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高层建筑混凝土柱整体置换混凝土加固施工方法
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3秒自动关闭窗口绕丝加固法在钢筋混凝土框架柱加固中的应用_技术服务_中国百科网
绕丝加固法在钢筋混凝土框架柱加固中的应用
    　　摘要：本文在对江苏沛县大屯矿区第三小学实验准备室、器材室工程进行分析的基础上，结合本人近期在建钢筋混凝土框架边柱补强中的实践，将对绕丝加固法的具体应用进行一些相关的介绍。
　　关键词：绕丝加固法；钢筋混凝土框架柱补强；施工方案优化
　　江苏沛县大屯矿区第三小学实验准备室、器材室二层两根框架边柱混凝土强度偏低，经该工程设计单位验算鉴定其结构位移延性满足不了抗震要求。设计单位提出了采用绕丝加固对其进行补强的设计文件。施工单位根据该工程建筑装修基本结束、建设单位要求加固施工不得影响学校正常教学等具体制约因素，因地制宜地制定并实施具体加固方案。不仅保证了结构安全，而且有效地减少了拆除量、缩短了加固工期、控制了施工环境对学校正常教学的影响。也为在建工程质量问题处理积累了经验。
　　绕丝加固法是在被加固构件表面缠绕钢丝及各种纤维丝（碳纤维、玻璃纤维等）使构件受到约束作用，从而提高其承载能力和结构位移延性的一种新型加固方法。它在建筑物的维修、改造和加固中占据重要地位。但对在建工程结构强度缺陷处理，则经常受到处理数量少、后续工程已完成、施工队专业技能欠佳和施工环境限制等条件的制约，需要施工单位根据实际情况科学确定具体的施工方法。
　　1、工程概况
　　大屯矿区第三小学实验准备室、器材室是紧邻学校南北教学、办公楼连廊东西两侧而建的两层单跨框架结构。层高3.4米，柱子断面为350*350mm，主梁截面为240*550mm、边梁截面为240*350mm，混凝土强度等级为C25。施工合同要求利用暑假完成除内外涂料、屋面防水和电气、采暖工程外的所有施工任务，确保九月一日学校按正常环境开学。八月二十五日主体验收回弹发现，东侧二层北侧中间两个柱子（2―B、3―B）混凝土强度偏低，验收各方决定这两个柱子内外表面暂不进行后道工序施工。九月二日，东侧二层柱混凝土标养试块报告显示其强度只有19.6MPa。九月三日施工单位委托实验室进行回弹，除北侧中间两柱子外该检验批的其它柱子混凝土强度均超过设计强度，唯有这两个柱子混凝土强度依然低于设计强度，后经取芯检测，实际强度只有19.2MPa和19.6MPa。
　　经该工程设计单位验算鉴定，这两个柱子因配筋较大，混凝土强度满足正常情况下的安全要求，但其结构位移延性不满足抗震设计规范要求。鉴于该工程建筑施工基本完成，学校已开学，甲方又提出了尽量不改变或少改变建筑外形和使用空间的要求，设计单位提出了按照《混凝土结构加固改造构造图》（06SG311-1）中的绕丝加固法，对这两个柱子进行加固的书面文件。
　　2、施工难点
　　该工程按照设计书面文件加固存在以下几个难点：
　　1）需加固的柱子东西两侧加气混凝土砌块填充墙已砌完，且内外粉刷完毕；2―B柱西侧防盗门、3―B柱西侧塑钢窗框均安装完毕，发泡剂空隙只有35mm左右。按常规拆除需加固柱两侧的门窗和填充墙，不仅工程量大、周期长、成本高，而且施工环境也不允许。需加固柱周围条件详见图1
　　2）按照《混凝土结构加固改造构造图》（06SG311-1）及设计要求，钢丝外侧应采用≥C30喷射混凝土保护。受现场环境、施工队机具配备制约无法实现。
　　3）因边梁偏轴（外偏）且与主梁高度不相等（相差200mm），梁区等代箍筋无法按设计指定的图集施工。
　　3、加固方案选择
　　根据设计与甲方要求、现场实际情况，经过反复研究并报施工监理同意，对具体加固选择了如下实施方案。
　　1）柱子沿建筑外墙侧的局部拆除。①将柱子与金属门框、塑钢窗框间的发泡剂全部清除，但不得松动固定门框、窗框的膨胀螺丝。②在柱子与加气混凝土砌块填充墙之间开出150mm宽的槽，但不得切断砌体拉结筋。
　　2）因柱子靠门窗框处空间极小（只有35mm左右），钢丝很难缠紧，钢丝间距不易保证，故在柱子内外两侧中间混凝土表面竖向各设置一道4*25的通长扁钢，用于固定、撑紧缠绕的钢丝。
　　3）钢丝外表面分段支木模后用CGM―2J灌浆料封闭或填充。
