混凝土柱加固設計方案

1、南京地鐵三號線房建工程林場停車場混凝土柱加固處理設計方案南京地鐵三號線房建工程林場停車場混凝土柱加固處理設計方案江蘇華通工程檢測有限公司二一三年十一月林場停車場砼框架柱加固處理設計方案說明一、設計依據(jù)文件（1）建筑結構加固工程施工質量驗收規(guī)范（送審稿.2008）（參照）；（2）混凝土結構加固技術規(guī)范（GB 50367-2006）；（3）碳纖維片材加固混凝土結構技術規(guī)程（CECS146:2003）；（4）工程結構加固材料安全性鑒定技術規(guī)范（GB 50728-2011）。二、問題砼柱病害情況（1）綜合樓二層18軸框架柱16鋼筋電渣壓力焊實測值小于標準值。（2）綜合樓一層A/11、B/12、D/9，

2、二層B/12、C/11、D/9框架柱鋼筋間距不符合規(guī)范要求，二層B/12框架柱保護層過小。（3）運轉樓一層C/14、A/8、B/2框架柱鋼筋間距不符合規(guī)范要求。（4）洗車庫C/3、A/1、B/1，工程車庫A/7、A/1、B/2框架柱鋼筋間距不符合規(guī)范要求。（5）綜合樓一層10/A、10/B、10/C三個框架柱下部被剔鑿，箍筋斷傷。三、維修加固方案建筑結構的維修加固應遵循安全、適用、經(jīng)濟、技術先進可靠、經(jīng)久耐用、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展、美觀等原則進行設計。目前對房建框架柱行之有效的加固方案有三類，分別為：（1）增大截面加固框架柱法：即在鋼筋混凝土受彎構件受壓區(qū)增加混凝土現(xiàn)澆層，增加截面面積，提高構

3、件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛性，起到加固補強的作用。此法現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)生活有一定影響，且加固后的建筑物凈空間有一定減少。（2）碳纖維加固框架柱法：即將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類粘結劑粘接于混凝土構件的表面，利用纖維材料良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。碳纖維布加固框架柱法操作簡單，穩(wěn)定性好，但成本相對偏高。（3）鋼板低壓注膠法加固框架柱：將型鋼和鋼板包在被加固的框架柱外側，通過結構膠將型鋼和原有結構緊密地粘接在一起，通過鋼板和原有框架柱共同工作來達到提高框架柱承載能力和剛度的目的。鋼板加固法具有施工方便、周期短、不需大型機械、占用使用空間小、不改變結構外形

4、、不影響美觀等優(yōu)點，且相對成本較小，經(jīng)濟適用。參照本工程的實際情況，采用增大截面加固框架柱的方法將占用部分預設的使用空間，且施工難度較大，可行性不高，建議采用粘貼鋼板或碳纖維布的方法進行框架柱加固。方案一：采用鋼板低壓注膠法加固框架柱采用低壓注膠法將4塊1501506mm角鋼粘貼于柱子四角，每一柱面上的兩塊角鋼外側用604mm鋼板（綴板）焊接聯(lián)成整體共同參與框架柱的受力。綴板在框架柱的上下端設加密區(qū)，加密區(qū)長度不小于1m，加密區(qū)間距為中部普通區(qū)的一半（中部綴板豎向間距400mm，加密區(qū)為200mm）。加固成型后的框架柱如下圖所示：方案二：采用粘貼碳纖維布法加固框架柱使用環(huán)氧樹脂膠泥修補柱表坑槽

5、后，清理柱體表面并作找平處理，確?；炷粱嫫秸饣笸克⒔n樹脂，沿柱體表面自上而下環(huán)向粘貼碳纖維布（雙層），粘貼完成檢驗合格后涂刷保護涂裝，進行養(yǎng)護。粘貼碳纖維布法加固框架柱工程實例如下圖所示：四、加固方案間的比較與建議的應用粘貼鋼板加固和粘貼碳纖維布加固的方法在本工程中均可應用，兩者比較而言，碳纖維布加固的操作簡易，穩(wěn)定性較好，基本不占用使用空間，包鋼加固的方法成本較低，經(jīng)濟適用，需稍微占用使用空間。在本工程的加固實施中，建議對綜合樓二層18軸框架柱施行包鋼加固，對其他各類質量存在缺陷的框架柱施行粘貼碳纖維布加固。對于綜合樓一層10/A、10/B、10/C三個框架柱，可先將斷開的箍筋重新

