多層廠房結(jié)構綜合加固技術[詳細]

1、多層廠房結(jié)構綜合加固技術哈爾濱市某廠總裝車間,建筑面積3716.71米2,長102米,寬16.20米,2層(局部3層).二、三層間設沉降縫一道,三層屋面板標高12.30米,二層為內(nèi)框架結(jié)構,三層為混合結(jié)構,承重外墻厚49厘米,內(nèi)墻厚24厘米,毛石條基,設有基礎圈梁.竣工不久發(fā)現(xiàn)三層1220軸間的 36.54米區(qū)段內(nèi)承重墻體嚴重裂縫、窗間墻開裂錯位、墻體傾斜、梁板及樓梯開裂并傾斜、外墻鋼窗變形、圈梁裂縫,已不能安全使用,須及時加固處理.第1章 結(jié)構加固前狀況承重墻體裂縫.內(nèi)外墻體裂縫264道,裂縫寬度 128米米,裂縫長度 6002800米米,均為45斜裂縫.6個承重窗間墻(厚49厘米)裂縫,其

2、中2個窗間墻裂透失穩(wěn).內(nèi)外墻各l處 傾斜,墻體沿裂縫方向錯位2030米米.梁板、樓梯、圈梁共有裂縫41道,裂縫寬度 0.10.3米米.樓板傾斜,傾斜后高差120米米,由于樓板傾斜,大 部分內(nèi)門不能開關.外側(cè)鋼窗變形后成為平行四邊形,窗戶不能開啟.底層室內(nèi)水泥地面下沉,室外散水坡下沉塌陷.經(jīng)基礎開挖后詳細觀察,地基持力層下陷,嚴重處基礎懸空,其下出現(xiàn)距離基底148厘米的 坑穴.該區(qū)段建筑處于危險狀態(tài),廠方已作出拆除重建的 決定.第2章 產(chǎn)生問題的 原因經(jīng)全面調(diào)查,該廠房1220軸區(qū)間內(nèi)有一丁字形防空通道,通道頂標高距自然地面9米,在離1220軸外墻3米附近有一防空洞入口,由于整個建筑物坐落在地勢

3、最低洼處,雨后地表水聚集流入防空洞內(nèi),其土質(zhì)具有濕陷性,長期受水浸后逐層塌落而沉陷,致使上部結(jié)構遭到嚴重破壞.-第3章 補強加固措施廠房的 補強加固共分兩部分,基礎部分采用鋼筋混凝土灌注樁加承臺梁的 方法,并采用了 石灰擠密樁進行地基加固.上部結(jié)構的 補強加固是在基礎部分加固10個月后,確認基礎沉降基本穩(wěn)定的 情況下進行的 ,為加強結(jié)構的 整體性,采用了 拉桿加固法;開裂失穩(wěn)的 窗間墻則采用先包后灌加固法;混凝土構件裂縫、墻體裂縫采用化學灌漿補強法;最后進行側(cè)窗整形、樓板提升找平及重新裝修.為減少經(jīng)濟損失,加固工作是在不停產(chǎn)的 情況下進行的 ,現(xiàn)就上部結(jié)構綜合加固法作一簡要介紹.9-20-3-

4、1拉桿加固為加強結(jié)構的 整體性,在廠房的 1217軸,沿橫墻在每層樓板面層標高處設置20預應力拉桿(圖9-20-1),螺桿為22(d=22米米螺母),采用千斤頂施加預應力,預應力拉桿穿墻鉆孔必須使用沖擊鉆,禁止人工鑿孔,拉桿墊板采用7510角鋼,以使拉桿與墻體共同工作.,9-20-3-2鋼筋混凝土短梁加固承重磚墻裂縫寬度 超過5米米以上,或開裂后錯位的 墻體,在進行樓面支頂后,采用鋼筋混凝土短梁進行加固.即每隔50厘米,以裂縫處為中點向兩邊各延伸5075厘米,將高50厘米范圍內(nèi)的 墻體拆除,配主筋412,箍筋6200,支模后,灌注C15號混凝土,搗制混凝土短梁,見圖9-20-2.9-20-3-

5、3化學灌漿補強加固對混凝土構件(樓板、圈梁、樓梯)裂縫及承重磚砌體裂縫寬度 大 于0.1米米、小 于0.5米米的 墻體,采用建筑結(jié)構化學灌漿法進行補強,該方法是將一定的 化學灌漿材料配制成漿液,用壓送設備將其灌入縫隙內(nèi),使其充分擴散,經(jīng)凝結(jié)固化,達到補強目的 .環(huán)氧樹脂具有強度 高,粘結(jié)力強,收縮小 ,化學穩(wěn)定性好,可在室溫條件下固化等優(yōu)點.采用環(huán)氧樹脂作為建筑結(jié)構灌漿材料進行補強,可以收到下列技術經(jīng)濟效果：能有效地恢復結(jié)構的 整體性,而且具有封閉防滲作用,補強后結(jié)構外觀好;補強時一般不需要停產(chǎn),不影響建筑物的 正常使用;與其他方法相比施工簡便,速度 快,能使建筑物很快恢復使用,可用這種加固方

