建筑物加固改造施工工法

建筑物加固改造施工工法YJGF382000中国建筑一局（集团）有限公司我公司近年来先后承接了友谊宾馆康乐宫。外交部华风宾馆。民族文化宫抗震加固改造大修等加固改造工程，逐渐积累了大量改造加固的施工经验。特别在民族文化宫抗震加固改造大修工程施工中，针对该工程加固改造工程量大，面广。代表性强的特点，与国内科研单位。大专院校广泛合作，汲取了国内外先进的改造加固技术，探索出一整套具有我国特色的加固改造修复综合技术，并在此基础上，总结出本加固改造工法。建筑物结构加固改造工艺一般分为四部分（如图1），第一部分为对原有建筑物的结构状况进行检测评估，必要时在装饰面层拆除后进行二次检测，确定加固改造方案。第二部分为拆除施工，第三部分为加固改造施工。第四部分为修复或装饰施工。总结第三部分加固改造施工经验，形成本加固改造工法。其特点是内容较全面，涵盖了既有建筑加固整个阶段常见的加固技术，涉及了建筑加固改造全过程的多个专业。技术先进。本工法是国内外先进技术及施工经验的总结。可操作性强。本工法是工程实践的总结，符合我国现阶段施工技术及管理水平。结构加固改造技术是既有建筑改造工程施工的关键环节。原结构检测（或拆除后的二次检测）是确定加固方案的依据。制定加固方案须考虑加固部位、加固后使用年限。加固费用、加固周期等因素。往往一个构件可采取单项或多项组合工法，以期取得较好的加固效果和良好的经济效益。结构的加固主要有以下几种方法1混凝土墙及砖墙加固采用增加混凝土截面厚度补强方式加固。为增加原有砖（混凝土）墙与新混凝土墙之间的连接，采用钻孔锚筋技术。结构工程中经常需要将钢筋或螺栓锚固到具有一定强度的混凝上或砖墙中，如建筑物结构加固。混凝土结构的植筋均采用金刚石钻机进行无振动钻孔，灌人专用结构胶锚人钢筋，使钢筋与混凝土。砖等通过结构胶粘结在一起，以满足传递结构受力的要求。2喷射混凝土补强技术是指将速凝的细石混凝土用喷射机喷向受喷面，保护参与或替代原结构工作，以恢复或提高结构的承载力，刚度和耐久性。我国在20世纪70年代就对喷射混凝土技术进行了大量的研究开发工作，取得了许多突破，此技术现已广泛应用于加固工程中，并取得了良好的效果。3粘钢加固法即在混凝上结构受力构件的外侧涂刷结构胶，粘贴钢板，以提高结构强度和安全性。粘钢法具有工艺简便，加固后所占空间小，不破损原有结构且与原结构协调工作，受力简单、明确。如在墙体开洞的侧壁粘钢能起到暗柱。暗梁的效果；在梁板水平结构表面粘钢，能起到增加小梁的效果。粘钢加固法始于20世纪60年代，它是一种适用面较广的先进加固法，不仅在建筑业，而且在公路桥梁也普遍采用。4化学螺栓锚固技术属于后加固技术。采用化学螺栓锚固钢板，解决了常规锚固方法不能加固处理的难题和冬季施工进度慢的问题。近几年来，在建筑翻新和建筑的改。扩建等方面，化学螺栓锚固施工作为一种新型的、简便有效的后加固定方法，得到了较为广泛的运用。5碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术。碳纤维布是一种高性能的材料，最早主要用于航空航天等高科技领域，碳纤维具有比钢材高出十几倍的抗拉强度和相当于钢材12倍的弹性模量。它可以应用于混凝土构件的抗弯。抗剪加固，加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘结剂粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。6采用CGM高强元收缩灌浆料，用于混凝土加固以及原有结构上的孔洞的修补，取得了良好的加固效果。7混凝土材料是一种脆性非均质的工程材料，抗拉强度低，抗裂性差，容易产生裂缝。产生的原因有外荷载直接应力引起和次应力引起的裂缝；这些裂缝的存在，不但降低结构耐久性和防水性，而且给结构整体性和外观造成不良影响，甚至促成结构的破坏。为防患于未然，需要根据裂缝的部位。所处环境。配筋情况和结构形式，进行具体分析。判断和处理。裂缝自动压力灌浆技术特别适合于混凝土微细裂缝修补加固的新技术。8由于混凝上耐久性考虑不周而造成建筑物过早破坏的事例时有发生，特别是处于室外恶劣条件下。海洋环境。腐蚀性环境中的钢筋混凝土结构物。影响混凝土结构耐久性的原因有外界和内在因素。属于外界的因素是混凝土所处的环境，有物理。化学。力学等因素；属于内在的因素有混凝土的碳化。疲劳，钢筋锈蚀。碱骨料反应等因素。这些因素造成了混凝土结构耐久性的降低，使得结构承载力下降，以至过早出现破坏。FSL浸透性混凝土保护液可以解决这个长期难以解决的技术难题，延长混凝土结构使用寿命。它能浸人混凝土内部并与之结合成稳定结构，提高混凝上抗老化的能力，阻止以水为载体的侵蚀介质对混凝上的侵蚀。总结加固改造工程的施工经验，形成以下工法。一、钻孔锚筋工法（一）特点1工艺简单，锚固快捷，安全可靠。2应用范围较广，在结构加固，补强。新老结构连接。补埋钢筋。后埋钢构件等方面均可应用。（二）适用范围结构本身的强度和钻孔锚固的强度如能满足设计要求，均可应用本工法。（三）工艺原理1结构胶在一定的温度。湿度范围内，本身具有较高的强度，并与钢筋、混凝土、陶瓷、砖等材料有极高的粘合力。抗拉、抗剪、抗压强度能满足一般结构受力要求。2利用钻孔机具，在预定部位，按设计孔径钻至规定深度，进行清孔，注入结构胶，植人钢筋，使钢筋与混凝土。砖等通过结构胶粘结在一起，满足传递结构受力的要求。3钢筋粘锚深度计算式中钢筋通过结构胶在混凝上中粘结锚固强度，其值与结构胶的力学指标有关，参见各种结构胶有关说明；钢筋强度标准值；D钢筋直径（MM）；钢筋粘锚深度（MM）；A钢筋截面积（MM2）。