浅谈加固改造施工工艺

李向图

中铁电气化局集团北京建筑工程有限公司  北京 100039

摘要：受我国经济的高速发展，建筑行业快速扩充，各大城市高楼大厦平地而起，给我们的生活带来了翻天覆地的变化。但是三年疫情的影响，我国的经济放缓。国内建筑市场的萎缩，使得我国后面的发展不会再大量建设新的高楼大厦，这使得老楼加固改造有了大的发展空间，这种趋势必然会对加固材料市场、专业改造施工技术产生一定的影响。南京市河西中学改扩建工程综合楼加固改造采用的主要方法：框架柱，外包角钢；板底、板顶支座粘贴碳纤维或粘钢；梁粘贴钢板或碳纤维布。通过这几种加固改造工艺的结合，使得老楼的结构稳定性得到了保证，同时最后取得了良好效益。

关键词：加固改造、外包角钢、碳纤维布施工工艺

1、工程概况

本次加固改造工程主要针对原有综合楼，项目始建于2010年，位于南京市江北新区浦东路。原建筑经结构鉴定安全等级为Bsu,综合抗震能力满足要求进行整体加固，经设计计算分析，部分框架柱纵筋、抗剪箍筋超限，部分梁、板承载力不满足要求,因此进行结构加固处理，已进行房屋结构安全鉴定等级的鉴定，综合楼的加固措施满足抗震要求。

本工程综合楼为五层框架结构，抗震设防烈度为7度, 建筑抗震设防为乙类,抗震等级二级，设计使用年限按既有建筑鉴定与加固通用规范,按后续工作年限为40年的C类钢筋混凝土房屋进行改造加固设计。

2、施工工艺

2.1外包角钢加固（框架柱）

（1）施工流程：

柱粉刷层凿除→外包钢放线、定位→梁柱节点处楼板开凿→角钢、钢板下料、加工→角钢、钢板安装焊接→节点处等代、化学螺栓→角钢钢板封缝、埋设注胶管→注胶→35mm1：3水泥砂浆粉刷→养护

（2）柱表面粉刷层凿除

柱表面凿除要求将表面粉刷层凿除，露出结构砼面后再用角磨机进行表面粉刷层残留打磨，直至完全是混凝土结构面，混凝土表面做凿毛处理，并用水清理干净。

（3）外包钢位置放线

按照施工图纸，将角钢、竖向钢板及钢板箍位置标识出。

（4）钢板下料、加工

①钢板切割、坡口处理在厂家内进行，对钢板表面进行除锈处理。焊接好的角钢、钢板条运进现场时，遇阴雨天需做防护包装，避免雨淋生锈。粘钢

②对角钢及钢板箍等位置现场实施坡口焊接。

③下料采用机械剪切，剪切允许偏差见下表。

项目	允许偏差
零件宽度、长度	±3.0
边缘缺棱	1.0
型钢端部垂直度	2.0

（5）钢板拼装、焊接

①将已经下料、加工好的钢板，进行现场拼装，点焊先进行临时固定，调整好位置后，进行现场满焊，钢板箍与角钢连接采用三面围焊，焊缝高度为4mm（图中注明的除外）。焊缝符合设计和国家现行规范要求。

②每根柱外包钢施工宜自下而上分段施工，根据施工需要确定每根柱分段加固施工的长度。

③安装焊缝坡口角度的允许偏差为±50，钝边为±1.0mm。钢柱构件外形尺寸允许偏差：柱身弯曲矢高f＝H/1500，且不应大于5.0mm；一节柱的柱身扭曲为h/250，且不得大于5.0mm；柱截面尺寸连接处为±3.0mm；非连接处为±4.0mm。

④电焊工必须取得认可范围内的焊工证书，焊接作业前必须到项目部办理动火证，同时焊接作业区域不能有易燃易爆物品，还要准备灭火器。

⑤焊缝表面不得有裂纹，焊瘤等缺陷。焊缝不得有表面气孔，夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷，且不等有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷，应达到外形均匀、成型较好、焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。检查方式可采用放大镜、焊缝量规和钢尺测量。

（6）节点处螺栓链接

与承台连接、与下阶原有框架柱连接、屋面板收口连接，均采取种植化学螺栓连接。

（7）植筋采用化学锚栓和钢筋。

梁柱节点连接采取等代螺栓连接。

（8）埋管注胶

①焊缝全数检验合格后，用环氧砂浆将钢材边缘密封严，防止后面漏胶，结合施工现场实际情况确定埋管位置及间距。

②结构胶要严格按照说明书的配比配制，搅拌必须均匀后方可使用。每次配胶量不宜过多，以50分钟内用完为宜。

③用气泵进行注胶，注胶时水平方向严格按同一方向的顺序施工，竖方向按从下向上的顺序，注胶时待下一注胶管溢出胶为止，依次注胶，直到所有注胶管均注满为止。最后一个注胶管用于排气孔，可不注胶，注胶完成后及时清理残留结构胶。

