佛山市中医院医疗综合大楼地下室局部梁体修改加固施工技术

 
时间日期:2007-3-6        已被阅读次:[2537]
 
广东省六建集团有限公司 王雪安 张惠东

【摘 要】 通过佛山市中医院医疗综合大楼地下室局部消防通道登高面梁体修改加固施工
      实例,介绍植筋螺栓、粘钢技术以及无收缩自密实混凝土在加固工程中综合应
      用及其技术要点。

  施工工艺选择
  佛山市中医院医疗综合大楼工程主体封顶后,由于使用功能发生了变化,需要对地下室
底层局部消防通道梁体修改。为避免梁体因设计荷载变化而发生破坏,需进行加固处理。根
据设计图纸,在修改梁体底部增大原混凝土梁体截面及其支撑柱加设钢板牛腿,新旧结构连
接采用植筋螺栓,柱身加固采用粘钢外包碳纤维布及覆盖混凝土保护层。但考虑到实际施工
作业条件的限制,混凝土结硬产生的体积收缩,将导致新旧混凝土以及锚板后置埋件与混凝
土间出现裂缝。对预埋件锚板与混凝土的粘结质量,通常认为:预埋件已由锚固钢筋与混凝
土有效锚固,其锚板与混凝土的粘结质量如何并不重要,锚板与混凝土间的裂隙在所难免,
对裂隙不必处理。实际上,结构在环境因素影响下,由于裂隙的存在,使锚板内侧与锚固钢
筋发生锈蚀,导致结构耐久性和承载力下降而影响加固质量。因此,修改梁体新旧混凝土以
及锚板和混凝土结合的密实性成为施工工艺的主要技术难点。经过主要施工参建方的多方论
证,决定采用植筋螺栓、粘钢涂防锈剂、碳纤维布和无收缩自密实混凝土综合应用的施工方
案,有效的解决了新旧混凝土和锚板与混凝土结合的密实性问题。其主要施工流程:
  支撑体系安装→混凝土保护层凿除→钻孔位置测定→钢筋、螺栓种植→螺栓与钢板牛腿
连接→钢板牛腿与混凝土柱粘贴→梁侧模板安装→自密实混凝土施工。
  主要施工方法和技术要点
  植筋施工方法
  按照设计图纸要求,放线测量确定钻孔位置,并在需加大截面的梁的支座处用墨记标注
。根据钢筋直径确定钻孔深度,调整好电钻上的孔深标尺。用孔刷将刚钻的孔穴侧壁上的灰
尘刷净,并用高压气筒将孔内刷落的灰尘吹出。安装注射系统,将装有锚固剂的储罐放入把
手,并将混合器旋上箔罐后再放入MD2000分配器。锚固剂采用环氧树脂浆液,其用量V可根
据钢筋直径Φ、孔径D、孔深L三个参数计算得到,即V=L(D2一Φ2)/1000。自孔穴底部开
始喷射锚固剂,填满约2/3孔深,要确保锚剂填嵌密实牢固。插入钢筋,将钢筋对直扶正,
待锚固剂在规定时间内进行养护后,方可进行绑扎或焊接钢筋等工序,在锚固剂养护期内严
禁碰撞钢筋。植筋留出长度为250mm和1000mm,以利于焊接时将接头错开35d。
  植筋螺栓与钢板牛腿连接施工方法
  待植筋粘结牢固后,按柱头尺寸及图纸要求开好-475×520×12钢板,并根据所植螺栓
的位置和规格在钢板上定位钻孔。将己钻孔的4件钢板安装在所植螺栓上临时固定,并采用
塞焊将螺杆与钢板进行等强度焊接。最后按图纸要求依线焊接位于修改柱每个面上的钢板牛
腿。将修改梁增加的钢筋与钢牛腿搭接焊焊接;然后穿上 型箍筋,并与原梁箍筋按单面
焊10d进行焊接。当梁钢筋焊接完成后,然后在柱头上四周的4件钢板与柱混凝土的间隙之间
采用压力灌注环氧树脂浆液进行粘结。
  钢板牛腿与混凝土柱粘贴施工方法
  先将混凝土表面打磨除去表面灰浆层,用丙酮清洗干净。钢板内表面要打磨出金属光泽
。用掺108胶的1:3水泥砂浆将需灌胶部位钢板下口密封。使用环氧树脂浆液掺入水泥作为
封闭胶埋设注浆嘴和封缝,注浆嘴埋设间隔300~500mm。封缝固化使用压缩气体试压,确认
灌注通道畅通、密封无泄漏。将环氧树脂浆液按4:1调配好,立即装进压力罐,尽快使用。
灌浆由一端按注浆嘴顺序进行,从第一注浆嘴开始灌注,待下一注浆嘴出浆后关闭本注浆嘴
,在下一注浆嘴继续压力灌注,依次进行,全部注满后应继续稳定压力一定时间,吸浆率小
于50ml/h后停止注浆,关闭注浆嘴。待胶液固化后,敲去注浆嘴。
  无收缩自密实混凝土的施工方法
  采用C35无收缩自密实混凝土(内掺适量微膨胀剂)进行浇筑。浇筑前要将新老混凝土交
接面洗净扫水泥浆后才能浇筑混凝土。由人工送混凝土,捣制自密实混凝土的顺序:应从梁