以上计算深度作为设计及施工参考，工程中应用时应根据锚筋规格。结构胶型号。结构材料情况现场对锚筋进行非破坏性试验，以试验结果决定锚固深度。（四）工艺流程与操作要点1工艺流程。钻孔清孔孔干燥孔除尘钢筋及孔表面处理配胶灌胶插筋固定养护。2操作要点。钻孔。在钻孔前剔凿掉装饰层，露出结构基层。根据结构竣工图或钢筋探测仪器普查原有混凝上结构内钢筋分布情况。按设计图纸要求在施工面划定钻孔锚固准确位置、孔径。根据工艺要求一般为钢筋直径D610MM或由设计选定。钻孔。根据钢筋直径、钢筋锚固深度要求选定钻头和机械设备。20MM以内孔径用冲击钻，2040MM间可用手持金刚石钻机，40MM以上用吸附式金刚石钻机。砖墙用电锤钻孔，要求两台电锤在同一面墙上工作问距不小于5M，以免引起较大的振动；混凝土用静力钻孔机（水钻）打孔。钻孔按要求一次钻到规定深度。按施工顺序每钻孔成一定批量后，请甲方、监理验收孔径孔深等，合格后方可进行下一步施工，竖向孔要立即用木塞等将孔堵上临时封闭，以防异物掉人孔内。孔洞处理。清除孔内集水，异物等，可采用风机加导管伸人孔内吹净。视孔内干燥程度采用自然风干或用加热杆烘干，以不向外排放热气为准。用棉丝擦去孔内粉尘，用丙酮清洗孔壁。钢筋处理。对于钢筋的锈蚀部分，应用砂纸先打磨除锈，至露出金属光泽为止。钢筋锚固部分用丙酮清洗干净，成一定批量后经验收合格，方可使用。配胶。对于双组分结构胶，严格按使用说明书规定的比例配胶，搅拌均匀，一般在4060MIN时间内使用完毕，如气温较低，胶液粘度太大，可采用水浴将胶适当升温使其粘度降低。同样，当气温较低时，孔壁和钢筋可在栽筋前用热空气适当加热。水平孔堵孔用胶应有较高的稠度，可在已配好的胶中加入适量水泥或其他规定填料（按使用要求配料）。灌胶。垂直孔可将胶液缓慢细流注入孔中，水平孔须先将胶注入灌浆注浆器中（用塑料薄膜制作），然后注入孔中。孔外溢出粘合剂为最佳状态，灌胶应一次完成。栽筋。将处理好的钢筋插入孔中，放人时缓慢转动钢筋，让孔与钢筋全面粘合，然后用堵孔胶堵口。放人钢筋时要防止气泡发生。养护。在常温下自然养护，养护期间不应扰动，一般3D可受力使用。环境温度低于5时，应采用人工加温养护。对于墙体上打通孔进行锚筋的，应在墙体一侧设一人堵孔并放锚筋，另一侧设一人灌胶，两人配合施工。（五）材料1结构胶是一种以环氧树脂为主体，掺有多种改性辅助剂和填料的高分子聚合材料。一般为双组分材料，混合后搅拌均匀，呈胶稠状，特别适用于钢材与混凝土，钢材与钢材的粘结。2结构胶有多种型号，适用于不同的温湿环境，使用时要根据施工现场及使用环境由设计确定。结构锚固胶应通过建设部科技成果评估；用于生根的结构锚固胶应能在潮湿环境下施工和固化，并能确保钢筋锚固生根的可靠连接。3结构胶技术性能要求。钢钢粘结剪切强度17MPA，满足设计要求；锨混凝土粘结剪切强度大于混凝土的剪切强度（混凝上层破坏）；抗拉强度钢钢之间335MPA；钢混凝土之间混凝土破坏；耐温性能一般环境温度3060以内，强度不降低；耐湿性能环境湿度90以内强度不降低；耐久性能50年内强度不降低；耐酸碱性满足一般环境要求；初凝时间40MIN至1H（20）。4其他材料（见表1）。表1材料用表序号名称用途1胶管用于孔内注胶2钢丝刷清扫孔面3棉纱或海绵清孔4清洗剂（丙酮）清孔用5锚筋各种规格5机具设备（见表2）表2机具设备选用表序号机具名称用途1吸附式金刚石钻孔机（水钻）用于混凝土、钢板上打孔2手持式钻机（水钻）用于混凝土、钢板上打孔3空压机用于清孔4手持式风机用于清孔5电锤用于打0以内孔6灌浆注浆器用于孔内注胶7小型台秤配胶计量8搅拌器配胶用9钢筋探测仪探测钢筋位置常用钻头规格（MM）冲击钻机6，8，10，12，14，16，18，20，25，28，30，孔深400以内。金刚石钻机2，2，8，44，57200，深1000MM，其中12250MM对于特殊钻头一般可根据用户要求，由生产厂家提供其他规格钻头。（六）劳动组织及安全1劳动组织。（1）钻孔班。每台钻机配置23人；每工作班配置钻机数及辅助工人数，依据工作面况。工程量大小、进度要求而定。（2）锚筋班。按每班4个注胶枪确定，见表3。表3劳动力组织表序号项目劳动力1注胶4人2配胶2人3锚筋4人4清孔3人5钢筋运输除锈2人2安全。（1）操作工人必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋，戴护目镜和口罩。（2）操作架子必须稳固，防止倾倒，作业时必须确保安全施工。（3）所有机电设备应由专人操作，维修，保养，他人不得私自拆卸。机电设备禁止超载和带病作业，带电维修。操作工人经过专业培训上岗。（4）采用“三相五线制”配电，必须实行“一机一闸制”。（5）手动工具使用前专人检查工具的安全性，电线不要张拉过紧，不得扭结和缠绕，不得在水中浸泡，以防漏电。（6）易燃易爆有毒物品，要专人保管，使用时要严格限量领料。配胶及用丙酮清洗钢筋时注意防火。（七）质量要求1严格按使用说明书使用胶料，计量要准确，按照比例用磅秤称（或做量桶标注），配胶由专人进行，搅拌要均匀，配好胶后要在规定的时间内用完。2钻孔深度、孔径、钢筋处理、配胶等均要依据设计要求及材料、工艺要求进行专人验收，合格后方可进行下步施工。3在施工现场同种环境下做抗拔试验，抗拔力应达到设计要求。4结构胶配料时切忌有水滴人盛胶容器内。容器应清洁。5确保养护质量，保证养护天数。6钢筋粘锚施工的验收。（1）在粘锚生根的原件上抽样进行非破坏性抗拔试验，超过设计要求的标准强度值即。抽样数量与设计单位商定，一般按每层每段抽取若干组，每组三根。