　　4）梁区等代箍筋按较大高度的主梁设置，并由两道增加为三道，中间一道沿边梁下缘紧贴柱子表面布置。该区域表面抹20mm厚1：1.5水泥砂浆分层抹压封闭。
　　4、加固方案实施
　　4.1施工顺序：
　　施工准备&柱子东西两侧清空&柱子四角混凝土磨角&柱子南北侧安装4*25扁钢&绕丝&分段支模、灌浆料&梁区等代箍筋安装、封闭&验收。
　　4.2各道工序施工要点
　　1）施工准备：
　　①外侧搭设门式脚手架脚手架离墙200mm；通过门窗口用脚手架钢管连接；脚手架外侧及两端用密目网封闭，并悬挂安全警示标志。脚手架搭设完经企业安全主管部门和监理共同验收合格后方可投入使用。
　　②材料准备Ф4冷拔钢丝退火后由监理现场见证取样送矿区中心实验室检测合格。CGM―2J现场见证取样检验，符合要求后方可使用。
　　③模板及其加固材料准备：准备两套模板。模板采用九夹板、50*50、50*30的方木制作成定型模板，紧固件采用100*100方木和Ф16对拉螺栓。
　　2）柱子东西两侧清空：
　　①加气混凝土砌块墙开槽为便于缠绕钢丝、确保砌块墙与柱子间的紧密结合，将柱边砌块墙开出150mmm宽的槽。先用切割机在砌体墙上割出50mmm深的缝，然后用锤和錾子将槽内砌块清除干净。在这过程中不得切断从柱子内伸出的拉墙筋。
　　②门窗框外侧发泡剂用细钢钎（Ф16）、铲子清理干净，卸下门扇。
　　3）柱子四周混凝土磨角
　　先用手提切割机将柱子四角混凝土切去边长30mm的等腰直角三角形，再用手提混凝土磨光机将棱角抹掉，磨成R=30的圆角。
　　4）柱子南北侧紧固扁钢安装
　　扁铁安装在柱子中心，扁铁用Ф10的膨胀螺丝穿入扁钢上的孔再焊平。固定点间距为500mm。
　　4）绕丝
　　从下往上缠绕，间距按设计要求控制在20mm左右。先按照06SG311-13-30页要求制作安装40*4扁钢箍，并将绕丝下端头焊在扁钢上，空隙内用环氧树脂灌满。再逐渐往上缠绕钢丝。钢丝边缠边拉紧、排匀间距后用铁锤敲击钢丝，使其紧贴柱子表面，立即将钢丝与扁钢间用电焊点焊，避免钢丝松动下滑。最后在梁底处用扁钢箍压钢丝头，并用环氧树脂封闭。
　　5）分段支模
　　支模前先用压缩空气将柱子表面清理干净。整个柱子分三段支模。窗台以下为第一段、窗台以上1.8米高均分成两段。支模之前必须由监理对钢丝及其压头进行隐蔽验收合格。支模的关键有以下几点：一是从钢丝最小保护层和CGM-2J灌浆料有效加固厚度出发，除与填充墙连接外，柱子外侧灌浆料加固厚度必须控制在30―35mm之间。二是模板接缝用胶带密封，避免漏浆。三是按墙面普通抹灰的垂直度（4mm）、平整度（4mm）控制各段模板的垂直度和表面平整度，尽量减少柱子粉刷层厚度。模板加固详见图2、图3
　　6）灌浆
　　考虑所灌浆部位是柱子加固和所加固柱子与填充墙之间空隙的填充，本工程选用CGM-2J型灌浆料。因每次灌浆料较少，故采用人工搅拌，但搅拌时间不得少于5分钟，保证搅拌均匀。施工中必须控制每次搅拌量在40分钟内用完。灌浆之前必须将模板和原有混凝土表面充分湿润。由于柱子四周加固厚度只有30-35mm宽（与填充墙连接处除外），因此浆料入模必须用特制细管漏斗。下部两层采用四周分层灌浆，最上面一段紧靠梁板，只能从柱子外侧入浆。灌浆过程中适当敲击模板，确保灌浆密实。每次灌浆时现场制作100*100*100的抗压试块，并按相关规定养护、送检。
　　7）拆模与养护
　　由于灌浆施工时的日最低气温在15度以上，因此确定灌浆施工24小时后就拆模，拆模后洒水湿润养护7天。
　　8）验收
　　两根柱子养护7天后，抗压试块压出7天强度就达到47.2Mpa。据此结果报设计、施工监理、当地质检站联合验收，一致认为达到了预期的效果。加固后的柱子垂直、平整度均小于4mm，小于规范允许偏差。
　　5、实施效果
　　1）实施方案科学合理，拆除工程量少、工期短、对学校正常教学没有造成影响。
　　2）通过本方案的实施不仅增强了柱子位移延性，提高了抗震效果，而且也提高了柱子承载能力。柱子断面尺寸的微量扩大（每边扩大30mm），通过装饰层的调整，对立面效果影响不大（柱子内外侧凸出墙面20mm），基本上达到了建设单位“既不影响美观，又不影响使用空间”的要求。
　　6、结束语
　　在建工程结构施工受施工队伍素质、原材料质量波动、施工过程质量控制缺陷等因素作用，混凝土强度过低而加固现象时有发生，结构加固具体方案的设计尤为重要。加固方案的成功与否，既要保证结构实体质量满足设计要求，又要满足总工期、建设方满意度、施工成本等各方面的综合要求。
