林啟野

（名筑建工集團(tuán)有限公司　福建　福州　350001）

淺談梁柱外粘鋼加固施工

林啟野

（名筑建工集團(tuán)有限公司福建福州350001）

梁柱粘鋼加固是對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法，其特點(diǎn)是利用結(jié)構(gòu)膠把型鋼與需要補(bǔ)強(qiáng)的梁柱進(jìn)行粘結(jié)，再用扁鋼作綴板焊成加強(qiáng)箍，共同發(fā)生作用，對(duì)梁柱的抗彎、抗剪能力顯著增強(qiáng)。本文主要說明其工藝特點(diǎn)及操作要點(diǎn)。

梁柱；外粘鋼；加固；施工

引言

由于工程建設(shè)需要，有時(shí)需對(duì)在建或已建的建筑物進(jìn)行功能調(diào)整，建筑物的受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，建筑的安全性可能受到影響，這就需要對(duì)建筑物的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。梁、柱外粘鋼加固是近年來發(fā)展起來的對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的新方法。由于其具有經(jīng)濟(jì)、施工快捷等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)得以迅速推廣運(yùn)用。

1　適用范圍、工藝原理與特點(diǎn)

1.1適用范圍

適用于房屋使用功能的調(diào)整改變或改、擴(kuò)建工程主體結(jié)構(gòu)加固，特別是梁柱抗彎、抗壓、抗剪加固。

1.2工藝原理

利用外粘結(jié)構(gòu)膠將型鋼與原梁、柱子鋼筋混凝土牢固粘成一體，再通過扁鋼制作的綴板焊接作為加強(qiáng)箍，把型鋼與型鋼連在一起，共同受力，增加梁、柱抗彎、抗剪、抗壓能力，達(dá)到加強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)安全性的目的。

1.3特點(diǎn)

對(duì)結(jié)構(gòu)外觀形象影響較?。粚?duì)強(qiáng)度的增加較明顯，能顯著增強(qiáng)梁柱的抗彎、抗壓、抗剪能力；工期短、施工簡(jiǎn)便；費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)、安全，與其他加固法相比，能節(jié)省工程造價(jià)10～15％。

2　施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1施工工藝流程

梁、柱外粘鋼加固施工工藝流程圖1。

2.2施工工藝

（1）準(zhǔn)備工作：施工前組織班組認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)范，熟悉設(shè)計(jì)圖紙，了解工程質(zhì)量要求以及施工監(jiān)控內(nèi)容，編寫施工方案，進(jìn)行班前技術(shù)、安全交底，并完成上報(bào)審批程序；對(duì)梁、柱子進(jìn)行測(cè)量定位，劃出扁鋼箍及加強(qiáng)型鋼箍位置；按照施工方案，選擇施工機(jī)具與工藝，安排現(xiàn)場(chǎng)水、電、照明，材料進(jìn)場(chǎng)后做好原材料的檢驗(yàn)。

（2）清理、修整原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件并畫線定：清理、修整加固梁、柱構(gòu)件前應(yīng)認(rèn)真核對(duì)結(jié)構(gòu)和圖紙，且必須具有可靠安全保障及結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)監(jiān)控措施才可以施工；清理鑿除時(shí)，應(yīng)采用無損傷施工，使用不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)有破壞作用的開鑿機(jī)械。結(jié)構(gòu)構(gòu)件鑿除部分原結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)保留；清理、鑿除施工時(shí)不得損傷需要保留的原結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并對(duì)鑿除后的構(gòu)件進(jìn)行相應(yīng)的處理。處理應(yīng)采用高壓水沖刷干凈新老混凝土的粘結(jié)面；混凝土柱、梁鑿除或鑿洞時(shí)，在相應(yīng)的周邊結(jié)構(gòu)增加可靠的臨時(shí)支撐。

（3）制作型鋼骨架：型鋼骨架及鋼箍的部件，宜在現(xiàn)場(chǎng)按被加固構(gòu)架的修整后外圍尺寸進(jìn)行制作，當(dāng)在鋼部件上進(jìn)行切口或預(yù)鉆孔洞時(shí)，其位置尺寸和數(shù)量應(yīng)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求；型鋼骨架的加工，制作質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；型鋼骨架及其連接件的制作和試安裝不應(yīng)有影響結(jié)構(gòu)性能和使用功能的尺寸偏差。

