柱外包钢加固施工方案

柱外包钢加固施工方案1施工准备1.1技术准备施工前组织技术人员、施工班组负责人熟悉设计图纸、《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013、《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010、《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020等相关规范文件，核对加固柱的位置、数量、型钢规格、注浆胶性能参数等是否符合设计要求，对图纸中存在的疑问及时联系设计单位予以澄清。编制详细的技术交底文件，对所有参与施工的作业人员进行书面技术交底和安全交底，明确各工序的施工要点、质量标准、安全注意事项，所有交底记录需交底人和被交底人双方签字确认，留存归档。提前完成进场材料的送检复检工作，所有材料合格后方可用于施工。针对现场实际情况编制施工进度计划、应急预案，明确各工序的责任人、验收流程。1.2材料准备本工程所用材料均需符合设计要求及现行国家规范标准，进场时需附带完整的产品合格证、出厂检验报告，进场后按规范要求取样复检，复检合格后方可使用：（1）型钢：角钢采用Q235B级碳素结构钢，质量符合《碳素结构钢》GB/T700-2006要求，常用规格为L50×5~L120×12，具体规格按设计要求选用，屈服强度≥235MPa，抗拉强度≥375MPa，伸长率≥26%，钢材表面不得有裂纹、折叠、结疤、夹层等缺陷，锈蚀深度不得超过国家标准的允许负偏差。缀板采用同材质钢板，厚度≥5mm，宽度≥100mm，长度根据柱截面尺寸确定，每侧超出角钢边缘≥20mm。（2）粘结材料：灌注胶采用A级改性环氧树脂灌注胶，性能指标符合GB50367-2013第4.4.1条要求：抗压强度≥60MPa，抗拉强度≥30MPa，受拉弹性模量≥3.5×10³MPa，钢-钢剪切强度≥15MPa，钢-混凝土正拉粘结强度≥2.5MPa，且大于混凝土抗拉强度标准值，可操作时间≥20min（25℃环境下），完全固化时间≤72h（25℃环境下）。封缝胶采用同系列改性环氧树脂封缝胶，抗压强度≥50MPa，钢-钢剪切强度≥10MPa，初凝时间≥30min，固化后无收缩。（3）焊接材料：采用E43系列碳钢焊条，符合《碳钢焊条》GB/T5117-2012要求，焊条不得受潮、生锈，药皮不得脱落。（4）锚固材料：化学锚栓采用5.8级高强度化学锚栓，性能符合《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013要求，锚栓抗拉承载力标准值符合设计要求，化学药剂管无过期、破裂现象。（5）防腐防火材料：防腐涂料采用环氧富锌底漆（锌含量≥80%）、环氧云铁中间漆、聚氨酯面漆，干膜总厚度≥150μm，符合《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T50046-2018要求。防火涂料根据设计耐火极限选用，柱耐火极限为3h时采用厚型防火涂料，厚度≥20mm；耐火极限为2h时采用薄型防火涂料，厚度≥3.5mm，性能符合《钢结构防火涂料》GB14907-2018要求。1.3机具准备所有进场机具需调试正常，计量器具需经法定计量检定部门检定合格，且在有效期内，主要机具包括：角向磨光机（φ100、φ180）、钢丝轮打磨机、真空吸尘器、电子秤（精度1g）、经纬仪、水准仪、5m钢卷尺、50m钢卷尺、游标卡尺、扭矩扳手、交流电焊机（≥315A）、低压注浆泵（压力范围0~0.6MPa）、电动搅拌器（转速300~500r/min）、压气泵（压力范围0~0.4MPa）、腻刀、毛刷、橡胶手套、护目镜、防毒口罩、检验小锤（0.5kg）、超声波检测仪、漆膜测厚仪、焊缝探伤仪、灭火器、急救包等。1.4现场准备清理施工范围内的障碍物，拆除加固柱表面的装饰层、抹灰层，露出混凝土基层。作业面搭设的满堂脚手架或操作平台验收合格，脚手架与柱面之间预留300~400mm操作空间，脚手板满铺、固定牢固，临边设置1.2m高防护栏杆，挂设安全密目网。