建筑行业的高速发展对建筑质量和建筑安全提出了鲜明的要求,保证建筑安全和建筑质量才是施工的主要目的。在当前建筑发展条件看来,混凝土是构成建筑结构的重要建材,因此它的加固能够提高建筑的经济效益。笔者对房屋建筑施工的混凝土结构加固技术进行分析,希望能够给广大读者提供理论支持和具有实效性的帮助。
1 建筑施工过程中混凝土结构加固的重要性
1.1 提高建筑质量和增加经济效益的有力**
经济发展加速了城市建设计划的推进,完善经济建设是当前国家的重要战略目标。建筑行业作为经济建设的重要部分,当前频发的建筑施工安全和建筑质量问题给人们敲响了警钟。受到部分不稳定因素的影响,部分施工企业为了减少施工成本,使用质量较差的混凝土建材,对质量安全造成较大的危害。提升混凝土结构的稳定性,能够有力保证建筑质量,给施工部门带来经济效益。
1.2 减少建筑危害,提升人民生活水平
当前出现的“豆腐渣”建筑严重危害着人民的生命财产安全,减少这类建筑的工作刻不容缓。混凝土结构加固能够提升建筑的整体稳定性,并根据建筑功能进行合理施工,设计出科学的建筑结构。混凝土结构加固能够有效地降低了建筑维修带来的成本,同时还增加了建筑使用寿命,对提升人民生活水平有着重要的意义。
2 建筑施工过程中混凝土结构加固要求
建筑施工中的混凝土结构加固并不是简单的加固过程,而是一项细腻科学的加固工程。在施工工程中应当满足以下施工要求。
2.1 严格按照国家加固规范进行
部分施工工人认为,混凝土结构加固只是简单的结构加固,只要对混凝土添加固定建材便是。其实不然,加固施工必须按照加固规范来进行。这要求我们对建筑整体进行分析结构验算。只有充分了解建筑混凝土结构的受损情况,才能进一步进行加固工作。每一个加固环节必须按照施工标准进行,减少盲目加固工作,否则恰得其反。当然,加固施工规范并不是一成不变的,施工部分可以根据实际施工情况进行具体分析,以确定更加明确的施工方案。
2.2 环节审核是结构加固的**
对于建筑混凝土结构加固来说,每一个加固环节都变得尤为关键,因为每一个环节都能够对建筑整体结构造成影响。在建筑混凝土结构加固过程中,要求我们使用加固设计方法,对每一个加固环节进行数值测算。充分考虑每一个环节的加固承载,实现每一个环节数据的审核,确保混凝土结构加固实效较大化。
2.3 减少结构加固对建筑使用的影响
部分施工企业在加固过程中采用体积较大的材料,占据一定的使用空间,导致使用的空间减少。这样,不仅影响了建筑功能的使用,还会造成建筑压力多大,造成安全隐患。这要求我们在建筑混凝土结构加固过程中,应当充分考虑结构加固结果对建筑功能的影响。如果是地震多发区建筑在加固过程中还应当考虑建筑加固后的抗震能力。
3 建筑施工过程中混凝土结构技术分析
加固施工是一项细腻的工作,针对不同的功能的建筑采用特殊的加固方法。特别是轻型建筑材料的应用后,加固施工就变得更加“轻型化”和便捷化了。以下几种加固方法较为常见,本文给予适当的技术分析:
3.1 碳纤维加固技术
碳纤维是一种轻质稳定的建筑材料,使用碳纤维的建材抗性和韧性有了明显的提升。因此,碳纤维能够有效缓解建筑承载变形,能够有效地增加建筑使用寿命。碳纤维加固方法原理并不难,无非是利用碳纤维横向包裹建筑加固部分,以减少建筑的变形。当然,碳纤维加固能够对混凝土结构进行有力的约束,以缓解建筑的破坏过程。可以这么说,碳纤维能够显着改善建筑延性,碳纤维在建筑加固方法的应用是当前建材发展的结果。
3.2 预应力加固技术
预应力加固技术实质在于运用预应力钢筋来进行外力加固的。预应力加固与其他加固不同,它具有明显的加固、卸载与改变结构内力等效果。这项加固技术充分考虑了建筑的使用年限,以判断加固过程中的压力。这项加固技术施工较为简便,并可以实现建筑结构的定审核,具有显着的可操作性。当然,这种加固方法的缺点便是防腐蚀性差,外观*破损。由上文可见预应力加固技术还能更上一层楼。
3.3 间接加固与注浆加固法
间接加固法是运用构件设立支撑点,连接不同的建筑结构,以达到间接加固的方法。间接加固方法目的是减少混凝土结构的内力,以减少加固建筑的承载力。间接地增加了建筑混凝土结构的稳定性。而注浆加固法指的是对混凝土裂缝部分注入环氧树脂等粘合剂,以粘合建筑混凝土裂缝,达到加固的目的。可以这么说,间接加固和注浆加固各有优缺点。一般来说,间接加固方法适宜用于小型建筑,而注浆加固方法适宜用于桥梁、铁路等加固。
