建筑物加固改造施工工法

建筑物加固改造施工工法(YJGF38—2000)中国建筑一局（集团）有限公司我公司近年来先后承接了友谊宾馆康乐宫。外交部华风宾馆。民族文化宫抗震加固改造大修等加固改造工程，逐渐积累了大量改造加固的施工经验。特别在民族文化宫抗震加固改造大修工程施工中，针对该工程加固改造工程量大，面广。代表性强的特点，与国内科研单位。大专院校广泛合作，汲取了国内外先进的改造加固技术，探索出一整套具有我国特色的加固改造修复综合技术，并在此基础上，总结出本加固改造工法。建筑物结构加固改造工艺一般分为四部分（如图1），第一部分为对原有建筑物的结构状况进行检测评估，必要时在装饰面层拆除后进行二次检测，确定加固改造方案。第二部分为拆除施工，第三部分为加固改造施工。第四部分为修复或装饰施工。总结第三部分加固改造施工经验，形成本加固改造工法。其特点是：①内容较全面，涵盖了既有建筑加固整个阶段常见的加固技术，涉及了建筑加固改造全过程的多个专业。②技术先进。本工法是国内外先进技术及施工经验的总结。③可操作性强。本工法是工程实践的总结，符合我国现阶段施工技术及管理水平。结构加固改造技术是既有建筑改造工程施工的关键环节。原结构检测（或拆除后的二次检测）是确定加固方案的依据。制定加固方案须考虑加固部位、加固后使用年限。加固费用、加固周期等因素。往往一个构件可采取单项或多项组合工法，以期取得较好的加固效果和良好的经济效益。结构的加固主要有以下几种方法：1．混凝土墙及砖墙加固采用增加混凝土截面厚度补强方式加固。为增加原有砖（混凝土）墙与新混凝土墙之间的连接，采用钻孔锚筋技术。结构工程中经常需要将钢筋或螺栓锚固到具有一定强度的混凝上或砖墙中，如建筑物结构加固。混凝土结构的植筋均采用金刚石钻机进行无振动钻孔，灌人专用结构胶锚人钢筋，使钢筋与混凝土。砖等通过结构胶粘结在一起，以满足传递结构受力的要求。2．喷射混凝土补强技术是指将速凝的细石混凝土用喷射机喷向受喷面，保护参与或替代原结构工作，以恢复或提高结构的承载力，刚度和耐久性。我国在20世纪70年代就对喷射混凝土技术进行了大量的研究开发工作，取得了许多突破，此技术现已广泛应用于加固工程中，并取得了良好的效果。3．粘钢加固法即在混凝上结构受力构件的外侧涂刷结构胶，粘贴钢板，以提高结构强度和安全性。粘钢法具有工艺简便，加固后所占空间小，不破损原有结构且与原结构协调工作，受力简单、明确。如：在墙体开洞的侧壁粘钢能起到暗柱。暗梁的效果；在梁板水平结构表面粘钢，能起到增加小梁的效果。粘钢加固法始于20世纪60年代，它是一种适用面较广的先进加固法，不仅在建筑业，而且在公路桥梁也普遍采用。4．化学螺栓锚固技术属于后加固技术。采用化学螺栓锚固钢板，解决了常规锚固方法不能加固处理的难题和冬季施工进度慢的问题。近几年来，在建筑翻新和建筑的改。扩建等方面，化学螺栓锚固施工作为一种新型的、简便有效的后加固定方法，得到了较为广泛的运用。5．碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术。碳纤维布是一种高性能的材料，最早主要用于航空航天等高科技领域，碳纤维具有比钢材高出十几倍的抗拉强度和相当于钢材1-2倍的弹性模量。它可以应用于混凝土构件的抗弯。抗剪加固，加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘结剂粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。6．采用CGM高强元收缩灌浆料，用于混凝土加固以及原有结构上的孔洞的修补，取得了良好的加固效果。7．混凝土材料是一种脆性非均质的工程材料，抗拉强度低，抗裂性差，容易产生裂缝。产生的原因有外荷载直接应力引起和次应力引起的裂缝；这些裂缝的存在，不但降低结构耐久性和防水性，而且给结构整体性和外观造成不良影响，甚至促成结构的破坏。为防患于未然，需要根据裂缝的部位。所处环境。配筋情况和结构形式，进行具体分析。判断和处理。