陈文华 张小强

摘 要：钢筋混凝土结构构件的加固问题一直是国内外研究的一个重要课题。文章通过更深层次地理解建筑加固技术，针对各种加固技术的优缺点进行优势互补，以推动建筑加固技术更长远的发展。

关键词：续建工程;转换结构;多类型加固施工技术

中图分类号：TU746.3;TU318 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）16-0083-03

Abstract： The reinforcement of reinforced concrete structural members has always been a research topic at home and abroad. This article through a deeper understanding of building reinforcement technology， and in view of the advantages and disadvantages of various reinforcement technology， to achieve complementary advantages， so as to promote the long-term development of building reinforcement technology.

Keywords： continuation project;transfer structure;multi type reinforcement construction technology

1 工程概况

某市商务中心区市民中心及配套工程属于续建、改造工程，由原来的市民中心改建为商务酒店、大数据中心或档案馆等。因建筑功能转换，对原来单体建筑组合建造需要由设计单位对原有建筑已建楼层的结构构件进行验算，根据其受力大小不同，结合现场实际情况，采用外粘型钢加固法、粘贴钢板加固法以及粘贴碳纤维等加固补强技术，以满足新建建筑结构安全和使用功能的需要[1]。

2 施工工艺流程

2.1 外粘型钢加固法（梁）工艺流程

材料进场检验→混凝土梁基面定位放线→混凝土基面处理→梁表面质量缺陷处理→箍板、缀板、螺栓位置定位及放线→钻孔、清孔→梁底角钢、缀板焊接，固定→箍板、螺栓等焊接、固定→清理焊缝→型钢构架压力注结构胶→固化、养护→表面抹防护层。

2.2 粘贴钢板加固法（梁）工艺流程

材料进场检验→混凝土梁基面定位放线→混凝土基面处理→梁表面质量缺陷处理→U形扁钢箍、梁底钢板锚栓位置定位、放线→钻孔、清孔→梁底钢板涂胶，固定;植化学锚栓→U形扁钢箍涂胶、固定;植化学锚栓→固化、养护→表面抹防护层。

2.3 粘贴碳纤维加固法（梁）工艺流程

材料进场检验→混凝土梁基面定位放线→混凝土基面处理→梁表面质量缺陷处理→涂胶、梁底碳纤维布粘贴→涂胶、U形碳纤维布箍粘贴→固化、养护→表面抹防护层[2]。

3 施工工艺操作要点

3.1 不同加固方法材料进场要求及检验

进场加固材料应有出厂合格证或材料质量检验报告，并应在监理单位的见证下取样送有资质的第三方实验室检测，合格后方可用于工程施工。

3.1.1 外粘型钢、粘贴钢板加固法。加固用钢板、型钢、螺杆采用Q345B，钢板间接长均采用全熔透对接焊缝，缀板、箍板与角钢连接采用三面围焊。焊条型号应与被焊接钢材的强度相适应，焊條选用E50系列。采用A级改性环氧树脂胶黏剂，其安全性能等指标必须符合规范规定。胶黏剂必须通过湿热老化检验和毒性检验。化学锚栓采用5.8级化学锚栓，抗拉强度设计值为310 N/mm2，抗剪强度设计值为180 N/mm2。角钢、缀板、箍板、等代螺杆、钢板、U形箍板以及扁钢等钢结构件应按照设计图纸要求在钢结构加工厂制作与加工。钢件按加固设计要求的型号、尺寸进行裁割。裁割时要冷切，不可热割，防止构件变形及产生内应力。U形箍板按设计尺寸在专用工作台上采用规范规定的弧度处理转角。等代螺杆采用成品全丝螺杆，进场后按设计尺寸进行截割。按设计尺寸和位置在钢板和U形箍板上钻孔，孔径要符合设计要求[3]。钢结构件应根据其锈蚀情况采用砂轮机进行打磨除锈、粗糙处理，使表面露出金属光泽，而粗糙度越大越好。打磨纹路应尽量与受力方向垂直，并用脱脂棉蘸丙酮拭净表面，待完全干燥后备用。

3.1.2 粘贴碳纤维加固法。承重结构加固用的碳纤维必须选用聚丙烯腈基（PAN基）12k或12k以下的小丝束纤维，严禁使用大丝束纤维。本工程采用高强度Ⅰ级碳纤维复合材单向织物（布）（理论厚度为0.167 mm），其抗拉强度标准值不小于3 400 MPa。碳纤维的抗拉强度标准值应根据置信水平为0.99、保证率为95%的要求确定。此外，采用A级改性环氧树脂胶黏剂。