6、對接焊牢并作防銹阻繡處理后使用聚合物砂漿補平剔鑿的混凝土部分。五、施工工藝及注意事項5.1鋼板低壓注膠法加固框架柱一、施工工藝施工流程如下：混凝土表面處理鋼板表面處理焊接鋼板骨架密封及通氣試驗配制灌注材料壓力灌膠封口鋼板表面防護。1、混凝土表面處理（1）按設計圖紙確定鋼板在構件表面的位置。（2）鑿去構件與鋼板結合面處不良混凝土，清除混凝土表面松散物、浮漿及油污直至完全露出堅實基層。若表面嚴重凸凹不平，可用環(huán)氧膠泥修補。（3）將處理后的混凝土結合面打磨平整，構件四角（或兩角）應打磨出小圓角，然后用壓縮空氣吹去浮塵。（4）用酒精或丙酮清洗混凝土結合面，要求表面無油污、無灰塵。2、鋼板表面處理鋼板與

7、混凝土粘接面應除銹、打磨出金屬光澤，然后用酒精或丙酮清洗干凈。3、焊接鋼板骨架（1）將角鋼用卡具固定在構件預定結合面。（2）將鋼板（綴板）焊接角鋼形成骨架。4、密封及粘貼灌漿嘴（1）用環(huán)氧膠泥或結構膠將鋼板骨架全部構件邊緣密封。（2）在鋼板骨架邊緣或鋼板適當位置鉆孔，粘貼灌漿嘴并留出排孔。5、配制灌注材料將包鋼灌注材料配制好，用電動攪拌機或人工進行均勻充分攪拌，攪拌時間不少于5分鐘，每次攪拌量不宜多。6、壓力灌膠（1）將灌漿管與灌漿盒接通，啟動空壓機，利用壓縮空氣檢查灌漿系統(tǒng)和鋼板周邊密封是否完好，若有問題或漏氣，應修補好。（2）將配制好的液態(tài)灌注材料裝入灌漿罐內(nèi)，啟動空壓機及灌漿裝置向鋼板與

8、混凝土表面之間的空腔內(nèi)灌漿，灌膠壓力為0.2MPa，壓力應從低逐漸升高，達到0.2MPa后應保持壓力穩(wěn)定。待出漿盒溢膠后將其封閉。再繼續(xù)壓注幾分鐘即可停止灌漿。7、待空腔內(nèi)膠體達到初凝而不外流時拆下灌（出）漿盒，再用結構膠將灌（出）漿盒處抹平、封口。8、養(yǎng)護、固化灌注材料可在常溫下養(yǎng)護、固化，環(huán)境溫度保持在20以上時24小時具有一定強度，可拆除臨時固定夾具，3天后可受力使用，若低于15，可延長養(yǎng)護、固化時間，根據(jù)具體情況，一般10天左右可受力使用。也可采取人工加溫養(yǎng)護、固化。9、鋼板表面防護處理包鋼完成后對鋼板表面進行防護處理，表面涂刷防銹漆（1層底漆，2層中層漆，2層面漆）。二、施工注意事項

9、（1）配制粘接劑的原料應密封貯存，遠離火源，避免陽光直接照射。（2）配制和使用粘接劑場所，必須保持通風良好。（3）現(xiàn)場施工人員應采取一定的勞動保護措施（穿工作服，戴口罩和手套等）。（4）工作場所應配備必要的滅火器。（5）施工機具，照明用電必須安全可靠。（6）鋼板灌漿后上不應再焊接。（7）灌注材料在養(yǎng)護、固化時注意濕水。三、施工質量檢驗用小錘輕輕敲擊鋼板，檢查鋼板與混凝土表面粘結密實度，規(guī)范規(guī)定錨固區(qū)粘結面積不應少于90%，非錨固區(qū)粘結面積不應少于70%，如達不到則應采取補救措施。5.2粘貼碳纖維布法加固框架柱碳纖維布單層厚度為0.167mm，卷材長度為50100m。施工工藝流程：施工準備混凝土