裂缝自动压力灌浆技术特别适合于混凝土微细裂缝修补加固的新技术。8.由于混凝上耐久性考虑不周而造成建筑物过早破坏的事例时有发生，特别是处于室外恶劣条件下。海洋环境。腐蚀性环境中的钢筋混凝土结构物。影响混凝土结构耐久性的原因有外界和内在因素。属于外界的因素是混凝土所处的环境，有物理。化学。力学等因素；属于内在的因素有混凝土的碳化。疲劳，钢筋锈蚀。碱骨料反应等因素。这些因素造成了混凝土结构耐久性的降低，使得结构承载力下降，以至过早出现破坏。FS-l浸透性混凝土保护液可以解决这个长期难以解决的技术难题，延长混凝土结构使用寿命。它能浸人混凝土内部并与之结合成稳定结构，提高混凝上抗老化的能力，阻止以水为载体的侵蚀介质对混凝上的侵蚀。总结加固改造工程的施工经验，形成以下工法。一、钻孔锚筋工法（一）特点1.工艺简单，锚固快捷，安全可靠。2.应用范围较广，在结构加固，补强。新老结构连接。补埋钢筋。后埋钢构件等方面均可应用。（二）适用范围结构本身的强度和钻孔锚固的强度如能满足设计要求，均可应用本工法。（三）工艺原理1.结构胶在一定的温度。湿度范围内，本身具有较高的强度，并与钢筋、混凝土、陶瓷、砖等材料有极高的粘合力。抗拉、抗剪、抗压强度能满足一般结构受力要求。2.利用钻孔机具，在预定部位，按设计孔径钻至规定深度，进行清孔，注入结构胶，植人钢筋，使钢筋与混凝土。砖等通过结构胶粘结在一起，满足传递结构受力的要求。3.钢筋粘锚深度计算：式中——钢筋通过结构胶在混凝上中粘结锚固强度，其值与结构胶的力学指标有关，参见各种结构胶有关说明；——钢筋强度标准值；D——钢筋直径（mm）；——钢筋粘锚深度（mm）；A——钢筋截面积（mm2）。以上计算深度作为设计及施工参考，工程中应用时应根据锚筋规格。结构胶型号。结构材料情况现场对锚筋进行非破坏性试验，以试验结果决定锚固深度。（四）工艺流程与操作要点1.工艺流程。钻孔→清孔→孔干燥→孔除尘→钢筋及孔表面处理→配胶→灌胶→插筋→固定养护。2.操作要点。⑴钻孔。①在钻孔前剔凿掉装饰层，露出结构基层。②根据结构竣工图或钢筋探测仪器普查原有混凝上结构内钢筋分布情况。③按设计图纸要求在施工面划定钻孔锚固准确位置、孔径。根据工艺要求一般为钢筋直径d＋6～10mm.或由设计选定。④钻孔。根据钢筋直径、钢筋锚固深度要求选定钻头和机械设备。20mm以内孔径用冲击钻，20-40mm间可用手持金刚石钻机，40mm以上用吸附式金刚石钻机。砖墙用电锤钻孔，要求两台电锤在同一面墙上工作问距不小于5m，以免引起较大的振动；混凝土用静力钻孔机（水钻）打孔。钻孔按要求一次钻到规定深度。⑤按施工顺序每钻孔成一定批量后，请甲方、监理验收孔径孔深等，合格后方可进行下一步施工，竖向孔要立即用木塞等将孔堵上临时封闭，以防异物掉人孔内。⑵孔洞处理。①清除孔内集水，异物等，可采用风机加导管伸人孔内吹净。②视孔内干燥程度采用自然风干或用加热杆烘干，以不向外排放热气为准。③用棉丝擦去孔内粉尘，用丙酮清洗孔壁。⑶钢筋处理。①对于钢筋的锈蚀部分，应用砂纸先打磨除锈，至露出金属光泽为止。②钢筋锚固部分用丙酮清洗干净，成一定批量后经验收合格，方可使用。⑷配胶。对于双组分结构胶，严格按使用说明书规定的比例配胶，搅拌均匀，一般在40-60min时间内使用完毕，如气温较低，胶液粘度太大，可采用水浴将胶适当升温使其粘度降低。同样，当气温较低时，孔壁和钢筋可在栽筋前用热空气适当加热。水平孔堵孔用胶应有较高的稠度，可在已配好的胶中加入适量水泥或其他规定填料（按使用要求配料）。⑸灌胶。垂直孔可将胶液缓慢细流注入孔中，水平孔须先将胶注入灌浆注浆器中（用塑料薄膜制作），然后注入孔中。孔外溢出粘合剂为最佳状态，灌胶应一次完成。⑹栽筋。将处理好的钢筋插入孔中，放人时缓慢转动钢筋，让孔与钢筋全面粘合，然后用堵孔胶堵口。放人钢筋时要防止气泡发生。⑺养护。在常温下自然养护，养护期间不应扰动，一般3d可受力使用。环境温度低于5℃时，应采用人工加温养护。⑻对于墙体上打通孔进行锚筋的，应在墙体一侧设一人堵孔并放锚筋，另一侧设一人灌胶，两人配合施工。（五）材料1.