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【摘 要】近些年来随着加固材料与技术的不断改进与创新,加固方法也有了日新月异的变化。本文结合工程实例,通过对几种加固方案的优选,详细介绍了钢构套低压注胶法加固钢筋混凝土框架柱技术的难点及施工中的注意问题。且该技术与传统方法相比,施工中不使用大型机械,施工更方便,噪音小,对环境影响小;每根柱施工周期可以缩短7~8d,且该加固方法可以节省成本15%左右。
【关键词】钢构套;低压注胶;封边;粘砂
近些年来,我国的结构加固技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程。特别是最近20多年,结构的加固技术得到快速的发展,其应用对象已从开始阶段的单层的破旧民居扩展到建设工程中的各类结构。随着加固材料与技术的不断改进与创新,加固方法也有了日新月异的变化[1]。笔者结合工程实例介绍一下钢构套低压注胶法加固混凝土框架柱的技术。
1.工程概况
万和家园工程原设计为地下2层(1~12轴地下2层,12~20轴地下1层),地上26层。主体结构建至18层加2层(塔楼)然后停工。主体结构由现在18层恢复为26层,局部由19层恢复为27层。根据青岛理工大学的结构鉴定报告,需对原结构进行加固。
2.主要技术难点
2.1因框架柱已成型,且各细部尺寸不统一,这样就给下料带来了一定的难度,在施工过程中必须仔细测量好细部尺寸且复核无误后方可下料。
2.2钢构套安装时,要先进行试安装,合适后用专用夹具固定好各部件,用电焊进行点焊,点焊完成后再进行复核,无误后方可进行施焊。
2.3低压注胶时一定要控制好压力,且边注胶边轻轻敲打钢构套确保注胶密实。
3.钢构套低压注胶法施工中应注意的关键问题
3.1原混凝土表面不平整的,先将原有基层清理干净,直到露出新鲜的混凝土,然后用高强腻子修补平整;原混凝土表面平整的,只需将原有基层清理干净露出新鲜的混凝土即可。
3.2各部位型钢的下料,必须与现场实际情况相吻合,严格控制下料尺寸。
3.3鋼构件的焊接,必须严格控制焊接质量。
3.4钢构套的封边,必须要严密,牢固。
3.5低压注胶时,必须控制好压力并确保注胶密实。
4.施工过程
4.1流程
打磨放线——混凝土表面处理——混凝土表面检查——安装放线——下料、试安装——钢构架安装及焊接—节点处理——点焊钢丝网——钢构架焊接检查——设置出气孔及灌浆嘴——封边——通气试验——低压注胶—— 验收——粘砂——抹灰。
4.2操作要点
4.2.1打磨放线
根据设计图纸,用墨斗弹出钢构套外边线,确定下步混凝土打磨的位置。
4.2.2混凝土和钢材表面处理
①原框架柱表面平整度较差的:清洗柱表面杂物,用高强腻子刮平。②原框架柱表面较平整的:用手提磨光机将混凝土表面打磨,露出新鲜混凝土,框架柱四角磨出小圆角,重点打磨凸出部位,使混凝土面平整。打磨完成后并用钢丝刷刷毛,用空压机吹除粉尘。如果混凝土有油污污染,打磨清洗后待完全干燥后用丙酮擦拭表面除掉油污。
4.2.3安装放线
用墨斗弹出钢构套外边线,控制钢构套安装时的位置。
4.2.4钢板裁切及开孔
根据设计图纸要求仔细测量框架柱各部位的实际尺寸,然后确定钢构件的下料尺寸,下料精度要求控制在2mm之内。
4.2.5钢材焊点坡口
按照钢结构焊接规范要求,钢板厚度≥6 mm的,焊接处要求进行坡口处理。
4.2.6钢构件安装固定
①钢构件安装前要进行内壁除锈,用手提磨光机将钢材表面的氧化铁膜及铁锈清除干净,然后用丙酮擦拭干净。②根据图纸要求对需要植筋、螺栓锚固的地方,按照钢材上的开孔位置,确定出混凝土打眼的位置,严防偏差、如出现偏差应调整钢材上的孔眼位置。③检查下料、切肢、坡口无误后进行安装,将准备好的角钢移至框架柱的四角处,(根据要求通长角钢的接点要求互相错开,)用专用工具将角钢夹紧,焊接缀板、传力角钢。④钢构套的固定:等植筋胶完全固化后。按照图纸要求对所有节点进行通焊,所有焊缝均为满焊。
4.2.7钢构套的焊接
①通过现场试焊,确定合适的焊接工艺,焊接电流,焊条直径,同时要注意工作环境温度。②注意起焊的填满。
4.2.8点焊钢丝网
按设计要求在钢板及角钢上点焊钢丝网(钢丝网要把箍板与角钢之间围成的范围覆盖起来),点焊钢丝网前,先清理钢板及角钢表面的铁锈,然后点焊钢丝网。焊点按200 ㎜×200 ㎜间距成梅花状点焊。