3.2 混凝土基面处理要求

第一，对已经粉刷的混凝土基面，应凿除构件表面的粉刷层或垫层至混凝土基层。对原混凝土构件的黏合面，刷除表面油垢、污物，除去2～3 mm厚表层，直至完全露出坚实基层，用压缩空气吹除粉粒，待完全干燥后，用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。第二，对于新混凝土黏合面，采用钢丝刷将表面松散浮渣刷除，用电动磨光机将不平整部位打磨平整，冲洗干净后保持基面干燥。第三，对于龄期在3个月以内或湿度较大的混凝土构件，需进行人工干燥处理。第四，若混凝土构件表面存在露筋、蜂窝以及孔洞等质量缺陷，应凿至密实处采用环氧砂浆进行修补平整;若构件表面存在裂缝，应采用裂缝修补技术进行修复。第五，外粘型钢加固梁时，应将梁底角打磨成半径不小于7 mm的圆角;粘贴钢板、碳纤维加固梁时，应将梁底角打磨成半径不小于20 mm的圆角。

3.3 外粘型钢加固法（梁）施工操作要点

第一，混凝土梁基面放线。按照加固设计图纸，在混凝土粘钢位置放出打磨控制线，弹设在混凝土表面，量测等代螺杆钻孔孔位，设十字交叉线做标记。第二，钻孔与清孔。根据测放的等代螺杆孔位，采用冲击电锤进行钻孔，孔径比等代螺杆直径大4 mm。钻孔完成后，用压缩空气将孔内灰尘吹净，填塞棉丝进行临时封堵。第三，焊接缀板。将角钢与待加固梁底角套合，角钢与混凝土间隙宜控制在3～5 mm。若局部间隙偏大，可将混凝土梁再次打磨平顺，并调整角钢顺直度，直至符合要求。根据调整好的梁底构架尺寸，将缀板与两块角钢焊接（三面围焊）。注意控制好电流进行对称焊接，避免角钢变形[4]。第四，焊接等代螺杆。按照设计图纸位置，将等代螺杆与箍板进行双面焊接。第五，安装角钢、临时固定。将连接好的角钢、缀板构件采取简易吊装方法安装在设计位置，采用工具式支撑架固定牢固。第六，焊接箍板。根据弹设在梁侧面的位置线，将箍板与角钢进行焊接（三面围焊），注意需对称进行。第七，安装梁顶受力扁钢、焊接梁顶缀板和焊接穿柱锚固等代螺杆。根据弹设在梁顶面的位置线安装梁顶受力扁钢，控制其与混凝面的预留注胶间隙，安装穿楼板和梁顶扁钢等代螺杆螺母。待最终调整梁顶受力扁钢位置后，对称焊接梁顶缀板（三面围焊），将穿柱锚固等代螺杆与梁顶扁钢焊接。第八，清理、注胶。安排专人清理焊缝残渣、钢构架内外表面、混凝土结构表面灰尘以及遗留物等，待焊缝、基面验收合格后方可进行下一步工作。用环氧砂浆沿钢材边缘封严，结合构件实际情况预埋注浆管，控制好间距。结构胶使用前应先进行适配性试验，验证其对环境温度、湿度等的适应性，并选择试验样品进行粘黏性能检验。结构胶应均匀搅拌，一次配量不宜过多，满足施工性要求。用气泵和注胶罐进行注胶，水平构件按同一方向顺序从一头往另一头进行，竖向构件按从下向上顺序进行。注胶时待下一注胶管溢出胶为止，依次进行，直至所有注胶管注完。每个方向最后一根注胶管溢胶后，需进行加压补胶。等代螺杆孔应将一端用环氧砂浆封堵严，注意注胶应饱满、密实。结构胶固化后，用小锤轻轻敲击钢材表面，从回声判断黏结效果。若有空洞声，则表明局部不密实，须再次用高压注胶方法补实。