（2）在施工现场同种环境下做若干试件，进行抗拉拔破坏性试验。试件数量与设计单位商定。（3）主要仪器试验设备千斤顶，传感器，试验油泵。（八）技术经济指标1每个锚筋依据本工法操作均能达到或超过钢筋设计强度。2每台冲击钻钻机每台班钻孔6080M，每班锚筋数量可达到150300个/工日。3主要费用（综合直接费）在砖结构上打孔锚筋450元/M；在混凝上结构上打孔锚筋60孔，250350元/M。二、干法喷射混凝上施工工法（一）特点1喷射混凝上施工可保证结构整体刚度，简化工序，不用模板或只用单面模板，节约大量模板材料，省去支模、浇筑和拆模工序，使混凝土输送。浇筑和捣实合为一道工序，加快施工速度。2喷射混凝土密度高，强度和抗渗性较好，可以节约混凝土。3对混凝土，砖墙面有较强的粘结力。4可通过输料软管在高空或狭小工作区间，向任意方向施工喷射。5可在拌合料中加入速凝剂，使水泥浆在10MIN内终凝，2H具有强度，可以大大缩短工期。6工艺简单，施工机动。灵活。高速，高效，有较广的适应性。（二）适用范围1建筑物墙体。柱。梁加固补强。2大型构筑物的补强。3局部或全部更换已损伤混凝土，填补混凝土结构中的孔洞。缝隙，麻面等。（三）工艺原理利用风压使水泥与骨料反复撞击，使混凝土压密，同时又采用较小的水灰比，因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性，特别是与混凝土。砖石。钢材有很高的粘结强度，在结合面上传递拉应力和剪应力。（四）工艺流程及操作要点搅拌1工艺流程待喷面处理事补配钢筋埋设喷厚标志养护喷射2操作要点。（1）待喷面处理。待喷面的处理是结构构件加固的关键工序，待喷面的处理包括结构裂缝。孔穴的处理，结构表面的处理和受损伤构造的处理等。结构待喷面为混凝土时，应将混凝土表面凿毛，除去污物，浇水充分润湿，如有裂缝，应用压力灌环氧浆进行处理；如有受损伤混凝土，应将损伤混凝土铲除至坚实的结构层为止，如果铲除得不彻底，会造成“夹馅”，影响喷射层的粘结及新旧结构层的共同受力。结构侍喷面为砖墙时，应将装饰层拆除，除去粉尘及污物，提前一天进行浇水湿润，使砖墙充分润湿，如有裂逢，应用环氧水泥浆灌缝修补；如有受损砖墙，应将松动的砖剔除，用新砖把孔洞砌死。结构待喷面为钢结构时，应打磨除锈。（2）补配钢筋。若经结构评定，认为应在喷射层内加配钢筋时，可在待喷面处理之后补绑钢筋。对于承载力不足或不满足抗震要求的混凝土梁。柱。混凝土墙及钢柱和砖墙，应补配钢筋或钢筋网，钢筋网与受喷面间的距离不宜小于2D（D为最大骨料粒径），随后才可喷射。（3）埋设喷射层厚度标志。一次喷射厚度见表4（一般不应小于骨料粒径的2倍，以减少回弹率）。在喷射前应埋设喷层厚度的标志，一般采用预埋厚度控制筋的方法，即一定间距内（一般3M左右）埋设厚度控制筋，厚度控制筋可焊在钢筋网上，或与锚筋焊接，或粘于受喷面上。表4一次喷射厚度与喷射方向的关系一次喷射厚度（MM）喷射方向加速凝剂不加速凝剂向上50703050水平701006070向下100150100150（4）搅拌。混合料的配合比由实验室确定。混合料搅拌时间应遵守下列规定采用容量小于400KL的强制式搅拌机时，搅拌时间不得少于1MIN。采用自落式搅拌机时，搅拌时间不得少于2MIN。混合料掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。（5）喷射。喷射应分段分片依次进行，喷射作业应自下而上进行，喷射作业区段的宽度依具体条件而定，一般应以1520M为宜。当设计厚度大于一次喷射厚度时，应分层进行喷射，两次喷射的最小时间间隔，在常温（1520）条件下，掺速凝剂为1520MIN；不掺速凝剂宜为24H。当间隔时间超过2H，复喷前应先喷水湿润。喷嘴与受喷面的距离和夹角，应随着风压的波动而不断的调整，一般情况下，喷嘴与受喷面的距离宜在1M左右，距离过大过小都会增加回弹量，喷嘴与受喷面的垂线成1015度夹角，喷射效果较好，喷嘴与受喷面相垂直，回弹最小，喷射密度最大。喷嘴可沿螺旋形轨迹运动，螺旋的直径以300MM为宜，使料束以一囵压半圈作横向运动。喷射操作。A工作风压。不同类型的喷射机有不同的工作风压，而且它还与喷射方向，拌合料输送距离，混凝上配合比，含水量等有关。适宜的工作风压，可减少回弹量，增加一次喷射厚度，并保证喷射的质量。喷射机的工作风压，一般需保证喷嘴处有01MPA左右的压力。B喷嘴处的水压必须大于风压，而且压力应稳定，水压一般比风压大01MK左右为宜，可采用向水箱中通高压压缩空气，以获得稳定的压力水。C对不同的喷射机，要严格按规定的操作方法进行操作，否则容易发生堵管，反风等现象。喷射机的开、停顺序为开动时，先开风后给水，最后通电供料；停止时，先停止供料，待料罐中的存料喷完后再停电，最后关水停风。同时，要根据输送距离的变化，随时调整风压。D喷嘴的操作，喷射开始时先给水再送料，结束时，先停风后停水。在喷射时，要随时观察喷层表面，回弹和粉尘等情况，及时调整水灰比，当喷嘴不出料时，应将喷嘴对准前下方，避开人员，处理堵管时的工作风压不得超过04MPA。E喷射混凝土的回弹率一般不应超过25。F钢筋网喷射混凝土作业开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调节喷射角度，以保证钢筋与壁面之间的密实性，喷射中如有脱落的混凝上被钢筋网架住应及时清除。G钢架喷射混凝土喷射顺序为先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土，钢架与壁面之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实。