现场临时用电接驳至作业面，采用TN-S接地系统，一机一闸一漏保，漏电保护器动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s，电线架空布设，不得拖地。现场通风良好，清理作业面周围的易燃物，每50㎡配置2具4kg干粉灭火器。在施工区域外围设置警示标识，拉设警戒带，非施工人员禁止进入。对作业面附近的管线、设备、已完成装修的部位采用彩条布、木板进行覆盖保护，防止打磨粉尘、胶液污染。2施工工艺流程本工程柱外包钢加固采用湿式外包钢工艺，施工流程为：混凝土基层处理→测量放线→型钢加工制作→型钢粘贴面打磨除锈→柱角打磨处理→角钢临时固定→缀板焊接→封缝及留设注浆孔、排气孔→密封性能检验→灌注胶配制→压力注浆→固化养护→质量检验→防腐防火施工→成品保护。3各工序施工要点3.1混凝土基层处理采用角向磨光机打磨柱表面的浮浆、油污、松散混凝土，直至完全露出新鲜骨料，表面平整度误差≤5mm/2m，采用真空吸尘器清理表面粉尘，再用丙酮擦拭表面，保持干燥清洁。对柱表面存在的裂缝进行预处理：裂缝宽度≥0.2mm时采用环氧树脂注浆液进行裂缝灌注修补；裂缝宽度<0.2mm时采用环氧树脂胶进行表面封闭，待裂缝修补完成且固化后再进行后续施工。对柱混凝土强度低于C15的部位，应上报设计单位，按设计要求进行界面补强处理后再进行包钢施工。3.2测量放线根据设计图纸，采用经纬仪、钢卷尺在柱面弹出角钢的粘贴位置线、缀板安装位置线、上下端锚固埋板位置线，放线偏差≤2mm，放线完成后由质检员复核，确认无误后报监理单位验收。3.3型钢加工制作按现场实际测量的柱净高、截面尺寸进行角钢下料，角钢下料长度比柱净高小10~15mm，便于上下端调整就位，下料切口平整，切口毛刺采用磨光机打磨平整。缀板按设计间距下料，误差≤3mm，切口无变形。对上下端需要锚固的角钢，提前焊接锚固端板，端板厚度≥12mm，端板尺寸比角钢外轮廓大40mm，端板与角钢采用围焊，焊缝高度≥角钢厚度。对变截面柱的角钢，按变截面尺寸进行弯折，弯折半径≥5倍角钢厚度，弯折角度误差≤1°，弯折处无裂纹、起皱现象。3.4型钢粘贴面打磨除锈角钢内侧粘贴面采用角向磨光机安装钢丝轮进行打磨除锈，除锈等级达到Sa2.5级，若采用手工除锈则需达到St3级，表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈等附着物，残留的痕迹仅为点状或条状的轻微色斑。打磨完成后在粘贴面打出横向纹路，纹路深度≥0.5mm，纹路方向与角钢受力方向垂直，提高粘结力。打磨完成后用丙酮擦拭表面，保持干燥清洁，若存放时间超过24h需重新打磨除锈。3.5柱角打磨处理将柱的四个棱角采用磨光机打磨成圆弧状，圆弧半径R≥20mm，避免棱角处粘结应力集中，打磨完成后清理粉尘，擦拭干净。3.6角钢临时固定将打磨好的角钢按放线位置贴合在柱的四个棱角处，采用G型卡具、对拉螺栓进行临时固定，卡具间距≤500mm，上下端卡具距离柱端≤200mm。调整角钢的垂直度，垂直度偏差≤柱高的1/1000，且≤10mm，调整完成后拧紧卡具，保证角钢与混凝土面的缝隙均匀控制在2~3mm，最大缝隙≤5mm，若缝隙过大则采用薄钢片垫平，垫钢片的位置需做好标记，后续封缝时重点处理。3.7缀板焊接按放线位置安装缀板，缀板与角钢采用双面角焊，焊缝高度≥角钢厚度，焊缝长度≥缀板宽度。缀板间距按设计要求设置，无设计要求时间距为400~600mm，柱上下端1m范围内、变截面处、梁柱节点处缀板加密，间距缩小至200mm。焊接时采用分段跳焊工艺，每段焊缝长度≤100mm，避免连续焊接导致角钢受热变形，影响粘结面缝隙均匀性。焊接完成后清理焊缝表面的焊渣、飞溅，检查焊缝质量，不得有气孔、夹渣、裂纹、未焊满等缺陷，焊缝缺陷超过规范要求的需打磨后重新焊接。3.8封缝及留设注浆孔、排气孔采用封缝胶沿角钢两侧边缘、缀板周边、型钢搭接处进行刮抹封缝，封缝胶厚度≥2mm，宽度≥30mm，刮抹平整，无漏刮、凸起现象。