　　该加固方案的成功实施，给施工单位最大的启示就是要以加固设计文件、国家现行规范、规程、标准为准则，充分考虑建设单位要求，从加固部位、加固数量、加固目的、施工环境和加固成本等方面综合分析、优化施工方案。只有这样才能优质、安全、经济地处理在建工程钢筋混凝土结构的质量缺陷。
　　参考文献：
　　[1]中国建筑科学研究院结构所《混凝土结构加固改造构造图（上册）》（06SG311-1）
　　[2]李建辉，郭锐华《混凝土结构加固技术》（《黑龙江科技信息》，2008（5））
　　[3]卞良桃，《建筑结构加固工程设计与施工质量验收手册》中国建筑工业出版社
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混凝土框架柱加固方案(修改后)
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施工-混凝土加固方法
摘要信息：混凝土结构的加固对于延长结构寿命、改善结构环境具有非常重要的作用和意义，本文以下内容将根据作者多年的实践经验，对混凝土结构加固的施工方法进行简要的分析，仅供参考。关键字：混凝土 结构加固 施工方法1、前言改革开放以来，随着经济的不断发展，我国工业设备的更新也在不断加快，特别是位于混凝土建筑上设备，由于设备的更换导致了荷载的增大或者是受力方式的改变，这些都将导致原来的设计不能满足现在的需要，则必须对原结构进行必要的加固处理，才能保证设备安全的运行。另外，对于灾后重建的地区，有好多建筑仅仅是出现了部分的问题，进行必要的修补加固后仍能用于生产生活，这样可以节约大量的资金，也能保证灾后居民能尽快的稳定下来，灾区的工业能尽快的恢复生产。还有一些建筑结构，仅仅是部分混凝土构件达到了使用年限或者是在使用过程中部分出现了问题，并不用整体推到重建，这样也可以通过局部的加固技术，延长整体工程的使用寿命。当然，能通过混凝土结构加固来延长整个结构的使用寿命的情况还有很多，这里不再一一介绍，不过，从以上论述可以发现，混凝土结构的加固对于延长工程使用寿命、节约资金具有非常重要的作用，本文以下内容将根据作者多年的实践经验，对混凝土结构加固的施工方法进行简要的分析，仅供参考。2、混凝土结构加固的施工方法根据作者多年的实践经验，认为混凝土结构加固的施工方法主要包含如下几个方面：第一，加大截面加固法。增大截面法是指通过采用同种材料（钢筋混凝土）来增大原结构的截面面积来提高结构构件的承载力和构件刚度，是一种传统的加固方法。截面增大加固主要施工工序为：混凝土界面处理→钻孔→植筋→箍筋制作、安装→模板安装→混凝土浇筑及养护→验收。要保证新老混凝土间的结合能力，原结构结合面必须进行凿毛处理，剔除一切风化酥松层、碳化锈蚀层及严重油污层，直至完全露出坚实的基层为止，并在此基层上凿毛，使表面凹凸差约为5mm，然后用水冲洗干净，并在浇筑混凝土前涂刷混凝土界面结合剂一道。对于较薄的混凝土加固层，首选喷射混凝土浇筑工艺。该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。第二，外包钢加固法。其是在混凝土柱四周包以型钢进行加固。它能不增大构件截面尺寸，大幅度地提高混凝土柱的承载力。外包钢施工工艺为：基层处理→卸载及加固件就位固定→嵌补缝隙→灌胶→固定与加压→表面防护。在进行基层处理的过程中应注意以下几个方面的问题：①对很旧很脏的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用冷水冲洗，再用角磨机的等对粘合面进行打磨，除去2～3mm 厚表层，直至完全露出新面，并用无油压缩空气吹除粉粒。②对混凝土粘合面进行打磨，去掉1～2mm 厚表层，用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。③对于湿度较大的混凝土构件或龄期再三个月内的混凝土构件，除满足上述要求外，尚须进行人工干燥处理。另外，为了减轻和消除包钢的应力应变滞后现象，加固前对原结构的活荷载进行卸荷。加固件就位用卡具将角钢及扁箍贴于预定结合面，经校准后彼此焊牢固定。缀板应紧贴混凝土表面，否则用环氧树脂砂浆填满缝隙。第三，改变结构传力途径加固法。其是在梁的中间部位增设支点、托梁（架）或将多跨筒支梁变为连续梁等方法。改变结构的传力途径。能大幅度地降低计算弯矩，提高结构构件的承载力，达到加强原结构的目的。