1. 施工准备阶段
- 资料收集与方案设计
- 收集混凝土结构的原始设计图纸、地质勘察报告、竣工验收资料等,全面了解结构的基本情况,包括结构形式、构件尺寸、混凝土强度等级、钢筋配置等。
- 根据结构的现状和改造加固要求,设计合理的施工方案。方案应包括加固方法的选择(如增大截面、外包钢、粘贴钢板、粘贴纤维复合材料等)、施工顺序、施工工艺、质量控制措施等内容。
- 材料与设备准备
- 材料准备:
- 根据加固方法准备相应材料。如采用增大截面加固法时,需准备混凝土、钢筋;粘贴钢板加固要准备钢板、结构胶粘剂;植筋加固需要植筋胶和钢筋等。材料应符合相关标准,如混凝土的强度等级要满足设计要求,钢板的材质和厚度应符合规定,胶粘剂的粘结强度等性能指标要合格。
- 对材料进行检验,检查产品合格证、质量检验报告等文件,对于进场材料按规定进行抽样送检。
- 设备准备:
- 配备必要的施工设备,如混凝土搅拌机、振捣器(用于增大截面加固法等涉及混凝土浇筑的情况)、钻孔设备(用于植筋、外包钢等加固方法)、打磨设备(用于粘贴钢板或纤维复合材料时的表面处理)、压力灌浆设备(用于裂缝修补等)。
- 对设备进行调试和检查,确保设备正常运行,能够满足施工要求。
- 现场准备
- 清理施工现场,拆除或迁移影响施工的障碍物。设置施工围挡,划分施工区域,设置警示标志,确保施工安全。对原结构构件进行标记,明确加固范围和部位。
2. 主要加固方法施工步骤
- 增大截面加固法
- 混凝土表面处理:将原混凝土构件表面的疏松层、油污、浮浆等清理干净,用高压水枪冲洗或用钢丝刷打磨,使表面露出坚实的骨料。
- 钢筋加工与安装:根据设计要求加工钢筋,将新钢筋与原结构中的钢筋进行连接。连接方式可以是焊接或机械连接,要保证连接质量,满足钢筋锚固长度要求。
- 模板支设:在需要增大截面的部位支设模板,模板应牢固、严密,防止混凝土浇筑过程中出现漏浆。
- 混凝土浇筑与养护:浇筑比原结构混凝土强度等级高一级的混凝土,采用机械振捣,确保混凝土密实。浇筑完成后,按照混凝土养护要求进行养护,一般在浇筑后的12小时内进行覆盖和浇水,养护时间不少于7天。
- 外包钢加固法(以湿式为例)
- 混凝土和钢材表面处理:对混凝土构件表面进行打磨,去除表面杂质,使表面粗糙。对型钢(如角钢)进行除锈处理,使其表面呈现金属光泽。
- 型钢安装与固定:将型钢按设计要求安装在混凝土构件表面,用夹具或临时支撑固定,保证型钢位置准确。在型钢与混凝土构件之间预留灌注粘结剂的空隙。
- 粘结剂灌注:配制并灌注结构胶粘剂,采用压力灌注或人工灌注的方式,使胶粘剂充分填充型钢与混凝土之间的空隙。灌注过程中要注意排气,确保灌注密实。
- 缀板焊接(如有):对于用缀板连接的外包钢加固,在粘结剂固化后,按设计要求焊接缀板,焊接质量应符合相关标准。
- 粘贴钢板加固法
- 混凝土和钢板表面处理:用打磨设备将混凝土表面的浮浆、油污等清理干净,使其粗糙,然后用丙酮等有机溶剂擦拭。对钢板表面进行除锈、打磨处理,去除铁锈和氧化皮。
- 胶粘剂配制与涂抹:按照胶粘剂产品说明书的比例配制胶粘剂,在混凝土表面和钢板表面均匀涂抹。涂抹厚度一般为2 - 3mm,混凝土表面要保证胶粘剂无气泡,钢板表面中间部分可稍厚。
- 钢板粘贴与固定:将涂抹好胶粘剂的钢板迅速粘贴在混凝土表面,用特制夹具或支撑工具对钢板进行临时固定,防止钢板移位。对于大面积钢板粘贴,可采用锚栓辅助固定。
- 固化养护:根据胶粘剂的产品说明书,在合适的温度和湿度条件下进行固化养护,一般不少于7天。期间要避免钢板受到振动、冲击和水浸。
- 粘贴纤维复合材料加固法
- 混凝土表面处理:同粘贴钢板加固法中的混凝土表面处理方式,使混凝土表面清洁、干燥、粗糙。
- 纤维复合材料裁剪与浸渍胶配制:根据加固部位的尺寸和形状裁剪纤维复合材料(如碳纤维布),注意纤维方向要符合设计要求。配制浸渍胶,将浸渍胶的主剂和固化剂按规定比例混合搅拌均匀。
- 粘贴与滚压:将浸渍胶涂抹在混凝土表面,把纤维复合材料轻轻覆盖在胶面上,从一端开始向另一端粘贴,同时用专用滚筒沿纤维方向滚压,排出空气,使纤维复合材料与混凝土表面充分贴合。若多层粘贴,应在第一层固化后再进行下一层粘贴,且每层纤维方向一致。
- 固化与表面防护(如有):在合适的环境条件下让浸渍胶固化,固化时间根据产品说明书确定。若有需要,可在固化后的纤维复合材料表面涂抹防护漆等进行防护。
- 植筋加固法
- 钻孔:根据设计要求在混凝土结构中钻孔,钻头直径一般比植入钢筋直径大4 - 6mm。钻孔要垂直,深度符合要求,避免损伤原结构钢筋。
- 清孔:用毛刷、气筒等工具清理孔内灰尘和杂物,可采用高压水冲洗后再干燥的方式,确保孔内清洁、干燥。
- 植筋胶配制与注入:按照植筋胶产品说明书配制植筋胶,将胶注入孔内,注胶量约为孔体积的80%左右。
- 钢筋植入与固化:将处理好(除锈、去污)的钢筋缓慢插入孔内,边转边插,直至钢筋到达孔底。植入后,在植筋胶固化期间避免扰动钢筋,固化时间根据植筋胶产品确定。
3. 质量控制与验收阶段
- 质量控制措施
- 对原材料进行质量控制,确保使用的混凝土、钢材、胶粘剂等材料符合设计和规范要求。在施工过程中,严格按照设计图纸和施工工艺进行操作。
- 对于关键工序,如混凝土浇筑、胶粘剂粘贴、钢筋焊接等,进行旁站监督。检查施工设备的运行情况,保证施工过程的稳定性和可靠性。
- 质量验收内容
- 材料验收:检查材料的质量证明文件,对进场材料进行抽样检验,检验结果应符合相关标准。
- 隐蔽工程验收:对钢筋隐蔽工程(如增大截面加固中的钢筋安装)、型钢安装(外包钢加固)等进行验收,检查钢筋或型钢的规格、数量、位置、连接方式等是否符合设计要求。
- 加固效果验收:通过检测构件的尺寸、外观质量、承载力等指标来评估加固效果。如采用无损检测方法检查粘贴钢板或纤维复合材料的粘贴质量,对增大截面加固后的构件进行混凝土强度检测,对加固后的结构进行荷载试验等。