊接材料的型號和質(zhì)量應(yīng)符合下列要求：焊條型號應(yīng)與被焊接的鋼材的強度相適應(yīng)。焊條的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《碳鋼焊條》GB/T5117、《低合金鋼焊條》GB/T5118的規(guī)定。6.11、承重結(jié)構(gòu)用的膠粘劑按其性能分為A級膠和B級膠，對重要結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)、承受動力的結(jié)構(gòu)采用A級膠，一般結(jié)構(gòu)采用A級膠或B級膠。2、承重結(jié)構(gòu)用的膠粘劑，必須進行安全性能檢驗。檢驗時，抗剪強度標準值應(yīng)根據(jù)置信水平C=0.90、保證率為95%的要求。3、膠粘劑采用粘鋼專用的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑，本工法采用JGN-Ⅱ結(jié)構(gòu)膠粘貼，其安全性能指標應(yīng)符合表6.1.2-1要求，其技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合6.1.2-3的要求。表6.1.2-1粘鋼用膠粘劑安全性能指標4、錨固用膠粘劑，其安全性能指標應(yīng)符合表6.1.2-2要求。表6.1.2-2錨固用膠粘劑安全性能指標約束拉拔條件下帶肋鋼筋與混凝土粘結(jié)強度(MPa)C30Ф25l=150mm≥11.0≥8.5C60Ф25l=125mm≥17.0≥14.0表6.1.2-3粘鋼建筑結(jié)構(gòu)膠的技術(shù)參數(shù)6.2機具設(shè)備施工用的機具設(shè)備，視現(xiàn)場情況及施工面積和工期要求合理配置。一個臺班所需主要機具設(shè)備參見表6.2-1。7．質(zhì)量控制7.1標準規(guī)范7.1.1《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GB50204-20027.1.2《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50300-20017.1.3《建筑施工安全檢查標準》JGJ59-997.1.4《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》7.2保證材料質(zhì)量的控制措施7.2.1對于進場的7.2.2加固工程使用的結(jié)構(gòu)膠粘劑，封閉裂縫膠粘劑及植筋用的錨固膠粘劑均應(yīng)按工程用量一次進場到位。進場時，應(yīng)對其品種、級別、包裝、中文標志、產(chǎn)品合格證、出廠日期、出廠檢驗報告等進行檢查。結(jié)構(gòu)膠粘劑還應(yīng)對其鋼-鋼拉伸抗剪強度、鋼-混凝土正拉粘結(jié)強度和耐濕熱老化性能等三項重要性能指標以及該膠粘劑不揮發(fā)物含量進行見證取樣復(fù)驗；對地震區(qū)建筑加固用的粘鋼結(jié)構(gòu)膠粘劑，尚應(yīng)進行抗沖擊剝離能力的見證取樣復(fù)驗；所有復(fù)驗結(jié)果均須符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367的7.2.37.2.4加固用鋼筋7.3施工質(zhì)量保證措施7.3.1建立健全施工質(zhì)量保證體系7.3.2施工前認真做好詳細的技術(shù)交底，7.3.37.3.4施工中對每道工序進行嚴格的質(zhì)量控制，認真落實三檢制度，做到以工序質(zhì)量保工程質(zhì)量。每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求及時進行檢查，做好相關(guān)的驗收記錄，如出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)立即返工。7.3.5嚴格控制施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度和濕度。工作環(huán)境的溫度，由于膠本身的性能要求操作時溫度在5～60℃之間。工作環(huán)境的相對濕度不大于707.3.6基底處理是結(jié)構(gòu)加固中的7.3.7保證負彎矩加強筋和鋼板的位置，確保連接的可靠性。施工粘結(jié)前應(yīng)根據(jù)框架柱（墻）上鉆孔的位置與粘結(jié)鋼板位置進行比對，若有間隙則對鋼筋進行煨彎處理8.安全控制措施8.1建立健全安全生產(chǎn)保證體系，落實安全生產(chǎn)崗位責任制。8.2加強安全生產(chǎn)防范措施，實現(xiàn)施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)的標準化、規(guī)范化、制度化、科學(xué)化。8.3施工現(xiàn)場應(yīng)配備相應(yīng)的安全生產(chǎn)防護用品，所有施工人員應(yīng)佩戴安全帽，操作人員應(yīng)穿工作服，戴防護口罩和手套。8.4工作場所進行封閉式施工，禁止非作業(yè)人員進入施工場地。8.5配置粘接劑用的原料應(yīng)密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射。施工現(xiàn)場應(yīng)嚴禁吸煙，嚴禁明火，并應(yīng)配備必要的滅火器以備救護。8.6結(jié)構(gòu)膠粘劑配置和使用場所，必須保持通風(fēng)良好。8.7落實安全生產(chǎn)獎懲制度，增強職工安全生產(chǎn)意識，調(diào)動職工安全生產(chǎn)積極性。8.8建立健全安全教育培訓(xùn)制度。所有員工必須進行入廠三級安全教育，電工、電焊工等特種行業(yè)操作人員都必須經(jīng)有關(guān)部門培訓(xùn)，考核合格后，持證上崗作業(yè)。8.9配置好安全生產(chǎn)設(shè)施，施工現(xiàn)場臨時用電嚴格按《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46-2005執(zhí)行。8.10落實安全檢查制度，針對施工現(xiàn)場勞動條件、生產(chǎn)設(shè)備、防護用品的佩戴、違章作業(yè)等進行例行檢查，確保安全生產(chǎn)。9.環(huán)境保護措施9.1建立環(huán)保體系，落實環(huán)保崗位責任。9.2嚴格執(zhí)行環(huán)境保護法的規(guī)定，防止空氣污染、水污染、固體廢棄物污染和噪聲污染。9.3加強對作業(yè)人員的環(huán)保意識教育，進入施工現(xiàn)場不得高聲喊叫、吹口哨，以減少噪聲擾民。9.4使用手持電動工具（手電鉆等）切割機時，使用設(shè)備性能優(yōu)良，噪音小的工具，施工中必須注意控制噪音，根據(jù)規(guī)定在城區(qū)內(nèi)，禁止中午及晚10點到次日早6點之間進行鋼板和混凝土梁的鉆孔作業(yè)和鋼板螺桿的切割等強噪音作業(yè)。9.5卸荷支撐體系搭拆和材料運輸、裝卸、加工時，防止不必要的噪音產(chǎn)生，最大限度減少施工噪音污染。9.6遵守有關(guān)場容及環(huán)境保護方面的管理制度，搞好現(xiàn)場衛(wèi)生清潔，加強現(xiàn)場施工廢料的管理，做到工完場清，保持場地干凈。9.7進入施工現(xiàn)場的各種施工機具、原材料、半成品等均按指定位置分類存放、堆放整齊，不得隨意亂丟亂放9.8擦拭混凝土和鋼板用蘸有丙酮的脫脂棉、抹布及未用完的膠粘劑應(yīng)專人負責，及時進行