H喷射混凝土施工缝宜留在结构受剪力较小处，施工缝的留置形式见图2。（6）喷射混凝土的养护应遵守下列规定喷射混凝土终凝后即开始洒水养护，以后的洒水养护应以保持表面湿润为度。养护时间和喷水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不少于7D，对于喷射薄层混凝土，尤其对于砖砌体的喷射混凝土加固层，喷射施工完毕后，加强养护是非常重要的。气温低于5时，不得喷水养护，需用养护剂养护。（7）冬期不宜进行喷射作业，如进行喷射作业，喷射作业区的气温不低于5，混合料进入喷射机的温度不低于5。（五）材料1水泥。喷射混凝上宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、喷射水泥、双快水泥、超早强水泥。水泥的性能指标同普通混凝土水泥性能指标相同，掺速凝剂的混凝土需做水泥与速凝剂相容性试验。2砂选用中砂。3石子。喷射混凝土的石子，宜用卵石，粒径不宜大于15MM。4拌合水。喷射混凝土用水与普通混凝土相同。5外加剂。喷射混凝土用的外加剂，有速凝剂，减水剂和早强剂等。国产的速凝剂，常用的有以下几种红星一型速凝剂，山型73牌速凝剂，711型速凝剂，8880型速凝剂，KRP型可溶性速凝剂。喷射混凝土掺加速凝剂，需进行相容性试验，速凝剂的掺量为水泥重量的2560，速凝剂的准确掺量通过相容性试验来确定。6钢材。级钢、级钢。（六）机具设备喷射混凝土的机具设备，视现场情况及施工面积和工期要求合理配置，一个台套所需主要机具设备参见表5。表5机具设备序号机械名称型号单位数量1空气压缩机8M3以上台22混凝土喷射机ZPV台23搅拌机台14磅秤台25手推车辆106其他工具个若干（七）劳动组织及安全1劳动组织。每班（组）配制人员2428人，每台班喷射6070M2。班长1人、技术员1人、后台（搅拌台）5人、运输35人、上料台4人、空压机工1人、喷射手2人、抹灰12人、养护12人、试验11人、电11人、机修112人。施工中应根据工作面的大小和工期要求等因素，安排一个班（组）单独施工或几个班（组）同时施工。2安全。（1）喷射机、水箱、风包、注浆罐等应进行密封性能和耐压试验，合格后方可使用，喷射施工时，要经常检查出料弯头、输料管、注浆管和管路接头等有无磨薄击穿或松脱现象，发现问题及时处理。（2）施工中，应定期检查电源线路和设备的电器部件，应有专人随时观察受喷面变化情况。（3）处理机械故障时，必须使设备断电，停风。向施工设备送电，送风前，应通知有关人员。（4）喷射作业中处理堵管时，应将输料管顺直，必须紧按喷头，流通管路的工作风压不得超过04MPA。（5）喷射混凝土施工用的工作台架应牢固可靠，并应设置安全栏杆。（6）非操作人员不得进入正施工的作业区。施工中，喷头和注浆管前严禁站人。（7）施工操作人员的皮肤应避免与速凝剂直接接触。（8）喷射现场必须有适宜的联络工具，以便及时联络。（八）质量要求1加固喷射混凝土工程验收执行锚杆喷射混凝土支护技术规范（GBJ8685）。2喷射混凝土厚度检查。验收和试块制作。数量及验收执行锚杆喷射混凝上支护技术规范（GBJ8685）。3喷射混凝土表面平整度无具体规定，但为确保下道工序顺利进行，混凝土终凝前可拉通线使用刮杠迅速粗略刮平，不应严重扰动混凝上。4喷射混凝土质量控制注意事项如下（1）混合料在进入喷嘴与水混合之前，其含水率应控制在25。（2）喷射过程中，要及时检查喷射的混凝上表面，检查是否有松动。开裂、下坠。滑移等现象，如有发生应及时消除重喷。（3）当喷射混凝土达到一定强度后，用锤击听声方法进行检查，对空鼓。脱壳处应及时进行处理。（4）喷射混凝土过程中，要及时测定回弹和混凝土实际配合比，以指导施工。（5）受喷面为墙或柱时，应注意阴阳角的方正。有基础大放脚时，要严格控制喷射顺序，应依顺序喷完放脚后，再喷上部结构，必须避免回弹料落人大放脚内，造成“夹陷”现象。（6）混合料宜随拌随用。不掺速凝剂时，存放时间不应超2H；掺速凝剂时，有效时间不应超过20MIN。混合料在运输、存放过程中严防雨淋，杂物等混入，装入喷射机前应过筛。（7）喷射作业时应尽量减少回弹，正常情况下，侧墙回弹物应及时回收，并加以利用，可作为骨料掺人使用，但掺量不得超过总骨料的30混凝土。（8）大面积喷射前，需做样板，经有关方面验收后再大面积施工。喷射手技艺的高低直接影响喷射质量，故喷射手必须是做样板合格的喷射手，不允许擅自更换喷射手，如要更换必须先试喷，有关方面认同后，方允许其喷射。（九）效益分析喷射混凝土每工日可喷6070M2，浇筑混凝土每工日可浇筑38M2，因此可大大缩短工期。浇筑10CM厚的混凝土造价为111元/M2，喷射10CM厚的混凝土造价为120元/M2，费用基本相当。三、粘钢加固施工法（一）特点1简单、快速、不影响结构外形，缩短工期。2粘结剂的粘结强度高于混凝土，使加固体系与原构件形成一个良好的整体，受力均匀3粘贴钢板所占的空间小。4大幅度提高结构构件的抗裂性，抑制裂缝开展，提高承载能力。5施工时对生产和生活影响较小。（二）适用范围1适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。2使用环境温度不超过560，相对湿度不大于70。3当构件混凝上强度等级低于CL5时，不宜采用本法加固。