的一端捣向另一端,不能同时捣制,以免梁内有气腔造成蜂窝。捣制时应在入料口进行捣插
及用锤子敲击模板侧面和底面,辅助混凝土在模板内流动并排除气泡。在混凝土强度达到80
%后,拆去入料口模板,并小心凿除入料口混凝土。对于C-L23,25等梁底比楼板底高差不
大于l00mm的修改梁无法用灰槽将混凝土倒入模中成型的情况,将梁底模板放大20cm,做成
平台,梁侧模先封2/3h高度的模板(h为增加的梁高),用标号C40坍落度为10cm的普通混凝
土浇筑。浇筑时,用灰槽将混凝土倒在平台上,再由专人使用工具捣入模中振捣,大致填满
梁后再封余下的侧模,并用锤子敲击模板辅助振动。最后在侧模上部每隔lm钻孔,在混凝土
初凝前用比混凝土配合比高一等级的水泥砂浆进行高压灌浆,将蜂窝、孔洞填充密实。浇筑
混凝土后应注意连续淋水养护不少于14昼夜。
  主要加固技术要点
  沿柱身侧面锚板、柱身混凝土浇筑口四周锚板与混凝土柱身相交的周边,用环氧树脂胶
泥封闭。根据锚板与混凝土柱身缝隙程度和范围,在锚板上钻3~6个孔,并清除孔内的尘屑
。埋设灌浆(嘴)管,检查灌浆设备及密封情况。配置灌环氧树脂浆液,并做浆液固化试验。
分别采用单孔灌浆或多孔灌浆,灌浆压力控制在0.2~0.3Mpa之间。对于每一个(批)灌浆
孔,在灌浆过程中,若某一个排气嘴出浆时,关闭进浆嘴阀门;当吸浆率大于0.1L/min,
或浆液液面低于预埋件锚板底时,打开进浆嘴阀灌浆,使吸浆率小于0.1L/min,浆液液面
不低于预埋件锚板底,并根据灌浆情况,再灌浆1~4min,灌浆结束。拆除灌浆管道,移去
设备,并清洗干净。浆液初凝时,拆除灌浆嘴,用环氧树脂胶泥将进浆嘴处封闭。用超声波
法检查灌浆质量。对灌浆不实区域,重复以上工序。
  植筋荷载试验结果分析
  为验证Φ10、Φ14、Φ16、Φ25植筋是否满足设计要求,故进行了现场抗拔力试验。其
中以Φ16钢筋为例,植筋加载端曲线的荷载——滑移(P-S)曲线如图1所示。
  由图可知,曲线分为三个阶段,当荷载小于某一值时,加载端的滑移与荷载保持直线关
系,植筋粘结性能存在一个弹性极限,这个弹性极限荷载通常为0.7-0.8Pu,对应的滑移
为1.00~1.40mm;曲线斜率反映了植筋的粘结强度。
  继续加载,植筋的荷载滑移曲线进入非线性阶段,曲线弯向S轴。一定范围内随埋深的
增长,植筋的极限承载力有提高的趋势:但超过一定深度后,埋深对植筋的极限承载力的影
响已微乎其微,极限承载力是101.37kN>60.3KN(设计承载力),满足要求。
  设计、施工应注意的问题
  对与此类似的工程设计和施工,应注意以下问题:采用高性能混凝土和钢材阻锈剂;柱
截面较大时,施工中应增加灌浆孔。在锚板上适当增设排气孔,以减少锚板底与混凝土间的
气泡;在锚板内侧增焊小直径短钢筋,以加强锚板与混凝土的粘结等。
  施工体会
  本工程混凝土浇筑28天后即进行了现场随机抽样回弹及超声波检测,并进行试验室抗压
强度试件检测,回弹和检测结果均达到C35混凝土强度指标值以上,基本无粘结裂缝,满足
设计要求。实践证明:植筋螺栓、粘钢及无收缩自密实混凝土在修改加固工程中的综合应用
具有安全可靠、方便快捷、经济高效等效果。因此,结构关键部位的修改加固、预埋件锚板
与新旧混凝土的粘结质量是影响加固质量的关键因素。设计、施工应采取有效措施,以防止
锚板与新旧混凝土间出现裂缝,避免锚板和钢筋锈蚀,确保结构的耐久性和承载力。
参考文献
  1、工程测量规范(GB 50026-93)
  2、混凝土质量控制标准(GB 50164-92)
  3、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2002)
  4、建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001)
  5、建筑装饰装修工程质量验收规范(GB50210-2001)
  6、CECS 25:90混凝土结构加固技术规程
     
 
 
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