直接剪切型錨栓鋼板在加固混凝土構(gòu)件中的應(yīng)用

侯江華 （四川外國語大學(xué)后勤基建管理處，重慶 400031）

1 工程概況

某大型廠房項(xiàng)目，總建筑面積3700m，主要功能區(qū)跨度為28m，長度60m?？傮w采用框架結(jié)構(gòu)體系，屋蓋采用鋼結(jié)構(gòu)。在施工過程中，因施工現(xiàn)場條件限制和施工作業(yè)管理不足等因素，混凝土拆模之后，出現(xiàn)嚴(yán)重蜂窩現(xiàn)象，尤其是在結(jié)構(gòu)連接部位，這樣將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。針對(duì)這種現(xiàn)象，在滿足結(jié)構(gòu)安全要求同時(shí)，也能降低工程造價(jià)的前提下，在施工中我們用了直接剪切型錨栓鋼板加固混凝土構(gòu)件的方法。

2 混凝土加固主要依據(jù)

①原設(shè)計(jì)施工圖紙

②結(jié)構(gòu)檢測報(bào)告

③《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50367-2013）

④《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50105-2010）

⑤《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）

⑥《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB 50018-2002）

⑦《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）

⑧《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50550-2010）

3 加固技術(shù)方案

3.1 分區(qū)施工的原則

如果同一結(jié)構(gòu)單元在不同的樓層使用直接剪切型錨栓鋼板，當(dāng)某一樓層完成了某一批次的直接剪切型錨栓安裝，則在該批次直接剪切型錨栓安裝完成后的6h內(nèi)，相鄰上下各三個(gè)樓層高度范圍內(nèi)不得進(jìn)行電錘打孔、風(fēng)鎬拆除混凝土等高頻率電動(dòng)工具施工操作，以確保直接剪切型錨栓錨固劑不受擾動(dòng)。

3.2 分批次施工的原則

同一樓層的全部直接剪切型錨栓鋼板應(yīng)分批次完成施工；任何一塊錨栓鋼板施工中，直接剪切型錨栓必須分兩個(gè)批次安裝。

3.2.1 梁體

同一梁體對(duì)應(yīng)兩側(cè)面均使用直接剪切型錨栓鋼板時(shí)，應(yīng)分為兩個(gè)批次完成；當(dāng)其中一側(cè)全部完成直接剪切型錨栓鋼板安裝，并確保錨固劑獲得設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可開展對(duì)應(yīng)另一側(cè)的混凝土鉆孔和錨栓安裝等施工程序。同一樓層的梁底直接剪切型錨栓鋼板可按一個(gè)批次完成施工，也可根據(jù)實(shí)際情況分批次施工。

3.2.2 柱子

同一樓層的柱子直接剪切型錨栓鋼板安裝應(yīng)分兩個(gè)批次完成。當(dāng)存在柱子四個(gè)面需要安裝直接剪切型錨栓時(shí)，第一個(gè)批次針對(duì)柱子兩對(duì)邊安裝；當(dāng)?shù)谝粋€(gè)批次全部完成直接剪切型錨栓鋼板安裝，并確保錨固劑獲得設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可開展對(duì)應(yīng)另一側(cè)的混凝土鉆孔和錨栓安裝等施工程序。

3.3 直接剪切型錨栓鋼板的施工方法

由于直剪型錨栓鋼板加固處理方法是一種新型的加固專利技術(shù)，主要適用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固處理。直接剪切型錨栓在結(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工工藝和安裝方法、加固性能等方面完全不同于普通化學(xué)錨栓，其技術(shù)內(nèi)涵和特征受國家專利法保護(hù)（國家授權(quán)發(fā)明專利號(hào)：ZL201210290563.X）。直接剪切型錨栓鋼板加固成套技術(shù)施工遵循下述施工方法，并滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。

主要材料的種類及數(shù)量表

3.3.1 主要材料及設(shè)備

主要材料的種類及數(shù)量需根據(jù)后期結(jié)構(gòu)形式是否繼續(xù)改變而做相應(yīng)的調(diào)整。

3.3.2 混凝土表面處理

鋼板安裝范圍的混凝土表面應(yīng)進(jìn)行打磨，清除表層浮槳，暴露出混凝土堅(jiān)固基層。經(jīng)打磨后的混凝土表面應(yīng)能清晰顯示粗骨料分布，表面應(yīng)基本平整。經(jīng)打磨后的混凝土表面應(yīng)逐塊進(jìn)行確認(rèn)并記錄，在后續(xù)施工過程中應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)，不受水浸，不得污染。需要打磨的混凝土表面積應(yīng)略大于鋼板表面積。