留设注浆孔和排气孔：注浆孔沿柱高度方向每隔1.5~2m设置1个，最低处（距离柱底≤200mm）必须设置注浆孔，最高处（距离柱顶≤100mm）设置排气孔，孔径6~8mm，采用透明塑料软管插入孔内，插入深度≥10mm，周边用封缝胶固定密封。每个注浆孔对应1个排气孔，排气孔设置在注浆孔上方相邻位置。若柱截面尺寸≥800mm，需在柱的两侧分别设置注浆孔和排气孔，保证截面两侧注浆饱满。3.9密封性能检验封缝胶完全固化后（25℃环境下固化24h）进行压气试验，检查密封性能。将压气泵连接至最低处的注浆孔，关闭其他注浆孔和排气孔，逐步加压至0.2~0.3MPa，保持压力稳定，在所有封缝位置涂刷肥皂水，若有冒泡现象则标记为漏点，卸压后采用封缝胶重新封堵，待固化后再次进行压气试验，直至无漏点为止。3.10灌注胶配制灌注胶按厂家说明书规定的重量比进行配制，采用电子秤准确称量A、B组分，称量误差≤1%。将A组分倒入搅拌桶，先搅拌1min，再加入B组分，采用电动搅拌器搅拌3~5min，搅拌至颜色均匀一致，无结块、分层现象，搅拌容器内壁、底部的胶液也要充分搅拌到位。一次配制量根据可操作时间确定，25℃环境下一次配制量≤5kg，可操作时间为20~30min，超过可操作时间的胶液严禁使用。配制现场通风良好，作业人员佩戴防毒口罩、护目镜。3.11压力注浆将注浆泵的进料管插入配制好的胶液中，排出泵内空气，将注浆管连接至最低处的注浆孔，启动注浆泵，逐步加压至0.1~0.4MPa，压力从低到高缓慢提升，避免压力骤升导致封缝开裂。注浆过程中观察相邻上部注浆孔、排气孔的出胶情况，当上部注浆孔流出的胶液与注入的胶液稠度一致、无气泡时，采用堵头将当前注浆孔封堵，转移注浆管至上部相邻注浆孔继续注浆，依次向上进行，直至最高处的排气孔连续流出均匀胶液、无气泡时，保持压力0.2MPa稳压2~3min，然后封堵排气孔，停止注浆。注浆过程中若出现漏浆现象，立即停止注浆，卸压后采用封缝胶或止水胶带封堵漏点，待封堵材料固化后重新注浆。若注浆中断时间超过30min，需在原注浆孔旁重新打孔注浆，避免新旧胶液之间形成缝隙。注浆完成后及时清理注浆泵、管路、搅拌桶内的残留胶液，避免胶液固化堵塞设备。3.12固化养护注浆完成后，20~25℃环境下养护72h后方可拆除临时卡具，允许承受设计荷载；环境温度为10~20℃时养护时间不少于96h；环境温度低于10℃时，采用红外灯、电热毯进行加热养护，养护温度控制在20~30℃，养护时间不少于72h。养护期间严禁对角钢、缀板进行敲击、焊接、加载等任何扰动，避免粘结面受损。3.13质量检验3.13.1主控项目检验（1）材料质量：钢材、灌注胶、封缝胶、锚栓等材料的品种、规格、性能符合设计和规范要求，检查产品合格证、出厂检验报告、进场复检报告，全部合格后方可判定为合格。（2）构造要求：角钢规格、缀板间距、锚固长度、焊接质量符合设计要求，焊缝高度≥角钢厚度，一级焊缝100%超声波探伤合格，二级焊缝20%超声波探伤合格，检查放线记录、隐蔽验收记录、焊缝探伤报告，全部符合要求后方可判定为合格。（3）注浆密实度：采用0.5kg小锤沿型钢表面逐点敲击，或采用超声波检测仪检测密实度，空鼓率≤5%，且单个空鼓面积≤100cm²，判定为合格；若空鼓率超过5%或单个空鼓面积大于100cm²，需在空鼓部位打孔补注胶液，补注后重新检测，直至合格。3.13.2一般项目检验（1）表面质量：型钢表面平整，无明显变形，封缝处无开裂、漏浆现象，焊缝表面无焊渣、飞溅，外观检查全部符合要求为合格。（2）安装偏差：角钢垂直度偏差≤柱高的1/1000，且≤10mm；缀板间距偏差≤10mm；锚固端板位置偏差≤5mm，采用经纬仪、钢卷尺检测，合格率≥90%为合格。3.14防腐防火施工质量检验合格后进行防腐施工，首先清理型钢表面的灰尘、残留胶液，涂刷环氧富锌底漆2遍，每遍干膜厚度≥40μm，底漆干透后涂刷环氧云铁中间漆1遍，干膜厚度≥40μm，中间漆干透后涂刷聚氨酯面漆2遍，每遍干膜厚度≥35μm，总干膜厚度≥150μm，采用漆膜测厚仪检测，厚度达标后方可进行防火施工。防火涂料按产品说明书要求配制，分层涂刷，每遍涂刷厚度≤2mm，待前一遍干透后再涂刷后一遍，直至达到设计要求的厚度，涂刷均匀，无漏涂、流挂、起皱等现象。