4.2.9出气孔及注胶嘴的设置与固定
为确保注胶质量,出气孔的设置应在每道箍板与角钢的交界处的上方设置一个,注胶嘴设置在框架柱的下方。注胶嘴、出气孔四周用封边胶密封,并使之固定;构件固定后四周要用封边胶密封,以防止注胶时发生渗漏。(封边胶用的是在室温下固化的双组分环氧树脂粘胶。)
4.2.10低压注胶
①注胶前先进行通气试验,检查所有出气孔及注胶孔通透后,方可进行下道工序施工。②灌注胶在25 ℃,0.4 MPa使用期约60 min,建议配置完毕后在40 min内用完。压力、温度升高,单次配胶量加大都会引起使用期的缩短。为延长使用时间,压力罐也不要在日光下曝晒。③灌注胶为A、B两组份,取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、水、杂质)和称重衡器按配合比混合,用搅拌器搅拌约2分钟至色泽均匀,然后倒入低压注浆罐内。胶液应现配现用,以防凝胶,夏季每次配胶量不宜大于4 kg,冬季每次配胶量不宜大于8 kg。④采用高压气动泵将混合好的灌注胶以0.2 MPa~0.4 MPa的压力低速注入,边注胶边敲击钢板,待胶从另一出气孔溢出胶时,用扎丝将该出气孔封闭,继续低速注胶,待从最后一出气孔溢出胶时,即可停止注胶操作。若在注胶过程中出现上排所有出气孔早已出胶,并封闭,而下部的出气孔仍没有出胶,且压力表显示的压力已超过了0.4 MPa。这时可以把未出胶的出气孔改为注胶孔,重复上面的工作。⑤注胶完成后三天内严禁对钢板进行锤击、移动、焊接等工作。
4.3结果
本工程加固完成后经建筑工程质量监督站、设计单位、监理单位、建设单位及施工单位等的共同验收下,满足设计及使用要求。
4.4效益分析
4.4.1工期效益
该加固方法与加大截面加固相比较, 具有施工方便,每根柱施工周期短,每根柱可以缩短7 d~8 d.
4.4.2经济效益
该加固方法与加大截面加固相比较,可以增大4%的使用空间;与加大截面加固相比较,可以节省成本15%左右。4.4.3环保效益
该加固方法,施工中不使用大型机械,噪音小,对环境影响小。
5.结束语
在万和家园工程施工过程中,在加固专家的现场指导下,并结合现场实际,不断完善了钢构套低压注胶法加固钢筋混凝土框架柱技术。该技术在万和家园工程中的应用达到了较理想的效果。
【参考文献】
[1]卜良桃,王济川.建筑结构加固改造设计与施工[M].长沙:湖南大学出版社,2002.
【关键词】钢构套;低压注胶;封边;粘砂
近些年来,我国的结构加固技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程。特别是最近20多年,结构的加固技术得到快速的发展,其应用对象已从开始阶段的单层的破旧民居扩展到建设工程中的各类结构。随着加固材料与技术的不断改进与创新,加固方法也有了日新月异的变化[1]。笔者结合工程实例介绍一下钢构套低压注胶法加固混凝土框架柱的技术。
1.工程概况
万和家园工程原设计为地下2层(1~12轴地下2层,12~20轴地下1层),地上26层。主体结构建至18层加2层(塔楼)然后停工。主体结构由现在18层恢复为26层,局部由19层恢复为27层。根据青岛理工大学的结构鉴定报告,需对原结构进行加固。
2.主要技术难点
2.1因框架柱已成型,且各细部尺寸不统一,这样就给下料带来了一定的难度,在施工过程中必须仔细测量好细部尺寸且复核无误后方可下料。
2.2钢构套安装时,要先进行试安装,合适后用专用夹具固定好各部件,用电焊进行点焊,点焊完成后再进行复核,无误后方可进行施焊。
2.3低压注胶时一定要控制好压力,且边注胶边轻轻敲打钢构套确保注胶密实。
3.钢构套低压注胶法施工中应注意的关键问题
3.1原混凝土表面不平整的,先将原有基层清理干净,直到露出新鲜的混凝土,然后用高强腻子修补平整;原混凝土表面平整的,只需将原有基层清理干净露出新鲜的混凝土即可。
3.2各部位型钢的下料,必须与现场实际情况相吻合,严格控制下料尺寸。
3.3鋼构件的焊接,必须严格控制焊接质量。
3.4钢构套的封边,必须要严密,牢固。
3.5低压注胶时,必须控制好压力并确保注胶密实。
4.施工过程
4.1流程
打磨放线——混凝土表面处理——混凝土表面检查——安装放线——下料、试安装——钢构架安装及焊接—节点处理——点焊钢丝网——钢构架焊接检查——设置出气孔及灌浆嘴——封边——通气试验——低压注胶—— 验收——粘砂——抹灰。
