厂房包柱加固施工方案

厂房混凝土柱外包钢加固施工方案一、工程概况1.1项目背景本工程为某工业园区标准厂房加固项目，建筑始建于2005年，主体结构为钢筋混凝土框架结构，总建筑面积12000㎡，地上3层，檐口高度15m，柱网尺寸6m×8m。因生产设备升级，原结构承载力不足，需对1-3层共48根框架柱进行加固处理，设计使用年限延长20年，抗震设防烈度由7度提高至8度。1.2结构现状经检测，需加固柱存在以下问题：混凝土强度推定值C20-C25（原设计C30），碳化深度最大达35mm12根柱出现竖向裂缝，最大宽度0.32mm钢筋保护层厚度偏差-8mm~+12mm，局部露筋锈蚀柱顶水平位移最大值达12mm，超出规范限值1.3加固目标柱承载力安全系数提升至1.25，满足新增设备荷载要求裂缝修复后宽度≤0.1mm，确保结构耐久性加固后柱顶水平位移限值≤5mm/d，沉降差≤2mm/10m施工期间厂房局部区域保持生产，交叉作业影响降至最低二、加固设计方案2.1加固方法选择根据结构检测结果及使用要求，采用外包型钢+灌注结构胶复合加固法，具体做法：柱四角设置L100×8mmQ355B角钢，缀板采用8mm厚钢板，间距200mm角钢与原柱间隙灌注无收缩环氧灌注胶，胶层厚度控制在5-8mm梁柱节点区采用200mm宽碳纤维布环向缠绕2层加强2.2材料技术参数材料名称规格型号关键性能指标验收标准角钢Q355BL100×8屈服强度≥355MPa，伸长率≥20%每60t取样送检1组结构胶改性环氧树脂抗压强度≥80MPa，粘结强度≥3.5MPa每500kg检测粘结性能碳纤维布单向300g/㎡抗拉强度≥3000MPa，弹性模量≥2.1×10⁵MPa每1000㎡检测拉伸性能底漆环氧界面剂附着力≥2.5MPa，VOC含量≤100g/L每批次检测附着力2.3节点构造设计角钢与基础连接：采用Φ16膨胀螺栓（埋深10d）+环氧锚固胶固定柱顶与梁连接：角钢延伸至梁底150mm，焊接2Φ12抗剪钢筋缀板与角钢连接：双面角焊缝，焊脚高度6mm，长度≥100mm三、施工准备3.1技术准备组织图纸会审，编制专项施工方案并通过专家论证建立BIM模型进行施工模拟，重点优化梁柱节点处型钢排布对施工人员进行技术交底，考核合格后方可上岗划分A/B/C三个施工段，编制交叉作业计划表3.2现场准备作业平台：采用满堂脚手架，立杆间距1.2m×1.2m，步距1.8m，设置双向水平剪刀撑材料堆放：划分型钢加工区（配备切割、焊接设备）、胶料储存区（温度5-30℃）防护措施：生产区域设置2m高彩钢板围挡，安装PM10粉尘监测仪（报警值≤1.5mg/m³）临时设施：布置380V专用配电箱（带漏电保护），施工用水压力≥0.3MPa3.3机具设备清单设备名称型号规格数量用途角磨机Φ125mm6台混凝土表面处理碳弧气刨ZX7-5002台节点区锈层清除扭矩扳手0-500N·m4把螺栓紧固检测注浆泵电动高压型2台结构胶灌注全站仪精度1mm+1ppm1台变形监测超声波检测仪UTD20001台结构胶密实度检测四、主要施工工艺4.1施工工艺流程柱体表面处理→放线定位→角钢加工安装→缀板焊接→缝隙清理→结构胶配制→压力灌注→固化养护→表面防腐→竣工验收4.2关键工序操作要点4.2.1柱体表面处理凿毛处理：采用机械凿毛法去除混凝土碳化层，露出新鲜骨料，凿毛深度≥6mm缺陷修复：对裂缝处采用压力注浆处理（注浆压力0.3-0.5MPa），凹陷部位用环氧砂浆修补界面处理：角磨机打磨至表面平整度≤3mm/m，转角处磨成R≥20mm圆弧，高压水枪冲洗后用丙酮擦拭4.2.2型钢安装角钢加工：根据柱高下料，两端预留50mm焊接余量，切口垂直度偏差≤1°钻孔定位：按缀板位置在角钢上钻孔，孔径Φ14mm，孔距偏差≤2mm临时固定：采用Φ12膨胀螺栓（间距500mm）将角钢初步固定，垂直度偏差控制在1/1000以内缀板焊接：采用CO₂气体保护焊，焊接电流180-220A，焊后24h内进行100%超声波探伤4.2.3结构胶灌注胶料配制：A组分:B组分=3:1（重量比），电动搅拌器搅拌3min（转速600r/min），真空脱泡5min灌注工艺：从柱底注浆孔注入，当顶部排气孔出胶后关闭阀门，持压0.2MPa保压30min密实度检测：24h后采用超声波检测仪扫描，脱空面积≤5%为合格，超标处钻孔补注4.2.4防腐处理表面处理：型钢表面喷砂除锈达Sa2.5级，除锈后2h内涂刷底漆涂层施工：环氧富锌底漆（干膜80μm）+环氧云铁中间漆（干膜100μm）+氟碳面漆（干膜60μm）验收标准：附着力测试≥5MPa，涂层厚度采用磁性测厚仪检测，每10㎡测3点4.3特殊部位处理牛腿柱加固：牛腿部位增设2块10mm厚加劲肋，与原牛腿焊接形成整体变截面柱处理：截面变化处采用45°斜坡过渡，缀板间距加密至150mm潮湿环境处理：地下一层柱表面涂刷渗透型阻锈剂，干燥7d