④施工完成结构胶凝固后用小锤敲击钢材表面，从声音判断粘接效果，如有个别位置空洞声，表明局部不密实，须再次高压注胶补实。

2.2碳纤维加固（楼板和梁）

（1）施工流程

施工准备→基层处理→涂刷基层结构胶→混凝土表面找平→铺贴碳纤维→整饰

（2）施工方法

①施工准备

初步弹线放样,确定施工范围，凿除构件表面粉刷层。

②基层处理

先凿除结构表面的粉刷层至混凝土基层；对混凝土缺陷部位要先进行相应的修复处理。清除混凝土表面的浮浆、油污、松散部分,并打磨至坚实层；对不平整部位进行修复或打磨处理。阴阳角粘贴处应做成圆弧状倒角,圆弧半径不应小于20mm。清除干净表面粉尘,保持基层干燥。

③涂刷结构胶

弹线划定贴布范围，涂刷基层结构胶；用手把裁剪成型的碳纤维布轻压贴于需粘贴的部位，用滚筒顺纤维方向多次滚压，挤压除出气泡，使结构胶充分浸透碳纤维布。

④混凝土表面找平

待结构胶接近固化后，再用结构胶找平。

⑤铺贴碳纤维

裁剪碳纤维布，搅拌涂刷结构底胶，铺贴碳纤维布，表面涂刷结构面胶，粘干砂；对于碳纤维布沿纤维方向需围绕构件转角粘贴时，梁板转角处表面的曲率半径不小于20mm；

⑥整饰：在碳纤维布表面刷面胶浸渍，随后粘干砂。

⑦梁顶碳纤维布加固大样如下。

（3）施工要求

①碳纤维布为导电材料，施工时应采取可靠的防护措施，并远离电气设备和电源，保证施工安全。

②施工操作中应避免碳纤维布使用时出现弯折。

③碳纤维布配套树脂的材料应密封保存，并远离火源电源，避免阳光直射。

④碳纤维配套胶在使用时应保证施工现场通风良好。

⑤现场施工人员作业前应采取有效的安全防护措施。

⑥按选定材料的要求进行底涂;对基层凹陷部位找平修补平整,不应有棱角。

⑦ 碳纤维粘贴和下料期间要保持碳纤维布的平整，干净整洁,严防污染受损。拌碳纤维布胶的配合比和操作步骤严格按材料说明书要求进行,搅拌均匀充分。

⑧粘贴时严格保证碳纤维胶密实无气泡,厚度均匀;碳纤维布胶能充分浸透碳纤维布。碳纤维布多层粘贴时要分层施工;最后一层碳纤维布表面应均匀涂刷一层。保证粘贴平整,应尽量减少搭接,无扭曲和褶皱。

⑨碳纤维布搭接应满足设计和规范要求,碳纤维胶固化期间应防止外界环境影响。

⑩加固完成后,表面结合装修找平、封闭等措施进行防护。

（4）碳纤维布验收要求

①目测验收法

验收标准：碳纤维布表面无皱纹，无间隙产生。

验收不合格处理方法：间隙范围应加补结构胶，皱纹处应磨平重新铺贴。

②金属锤测试法

测试位置：全部区域进行金属锤测试法。

测试检验标准：以金属锤轻敲击，检验碳纤维布表面是否有空鼓，粘结总有效面积不应低于95％。

检测不合格的处理方法：当碳纤维布的空鼓面积大于100cm2时，可采用针管注胶的方法进行修补；当碳纤维布的空鼓面积大于100cm2时，宜将空鼓范围的碳纤维布切除，重新搭接粘贴，搭接长度不应小于10cm。

3 结束语

本文仅针对常见的结构加固方法进行了施工工艺的介绍。在钢筋混凝土结构加固改造中还有很多其他加固方法，如将混凝土构件加大截面等加固方法。在对建筑改造时经常要拆除钢筋混凝土的一部分构件，要使用无振动的静力切割方法。本工程就是采用静力切割的方法拆除一层梁板，加高首层层高。在今后的高速发展下新材料、新技术、新工艺的不断更新下，适应建筑结构加固改造的方法也会层出不穷。本工程综合楼的特殊性就是属于学校类公建，对于结构安全要求比较严格，通过采用几个常用的加固方法，同时项目利用了科学的施工工艺，提高了结构的使用寿命，提高了工程的经济效益。

参考文献:

[1]张鑫，李安起，赵考重.建筑结构鉴定与加固改造技术的进展[J].工程力学.2011(01)

[2] 于险峰.建筑结构的加固方法与施工[J].中国新技术新产品. 2010 (03)

[3] 李富强.房屋建筑的几种加固工程技术方法[J].四川建筑.2010，(03)