10、表面處理底膠配制并涂刷找平材料配制并找平處理浸漬樹脂配制并涂刷粘貼碳纖維布表面防護（1）混凝土基面的處理用鋼絲輪角磨機清除混凝土表面的劣化層(剝離、蜂窩、浮漿、由于腐蝕或風化產(chǎn)生的水泥翻沫、脫模膠層、松散的混凝土碎屑、瀝青等），并用吹風機吹凈，露出干凈、堅實的基面；對于脹裂、松散、鋼筋銹蝕的現(xiàn)象，先鑿除松散部分，對銹蝕鋼筋除銹阻銹處理，并用輕質修補砂漿找平。在填補輕質修補砂漿前，先在破傷口處涂刷一遍環(huán)氧膠作為粘合劑，以確保新老混凝土粘合良好，并且不會產(chǎn)生裂縫，對蜂窩、麻面的大孔徑孔洞，采用輕質修補砂漿填充整平，并保證混凝土保護層厚度不小于15mm，且平整度應達到5mm/m；修補表面若有裂縫，應

11、先對裂縫進行修補，對寬度0.15mm的裂縫，只作表面封閉，用專用裂縫封閉膠在其表面進行反復涂抹，使膠體滲進裂縫內(nèi)，達到對裂縫的封閉修補。對寬度0.15mm的裂縫，應采用恒定低壓壓注裂縫灌注膠對裂縫進行灌注，以達到對裂縫的修補，具體施工工藝見裂縫修補施工方案；對基面經(jīng)過剔鑿、處理銹蝕露筋可能有出現(xiàn)急劇凹陷或構件缺損的部位，用輕質修補砂漿或碳纖維布找平材料填補修復平整或圓滑順暢過渡，以確保平整美觀；對基面尖銳凸起的部位(混凝土構件交接部位、模板段差等）用混凝土磨片角磨機磨平凸起的轉角或可能存在的混凝土模板接頭處的階梯狀錯位，用混凝土磨片角磨機進行倒角處理，打磨至圓滑(R2cm）；清理掉打磨后基面上

12、的粉塵、松散浮渣，并且吹凈，確保粘貼基面干凈、無油污并充分干燥。（2）涂底膠根據(jù)標準用量，算出所涂布面積的底層膠體用量，視現(xiàn)場氣溫等實際情況，確保在適用期內(nèi)一次用完，按規(guī)定的比例把底膠按規(guī)定混合攪拌均勻；用滾筒刷或毛刷均勻、無遺漏地將底膠涂在需補強的混凝土表面，底膠涂布邊界應不小于所粘貼的碳纖維布大小；等底膠凝固至指觸干燥(視施工現(xiàn)場氣溫情況，一般需1小時左右）后，如發(fā)現(xiàn)表面有突起毛刺，應用砂布打磨光順，注意不能將底膠層打磨穿。如有打磨穿的應重復前述操作步驟。（3）找平處理按產(chǎn)品生產(chǎn)商提供的工藝規(guī)定配制找平材料，找平材料的調制和使用注意事項與底膠相同；底膠干燥后若發(fā)則表面上有缺損、坑洼凹陷拐角

13、、高度差等情況，應用找平材料進行刮填修補，保證無明顯高度差，缺損、坑洼平緩頂暢，轉角處填補成R2cm的光滑圓角；等找平材料固化至指觸干燥后，如發(fā)現(xiàn)整平部位表面有突起毛刺，應用砂布打磨光順。（4）涂刷浸漬樹脂根據(jù)粘結膠的標準用量，計算出所涂布面積的需用量，視現(xiàn)場氣溫等實際情況，確保在適用期內(nèi)一次用完，按粘結膠使用說明規(guī)定的比例把粘結膠主劑和固化劑置于配膠容器中，用電動攪拌器攪拌均勻；用滾刷或毛刷均勻、無遺漏地將粘結膠涂在選定的混凝土表面，粘結膠涂布面應不小于所粘貼的碳纖維布大小。（5）粘貼碳纖維布按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，注意不要在幅寬方向進行裁剪；在已涂好粘結膠的混凝土表面鋪覆碳纖維布，碳

14、纖維布的鋪覆方向符合設計要求，一層中各張?zhí)祭w維布之間的搭接應在纖維方向進行；碳纖維布沿纖維受力方向的搭接長度不應小于100mm；搭接位置宜避開主要受力區(qū)。當采用多條或多層加固時，其搭接位置應相互錯開；粘貼立面碳纖維布時應按照由上到下的順序進行。用膠輥在碳纖維布上沿纖維方向施加壓力并反復碾壓，使樹脂膠液充分浸漬碳纖維布，消除氣泡和除去多余樹脂，使碳纖維布和底層充分粘結。（6）粘貼施工完成后經(jīng)自然養(yǎng)護至粘結膠完全固化后，對碳纖維布粘貼面仔細檢查，如果碳纖維布貼層有空鼓或氣泡，可以用刀片將碳纖維布布劃開(注意不要劃斷得太長），然后采用注射器針管將調制好的粘結膠注入空鼓或氣泡內(nèi)填充至密實。應保證密實粘