圖1　梁柱外粘鋼加固施工工藝流程圖

（4）界面處理：原構(gòu)件混凝土界面清理、修整露出骨料新面后，尚應(yīng)采用花錘、砂輪機(jī)或高壓水射流進(jìn)行打毛。采用花錘打毛可在混凝土粘合面上鏨出麻點(diǎn)，形成點(diǎn)深約3mm，點(diǎn)數(shù)600～800點(diǎn)/m2的均勻分布；也可鏨成點(diǎn)深4～5mm，間距約30mm的梅花形分布；采用砂輪機(jī)或高壓水射流打毛可在混凝土粘合面上打出方向垂直于構(gòu)件軸線，紋深為3～4mm，間距50mm的橫向紋路。完成上述加工后，應(yīng)用綱絲刷等工具清除原構(gòu)件混凝土表面松動(dòng)的骨料、砂礫，浮渣和粘塵，并用清潔的壓力水沖洗干凈。型鋼骨架及鋼箍與混凝土的粘合面經(jīng)修整除去銹皮及氧化膜后，應(yīng)進(jìn)行糙化處理。糙化可采用砂輪打麿，噴砂或高壓水射流等技術(shù)；但糙化程度應(yīng)以噴砂效果為準(zhǔn)。

（5）配制結(jié)構(gòu)膠，型鋼安裝、箍板焊接：對(duì)于雙組份結(jié)構(gòu)膠，根據(jù)配合比取適量A膠B膠混合充分?jǐn)嚢韬髠溆谩Ｓ媚ǖ度∨渲坪玫慕Y(jié)構(gòu)膠同時(shí)涂抹在已處理好的結(jié)構(gòu)混凝土表面和型鋼板面上，厚度1～3mm，中間厚邊緣薄，然后將型鋼板粘貼于預(yù)定位置，粘好鋼板后，立即用夾具夾緊或支撐固定，適當(dāng)施壓。以使膠液剛從鋼板邊緣擠出為度。結(jié)構(gòu)膠在常溫下固化，24h后即可拆除夾具或支撐，3d方可正常使用。粘好型鋼板后必須用小錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，檢查是否有空鼓聲，如有空鼓聲則應(yīng)剝下型鋼板補(bǔ)膠，重新粘貼。型鋼骨架各肢安裝后，應(yīng)與綴板、箍板以及其他連接件等進(jìn)行焊接。焊縫應(yīng)平直，焊波應(yīng)均勻，無虛焊、漏焊；焊縫的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（6）改性環(huán)氧樹脂灌縫：綴板、箍板等連接件的下縫隙邊緣，應(yīng)在灌縫前用密封膠封縫。封縫時(shí)，應(yīng)保持連接與原構(gòu)件混凝土之間灌漿通道的暢通。灌注改性環(huán)氧樹脂時(shí)邊灌注邊用橡皮輕敲綴板、箍板，使用灌注飽滿。

（7）養(yǎng)護(hù)：型鋼與原構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)膠粘合及箍板灌注改性環(huán)氧樹脂后，應(yīng)靜置3d進(jìn)行固化過程的養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期間，被加固部位不得受到任何撞擊和振動(dòng)影響。養(yǎng)護(hù)環(huán)境的氣溫應(yīng)符合灌注材料產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定。

（8）防護(hù)面層施工：綴板、箍板等連接件與原構(gòu)件混凝土之間縫隙灌漿養(yǎng)護(hù)達(dá)到規(guī)定要求后，即可進(jìn)行防護(hù)面層的施工。防護(hù)面層施工時(shí)粘結(jié)后的型鋼、綴板、箍板應(yīng)用砂輪清除附著污物，然后在上面抹30mm厚C15水泥砂漿保護(hù)層，內(nèi)加鋼絲網(wǎng)防裂。

3　材料與設(shè)備

3.1主要材料

①角鋼、扁鋼、焊條，角鋼采用L125×10；扁鋼采用-5×50；焊條采用E43。②結(jié)構(gòu)膠：結(jié)構(gòu)膠一般采用雙組成中性耐候結(jié)構(gòu)膠，其進(jìn)場(chǎng)時(shí)需提供出廠合格證及相應(yīng)質(zhì)量檢測(cè)與耐久性報(bào)告。灌縫一般采用：改性環(huán)氧樹脂膠粘劑。③水泥：專用改性水泥。

3.2施工機(jī)械設(shè)備

本施工所采用的主要機(jī)具設(shè)備較簡(jiǎn)單主要為：切割機(jī)、電動(dòng)手持?jǐn)嚢铏C(jī)、砂輪機(jī)、高壓水、電焊機(jī)、鉆孔開鑿機(jī)等。

4　質(zhì)量控制

4.1原材料檢驗(yàn)

柱子外粘型鋼加固施工所用原材料（角鋼、扁鋼、雙組份中性結(jié)構(gòu)膠、改性環(huán)氧樹脂膠粘劑及改性水泥等）進(jìn)場(chǎng)時(shí)均應(yīng)有出廠合格證，其質(zhì)量要求及各種材料的測(cè)定，均應(yīng)以現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

4.2施工質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）外粘型鋼的施工質(zhì)量檢驗(yàn)，應(yīng)在檢查其型鋼肢安裝，綴板焊接合格的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行膠強(qiáng)度檢驗(yàn)，即在注膠前，由檢測(cè)機(jī)構(gòu)人員到現(xiàn)場(chǎng)在被加固構(gòu)件上預(yù)貼正拉粘結(jié)強(qiáng)度檢驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)塊。

