埋入式柱脚加固施工方案

埋入式柱脚加固施工方案一、工程概况本工程为既有钢结构厂房柱脚加固项目，原结构为单层门式刚架，建筑面积约6800㎡，檐口高度12m，跨度24m。经结构检测，8个埋入式柱脚存在锚栓锈蚀（锈蚀深度达钢筋直径的15%）、灌浆层空鼓（空鼓面积约30%）及基础混凝土局部破损等问题，需进行加固处理。1.1加固设计参数原结构参数：钢柱采用Q345B热轧H型钢（HM400×200×8×13），柱脚埋深800mm，基础为C30混凝土独立承台（2000mm×2000mm×1200mm），配置8根M30锚栓（8.8级，原埋深500mm）。加固措施：新增4根M24化学锚栓（抗拉承载力≥200kN）；原灌浆层剔除后采用无收缩高强灌浆料（抗压强度≥85MPa）重新灌注；柱脚外包10mm厚Q235B钢板（尺寸1000mm×800mm），与基础采用膨胀螺栓连接。1.2工程特点施工期间需保留厂房部分区域正常运营，采用分区作业（分A、B、C三个施工段，每段施工周期7天）；基础混凝土强度较低（实测C25），钻孔时需控制转速防止结构损伤；环境温度5-35℃，雨季施工需做好防雨措施（配备防雨棚及排水设备）。二、施工准备2.1技术准备图纸会审：组织钢结构工程师、监理及设计单位复核柱脚节点详图，明确锚栓定位坐标（X/Y轴偏差≤±3mm）、灌浆层厚度（60mm）及外包钢板焊接范围。测量放线：采用全站仪（TS60，精度1mm+2ppm）建立控制网，在承台表面标注柱脚轴线控制线及标高基准点（±0.000），每个柱脚设置4个校核点。技术交底：编制《柱脚加固工艺卡》，明确钻孔参数（孔径φ28mm，深度12d，d为锚栓直径）、焊接电流（180-220A）及灌浆料水料比（1:12），并对施工班组进行三级交底（项目总工→施工员→作业人员）。2.2材料准备材料名称规格参数验收标准化学锚栓M24×300mm（喜利得HST-M24）抗拔试验≥200kN，药剂初凝时间≥45min高强灌浆料无收缩自流平（无收缩CGM-4）流动度≥300mm，24h抗压强度≥30MPa外包钢板Q235B，10mm×1000mm×800mm表面平整度≤0.5mm/m，除锈等级Sa2.5级焊接材料E5015焊条（φ3.2mm）烘焙温度350℃/1h，保温桶存储（≤4h）2.3机具准备设备名称型号数量用途全站仪TS601台轴线及锚栓定位液压植筋机HST-3002台化学锚栓钻孔扭矩扳手0-600N·m2把锚栓紧固（扭矩值450N·m）灌浆机HBT301台灌浆料压力灌注（压力0.3MPa）角磨机Φ100mm4台钢板除锈及焊缝打磨三、主要施工流程3.1原结构拆除与清理卸载作业：采用25t汽车吊（吊点设置在柱顶1/3处）配合钢支撑（φ200mm×8mm钢管）临时加固钢柱，支撑间距1.5m，与地面成60°角，底部设置100mm厚钢板垫块。灌浆层剔除：使用风镐（功率1.5kW）从柱脚一侧开始剔除原灌浆层（深度至承台表面以下20mm），严禁直接冲击锚栓，边角处采用人工凿除（防止混凝土崩裂）。锚栓除锈：原M30锚栓采用喷砂除锈（压力0.5MPa），露出金属光泽后涂刷环氧富锌底漆（干膜厚度80μm），丝扣部分套塑料保护帽。3.2化学锚栓施工钻孔定位：按设计图纸在承台表面标记4个M24锚栓孔位（距原锚栓150mm，呈正方形布置），采用金刚石钻头（φ28mm）钻孔，深度280mm（锚固深度240mm+清孔余量40mm）。清孔处理：用空压机（0.8MPa）吹净孔内粉尘，再用毛刷（旋转3圈）清理孔壁，最后用丙酮擦拭孔道内壁（确保无油污）。