（三）工艺原理和设计规定1加固机理是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，钢板与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。2设计规定。（1）受弯构件正截面受拉区加固，可采取在受拉区表面粘结钢板方法，如图3。（2）受拉钢板在其加固点外的锚固粘结长度入通过计算确定。（3）若钢板粘结长度无法满足锚固粘结长度L的规定，可在钢板的端部锚固区粘结U型箍板如图4，此时，锚固区的长度应满足相应的规定。（4）当构件斜面受剪承载力不足时，可按图5所示方法粘结并联U型箍板进行加固。（5）受弯构件正截面受压区加固，可在受压区梁两侧粘结钢板，见图6所示。（6）连续梁支座处负弯矩受拉区的加固，应根据该区段有无障碍物，分别采用不同的粘钢方法，如图7所示。（四）工艺流程及操作要求1工艺流程。钢板制作基底处理卸荷配胶粘贴固定及加压固化检验防腐处理2操作要点。（1）钢板制作。按设计图纸要求，根据混凝上构件的实际尺寸对钢板进行下料、成型、钻孔（钻孔以混凝土构件上螺栓孔位置为准）。（2）基底处理，表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理。对于混凝土构件结合面，应根据构件表面的新旧程度，坚实程度，干湿程度，分别按以下情况处理对表面有浮油污物的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污物，后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去23MM厚表层，直至完全露出新面，并用压缩空气吹除粉粒，处理后，若表面严格凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补。对表面已碳化的旧混凝土构件的粘合面，直接对粘合面进行打磨，去掉12MM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。对于新混凝土粘合面，先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面，或用清水冲洗，待完全干后即可。对于湿度较大的混凝土构件或龄期在3个月内的混凝上构件，因一般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘结强度会大幅度降低，故除满足上述要求外，尚须进行人工干燥处理。对于露筋的混凝土表面，需用钢丝刷（将钢筋表面的锈蚀除去，再剔除松动的混凝土，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补。对于本身空鼓的混凝土构件，应将空鼓处剔除，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补混凝土。对于未生锈或轻微锈蚀的钢板，可用喷砂，砂布或平轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直，其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。对于大面积锈蚀的钢板，须先用适度盐酸浸泡20MIN，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，最后用平砂轮打磨出纹道。在混凝土体钻胀栓孔并埋人胀栓（由设计确定）。（3）卸荷。为减轻和消除后粘钢板的应力，应变滞后现象，粘钢板前宜对构件适量进行卸荷，卸荷方式如下对老建筑采用拆除原有的吊顶。墙面装饰、地面面层。设备等方法，以达到卸静荷的目的。对一些不能卸静荷的构件，可采用千斤顶顶升的方式卸荷，对于承受均布荷载的梁，应采用多点（至少2点）均匀顶升；对于有次梁作用的主梁，每根次梁下需设1台千斤顶，顶升吨位由设计计算确定。卸活荷载。（4）配胶。目前各种结构加固用胶粘剂基本上为甲。乙双组分，使用前需进行现场质量检验，进行抗拉拔试验，合格后方能使用，使用时在现场临时配制，配制时按产品说明书规定进行。将甲、乙两组分别倒人干净容器，容器内不得有油污，利用手提电钻搅拌，或采用人工搅拌，搅拌至色泽完全均匀为止。（5）粘贴。胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板贴合面，为使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面，宜先用少量胶在结合面来回刮抹数遍，再添抹至所需厚度（3MM），中间厚边缘薄，然后将钢板贴干预定位置，若是立面粘贴，为防止流淌，可加一层脱蜡玻璃丝布。（6）固定与加压。钢板粘好后，应立即用特制U形夹具夹紧或用支撑顶撑或用膨胀螺栓等固定，并适当加压，以使胶液刚从钢板边缘挤出为度。膨胀螺栓一般兼作钢板的永久附加锚固措施，其埋设孔洞与钢板一道于涂胶前配钻。（7）固化。结构胶粘剂都是常温（20）下固化，24H即可拆除夹具或支撑，3D即可受力使用，若气温低于5，应采取人工加温，一般用红外线灯或电热毯加热保温，固化期中不得对钢板有任何扰动。（8）检验。粘钢结束后，组织有关人员验收，发现问题及时处理。（9）防腐处理，外部粘钢加固钢板，应按设计要求进行防腐处理。一般采用刷防锈漆、钢板网抹灰或喷防火涂料的方法进行保护。（五）材料粘钢加固的主要材料为建筑结构胶和钢板。1结构加固用胶，必须是粘结强度高。耐久性好。温度变形较小的刚性胶种。目前所用的JGN建筑结构胶和YJ建筑结构胶是一种以环氧树脂为主体的，掺有多种改性用助剂和填料的高分子聚合材料。