3.3.3 破損混凝土處理

①將松散的混凝土剔除，剔打干凈。

②用清潔自來水沖洗干凈，去除浮沙及灰塵，保證原混凝土完整部分清潔，方便后續(xù)施工。

③對(duì)外露的鋼筋進(jìn)行除銹，若外露鋼筋發(fā)生變形，則需進(jìn)行矯正，恢復(fù)至損傷前。

④剔除和清潔處理完成后，需對(duì)有裂縫的位置進(jìn)行注漿處理，施工方法及要求詳灌漿法工藝流程。

⑤待灌漿強(qiáng)度達(dá)到后，按破損情況支模，采用高延性混凝土澆筑。

⑥養(yǎng)護(hù)一周，待強(qiáng)度達(dá)到后脫模并鑿除多余混凝土，恢復(fù)原柱造型。

⑦用打磨機(jī)將混凝土打磨平整，并清潔干凈，做好加固前準(zhǔn)備。

3.3.4 混凝土裂縫處理

剔除表面后，首先應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行全面檢查、標(biāo)注和治理。對(duì)于寬度<0.2mm的裂縫，采用改性環(huán)氧砂漿騎縫涂抹、封閉，當(dāng)稀而少時(shí)可騎縫涂復(fù)修補(bǔ)（圖1），對(duì)于細(xì)而密的裂縫應(yīng)采用全部涂復(fù)修補(bǔ)。對(duì)于寬度≥0.2mm的裂縫，采用恒定低壓壓注改性環(huán)氧化學(xué)漿液（砌體裂縫修補(bǔ)膠）的方法進(jìn)行修補(bǔ)（圖2）。

圖1 騎縫表面修補(bǔ)裂縫示意

圖2 化學(xué)灌漿修補(bǔ)裂縫示意

3.4 灌漿法施工工藝流程

灌漿法施工應(yīng)按以下工藝流程進(jìn)行：

①埋設(shè)灌漿嘴（盒、管）。對(duì)于細(xì)（≤0.3mm）裂縫，可用鋼絲刷沿縫進(jìn)行表面刷毛和清潔處理，然后騎縫用環(huán)氧膠泥粘貼灌漿盒或灌漿嘴；對(duì)于寬（＞0.3mm）裂縫，宜沿縫開鑿V形槽，然后騎槽粘埋灌漿嘴；盒、嘴間距400mm～1000mm，灌漿管距離為1000mm～2000mm，原則上，縫窄應(yīng)密，縫寬可稀，但每條裂縫至少須有一個(gè)進(jìn)漿孔和排氣孔。

②封縫。對(duì)于不鑿槽裂縫可用環(huán)氧膠泥封縫，先沿裂縫刷一道環(huán)氧樹脂基液，后抹一層厚1mm左右、寬20mm～30mm的環(huán)氧膠泥；也可用環(huán)氧樹脂粘貼1層～3層脫蠟玻璃絲布封縫，寬80mm～100mm。