后再进行型钢安装五、质量控制措施5.1过程质量控制材料进场检验：型钢、结构胶等主要材料需提供出厂合格证，按规定抽样送检，不合格材料严禁使用隐蔽工程验收：柱表面处理、植筋深度、焊接质量等关键工序需留存影像资料，监理验收签字后方可进行下道工序施工参数监控：注浆压力、焊接电流、胶料配比等实时记录，每根柱建立质量追溯档案5.2检测与监测无损检测：焊缝超声波探伤比例100%，Ⅰ级焊缝合格率≥98%变形监测：在柱顶设置反光棱镜，采用全站仪进行水平位移监测，基础施工阶段1次/2h，结构加固阶段1次/8h荷载试验：加固完成后抽取3根柱进行1.2倍设计荷载静载试验，持荷1h无塑性变形5.3质量通病防治常见问题产生原因预防措施结构胶脱空灌注压力不足，排气不畅采用分级升压法，顶部设置多个排气孔角钢垂直度偏差测量放线误差，临时固定不牢安装时采用双垂线校正，增设临时支撑焊缝气孔气体保护不足，工件表面潮湿风速＞8m/s时设置防风棚，焊前预热至80℃六、施工安全管理6.1安全防护体系组织保障：成立安全管理小组，配备3名专职安全员，每日开展班前安全教育防护设施：作业层满挂密目安全网，临边设置1.2m高防护栏杆，夜间悬挂警示灯个人防护：焊工配备防尘面罩（过滤效率≥95%），高空作业人员使用双钩安全带6.2危险源控制危险源类别控制措施应急准备高空坠落脚手架搭设后验收挂牌，作业层脚手板满铺固定配备2套高空救援设备，设置安全通道火灾爆炸焊接作业办理动火证，配备4kg干粉灭火器（每50㎡1组）现场设置消防沙池，制定火灾应急预案中毒窒息结构胶搅拌区设置轴流风机（风量≥1500m³/h）配备4台正压式呼吸器，定期演练6.3交叉作业管理区域划分：生产区与施工区采用硬质围挡隔离，设置3处施工通道，宽度≥1.5m时间协调：焊接、切割等噪音作业安排在昼间（7:00-18:00），夜间仅进行无噪音工序设备保护：生产设备覆盖防火毯，设置金属挡板防止焊渣飞溅七、施工进度计划7.1关键节点控制施工阶段工期（天）主要工作内容资源配置施工准备7图纸会审、材料采购、脚手架搭设管理人员8人，工人15人一区加固151-16轴柱表面处理、型钢安装钢筋工10人，焊工6人二区加固1517-32轴柱结构胶灌注、防腐施工油漆工8人，杂工5人三区加固1233-48轴柱及节点区碳纤维布施工专业施工队12人验收整改5分项验收、缺陷修复、资料归档技术人员5人，检测单位配合7.2进度保障措施资源保障：备用2套焊接设备、300L结构胶应急储备，确保材料供应连续技术保障：采用BIM技术模拟施工冲突，提前优化工序衔接奖惩机制：设置进度考核基金，按时完成节点奖励2万元，延误按0.5万元/天处罚八、环境保护措施8.1扬尘控制切割、打磨作业采用湿法施工，配备移动式除尘设备（风量12000m³/h）建筑垃圾集中堆放，覆盖防尘网，运输车辆必须冲洗轮胎施工现场PM10浓度实时监测，超标时停止作业并采取降尘措施8.2噪音控制高噪音设备设置隔音棚，昼间噪音≤70dB，夜间≤55dB采用低噪音液压剪代替气割作业，减少噪音污染周边居民区设置4个噪音监测点，数据每日公示8.3废弃物处理废结构胶桶、油漆桶交由有资质单位回收处理，建立危废台账钢结构边角料回收率≥95%，焊接烟尘收集率≥90%施工废水经三级沉淀池处理后回用，不外排九、验收标准与流程9.1分项工程验收隐蔽工程验收：包括柱表面处理、植筋深度、焊缝质量等，留存影像资料工序验收：每道工序完成后由施工班组自检→项目部复检→监理验收，验收合格方可进入下道工序检测报告：结构胶粘结强度、型钢涂层厚度等检测报告需经监理审核签字9.2竣工验收主控项目：角钢垂直度偏差≤1/1000，结构胶灌注饱满度≥95%，涂层附着力≥5MPa一般项目：表面平整度偏差≤5mm，焊缝外观无气孔、夹渣，防腐涂层无漏涂功能检测：静载试验、动力特性测试、耐久性评估报告齐全9.3资料归档施工技术资料：施工方案、技术交底记录、材料合格证及检测报告质量控制资料：隐蔽工程验收记录、工序检查表、检测报告验收资料：分项工程验收记录、竣工验收报告、沉降观测记录十、应急预案10.1结构失稳应急处理预警值：柱顶水平位移≥5mm/d，沉降差≥2mm/10m应急措施：立即停止施工，在柱四周设置临时钢支撑（HW200×200型钢），支撑间距≤1m处置流程：启动应急预案→通知设计单位评估→采取卸载措施→加固方案调整10.2火灾事故应急处理报警程序：现场人员立即拨打119，同时启动项目应急广播初期火灾控制：使用现场灭火器扑救，切断着火区域电源，组织人员疏散后期处置：保护现场，配合消防部门调查，编制事故调查报告10.3中毒事故应急处理症状识别：头晕、恶心、呼吸困难等疑似中毒症状急救措施：立即将患者转移至通风处，保持呼吸道通畅，必要时吸氧就医准备：携带结构胶安全技术说明书，配合医院救治十一、结论与建议本加固方案通过外包型钢与结构胶复合加固技术，可有效提