旧教学综合楼加固改造施工技术

旧教学综合楼加固改造施工技术

王峥

王峥陕西建工集团第八建筑工程有限公司

[摘要]通过对70年代某教学综合楼7层建筑框架结构进行加固改造工程的实例分析,对采用外包钢法对框架柱进行加固，在施工中应用静力切割施工,化学植筋、包钢加固,压力灌胶,使结构抗震承载力能够达到原设计水平。

[关键词]加固改造、外包钢加固、环氧砂浆封口、压力灌胶、施工

1、工程概况

某工程位于西安市小东门外伍道什字南街，七层框架结构，局部八层，楼高27.89米，长45.52米，宽14.48米，建筑面积6800米.该工程由于早期施工时发生事故，当时进行了增大截面法加固，现经技术人员和检测单位对结构进行现场检测后。需对原结构进行外包钢加固,确保结构安全。

柱下一1.70M,基础放大200，所有基础人工开挖后采用化学植筋现浇钢筋混凝土交叉梁基础，1到7层楼面结构板在柱角处静力切割开洞，柱角外包钢从基础到7层楼面垂直灌通，荷载由7层逐层传递至外套框架柱,然后由外套框架柱传至基础,各层楼面结构板在柱角处静力切割后，其切割掉部位的钢筋用比原大一号的钢筋与柱角包钢焊接后，用高一号砼浇实使框架连接形成整体。

2、结构拆除

根据受力情况首先钢筋混凝土板,1到7层楼面结构板在柱角处采用静力切割施工

1)钢筋混凝土板的切割方法

将柱角处楼面结构板开孔240*240,用水钻沿切割线切割,并防楼面结构板因钢筋切断，而引发事故。

2)保障施工安全

在所有被切割的混凝土板部位进行加盖,防止切割过程中混凝土块落地伤人。防止进入现场人员坠入空洞部位。

采用该技术有效地防止了因拆除对周边结构的震动和人为破坏,确保了原结构的安全使用。

3、植筋加固

基础与原有框架柱及周边底梁、扩基部位采用植筋进行连接加固,植筋加固胶采用JGN型结构胶。

（1）生根钢筋孔位放线定位：根据图纸设计要求及现场实际情况，确定植筋位置，并弹好位置线。

（2）成孔：用电锤配相应直径的锤头（?10以下钢筋比钢筋直径大4mm，?12以上钢筋比钢筋直径大6mm）在原结构弹放的孔位线上钻孔，孔深15d（d为钢筋直径），完全能满足设计要求。

（3）清孔：先用专用吹吸风机把孔内粉尘清除干净，再用脱脂棉丝蘸丙酮充分擦拭孔壁，至孔内清洁无浮尘，无杂物为宜。孔内如潮湿需用电热棒进行加热烘烤至烘干为止。

（4）钢筋锚固段打磨：用角向磨光机配钢丝轮角磨片对钢筋锚固段进行打磨除锈，直至漏出金属光泽为宜。

（5）钢筋锚固段清洗：用脱脂棉丝蘸丙酮对打磨好的钢筋锚固段进行擦拭，至无油污、无浮沉、浮锈为宜。

（6）注胶植筋：用专用注胶器将结构胶注入孔内约2/3孔深，然后将钢筋缓缓旋转植入孔内，使钢筋达到规定的锚固深度为止，洞口用结构胶泥封堵，以防胶固化前外溢。

（7）固定养护：钢筋植毕后，需将其相互连接固定，避免倾斜。8小时内不得有任何挠动，在5摄式度以上24小时可以满足设计强度的要求，在5摄式度以下72小时可以满足设计强度要求。

采用该技术成功解决了新旧框架钢筋的连接,植筋锚固力经锚固性能试验检验均达到设计要求。

4、包钢加固

4.1工艺流程

剔除混凝土表面装饰层→混凝土表面打磨(除去2～3mm表层)→修补混凝土表面→钢板除锈打磨→丙酮擦洗→包角钢组焊缀板成型→环氧砂浆钢材封边→压力注胶→检验→挂金属网→抹水泥砂浆保护层。