按增设支点的连接方式不同，可分为湿式连接和套箍干式连接。增设支点若采用湿式连接，在支点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面。应进行凿毛，清除浮渣，洒水湿润，一般采用微膨胀混凝土浇筑。若采用型钢套箍干式连接，型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆，待型钢套箍与支柱焊牢后，再用干硬性砂浆将全部接触缝隙塞紧填实。第四，预应力加固法。其是利用柱角的加固角钢和箍板或预应力拉杆固定，通过加热箍板或张拉拉杆产生预应力，使构件在三轴受压情况下提高其承载力的方法。它具有不增加柱截面、不会影响平面视觉效果、节约钢材、有利于抗震、加固费用低的优点。适合对方形轴心受压或小偏心受压凝土柱的加固施工。采用预应力拉杆加固施工时，在安装前必须对拉杆、箍板事先进行调直校正，拉杆箍板尺寸和安装位置必须准确，张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验，保证拉杆、箍板传力正确可靠，避免张拉过程中断裂或滑动，造成安全和质量事故；采用预应力撑杆加固时，要进行撑杆末端处角钢（及其垫板）与混凝土构件之间的嵌入深度、传力焊缝的质量检验，检验合格后，将撑杆两端用螺拴临时固定，然后用环氧树脂砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌，加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。第五，置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。第六，粘贴碳纤维增强加固法。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力材质的混凝土结构构件和一般构筑物。粘碳纤维片材加固施工工艺为：基层处理→底胶涂刷→粘贴碳纤维布→养护→成品保护。在进行基层处理的时候应注意：用砂轮机或磨光机将混凝土表面劣化层（风化层、石灰游离、砂浆剥离、粉刷层、污物等）除去并打磨至粗骨材出现为止；打磨过后用毛刷或高压空气枪将粉尘及松动物质去除，并确保作业表面充分干燥、平整无灰尘；存在凹面部位时，须使用环氧树脂砂浆修整（找平作业），使其凹面成曲线平滑化，以利于片材粘贴。3、进行混凝土结构加固施工方法选择中应注意的问题根据作者多年的实践经验，认为在进行混凝土结构加固施工方法的选择中应注意以下几个方面的问题：第一，混凝土结构加固方法应具有良好的施工性。加固施工方法的优劣，首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件，没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。有的加固施工方法虽然具有解决问题的可行性，但是，由于其在施工过程中增加了一定的施工难度，而造成施工工期长，劳动用工大，安全系数低的弊端，结果是将影响到加固质量。例如，某技工学校办公楼因冬季施工，掺加不合格防冻剂，超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜，致使十架大梁产生严重裂缝，需要进行加固，对于这类的加固可以采用先进的外包钢加固施工方法，应用QR型建筑工程结构胶粘锚技术，对这十架大梁进行加固，由于技术先进，加固性能好，占用空间小，施工周期短，材料消耗少，工艺简便、安全并减轻了劳动强度，提高了加固质量。取得了良好的综合效益。第二，选择加固工程方案要有针对性，不同的加固工程应采取相应的加固措施，其加固方法需要在进行价格比、性能比、质量比的同时，还要体现出其工艺技术的科学性和先进性，这样的加固方案才是优秀的加固方案。4、结尾以上内容首先对混凝土结构加固的施工方法进行了简要的分析，并选择了其中几种常用的加固方法进行了重点的介绍，随后作者提出来在进行加固方法选择的过程中应注意的一些问题，表达了自己的观点，提出了自己的见解，但是作者深知，作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，才能为提高混凝土结构加固施工水平做出应有的贡献。
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