3.4 粘贴钢板加固法（梁）施工操作要点

第一，混凝土梁基面放线。按照加固设计图纸，放出梁顶（楼面）打磨控制线，对梁顶和梁侧面、底面进行全面打磨。待所有打磨工作完成后，补放梁顶面钢板、箍板位置线，弹设在混凝土表面。量測梁底板、顶板、箍板化学锚栓栓孔位置，设十字交叉线做标记。第二，钻孔、清孔。根据测放的化学锚栓孔位，采用冲击电锤进行钻孔，孔径比锚栓直径大4 mm。钻孔完成后，用压缩空气将孔内灰尘吹净。第三，植梁底钢板、箍板化学锚栓。植化学锚栓前再次清除干净预钻孔，采用专用工具将锚栓药水及锚栓拧入孔内。注意控制锚栓端头的垂直度，未凝固前不得碰撞锚栓。第四，结构胶调制与涂刷。严格按照结构胶产品说明书要求，将胶按比例配制，搅拌至色泽均匀。无单组分颜色时，即可涂胶使用。涂胶前将钢板、箍板与粘贴面套合进行预贴试验，避免出现涂胶后两贴合面不合、钢板锚栓孔与混凝土预钻孔不符等情况。预贴合格后，将钢板和混凝土粘贴表面用丙酮擦拭干净。钢板和混凝土表面都要涂胶，胶层厚度为2～3 mm，分布要均匀，以胶层内稍厚、周边稍薄为宜。第五，粘贴梁底钢板。梁底钢板涂胶后立即与混凝土面进行黏结，适当加压使胶从钢板边缘挤出为度，并用特制U形夹具夹紧或在梁底部搭设工具式支撑架利用顶撑顶紧，将预先植入的螺栓加螺母拧紧作为梁底钢板的永久附加锚固措施。第六，粘贴U形箍板、箍板压板。U形箍板应从梁底中间向两侧进行，待梁底钢板固化后在梁侧面箍板线位置涂胶、粘贴箍板和压紧。随后采用同样的涂胶方法粘贴箍板压板，完毕后将预先植入的螺栓加螺母拧紧作为钢板的永久附加锚固措施，并采用临时支撑将箍板和压板顶紧。第七，固化。结构胶黏剂常温下固化，24 h可达到强度值的90%以上，此时可拆除夹具或支撑;72 h固化完全，可受力使用。固化期间，钢板构件不得有任何扰动。次梁加固详图如图1所示。

3.5 加固结构表面做防护层

结构构件加固完成后，应按照抹灰工序要求在其表面甩浆，挂钢丝网防裂、防空鼓，抹厚度不小于20 mm的高强度等级水泥砂浆，压光作防护层。对于碳纤维加固法，甩浆、抹面作业不得损伤已粘贴的碳纤维。如果防护层厚度不满足防火要求，可对加固钢构件先喷涂薄型防火涂料，再做水泥砂浆防护层。

4 质量保证措施

施工现场应建立健全质量保证体系，明确岗位职责并贯彻落实。加固施工前应进行技术交底，明确关键环节操作要求，确保所有人员掌握技术、质量要求。加固结构使用的钢板、锚栓、螺杆、各类结构胶以及碳纤维等材料，应按照规范要求进行检查、验收，并进行取样试验，严禁使用不合格的材料。混凝土结构构件加固前，相关单位应先委托有资质的检测单位进行可靠性鉴定和抗震鉴定。加固施工专业承包单位应具有结构补强特种施工资质，出具结构构件相应深化详图，报原加固设计单位审批。与实际施工方法紧密结合，采取有效措施保证新增构件、部件与原结构连接可靠，形成整体。采用粘钢、粘贴碳纤维等加固方式时，混凝土基面的处理对保证加固质量十分重要，需在施工中严格控制。加固施工应采取措施避免或减少损伤原构件。发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时，应会同加固设计单位采取有效处理措施，确保没有问题后方可继续施工[5]。

5 结语

针对改建后不同建筑功能、结构构件特点，优化构件节点设计，采取技术先进、经济合理的结构加固方法，采用适宜的界面处理技术，控制加固施工过程中材料对施工环境如温度、湿度的适宜性要求。此外，符合安全性要求的碳纤维与结构胶黏剂配套使用时，控制其适配性性能参数。同时，粘贴碳纤维、粘钢加固基本不增加被加固构件截面尺寸和质量，不影响建筑功能布置，施工速度快、简便且停用时间短，有利于加快工期。

参考文献：

[1]徐智峰.续建工程改建加固的施工实践[J].建筑施工，2010（2）：171-173.

[2]浦绍武.房屋建筑结构加固设计及加固施工技术的应用[J].工程建设与设计，2020（14）：23-24.

[3]邹恩葵.烂尾楼工程的改造加固设计与施工[J].工程抗震与加固改造，2013（5）：136-139.

[4]卢玺.房屋建筑结构加固设计及加固施工技术的应用[J].现代物业，2020（6）：156-157.

[5]易靖.房屋建筑结构的加固设计及施工技术分析[J].工程建设与设计，2019（24）：176-177.