戴鮮英

(山西省第二建筑工程公司，山西太原 030013)

某大樓計(jì)劃將某層原設(shè)計(jì)的辦公區(qū)改為檔案庫，無形中增加了使用活荷載，因此需對原結(jié)構(gòu)構(gòu)件部分加固補(bǔ)強(qiáng)，經(jīng)計(jì)算，對其涉及到的梁板構(gòu)件采用粘貼碳纖維的方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。

1 施工依據(jù)

1)加固設(shè)計(jì)要求;

2)CECS 146∶2003碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程;

3)GB 50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范;

4)特種專業(yè)加固技術(shù)對材料、施工工藝等專業(yè)方面的要求。

2 加固設(shè)計(jì)

1)承載力不滿足要求的梁采用粘貼碳纖維加固，碳纖維規(guī)格為300 g/m2。

對JGL1，JGL2在梁底粘貼三層碳纖維，兩端各粘貼四道雙層碳纖維U形箍，寬150 mm，凈距150 mm;次梁交接處兩側(cè)各粘貼四道雙層碳纖維U形箍，寬150 mm。

2)對JGL3采用加大截面法加固，梁底增加100 mm高灌漿料，增設(shè)4Φ25鋼筋;澆筑完成后，在梁外側(cè)增加碳纖維U形箍，U形箍規(guī)格:幅寬150 mm，凈間距150 mm，單層粘貼，支座及次梁交接處兩側(cè)各四道U形箍雙層粘貼;梁頂增加35 mm高灌漿料(與疊合板同時增設(shè))，粘貼規(guī)格為300 g/m2碳纖維三層，幅寬350 mm。

3)JGL4采用加大截面法加固，梁底增加100 mm高灌漿料，增設(shè)3Φ25鋼筋，澆筑完成后，在梁外側(cè)增加碳纖維U形箍，U形箍規(guī)格:幅寬150 mm，凈間距150 mm，單層粘貼，支座及主梁交接處兩側(cè)各四道U形箍雙層粘貼;梁頂增加35 mm高灌漿料(與疊合板同時增設(shè))，粘貼規(guī)格為300 g/m2碳纖維三層，幅寬250 mm。

灌漿料強(qiáng)度等級大于C40。

4)樓板采用在板頂增加35 mm灌漿料疊合層加固。疊合層上粘貼規(guī)格300 g/m2碳纖維片材:短向:幅寬150 mm，凈間距100 mm，雙層粘貼;長向:幅寬150 mm，凈間距200 mm，雙層粘貼。板底下粘貼:規(guī)格300 g/m2碳纖維片材:短向:幅寬150 mm，凈間距100 mm，單層粘貼;長向:幅寬150 mm，凈間距200 mm，單層粘貼。

3 具體施工工藝及方法

3.1 梁底擴(kuò)截面加固

根據(jù)施工圖要求，本次加固工程需對JGL3，JGL4進(jìn)行擴(kuò)截面加固。

加固工程所使用的灌漿料擬選用“北京泰合立都建材有限責(zé)任公司”生產(chǎn)的“THCGM高強(qiáng)無收縮灌漿料”，該材料的性能如表1所示。

表1 THCGM-1材料性能表

擴(kuò)截面加固施工技術(shù)及工藝流程如下。

3.1.1 植筋

1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙尺寸，在剪力墻相關(guān)部位鉆孔φ32，鉆孔深度400 mm;

2)將孔內(nèi)清理并吹掃干凈后，注入植筋膠，植筋膠填滿孔2/3即可;

3)將下好料的鋼筋緩慢的插入孔內(nèi)，并臨時固定，在植筋膠固化前，不得擾動鋼筋;

4)對JGL3，可鉆通剪力墻，在墻端增設(shè)鋼墊板，并采用螺栓錨固。

3.1.2 鋼筋綁扎

待植入的鋼筋徹底錨固后(植入48 h后)，按設(shè)計(jì)圖將下好料Φ25鋼筋與植筋進(jìn)行焊接連接，焊接采用雙面焊，搭接長度5d;焊接接頭與植筋距離大于1 000 mm，焊接時，采用浸濕毛巾對植筋端進(jìn)行包裹降溫處理。

3.1.3 混凝土界面處理

將梁表面鑿毛，將梁底鋼筋保護(hù)層剔除，露出原梁底鋼筋及箍筋。

3.1.4 模板支設(shè)

1)模板材料選用膠竹板，方木龍骨，按梁的不同尺寸進(jìn)行下料組裝;

2)模板固定應(yīng)抗變形、整體密封性能好，無漏漿;因采用高流態(tài)灌漿料，所以，模板要求接縫密實(shí)，模板接縫處使用密封膠帶封閉，以確保灌漿料不流失;

3)模板按灌注要求預(yù)留灌注孔。

3.1.5 壓力灌注高強(qiáng)度無收縮灌漿料

1)灌注設(shè)備采用RPT壓力灌噴機(jī)，灌注工作壓力3 MPa，額定功率7.5 kW，電壓380 V。灌注流量30 L/min，輸送管孔徑32 mm。