JGN型胶由甲。乙两种成分组成。甲为白色，乙为黑色按甲乙4L（重量）混合拌匀使用。混合后为深灰色，呈胶稠状。其各项强度指标见表6。表6JGN结构胶的粘结强度抗剪强度（MPA）轴心抗拉强度（MPA）被粘结基层材料种类破坏特征试验值（FVO）标准值（FVK）设计值（FV）试验值（FVO）标准值（FVK）设计值（FV）钢钢胶层破坏189363316566钢混凝土混凝土破坏FVOFCVKFCVFCTOFCTKFCT混凝土混凝土混凝土破坏FVOFCVKFCVFCTOFCTKFCT2混凝土的抗剪试验值。标准值及设计值按表7采用；混凝上的轴心抗拉强度标准值及设计值，按现行国家标准混凝土结构设计规范规定采用。表7混凝土抗剪强度（MPA）混凝土等级强度名称C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60试验值FVO225270315355390430465500530560标准值FCVK170210250285320350380390400410设计值FCV1251751802102352602802902953103耐高温胶的性能指标见表8。表8JGN耐高温胶性能温度（）256080100120耐温性能FV（MPA）184186187185142介质空白汽油乙醇丙醇5NAOH水耐介质性能FV（MPA）185186190184189171老化时间H50075010001500200耐老化性能FV（MPA）185191190189187175固化时间D135710固化速度FV（MPA）8795126157172高（80）低（26）温交变性能10次循环后FV19MPA4YJ建筑结构胶由甲。乙两种成分组成。甲组份乙组份41（重量）混合拌匀使用。其静力性能如下抗压强度5060MPA；抗拉强度1216MPA；剪切强度对混凝土20MPA，弹性模量（56）X103MPA。老化试验结果见表9。表9YJ建筑结构胶快速老化试验结果类别抗压强度MPA抗拉强度MPA弹性模量MPA103空白620161503103老化15年后659170511103老化30年后70915440711035加固用钢板，一般采用235或18MN钢为宜。钢板。连接螺栓及焊缝强度的设计值，应按现行国家标准钢结构设计规范规定采用。（六）机具设备粘钢加固的机具设备，视现场情况及施工面积和工期要求合理配置。一个台套所需主要机具设备参见表10。表10施工机具表序号名称型号数量1手持式钻机GB765台2空压机2台3电锤LG38K2把4手持风机2把5角磨机4把6钻床1台7无齿锯1台8电焊机1台9毛刷5把10板手5把11切割锯1台12灌浆设备台（七）劳动力组织及安全1劳动力组织。视现场工期及施工面积确定班组数，每班组约20人，工长人、工程技术员人、安全员1人、质检员L人、电工1人、电焊工1人、专业工人14人。每天粘贴57M2。2安全。（1）配制粘结剂用的原料应密封贮存，远离火源避免阳光直接照射。（2）操作员应穿工作服，戴防护口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。（3）要定期对用电设备进行检查维修。（4）丙酮必须远离火源操作或放置。（八）质量标准1工程验收时必须有钢板及建筑结构胶的材质证明、复试报告及胶的抗拉拔试验报告。2每一道工序结束后均应按工艺要求及时进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。3加固构件的粘钢质量，一般采用非破损检验，即从外观检查钢板边缘溢胶色泽，硬化程度，用小锤敲击钢板表面，以回音来判断有效粘接面积，如出现空鼓等粘贴不密实的现象采用压力灌胶的方法进行补救，若粘结面积锚固区少于90，非锚固区少于70（锚固区由设计计算确定），则判定粘结无效，需重新施工。4对于重大工程，为真实检验其加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。5大面积粘贴前需做样板，待有关方面验证后，再大面积施工。6关键控制点（1）工作环境的温度，由于胶本身的性能要求操作时温度在560之间。（2）工作环境的相对湿度不大于70，如果相对湿度过大，胶容易受潮而起鼓泡，从而影响粘贴质量。（3）基底处理是关键工序，基底处理不应只停留在构件的表面处理，尤其对于老结构，更应对其本身检查是否有空鼓，裂缝现象，以便采取相应措施保证粘贴质量。（4）的粘贴时，一定要避免先粘后焊，因焊接温度过高，容易引起结构胶老化而失效。（5）粘贴钢板与原构件宜采用胀管螺栓连接。（九）效益分析1本工法为加固改造设计施工提供了新途径。2对一些不允许拆除又必须保持原样（几乎不增加原有构件的几何尺寸）的老建筑，采用粘钢加固取得了良好的社会效应。3粘钢加固材料直接费约800900元/M2，基底处理费约200300元/M2四、高强化学螺栓施工工法（一）特点施工温度范围较宽，可在540温度之间施工。2无膨胀力锚固，对基材不产生挤压力，适用于各种基材。3螺栓间距。边距小，适用于空间狭小处。4安装操作便利，安装后能迅速固结。有较高的承载力。5锚固厚度较大。（二）适用范围1适用于普通混凝土强度等级太于或等于CI5（未开裂混凝土）。致密的天然石材。2用于固定多种构件。3适用于重载及各种震动负载。4在加固改造工程中与大面积粘钢组合使用，加固作用良好。即增强了钢板的抗剪作用，又对；日建筑混凝土梁板内部空隙有填补作用，提高了构件的整体承载力。（三）工作原理通过合成树脂砂浆粘合锚杆和孔壁，使锚杆。