厂房结构改造加固工程是一项复杂且系统的工作,以下是相关要点:
一、前期准备
1. 资料收集与分析
- 建筑与结构图纸:收集厂房原有的建筑、结构图纸,包括平面图、剖面图、节点详图、基础图等。通过分析这些图纸,了解厂房的原始设计参数、结构形式(如框架结构、排架结构、钢结构等)、构件尺寸和材料强度等信息。
- 地质勘察报告:获取厂房所在地的地质勘察报告,了解地基土的类型(如砂土、粘土、淤泥质土等)、承载力、地下水位等情况,为基础加固设计提供依据。
- 使用历史记录:了解厂房的使用历史,包括生产工艺、荷载变化情况(如是否有新增设备、吊车荷载变化等)、是否经历过自然灾害或结构损伤等,这些信息有助于分析结构的现状和潜在问题。
2. 现状检测与评估
- 结构检测内容:对厂房的结构进行全面检测,包括混凝土结构的混凝土强度(可采用回弹法、钻芯法等)、钢筋配置(用钢筋探测仪)、构件尺寸(卷尺、全站仪等测量)、裂缝分布与宽度(裂缝观测仪);钢结构的钢材强度(通过取样试验)、焊缝质量(无损检测方法)、构件变形(水准仪、经纬仪)等。
- 评估分析:根据检测结果,评估厂房结构的安全性、适用性和耐久性。分析结构的承载能力是否满足现有和改造后的要求,是否存在因变形、裂缝等影响正常使用的情况,以及结构的剩余使用寿命等。
二、改造加固方案设计
1. 加固目标确定
根据厂房的使用功能变化和检测评估结果,确定加固目标。例如,如果厂房要增加新的生产线,需要提高结构的承载能力;如果要改变使用功能,如从工业厂房改为商业展厅,可能需要改善结构的空间性能和美观性。
2. 加固方法选择
- 混凝土结构加固:
- 增大截面加固法:适用于梁、柱等构件承载能力不足的情况。通过在原构件表面增加混凝土和钢筋,增大截面面积来提高承载能力。例如,对于承载能力不足的柱,可以在其四周或单侧增加一定厚度的混凝土,并配置相应的钢筋。
- 外包钢加固法:对于不允许增大截面尺寸,但需要提高承载能力的构件可采用此方法。可分为湿式和干式外包钢,湿式外包钢是在型钢与原构件之间灌注胶粘剂,使两者共同工作。常用于对外观要求不高的柱、梁加固。
- 粘贴碳纤维加固法:利用碳纤维布的高强度和高模量,通过粘结剂粘贴在混凝土构件表面,提高构件的受弯、受剪能力。适用于对结构自重增加有限制且对外观有一定要求的情况,如厂房内的一些次要梁的加固。
- 钢结构加固:
- 增加截面加固法:在原钢结构构件上焊接或螺栓连接新的钢板、型钢等,增加构件的截面面积和惯性矩,提高承载能力。例如,在钢梁的下翼缘或腹板上增加钢板来提高其抗弯、抗剪能力。
- 改变结构计算简图加固法:通过增设支点(如在梁下增加支柱)、托梁拔柱等方法改变结构的受力体系,减小构件的内力,达到加固目的。这种方法常用于钢结构厂房的空间改造。
3. 基础加固(如有需要)
- 如果厂房因新增荷载或地基沉降问题导致基础承载力不足,可采用以下方法:
- 扩大基础加固法:对于浅基础,通过扩大基础底面面积来降低基底压力,提高基础承载能力。在施工时要注意避免扰动原基础下的地基土。
- 锚杆静压桩加固法:在原基础上设置锚杆,通过静压方式将预制桩压入地基,利用桩的承载能力来分担基础荷载。适用于对沉降控制要求较高的厂房。
三、施工阶段
1. 施工组织设计
- 施工顺序规划:合理安排施工顺序,一般先进行基础加固(如果有),再进行上部结构加固。对于有吊车的厂房,要注意在加固过程中对吊车的保护和合理安排其使用时间。例如,在加固柱时,可能需要临时拆除吊车轨道,待柱加固完成后重新安装。
- 施工场地布置:根据厂房的空间特点和施工工艺要求,布置材料堆放场地、机械设备停放位置等。要确保施工通道畅通,便于材料和设备的运输。
- 临时支撑设置:在拆除或加固某些关键构件时,设置临时支撑,保证结构在施工过程中的稳定性。例如,在拆除厂房内的某根柱进行托梁拔柱施工时,要在梁下设置可靠的临时支撑体系。
2. 质量控制
- 材料质量控制:对加固材料进行严格检验,如混凝土的原材料、钢材、碳纤维布和胶粘剂等,确保其质量符合设计要求。检查材料的出厂合格证、质量检验报告等相关资料。
- 施工工艺控制:监督施工人员严格按照设计要求和施工规范进行施工。例如,在粘贴碳纤维布时,要保证粘贴面的清洁和平整,胶粘剂的涂抹均匀且无气泡;在焊接作业时,要保证焊缝质量,符合相应的焊接标准。
- 隐蔽工程验收:对隐蔽工程(如钢筋工程、锚杆静压桩的桩身施工等)及时进行验收,做好验收记录和影像资料,确保工程质量可追溯。
3. 安全管理
- 安全教育培训:对施工人员进行安全教育培训,使其熟悉施工现场的安全规章制度、操作规程等。培训内容包括高处作业安全、电气安全、机械使用安全等方面。
- 安全防护措施:在施工现场设置安全防护设施,如防护栏、安全网、警示标志等。对于高处作业、动火作业等危险作业,要采取相应的安全措施,如系安全带、设置灭火器材等。
- 安全检查与整改:定期进行安全检查,及时发现和整改安全隐患。检查内容包括施工设备的安全性能、临时用电安全、消防设施等。
四、监测与验收
1. 施工监测
- 变形监测:在厂房关键部位(如柱顶、梁端等)设置变形观测点,使用水准仪、全站仪等仪器定期监测结构的沉降、水平位移和倾斜等变形情况。根据监测数据及时调整施工方案,确保施工安全。
- 应力应变监测:对于重要构件,可采用应变片等仪器监测构件在施工过程中的应力应变变化,了解结构的受力状态,防止因加固施工导致构件局部应力过大。
2. 验收工作
- 资料审查:审查施工单位提交的竣工资料,包括施工图纸、材料检验报告、隐蔽工程验收记录、施工日志等,确保资料齐全、真实。
- 现场检查:对加固后的厂房结构进行现场检查,检查内容包括构件的外观质量(如混凝土表面是否平整、钢结构焊缝是否美观等)、尺寸是否符合设计要求、加固部位的连接是否可靠等。
- 性能检测:根据需要进行结构性能检测,如对加固后的梁、柱进行承载力试验(抽检测试),检测其是否满足设计的承载能力要求。通过验收后,方可交付使用。