2)灌注由一側(cè)開始依次通過灌注嘴灌注。觀察漿液從鄰近的排氣孔中溢出，此時關(guān)閉灌漿孔和排氣孔，從鄰近的灌漿孔繼續(xù)灌注，直到將整個梁全部灌注完畢。

3)養(yǎng)護(hù):高強(qiáng)度灌漿料的早期強(qiáng)度增長較快，3 d后即可拆模，拆模后，表面澆水養(yǎng)護(hù)即可，視現(xiàn)場環(huán)境溫度，每天澆水3次～5次。

3.2 碳纖維粘貼

3.2.1 施工技術(shù)及工藝流程

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，使用日本進(jìn)口“東麗”UT70-30(300 g/m2)單向編織的碳纖維片材(高強(qiáng)度Ⅰ級)和相應(yīng)配套的粘結(jié)樹脂膠(A級膠)。對所涉及的混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。

碳纖維片材加固混凝土構(gòu)件施工工藝流程如下:

1)施工準(zhǔn)備工作。

認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)圖紙，充分理解設(shè)計(jì)意圖。現(xiàn)場備好碳纖維片材、配套樹脂、機(jī)具等。

2)表層處理。

將被粘貼的混凝土表面疏松、蜂窩、油漬等清除干凈，對加固部位表面不平整處打磨，使其平整，表面露出新混凝土面層。轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑R≥20 mm。

用高壓空氣槍等去除打磨時產(chǎn)生的塵土等。如果用水沖洗干凈后，要充分干燥以后才能施工。

對混凝土表面較大的孔洞及凹陷處，采用“高強(qiáng)度修補(bǔ)砂漿”進(jìn)行補(bǔ)平處理。

混凝土表面保持干燥。

3)涂刷底層樹脂。

廠家提供特制的專用底層樹脂。

用滾筒刷在混凝土表面均勻涂抹一層底層樹脂。

待底層樹脂表面指觸干燥后，方可進(jìn)行下一道工序。

4)粘貼碳纖維片材:

a.將碳纖維布按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行裁剪。

b.按產(chǎn)品生產(chǎn)廠家提供的工藝規(guī)定配制浸漬樹脂，并均勻涂抹于粘貼部位。

c.在粘貼位置將碳纖維布用手輕輕壓貼，并用專用滾筒順纖維同一方向多次重復(fù)滾壓，直到擠出氣泡為止，滾壓時注意不得損傷碳纖維布，然后將浸漬樹脂充分浸透碳纖維布。

d.如為多層粘貼，則重復(fù)上述步驟即可，需要注意的是纖維表面的浸漬樹脂指觸干燥后盡快進(jìn)行下一層工序的粘貼。e.在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。5)表面防護(hù)處理:

粘貼完成，待最后一層浸漬樹脂固化前，用手拍方法粘結(jié)一層石英砂，作為界面處理層，待樹脂完全固化后，在表面抹聚合物砂漿保護(hù)層15 mm厚。

3.2.2 檢驗(yàn)及驗(yàn)收

按CECS 146∶2003碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中有關(guān)規(guī)定:

1)施工前，應(yīng)檢查碳纖維片材和配套樹脂類粘結(jié)材料等的產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品說明書及出廠檢驗(yàn)報告，各項(xiàng)性能指標(biāo)均應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定;

2)施工時，應(yīng)嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)混凝土加固施工工藝流程，進(jìn)行各工序隱蔽工程的檢查與驗(yàn)收;

3)碳纖維片材的實(shí)際粘貼面積應(yīng)不小于設(shè)計(jì)面積，位置允許偏差不應(yīng)大于10 mm;

4)混凝土表面與碳纖維片材之間的粘結(jié)質(zhì)量檢查，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面，總有效粘結(jié)面積不小于95%。當(dāng)碳纖維布空鼓面積不大于10 000 mm2時，可用針管注膠的方法進(jìn)行修補(bǔ)，當(dāng)空鼓面積大于10 000 mm2時，空鼓部位的碳纖維片材應(yīng)全部切除，重新搭接粘貼，搭接長度不應(yīng)小于100 mm。

3.3 板頂疊合層澆筑

按設(shè)計(jì)要求，板頂澆筑35 mm厚高強(qiáng)灌漿料疊合層，本方案擬選用“北京泰合立都建材有限責(zé)任公司”生產(chǎn)的“THCGM高強(qiáng)無收縮灌漿料”。

疊合層施工工藝流程如下所述:

1)拆除原板頂?shù)难b飾面層及細(xì)石混凝土疊合層直到將板結(jié)構(gòu)層全部露出;

2)原板結(jié)構(gòu)層表面清理打磨干凈，灑水浸潤;

3)刷“TH-302”混凝土界面處理劑，并澆筑“THCGM高強(qiáng)無收縮灌漿料”。

4 結(jié)論及建議

按照設(shè)計(jì)要求，通過采用幾種不同施工方法的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，最大限度滿足了建筑物新的使用功能，從而發(fā)揮其新的作用。

碳纖維補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)作為一種技術(shù)含量高的建筑物加固補(bǔ)強(qiáng)方法，具有很高的推廣價值和社會經(jīng)濟(jì)效益。