基材和被锚固对象形成一个整体，从而达到固定构件和提高构件承载力的效果。（四）工艺流程及操作要点1工艺流程。钻孔清孔置人药剂管钻人螺栓凝胶过程硬化过程固定物体。2操作要点。（1）钻孔。先根据设计要求，按图纸问距（相邻锚栓轴线间的距离）。边距（锚栓轴线至构件自由边缘的距离）定好位置，在基材上钻孔，按设计螺栓型号。根据螺栓的安装参数表确定孔径、孔深，由锚栓类型及尺寸来决定需要的钻孔深度，除少数例外情况，一般大于锚固深度（从锚固基础结构表面到螺杆底端的距离，是影响其承载力的重要参数）。螺杆型号的选择要满足锚固厚度的要求，锚固厚度等于被锚固物体的厚度（包含装饰层厚度）。与化学螺栓有关的参数，安装参数如表11，供安装参考。（2）清孔。用空气压力吹管，将孔内浮尘清除，保持孔内洁净。（3）置入药剂管。将药剂管插入洁净的孔中，插入时保证树脂在手温条件下能像蜂蜜一样流动，方可使用药剂管。（4）钻入螺栓。用电钻旋入螺杆，直至药剂流出为止。电钻使用厂家提供的配套电钻（具备钻孔和旋入螺杆的双重功能），钻速为750NMIN。螺栓旋入，药剂管破碎，树脂。固化剂和石英颗粒混合，并填充锚栓与孔壁之间的孔隙。药剂管插入洁净的湿孔时，孔内水必须排出钻孔，但凝胶过程及硬化过程的等待时间必须加倍。表11化学螺栓安装参数螺杆尺寸钻头MM锚固深度MM最大锚固厚度MM安装件中钻孔直径MMM81080产品确定9M101290产品确定12M1214110产品确定14M1618125产品确定18M2025170产品确定22M2428210产品确定26M3035280产品确定33注不同厂家所提供的参数略有区别。（5）凝胶过程。保持安装工具不动。化学反应时间不低于表12相关时间。表12化学反应时间化学反应时间温度凝胶时间（MIN）硬化时间（MIN）50603000103060102020302040820（6）硬化过程。取下安装工具静待药剂硬化。（硬化时间不低于表12相关时间要求。）（7）固定物体。待药剂完全硬化后，加上垫圈及六角螺母固定物体。（五）材料及施工机具1化学螺栓。由化学胶管。螺管。垫圈及螺母组成。螺杆。垫圈。螺母（六角）一般有镀锌钢和不镀锌钢两种，药剂管内药剂有反应树脂。固化剂和石颗粒等成分。2钻机及钻头。在打孔时，钻孔深度的控制尤为重要。要求使用与锚栓匹配的自动保障孔深的钻机和钻头。3空压机、弹性毛刷。清孔用。（六）质量标准1为了充分发挥一个锚栓的最大承载能力，必须保障一定的间距。边距。构件厚度。数据以厂家提供的技术参数为准。2钻孔时，宜使用与锚栓相匹配的钻孔，不得损伤钢筋。3在施工前，必须对锚栓作材料力学性能试验，经试验合格后，方可在现场使用。（七）劳动组织及安全1劳动组织。（1）施工时，根据施工部位组织劳动力。如在地面操作时，施工量不大时，配人打孔人清孔，然后2人安装便可以。（2）当锚固对象较大时，并且在高空操作时，每台钻配2人打孔（人钻孔，人辅助）人清孔。其他辅助工人根据锚固对象尺寸。重量。环境的具体情况确定数量。钻机的数量根据工作量及进度要求考虑班数。由于锚固对象的区别，一般情况每班施工量在2030根/日。2安全。（1）钻机防止漏电事故，机具操作严格按操作规程作业。（2）需搭设脚手架操作时，应按合格方案搭设和使用。（3）要求严格执行现场有关操作规程和安全管理规定。（八）效益分析目前市场价格约为50100元/根，不包括钻头费用，主要产品为国外产品。该产品施工简便，性能优越，具有较强的技术经济综合优势。五、碳纤维布加固施工工法（一）特点1高强高效，适用面广，质量易保证。2施工便捷，工效高，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少。3耐腐蚀及耐久性能极佳。4加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。（二）适用范围1适用于各种结构类型，各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体，壳体等结构。2基层混凝土的强度要求不低于C15。3施工环境温度在535范围内，相对湿度不大于70。（三）工艺原理加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。（四）工艺流程及操作要点1工艺流程。卸荷基底处理涂底胶找平粘贴保护。2操作要点。（1）卸荷。加固前对于承受二次荷载的构件不需卸荷，不承受二次荷载的构件必需卸荷，卸荷方式如下对老建筑采用拆除原有的吊顶。墙面装饰。地面面层。设备等方法，以达到卸静荷的目的。对一些不能卸静荷的构件，可采用千斤顶顶升的方式卸荷；对于承受均布荷载的梁，应采用多点均匀顶升；对于有次梁作用的主梁，每根次梁下需设1台千斤顶顶升，预升吨位由设计计算确定。卸活荷载。（2）基底处理。混凝土表层出现剥落、空鼓。蜂窝。腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。裂缝部分如有必要应首先进行封闭或灌浆处理。用混凝土角磨机。砂纸等工具除去混凝土表面的浮浆。油污等杂质，构件基面的混凝上要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R10MM）。用吹风机将混凝上表面清理干净并保持干燥。（3）涂底胶（使用材料为FP）。按主剂固化剂2L的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，电动搅拌器均匀搅拌，根据环境温度决定用量并严格控制使用时间，一般情况下1H内用完。