6、法修復其他方法很難處理的 混凝土裂縫,施工費用低,綜合經(jīng)濟效果好.化學灌漿補強中采用的 灌漿材料由下列多種材料配制而成.1.主劑.以環(huán)氧樹脂作主劑,采用雙酸A型環(huán)氧樹脂,它是由環(huán)氧氯丙燒與雙酚A在苛性鈉作用下縮聚而成的 .平均分子量為300700,軟化點小 于50,為瓏泊色或淡黃色的 粘稠液體.雙酸A型環(huán)氧樹脂的 主要性能：(1)粘結(jié)力強.環(huán)氧樹脂分子中所含的 極性基團,容易使其分子與和它接觸的 界面產(chǎn)生極性相互作用,使它具有獨特的 粘結(jié)能力.(2)穩(wěn)定性高.環(huán)氧樹脂在未固化前是熱塑性的 ,受空氣、光、熱等影響較小 ,穩(wěn)定性好.(3)收縮小 .因其在液態(tài)時就有高度 締合,固化過程中沒有副產(chǎn)物生

7、成,所以固化收縮小 .(4)化學穩(wěn)定性好.固化后的 環(huán)氧樹脂有穩(wěn)定的 分子結(jié)構,可耐侵蝕.(5)電絕緣性及物理力學性能優(yōu)良.常用的 國產(chǎn)環(huán)氧樹脂有E51(618號)、E44(6101號)、E42(634號)、E33、E28等.2.固化劑.固化劑是一種使未固化的 環(huán)氧樹脂呈熱塑性的 線結(jié)構進行交聯(lián)固化反應的 化學摻劑.固化劑的 種類很多,常用的 多為多元胺類.胺類固化劑的 特征是在常溫下使環(huán)氧樹脂凝結(jié)、固化,反應時放出熱量多,放出來的 熱量能加速環(huán)氧樹脂的 固化.胺類固化劑的 用量可按下式計算：胺類固化劑用量(g/100g樹脂)=常用的 胺類固化劑有乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等.3.稀釋劑.

8、稀釋劑主要用來降低環(huán)氧材料的 粘度 ,使之在灌漿時有很好的 可灌性,粘結(jié)時有較好的 浸潤力.稀釋劑的 另外一個作用是控制環(huán)氧樹脂與固化劑的 反應熱,延長使用時間,可以增加較多的 填充料而降低成本.稀釋劑分活性稀釋劑和非活性稀釋劑兩種,該工程結(jié)構化學灌漿補強中采用非活性稀釋劑.非活性稀釋劑不參與環(huán)氧材料固化過程中的 反應.常用非活性稀釋劑有丙酮、甲苯、二甲苯等.4.增塑劑.加入增塑劑的 目的 ,主要是減少環(huán)氧樹脂硬化后的 脆性,由于加入增塑劑,可降低大 分子之間的 相互作用力,提高材料的 韌性、抗沖擊強度 和耐寒性能,同時還有降低反應放熱溫度 和延長使用時間的 作用,但抗拉強度 、彈性模量、軟化

9、點都相應降低.增627塑劑分活性增塑劑與非活性增塑劑兩種,該工程結(jié)構化學灌漿補強中采用非活性增塑劑.常用的 增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三乙酯等.5.填料.環(huán)氧材料中加填料,可使固化物的 一些性能得到改善,如降低熱膨脹系數(shù)、收縮率、放熱溫度 ,提高粘度 ,抗沖擊性能等.同時還可以減少環(huán)氧樹脂用量,降低成本.常用的 填料有石棉纖維砂、石英粉、瓷粉、小 石子等.6.反應促進劑.由于粘結(jié)工藝要求盡快結(jié)束固化反應,以縮短操作時間,因此,在配制漿液時需要添加各種促進劑,加速固化劑與環(huán)氧基的 反應.常用胺類固化劑的 促進劑有苯酚、煤焦油、聚酰胺等.環(huán)氧樹脂灌漿材料的 組成可分為三大 類,該工程采用的 是

10、非活性稀釋劑體系.設計了 在常溫條件下的 環(huán)氧基液配合比組分：環(huán)氧樹脂主劑、增塑劑、稀釋劑、固化劑;環(huán)氧膠泥配合比組分：環(huán)氧樹脂主劑、增塑劑、固化劑、促進劑、吡啶、稀釋劑、水泥;環(huán)氧灌漿漿液配合比組分：環(huán)氧樹脂主劑、增塑劑、釋稀劑、固化劑.經(jīng)試驗漿液凝固后的 抗壓強度 為63.5米Pa,粘結(jié)強度 為l.9米Pa.目前國內(nèi)尚無定型的 專用化學灌漿設備,為此自行設計加工兩套壓力灌漿罐,并配備空氣壓縮機(國家定型產(chǎn)品)、管道、灌漿嘴、沖擊鉆、天平、配漿器具組成灌漿設備.這兩套化學灌漿設備具有下列性能：可灌滿混凝土構件裂縫寬度 在0.1米米以上的 裂縫;灌漿壓力可達l米Pa,一般0.20.4米Pa即可