3.15成品保护养护期间对包钢柱设置警示标识，严禁碰撞、敲击。防腐防火涂层未干透前，采用塑料薄膜覆盖，防止灰尘、雨水污染。后续工序施工时，严禁在型钢上随意焊接、打孔，确需打孔的需经设计单位同意，打孔后补刷防腐涂料。交工前采用缠绕膜包裹包钢柱，防止划伤、磕碰涂层。4特殊部位施工处理4.1梁柱节点部位处理角钢上端伸入梁柱节点区的长度≥150mm，若节点区有钢筋阻碍无法伸入时，采用锚固端板与梁底、板底固定，端板采用4根M16化学锚栓锚固，锚栓植入深度≥12d（d为锚栓直径），锚栓抗拉承载力满足设计要求。角钢下端与基础顶面或楼板顶面连接时，采用端板与结构面固定，锚栓植入深度≥15d，节点处缀板加密，间距200mm，加密范围≥节点上下各500mm。4.2变截面柱处理变截面处的角钢弯折半径≥5倍角钢厚度，弯折处上下各500mm范围内缀板加密，间距200mm，弯折处加设斜向缀板，斜向缀板与角钢焊接牢固，保证变截面处型钢受力连续。若变截面高差≥100mm，需在变截面处增设横向加劲板，加劲板厚度≥8mm，与两侧角钢焊接牢固。4.3带缺陷柱处理柱混凝土存在蜂窝、孔洞缺陷时，先将缺陷部位的松散混凝土剔除，采用高于原强度等级一个等级的无收缩细石混凝土修补平整，待修补强度达到设计强度的90%以上后再进行包钢施工。柱存在倾斜、挠度超过规范允许值的，需先进行纠偏处理，经设计单位确认符合要求后再进行包钢施工。4.4腐蚀环境下施工处理处于化工腐蚀、沿海潮湿等腐蚀环境的柱，型钢打磨除锈后先涂刷环氧富锌底漆2遍，再进行粘贴安装，封缝采用耐腐蚀型封缝胶，防腐涂层总厚度≥200μm，防火涂料采用耐腐蚀型防火涂料，保证加固后的耐久性符合设计要求。5质量保证措施5.1建立质量保证体系，明确项目经理为第一质量责任人，技术负责人、质检员、施工班组长各负其责，每道工序严格执行自检、互检、专检的三检制，验收合格后方可报监理单位验收，监理验收通过后方可进行下一道工序。5.2严格材料进场验收制度，所有材料进场时必须附带完整的质量证明文件，按规范要求取样复检，不合格材料一律退场，严禁使用不合格材料。材料存放符合要求，钢材存放于干燥通风处，避免生锈，胶材存放于阴凉干燥处，远离火源，避免阳光直射，过期胶材严禁使用。5.3计量器具定期检定，施工过程中严格按配合比配制胶液，严禁随意更改配合比，搅拌时间、注浆压力严格按工艺要求控制，保证胶液性能和注浆密实度。5.4焊接作业由持证焊工操作，焊接前进行焊接工艺评定，按评定合格的工艺参数进行焊接，焊缝完成后由专职质检员检查，按规范要求进行探伤检测，不合格焊缝必须返工处理。5.5冬雨季施工措施：雨季施工时作业面搭设防雨棚，作业面相对湿度≤85%，若湿度过大采用除湿机进行除湿，避免混凝土基层、型钢表面结露，影响粘结强度。冬季施工环境温度低于5℃时，采用低温型灌注胶，作业面采用暖风机加热，保证作业温度≥5℃，注浆后采用保温棉包裹养护，避免胶液受冻失效。6安全文明施工措施6.1高空作业安全：作业高度超过2m时，作业人员必须系好安全带，安全带挂设于牢固的结构部位，高挂低用。脚手架搭设完成后经验收合格方可使用，严禁超载堆放材料，严禁在脚手架上打闹。6.2临时用电安全：现场用电由持证电工操作，严禁私拉乱接电线，所有机具接地可靠，漏电保护器定期检查，保证灵敏有效。电线架空布设，避免被碾压、刺破，雨天施工时检查线路绝缘情况，防止触电。6.3防火安全：胶材为易燃品，存放区、作业区严禁吸烟，配备足够的干粉灭火器，动火作业前办理动火审批手续，清除作业面周围的易燃物，设专人看火，配备灭火器材，动火完成后检查确认无火种后方可离开。6.4职业健康安全：作业人员佩戴安全帽、防毒口罩、护目镜、橡胶手套，避免胶液接触皮肤、眼睛，若胶液溅到皮肤上，立即用丙酮擦拭后用清水冲洗；若溅到眼睛里，立即用大量清水冲洗，严重的及时送医。打磨作业时佩戴防尘口罩，避免吸入粉尘。6.5文明施工：施工垃圾每日清理，分类存放，废弃的胶桶、棉纱、打磨粉尘统一运至指定垃圾点处置，严禁随意丢弃。作业面每日洒水降尘，避免粉尘扩散，夜间施工时采用低噪声机具，避免噪声扰民。7进度保障措施7.1按总工期要求编制详细的周、日施工进度计划，明确各工序