用滚筒刷均匀涂抹于混凝上表面，等胶固化后（以指触干燥为准），再进行下一步施工。一般情况下固化时间为23D（4）用整平材料找平（使用材料型号为FE）。棍凝上表面凹陷部位要用FE填平，尽量减少高度差。转角的处理也应用FE将其修补为光滑的圆弧。（5）粘贴碳纤维布（使用材料型号为FR）。按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度一般应在3M之内。调配粘贴材料FR胶（使用方法同底胶FP），然后均匀涂抹于所要粘贴的部位，在搭接。混凝土拐角等部位要多涂抹一些。粘贴碳纤维布，在确定所贴部位无误后剥去离析纸，用特制的滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR胶。碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100MM，见图9。图9碳纤维搭接示意图碳纤维端部固定用粘贴横向碳纤维或粘钢固定。（6）保护。加固后的碳纤维表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。（五）材料碳纤维材料（CFRP）加固修补结构所用材料主要为碳纤维材料与粘贴用树脂。材料及性能指标见表13表18。表13结构加固修补用碳纤维材料（CFRP）主要性能指标抗拉强度MPA弹性模量MPA延伸率密度G/CM3耐腐蚀性浸透性均匀度3000左右151051518优良好良好表14碳纤维布的物理力学性能碳纤维布材料名称纤维重量G/M2设计厚度MM设计抗拉强度MPA弹性模量MPAFTSC12020001113550235105FTSC13030001673550235105FTSC53030001653000400105表15日本常用CFRP性能指标纤维品种T700SC（UT7020）T700SC（UT7030）T700SC（UT7030）FTSC120FTSC730纤维方向单方向单方向双方向单方向单方向重量（G/M2）200300300300300比重（G/M3）1818181818设计厚度MPA01110167经向0083纬向008301670143抗拉强度MPA35003500经向3000纬向300035502500弹性模量MPA23510523510523510523510550105表16贴CFRP用树脂主要技术性能指标抗拉强度MPA抗剪强度MPA粘贴强度MPA适用温度可使用时间MIN30102053520120表17胶的物理力学指标项目指标类型粘度MPAS拉伸强度MPA压缩强度MPA拉伸剪切强度MPA正拉粘接强度MPAFP08165FE5010FR3050256010表18胶的施工工艺指标项目指标类型适用期MIN干燥时间H硬化时间HFP4512FE40FR4012（六）机具设备碳纤维加固的机具设备，视现场情况及施工面积和工期要求合理配置。一个台套怕需主要机具设备参见表19。表19施工机具统计表序号名称数量1混凝土角磨机6台2吹风机4台3剪刀2把4滚子6把5砧子2把6灌浆设备1套（七）劳动组织及安全1劳动力组织。视现场工期及施工面积确定班组数，每班组约1012人，其中管理人员4人（工长、技术、质量、安全各1人），专业工人68人。每天粘贴710M2。2安全（1）裁剪及使用碳纤维布时应尽量远离电源，与高压电线及输电线路要有可靠隔离措施。（2）碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射。（3）现场施工人员应穿工作服，佩戴口罩和手套，严禁在现场吸烟。（4）配制及使用胶的场所必须保持良好的通风。（5）脚手架要有足够的安全性，高空作业必须配戴安全带。（八）质量要求1验收时必须有碳纤维及其配套胶生产厂家所提供的材料检验明。验收以企业标准为验收依据。2每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。3现场验收以评定碳纤维布与混凝上之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回音来判断粘结效果，如出现空鼓等粘贴不密实的现象应采用针管注胶（FR）的方法进行补救，粘结面积若少于90则判定粘结无效，需重新施工。4对于碳纤维布粘贴面积在100M2以上的工程为检验其加固效果应与甲方设计协商进行荷载试验，其结构的变形等各项指标均应满足国家规范规定及使用要求。5大面积粘贴前需做样板，待有关方面验证后，再大面积施工。为了确保碳纤维布与构件之间的粘结质量，基底处理首先检查要加圃的部位本身是否有空鼓现象，再进行表面检查，最后对不符合要求的部位采取相应的措施。6严格控制施工现场的温度和湿度，冬季施工要有可靠的技术措施保证。六、应用CGM灌浆料加固梁、板、柱施工工法（一）特点1早强、高强一天强度最高可达50MPA以上。2自流态、兔振捣；无收缩、微膨胀；抗油渗、耐久性好。3对基层要求低，不须进行平整；工艺简单、操作方便，无需现场配置，易保证质量；拆模时间早，工期缩短；同时可减小抗压构件截面尺寸。4元毒元味，不污染环境，施工无噪声，现场文明。（二）适用范围1适用于混凝土结构加固改造。植埋钢筋及地脚螺栓锚固。钢结构或预制柱垫板座浆及混凝上梁柱接头连接。混凝土孔洞修补。基础锚杆灌浆。预应力构件孔道灌浆、设备基础二次灌浆等方面。2适用于施工中不易进行振捣作业的部位。3适用于室外恶劣气候条件。有腐蚀性。承受振动。湿度大。高。低温度等环境场合。4CGM灌浆料的施工温度为1040，使用温度在100600。（三）