4.2操作要点
4.2.1打磨放线
根据设计图纸,用墨斗弹出钢构套外边线,确定下步混凝土打磨的位置。
4.2.2混凝土和钢材表面处理
①原框架柱表面平整度较差的:清洗柱表面杂物,用高强腻子刮平。②原框架柱表面较平整的:用手提磨光机将混凝土表面打磨,露出新鲜混凝土,框架柱四角磨出小圆角,重点打磨凸出部位,使混凝土面平整。打磨完成后并用钢丝刷刷毛,用空压机吹除粉尘。如果混凝土有油污污染,打磨清洗后待完全干燥后用丙酮擦拭表面除掉油污。
4.2.3安装放线
用墨斗弹出钢构套外边线,控制钢构套安装时的位置。
4.2.4钢板裁切及开孔
根据设计图纸要求仔细测量框架柱各部位的实际尺寸,然后确定钢构件的下料尺寸,下料精度要求控制在2mm之内。
4.2.5钢材焊点坡口
按照钢结构焊接规范要求,钢板厚度≥6 mm的,焊接处要求进行坡口处理。
4.2.6钢构件安装固定
①钢构件安装前要进行内壁除锈,用手提磨光机将钢材表面的氧化铁膜及铁锈清除干净,然后用丙酮擦拭干净。②根据图纸要求对需要植筋、螺栓锚固的地方,按照钢材上的开孔位置,确定出混凝土打眼的位置,严防偏差、如出现偏差应调整钢材上的孔眼位置。③检查下料、切肢、坡口无误后进行安装,将准备好的角钢移至框架柱的四角处,(根据要求通长角钢的接点要求互相错开,)用专用工具将角钢夹紧,焊接缀板、传力角钢。④钢构套的固定:等植筋胶完全固化后。按照图纸要求对所有节点进行通焊,所有焊缝均为满焊。
4.2.7钢构套的焊接
①通过现场试焊,确定合适的焊接工艺,焊接电流,焊条直径,同时要注意工作环境温度。②注意起焊的填满。
4.2.8点焊钢丝网
按设计要求在钢板及角钢上点焊钢丝网(钢丝网要把箍板与角钢之间围成的范围覆盖起来),点焊钢丝网前,先清理钢板及角钢表面的铁锈,然后点焊钢丝网。焊点按200 ㎜×200 ㎜间距成梅花状点焊。
4.2.9出气孔及注胶嘴的设置与固定
为确保注胶质量,出气孔的设置应在每道箍板与角钢的交界处的上方设置一个,注胶嘴设置在框架柱的下方。注胶嘴、出气孔四周用封边胶密封,并使之固定;构件固定后四周要用封边胶密封,以防止注胶时发生渗漏。(封边胶用的是在室温下固化的双组分环氧树脂粘胶。)
4.2.10低压注胶
①注胶前先进行通气试验,检查所有出气孔及注胶孔通透后,方可进行下道工序施工。②灌注胶在25 ℃,0.4 MPa使用期约60 min,建议配置完毕后在40 min内用完。压力、温度升高,单次配胶量加大都会引起使用期的缩短。为延长使用时间,压力罐也不要在日光下曝晒。③灌注胶为A、B两组份,取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、水、杂质)和称重衡器按配合比混合,用搅拌器搅拌约2分钟至色泽均匀,然后倒入低压注浆罐内。胶液应现配现用,以防凝胶,夏季每次配胶量不宜大于4 kg,冬季每次配胶量不宜大于8 kg。④采用高压气动泵将混合好的灌注胶以0.2 MPa~0.4 MPa的压力低速注入,边注胶边敲击钢板,待胶从另一出气孔溢出胶时,用扎丝将该出气孔封闭,继续低速注胶,待从最后一出气孔溢出胶时,即可停止注胶操作。若在注胶过程中出现上排所有出气孔早已出胶,并封闭,而下部的出气孔仍没有出胶,且压力表显示的压力已超过了0.4 MPa。这时可以把未出胶的出气孔改为注胶孔,重复上面的工作。⑤注胶完成后三天内严禁对钢板进行锤击、移动、焊接等工作。
4.3结果
本工程加固完成后经建筑工程质量监督站、设计单位、监理单位、建设单位及施工单位等的共同验收下,满足设计及使用要求。
4.4效益分析
4.4.1工期效益
该加固方法与加大截面加固相比较, 具有施工方便,每根柱施工周期短,每根柱可以缩短7 d~8 d.
4.4.2经济效益
该加固方法与加大截面加固相比较,可以增大4%的使用空间;与加大截面加固相比较,可以节省成本15%左右。4.4.3环保效益
该加固方法,施工中不使用大型机械,噪音小,对环境影响小。
5.结束语
在万和家园工程施工过程中,在加固专家的现场指导下,并结合现场实际,不断完善了钢构套低压注胶法加固钢筋混凝土框架柱技术。该技术在万和家园工程中的应用达到了较理想的效果。
【参考文献】
[1]卜良桃,王济川.建筑结构加固改造设计与施工[M].长沙:湖南大学出版社,2002.