對(duì)于鑿U形槽裂縫，可用水泥砂漿封縫，為增強(qiáng)砂漿與界面的粘著力，應(yīng)先于槽面上刷一層環(huán)氧樹脂漿液，然后才嵌填水泥砂漿。密封檢查；待封縫膠泥或水泥砂漿固化后，沿縫涂一層肥皂水，并從灌漿嘴向縫中通入壓縮空氣，若無冒泡現(xiàn)象，表示密封效果良好，否則應(yīng)予修補(bǔ)。配制漿液；一次配制漿液數(shù)量，應(yīng)視漿液凝固時(shí)間及灌漿速度而定。灌漿主要設(shè)備為灌漿泵，包括貯漿罐、貯氣罐、空壓機(jī)或手動(dòng)氣泵；附屬設(shè)備包括灌漿嘴（或灌漿盒、灌漿管）、連接管道及攪拌器等。灌漿時(shí)應(yīng)對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行檢查，并接通管路，用壓縮空氣將孔道及裂縫內(nèi)粉塵吹凈。灌漿由縫的一端灌向另一端，豎縫由下往上灌?；瘜W(xué)灌漿壓力為0.2MPa～0.4MPa，水泥漿灌漿壓力為0.4MPa～0.8MPa灌漿。壓力應(yīng)逐漸升高，防止驟然加壓使裂縫擴(kuò)大。每次灌漿以鄰近貼嘴冒漿為準(zhǔn)，冒漿后立即用木塞塞緊；依次壓灌，直至最后一個(gè)貼嘴冒漿，并用木塞塞緊，保持恒壓繼續(xù)壓灌。當(dāng)吸漿率小于0.1L/min時(shí)，再續(xù)灌5min～10min后即可停止灌漿。灌漿結(jié)束后，應(yīng)立即清洗管道及設(shè)備。封口結(jié)束；灌漿后，待縫內(nèi)漿液初凝而不外流時(shí)，可拆下灌漿嘴（盒），用環(huán)氧膠泥或灌漿液水泥膏，對(duì)灌漿孔進(jìn)行封口，并抹平。清除灌漿嘴（盒）上漿液，以備重復(fù)使用。采用壓力灌漿對(duì)裂縫處理時(shí)，承包商應(yīng)確保使用漿液的可注性，并根據(jù)裂縫深度、寬度和生產(chǎn)商提供的數(shù)據(jù)綜合確定灌注壓力；壓力灌注前，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行可靠封閉，確保整個(gè)灌注過程順利進(jìn)行。

4 施工步驟及具體做法

4.1 鋼筋掃描、鋼板孔位確定與鋼板安裝框線定位

①根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的加固鋼板尺寸，將鋼板安裝框線準(zhǔn)確放樣至構(gòu)件表面。

②在經(jīng)打磨后預(yù)備安裝鋼板的構(gòu)件表面區(qū)域，采用鋼筋掃描儀確定鋼筋位置。

③在CAD圖形系統(tǒng)中對(duì)比構(gòu)件內(nèi)鋼筋分布與設(shè)計(jì)規(guī)定的錨栓孔位布置；當(dāng)設(shè)計(jì)規(guī)定的錨栓孔位與構(gòu)件內(nèi)鋼筋沖突時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整錨栓孔位，調(diào)整的距離應(yīng)盡量小，以避開鋼筋后能正確完成鉆孔為度，同時(shí)施工單位應(yīng)考慮到儀器設(shè)備不能準(zhǔn)確探明鋼筋位置帶來的影響。調(diào)整過程中，鋼板上設(shè)計(jì)孔位數(shù)不能減少。

4.2 直接剪切型錨栓鋼板安裝

鋼板初始就位→鋼板臨時(shí)固定→完成單塊鋼板全部錨栓在混凝土構(gòu)件內(nèi)的安裝孔成孔→第一批次直接剪切型錨栓安裝→第二批次直接剪切型錨栓安裝。

4.3 注膠與防護(hù)

直接剪切型錨栓鋼板安裝完成后，應(yīng)采用壓縮空氣吹凈鋼板與混凝土面之間的浮灰，再采用專用環(huán)氧樹脂膠將鋼板周邊與混凝土交界處的縫隙全部密封，同時(shí)在鋼板上、下對(duì)角處安裝注膠管和出膠管。

采用灌注型結(jié)構(gòu)膠對(duì)鋼板與混凝土之間的間隙進(jìn)行壓力注膠處理，鋼板與混凝土面之間的間隙能灌注密實(shí)。

直接剪切型錨栓安裝完成后，應(yīng)對(duì)鋼板表面進(jìn)行防銹處理。鋼板完成防銹處理后，應(yīng)再進(jìn)行防火涂層施工。防火涂層應(yīng)能保證構(gòu)件耐火等級(jí)達(dá)到一級(jí)的性能要求。

5 結(jié)語

在使用直接剪切型錨栓鋼板加固混凝土構(gòu)件工程中，我們嚴(yán)格執(zhí)行上述標(biāo)準(zhǔn)和工藝流程，達(dá)到了預(yù)期質(zhì)量要求，而且避免了大體積混凝土拆除對(duì)原有結(jié)構(gòu)造成的二次傷害，降低拆除施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)降低工程造價(jià)。