结构胶是一种以环氧树脂为主体，掺有多种改性辅助剂和填料的高分子聚合材料。一般为双组分材料，混合后搅拌均匀，呈胶稠状，特别适用于钢材与混凝土，钢材与钢材的粘结。2.结构胶有多种型号，适用于不同的温湿环境，使用时要根据施工现场及使用环境由设计确定。结构锚固胶应通过建设部科技成果评估；用于生根的结构锚固胶应能在潮湿环境下施工和固化，并能确保钢筋锚固生根的可靠连接。3.结构胶技术性能要求。钢／钢粘结剪切强度：≥17MPa，满足设计要求；锨混凝土粘结剪切强度：大于混凝土的剪切强度（混凝上层破坏）；抗拉强度：钢／钢之间≥33．5MPa；钢／混凝土之间混凝土破坏；耐温性能：一般环境温度-30℃-60℃以内，强度不降低；耐湿性能：环境湿度90％以内强度不降低；耐久性能：50年内强度不降低；耐酸碱性：满足一般环境要求；初凝时间：40min至1h（20℃）。4．其他材料（见表1）。表1材料用表序号名称用途1胶管用于孔内注胶2钢丝刷清扫孔面3棉纱或海绵清孔4清洗剂（丙酮）清孔用5锚筋各种规格5．机具设备（见表2）表2机具设备选用表序号机具名称用途1吸附式金刚石钻孔机（水钻）用于混凝土、钢板上打孔2手持式钻机（水钻）用于混凝土、钢板上打孔3空压机用于清孔4手持式风机用于清孔5电锤用于打0以内孔6灌浆注浆器用于孔内注胶7小型台秤配胶计量8搅拌器配胶用9钢筋探测仪探测钢筋位置常用钻头规格（mm）：冲击钻机：ø6，ø8，ø10，ø12，ø14，ø16，ø18，ø20，ø25，ø28，ø30，孔深400以内。金刚石钻机：2，2，8，ø44，ø57-200，深1000mm，其中ø12≤250mm.对于特殊钻头一般可根据用户要求，由生产厂家提供其他规格钻头。（六）劳动组织及安全1.劳动组织。（1）钻孔班。每台钻机配置2～3人；每工作班配置钻机数及辅助工人数，依据工作面况。工程量大小、进度要求而定。（2）锚筋班。按每班4个注胶枪确定，见表3。表3劳动力组织表序号项目劳动力1注胶4人2配胶≥2人3锚筋4人4清孔3人5钢筋运输除锈2人2.安全。（1）操作工人必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋，戴护目镜和口罩。（2）操作架子必须稳固，防止倾倒，作业时必须确保安全施工。（3）所有机电设备应由专人操作，维修，保养，他人不得私自拆卸。机电设备禁止超载和带病作业，带电维修。操作工人经过专业培训上岗。（4）采用“三相五线制”配电，必须实行“一机一闸制”。（5）手动工具使用前专人检查工具的安全性，电线不要张拉过紧，不得扭结和缠绕，不得在水中浸泡，以防漏电。（6）易燃易爆有毒物品，要专人保管，使用时要严格限量领料。配胶及用丙酮清洗钢筋时注意防火。（七）质量要求1.严格按使用说明书使用胶料，计量要准确，按照比例用磅秤称（或做量桶标注），配胶由专人进行，搅拌要均匀，配好胶后要在规定的时间内用完。2.钻孔深度、孔径、钢筋处理、配胶等均要依据设计要求及材料、工艺要求进行专人验收，合格后方可进行下步施工。3.在施工现场同种环境下做抗拔试验，抗拔力应达到设计要求。4.结构胶配料时切忌有水滴人盛胶容器内。容器应清洁。5.确保养护质量，保证养护天数。6.钢筋粘锚施工的验收。（1）在粘锚生根的原件上抽样进行非破坏性抗拔试验，超过设计要求的标准强度值即。抽样数量与设计单位商定，一般按每层每段抽取若干组，每组三根。（2）在施工现场同种环境下做若干试件，进行抗拉拔破坏性试验。试件数量与设计单位商定。（3）主要仪器试验设备：千斤顶，传感器，试验油泵。（八）技术经济指标1.每个锚筋依据本工法操作均能达到或超过钢筋设计强度。2.每台冲击钻钻机每台班钻孔60～80m，每班锚筋数量可达到150～300个/工日。3.主要费用（综合直接费）：在砖结构上打孔锚筋4～50元/m；在混凝上结构上打孔锚筋6～0孔，250～350元/m。二、干法喷射混凝上施工工法（一）特点1.喷射混凝上施工可保证结构整体刚度，简化工序，不用模板或只用单面模板，节约大量模板材料，省去支模、浇筑和拆模工序，使混