15、貼面積大于95%。（7）碳纖維布表面防護處理粘貼施工完成后，并檢驗合格后，對碳纖維布進行保護涂裝，涂刷保護涂料。進行涂裝前應將基層清理干凈，確保無污物、河草、霉菌、油污、脂肪、蠟狀物等影響粘接力的物質；施工應在混凝土破損修補以及裂縫整治完成后進行；在正常的氣候條件下，干燥時間大約為2小時，選擇天氣好且濕度小的條件施工，絕對不能在雨天施工，必須保證涂層獲得充分的干燥；使用了石油溶劑油或洗滌液的工具要進行清洗；產(chǎn)品易燃，因此施工現(xiàn)場禁止吸煙，遠離火焰或熱源，應在通風良好情況下使用，不要吸入該產(chǎn)品的蒸汽，并采取足夠的呼吸防護措施。（8）養(yǎng)護要求每道工序過程中及完工后，均應采取適當措施保證不受污染或雨

16、水侵襲。粘貼施工完成后，自然養(yǎng)護24小時內(nèi)應確保不受外力沖擊等干擾。若施工過程中平均氣溫一般都高于15，自然養(yǎng)護至達到設計要求需要5天左右。5.3砼剔鑿區(qū)域處理施工工藝流程：砼表面清理鋼筋補焊、除銹處理涂刷阻銹劑破損修補1、砼表面清理采用人工鑿除或高速射水法將該處松散、污損的部分清除，使該部位露出堅硬密實的部分，并保證該部位無油污、油脂、蠟狀物、灰塵以及附著物等影響修補效果的污物。2、鋼筋補焊、除銹處理（1）對外露鋼筋表面的氧化層應利用鋼刷予以清除，直至露出新鮮堅實部分；（2）將斷開的箍筋按規(guī)范要求的焊縫長度進行對接焊接，若箍筋長度不足可采用外置同直徑的短鋼筋進行搭接焊接。焊接后清除焊渣清理該

17、部位的混凝土表面，確保表面無油污、油脂、蠟狀物等影響滲透的污物。3、鋼筋阻銹處理對外露的鋼筋涂刷鋼筋保護劑，該保護劑可以直接涂刷于鋼筋表面，可以分層使用，每層厚度12mm；4、混凝土修補處理（1）對病害區(qū)域采用分層涂抹聚合物砂漿進行修補，使該區(qū)域達到密實平整；（2）修補前要對新老混凝土界面進行人工鑿毛處理，要求露出堅硬密實的部分（新老混凝土界面要求粗骨料露出50，凸出表面610mm），并保證該部位無油污、油脂、蠟狀物、灰塵以及附著物等影響修補效果的物質（采用無油壓縮空氣仔細除塵）；（3）采用聚合物砂漿進行修補時，對于修補較厚的部位，宜分層進行修補，施工步驟如下：涂刷界面劑涂抹第一層聚合物砂漿（

18、每層厚度不宜超過2cm）待第一層砂漿凝固涂刷界面劑涂抹下一層砂漿，當為多層時，應照此順序依次進行；5、養(yǎng)生為保證養(yǎng)護效果，宜采用保溫布包裹覆蓋淋水養(yǎng)護，淋水養(yǎng)護的時間不少于7天，在養(yǎng)護期間應防止加固部位受到硬性沖擊。6、注意事項（1）施工材料的使用應嚴格執(zhí)行產(chǎn)品說明書的要求，拌合量每次不宜太多，控制在有效的操作時間內(nèi)用完為宜；（2）灌注復合砂漿宜在環(huán)境溫度為5以上時進行施工，冬期施工應采取防凍措施，環(huán)境溫度高于35，應設遮陽設備，以免材料直接在陽光下曝曬失水；（3）材料拌合是不得隨意加水稀釋；（4）界面劑的每次噴涂厚度應在1mm以下，須保證噴涂均勻，防止龜裂發(fā)生。六、施工質量檢驗一、砼剔鑿區(qū)處理砼剔鑿區(qū)修補后表面應平整，無裂縫、脫層、起鼓、脫落等，修補后表面與原