（2）鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的形狀可根據(jù)實(shí)際情況選用方形或圓形。方形鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的尺寸為40mm×40mm；圓形鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的直徑為50mm；鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的厚度不應(yīng)小于20mm；且應(yīng)45號(hào)鋼制作。

（3）鋼標(biāo)準(zhǔn)塊應(yīng)帶有傳力螺桿，其尺寸和夾持構(gòu)造，應(yīng)根據(jù)所使用的檢測(cè)儀確定。

（4）粘結(jié)材料粘合加固材與基材的正拉粘結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50550-2010）附錄U規(guī)定。

4.3質(zhì)量驗(yàn)收

外粘型鋼加固施工完畢后，應(yīng)由工程建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理和施工單位共同按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工程質(zhì)量驗(yàn)收，認(rèn)定合格后予以簽字。工程驗(yàn)收時(shí)，加固施工單位應(yīng)提供以下竣工資料：

（1）施工方案及竣工圖；

（2）各種原材料的出廠合格證及材料試驗(yàn)報(bào)告；

（3）粘結(jié)材料粘合加固材與基材的正拉粘結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果，檢驗(yàn)結(jié)果的合格評(píng)定。

5　安全文明措施

（1）施工單位應(yīng)當(dāng)在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置明顯標(biāo)志。施工現(xiàn)場(chǎng)及臨時(shí)設(shè)施的用電線路采用電纜并采用一機(jī)一閘，同時(shí)還應(yīng)做好防火、防雷、防觸電等安全措施。工人進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須帶安全帽，以防高空墜物傷人及其他意外事故。建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保做好標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。搭設(shè)腳手架時(shí)，腳手架應(yīng)搭設(shè)牢靠、穩(wěn)固，以防止倒塌傷人。進(jìn)行型鋼、綴板除塵、除銹及清理、修整梁柱混凝土界面時(shí)必須戴防護(hù)眼鏡、防護(hù)口罩，以防鐵屑、灰塵造成人身傷害。

（2）施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)嚴(yán)格按照法律法規(guī)、各級(jí)主管部門和企業(yè)的要求，保護(hù)和改善作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，控制現(xiàn)場(chǎng)的各種粉塵、噪聲及固體廢棄物的排放。采用專項(xiàng)措施防止各種粉塵、噪聲及固體廢棄物的污染，保護(hù)好作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)及其周圍的環(huán)境，保證施工人員身體健康，文明施工。嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)和施工運(yùn)輸過程中的降塵和飄塵對(duì)大氣的污染，采用清掃、灑水、遮蓋、密封等措施降低污染。盡量采用低噪聲設(shè)備和工藝代替高噪聲設(shè)備與加工工藝。凡在人口稠密區(qū)進(jìn)行強(qiáng)噪聲作業(yè)時(shí)，須嚴(yán)格控制作業(yè)時(shí)間，一般晚10點(diǎn)到次日早6點(diǎn)之間停止強(qiáng)噪聲作業(yè)。

6　效益分析及應(yīng)用實(shí)例

（1）梁柱外粘鋼加固施工且有便捷、安全，簡(jiǎn)單易行、靈活機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)且工期較短，外形變化不大，費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)，與其他加固類型相比，可降低造價(jià)10～15％。

（2）工程應(yīng)用實(shí)例：海軍某部隊(duì)綜合服務(wù)中心大樓位于某部隊(duì)大院內(nèi)，原設(shè)計(jì)為六層框架結(jié)構(gòu)大樓。施工至四層時(shí)業(yè)主決定增加室內(nèi)羽毛球館、室內(nèi)綜合器械訓(xùn)練館、圖書閱覽館，并調(diào)整部分房間的使用功能，約增加建筑面積1968m2，經(jīng)計(jì)算對(duì)本大樓，增加二層就可滿足上述功能占用面積需要。本工程標(biāo)準(zhǔn)層層高4.5m，增加二層相當(dāng)于增加9m。經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算4層以上未施工部分可直接進(jìn)行設(shè)計(jì)變更增加梁柱配筋，4層以下已施工部分需對(duì)梁、柱進(jìn)行加固施工，為了不影響外觀，同時(shí)能在合同期內(nèi)完成，業(yè)主及設(shè)計(jì)決定采用梁柱外粘型鋼加固施工方法。該工程實(shí)際施工加固梁4條、柱子54根，節(jié)約用地1968m2，節(jié)約經(jīng)費(fèi)92.8萬元。

7　結(jié)束語

梁柱外粘鋼加固施工是由于各種原因致使建筑的安全性受到影響，而需要對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的一種方法，其具有對(duì)結(jié)構(gòu)外觀形象影響小、強(qiáng)度增加明顯，施工簡(jiǎn)便、工期短，費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)、安全等特點(diǎn)，值得推廣。

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

TU746.3

A

1673-0038（2015）22-0076-02

2015-5-15

林啟野（1965-），男，工程師，本科，主要從事建筑施工技術(shù)工作。