药剂注入与锚栓植入：按配比混合化学药剂（A:B=10:1），从孔底向上注入至2/3深度，缓慢旋入锚栓（转速≤500r/min），外露长度100mm（丝扣≥5牙），静置60min（常温）待药剂固化。3.3外包钢板安装钢板加工：按设计尺寸切割钢板（数控等离子切割机，误差≤±2mm），钻φ26mm螺栓孔（间距200mm，边缘距50mm），边缘打磨成R5mm圆角。安装固定：将钢板紧贴柱脚，采用M12膨胀螺栓（间距300mm）临时固定，调整垂直度（2m靠尺检查偏差≤3mm）后，与钢柱焊接（角焊缝，高度8mm，采用对称焊接法，避免变形）。密封处理：钢板与承台间隙采用防火密封胶（膨胀型防火密封胶，膨胀倍率≥250%）填充，表面涂刷防火涂料（超薄型，耐火极限1.5h）。3.4灌浆施工基层处理：灌浆前24h洒水湿润承台表面，灌浆前1h吸干积水，周边采用50mm厚木模板支护（高度≥80mm，内侧涂刷脱模剂），模板与钢板接缝贴海绵条密封。灌浆料拌合：按水料比1:12（重量比）机械搅拌（3min），流动度控制在300-350mm，每次拌合量≤50kg（30min内用完）。压力灌注：从模板一侧采用灌浆机连续灌注（压力0.3MPa），至另一侧溢出为止，灌浆层厚度60mm，表面用抹子压光，2h后覆盖薄膜养护（保持湿润7d）。四、质量控制措施4.1关键控制点控制项目允许偏差检验方法锚栓轴线位置±3mm全站仪坐标复测（100%检查）灌浆层厚度+5mm/-0mm钢直尺测量（每柱脚4点）钢板垂直度≤3mm/2m2m靠尺+塞尺检查焊缝高度+1mm/-0mm焊缝规测量（每200mm测1点）4.2常见问题处理锚栓抗拔力不足：若试验值＜200kN，需在原孔周围30mm处补钻φ32mm孔，植入M27锚栓（增加2根）。灌浆层空鼓：采用超声波检测仪（UT）检测，空鼓面积＞5%时，钻孔注浆（压力0.2MPa，注浆料为无收缩水泥浆）。钢板焊接变形：焊接后用火焰矫正（加热温度600-650℃，冷却速度≤10℃/min），平面度偏差＞5mm时采用压力机冷矫。4.3验收流程隐蔽验收：锚栓植入后，监理单位现场见证抗拔试验（每3个柱脚一组，共3组），试验值≥设计值1.1倍。分项验收：灌浆层养护7d后，检测28d抗压强度（≥85MPa），外包钢板焊缝进行UT探伤（Ⅰ级合格）。五、安全与文明施工5.1安全防护高空作业：2m以上作业搭设操作平台（满铺50mm厚脚手板，护栏高度1.2m），作业人员系双钩安全带（固定于钢柱）。吊装安全：钢柱临时支撑设置防倾覆缆风绳（4根，角度45°），吊装半径内设置警戒区（专人监护）。临时用电：电焊机、灌浆机等设备采用“一机一闸一漏保”（漏电动作电流≤30mA），电缆架空敷设（高度≥2.5m）。5.2文明施工噪声控制：夜间（22:00-6:00）禁止使用风镐、切割机（昼间噪声≤70dB），必要时办理夜间施工许可。废弃物处理：钻孔粉尘采用吸尘器收集，废弃灌浆料密封后交由有资质单位处理（严禁随意丢弃）。成品保护：已完工柱脚采用木框防护罩（高度1.2m）覆盖，悬挂“禁止碰撞”标识，直至竣工验收。六、施工进度计划施工阶段工期（天）关键节点原结构拆除与清理2完成8个柱脚灌浆层剔除及锚栓除锈化学锚栓施工3锚栓抗拔试验合格外包钢板安装4钢板焊接完成，垂直度合格率100%灌浆及养护7灌浆层强度达到设计值85%验收1分项工程验收合格七、验收标准主控项目：锚栓位置偏差≤±3mm，抗拔力≥200kN；灌