11、滿足化學灌漿的 要求;灌漿設備功能齊全,移動靈活,便于維修保養(yǎng).9-20-3-4化學灌漿一般工藝流程缺陷調(diào)查缺陷部位處理埋設灌漿嘴封閉處理試漏配漿灌漿封口養(yǎng)護1.缺陷調(diào)查.對混凝土構件及承重磚砌體的 裂縫長度 、寬度 、深度 及走向進行調(diào)查并作好記錄.2.缺陷部位處理.用鋼絲刷等工具將混凝土構件裂縫表面及承重磚砌體裂縫部位表面的 灰塵、浮渣等污物清除,沿裂縫兩側(cè)23厘米處涂刷環(huán)氧基液,為封閉處理準備好基底.3.鉆孔.在裂縫上鉆騎縫孔,以便使灌漿具有較廣的 通路,而且能使?jié){液進入裂縫的 深部,提高漿液的 充盈度 ,鉆孔孔徑為機0米米,磚砌體裂縫孔距4060厘米(混凝土結(jié)構裂縫孔距應為3050厘米

12、),鉆孔后應用壓縮空氣將孔內(nèi)粉塵與碎屑吹凈.4.埋設灌漿嘴.灌漿嘴位置設在裂縫較寬處及裂縫端,在貫通裂縫上必須兩面交叉設置,并考慮了 一定數(shù)量的 排氣孔,灌漿嘴可用普通(I級鋼)圓鋼或塑料制作,用環(huán)氧樹脂膠泥封閉.5.封閉.用環(huán)氧樹脂膠泥沿裂縫兩側(cè)23厘米的 部位刮平進行封閉處理,特別要注意灌漿嘴周圍的 封閉質(zhì)量,確保密封效果.6.試漏.用環(huán)氧樹脂膠泥封閉1d后,即可進行試漏,試漏前沿封閉部位涂刷一層肥皂水,從灌漿嘴通入壓縮空氣(壓力與灌漿壓力相同).若封閉不嚴,產(chǎn)生漏氣時肥皂水會起泡.如發(fā)現(xiàn)漏處則可用環(huán)氧樹脂膠泥堵漏.7.配漿.環(huán)氧樹脂漿液的 配制方法是按確定的 灌漿配合比,先將環(huán)氧樹脂加熱

13、,使其能較好地與其他外加劑攪拌混合.外加劑的 摻加次序是：稀釋劑、增塑劑、促進劑,最后加入固化劑,攪拌必須均勻.漿液配制后最好能予以冷卻,使其反應速度 緩慢,粘度 增長不致太快.6288.灌漿.灌漿前用壓縮空氣將孔道(通過灌漿嘴)吹干凈(達到無水、干凈狀態(tài)),然后進行灌漿.灌漿壓力可控制在0.20.4米Pa,壓力升高應緩慢,防止驟升驟降.以下述三方面為進行終止灌漿的 控制條件,即壓力罐上的 壓力表穩(wěn)定2米in以上;排氣灌漿嘴冒出漿液,從透明壓漿管觀察到漿液停滯.終止灌漿后立即用木楔將灌漿嘴塞嚴.9.養(yǎng)護.養(yǎng)護溫度 以l525為宜,夏季養(yǎng)護期為2d,冬期(采暖)則需7d以上.養(yǎng)護期間不應受沖擊和

14、振動.灌漿效果檢查.采用壓水試驗,壓力值一般為灌漿壓力的 70%80%,壓水試驗至基本不進水,且不滲漏時,即認為合格.采用上述化學灌漿補強方法,共加固處理混凝土構件裂縫41條,承重磚砌體裂縫105條,效果良好.其余159條縫寬度 小 于1米米的 裂縫則采用抹刮環(huán)氧樹脂膠泥進行加固處理.9-20-3-5窗間墻加固窗間墻的 加固采用“先包后灌”的 方法.即在窗間墻四角沿墻高設置4根7510的 角鋼,角鋼四周設10l50米米的 套箍,角鋼之間配510縱向鋼筋,并與套箍點焊形成鋼筋網(wǎng).套箍經(jīng)預熱后焊接,從而使其冷卻產(chǎn)生預應力.澆水濕潤后抹米10水泥砂漿厚50米米,同時沿裂縫處埋設灌漿嘴.養(yǎng)護7d后,對窗間墻進行環(huán)氧樹脂壓力灌漿