4.2控制要点

4.2.1柱子外包钢法加固

1）基底表面处理

将柱子表面原有抹灰及附着物凿除，在混凝土捏钢位置测放打磨控制线后，采用角磨机进行打磨，打磨掉混凝土浮层，直至完全露出坚实新结构面，并将柱子截面的棱角打磨成半径r≥7mm的园角。混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以剔除，用高强水泥砂浆进行修补；若柱体存在裂缝，裂缝部位应首先采用流动性较好的环氧灌缝胶进行封闭处理。打磨完毕时对损伤处理后，用压缩空气吹净浮尘，最后用棉布蘸丙酮试净表面，保持干燥备用。

2）钢材表面清理

钢材表面打磨钢材粘接面，须进行除锈和粗糙处理。用砂轮磨光机打磨后金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢材受力方向垂直，其后用棉丝沾丙酮擦拭干净。

3）组装焊接

根据图纸要求并结合现场实际情况对钢材进行组装焊接，角钢与原结构柱应粘紧，竖向基本顺直，如原结构柱出现较大垂直偏差，应进行顺直处理，缀板与角钢搭接部位须三面围焊，焊缝应符合设计及《建筑钢结构焊接规程》要求。

4）用修补胶埋设灌胶嘴并封边

焊缝检验合格后，用环氧砂浆沿钢材边缘封严，结合现场实际情况确定埋管位置及间距。

5）压力灌胶

严格按结构胶说明书提供的配比配制，搅拌均匀后方可使用。一次配胶量不宜过多，以40～50分钟用完为宜。将搅拌均匀的结构胶用气泵和注胶罐进行注胶，注胶时竖向按从下向上的顺序，水平方向按同一方向的顺序，注胶时待下一注胶管（孔）溢出胶为止，依次注胶，直至所有注胶管（孔）均注完。最后一个注胶管（孔）用于吹气孔，可不注胶，注胶结束后清理残留结构胶。

外贴角钢的胶缝厚度宜控制在3～5mm;局部允许有长度不大于300mm、厚度不大于8mm的胶缝，但不得出现在角钢端部600mm范围内。禁止在注胶后施焊，否则将引起结构胶老化而失效。

6）表面维护

外包钢竣工验收后，应对其表面进行防腐防火处理，可在外包钢竣工验收后表层挂200目金属网再抹25mm厚水泥砂浆。在不改变原结构形式的情况下,既满足了结构抗震要求，又具有良好的饰面效果。

4、3包钢加固的质量标准

加固应符合（建筑抗震加固技术规程）JGJ116-2009，本工程工作面大、工作量大、工期紧、技术要求高，原框架柱上、下位置轴线、垂线偏差较大，为保证质量，施工中必须把握以下环节；

1）进场材料必须具有出厂检验报告、出厂合格证，并现场抽检后复试合格，方可使用。

2）基层表面处理符合图纸技术要求。

3）角钢对接処的加强板的部位、尺寸必须符合图纸技术要求。

4）为保证包钢加固的质量，每道工序设置专人检查，按照规范要求验收，并做验收记录，严格检查角钢、缀板打磨、焊接及角钢、缀板周边的环氧砂浆封边，粘结剂的压力灌胶饱满程度，以及可能出现灌胶跑胶、注胶不到位等不易补救的质量问题如有发生，及时返工。

5）在结构胶固化后8h不得有任何扰动,养护24h可以满足设计强度要求。检验用小锤轻轻敲击钢材表面，从音响判断粘接效果，如有个别空洞声，表明局部不密实，须再次高压注胶方法补实。

5、包钢加固的安全措施

5.1本加固工程施工单位必须具有建筑工程加固补强施工的专业资质。

5.2脚手架必须有足够的高=刚度、强度、稳定性以及必要的操作空间。

5.3丙酮、配制粘结剂的原材料应密封并分别存放，远离火源，避免阳光直接照射，库房、操作现场必须保持良好通风。

5、4操作工人应穿工作服，戴好防护眼睛、口罩及手套。

5、5在库房、工作现场应配备必要的灭火器材，以备消防求救护检。

6、结语

该旧教学经加固后,进行了全面装修改造施工,于2010年12月投入使用。两年来,加固部位未出现异常,不均匀沉降及明显裂缝,确保了建筑物的安全使用,节约了施工费用,实践证明,加固处理方法是成功的。