常见的混凝土结构加固施工步骤:
(1)定位。加固施工首先要对加固部位进行定位,并做好施工标记。同时,对加固部位进行现场数据勘查,明确建筑的承载压力变化。
(2)钻孔以及清孔。钻孔孔径和位置不能与定位标记部位相差30mm,如果发生偏移较大的情况适当移动,实现建筑受力转移。钻孔结束后方可进行清孔,彻底清除孔内杂物,以方便下一步的钢筋粘合。
(3)粘合。粘合指的是采用适当的钢筋、碳纤维或者其他加固建材对建筑进行粘合加固,钢筋等易被腐蚀的建材应当做除锈处理,以便更好地保护钢筋,提高加固效益。当然,粘合过程不能在温度较低时进行,以提高粘合效率。
4 结语
总的来说,加固混凝土结构对建筑质量和建筑安全有着不可取代的功劳。从混凝土加固的要求出发,浅谈几种重要的加固技术和加固步骤。施工企业应当根据建筑的功能、使用环境、地理位置等进行“特异性”加固,才能实现加固的专业化、科学化和高效化,为我国建筑行业发展奉献自己的智慧。
对老化或有病害的钢筋混凝土结构进行加固是提高其耐久性、延长其使用寿命的有效办法,其主要方法有:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、增设支撑加固法、粘钢加固法、托梁抽柱技术、增设支撑体系及剪力墙加固法、增设拉结联系加固法、裂缝修补技术等。粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的一种加固方法。该方法优点是简单、快速、不影响结构外形,施工影响较小。外包钢加固法分湿式与干式两种。干式外包钢施工简便,但承载力提高量、整体工作性能及受力特点不如湿式外包钢有效。现将外包钢加固技术与粘钢加固技术结合起来,用新型结构胶代替乳胶水泥和环氧树脂化学灌浆,同时发挥了外包钢加固技术与粘钢加固技术的优点。本文通过对这种新型结构胶的外包粘钢柱的模型试验,探讨这种加固技术的受力性能,并以万益钢结构加工厂厂房作为工程加固研究实例,进一步说明该技术用于工程结构加固的可行性。
2、建筑物结构(梁、板、柱)加固的主要原因分析
建筑物在其设计使用年限内,一般都应满足安全性、适用性和耐久性三项基本功能要求,但无论是旧建筑物还是新建建筑物,都可能由于种种原因,造成其不能满足上述某项或几项功能的要求。这些原因往往在设计阶段、施工阶段或使用阶段形成:
2.1在设计阶段,可能由于勘察、设计资料不全或不准,出现设计计算的错误或构造不合理等原因,造成结构构件的配筋量、断面尺寸、混凝土强度等不足,致使建筑物不能满足预定功能的要求。
2.2在施工阶段,可能由于施工管理不善,或施工技术水平低下,或人为非法的偷工减料,或不按施工规范操作以及施工不慎等原因,发生主要受力钢筋放错位置以及配筋量、构件断面、混凝土强度等不符合设计,造成工程质量隐患,致使建筑物不能满足原设计功能要求。
2.3在使用阶段,可能由于建筑物已经达到或**过了设计使用年限,已完成其功能要求的使命而又在继续使用的;或建筑物年久失修,在尚未达到设计使用年限就已丧失某项或几项功能要求;或建筑物使用不合理,包括建筑物用途变更、**载使用、使用条件或环境恶化以及人为破坏等原因;或由于自然灾害及偶然事故,致使建筑物不能满足其基本功能要求。
由于上述在不同阶段形成的种种原因,导致建筑物不能满足或丧失某项或几项功能要求。为了恢复或部分恢复其原有功能或一定的功能,就应及时采取加固补3、工程情况
3.1该工程为工业建筑,在室内地坪某区域内,有一震源。在正常生产条件下,在夹层楼板上有明显震感。
3.2所检测梁、板的混凝土设计强度等级为C25。
3.3经建筑工程质量检验测试中心检测,该工程混凝土强度不到20MPa,屋面横向梁中部及纵向梁中部多处存在一定深度的裂缝;由于抗剪承载力不足,纵向梁的端部有剪切型裂缝,屋面板也多处存在裂缝。
3.4材料选择
水泥采用R42.5;乳胶采用805乳胶;钢材选用成钢Q235B钢;环氧树脂及固化剂为蓝星化工生产的FA4及T31;水泥砂浆为广汉中砂;焊条采用大西洋E43型焊条手工焊;环氧树脂(A组份)配比为环氧树脂(E44):增塑剂:稀释剂一100:15:15。
3.5工程设备
加工钢材设备主要有钢材加工机具、焊机;打磨设备主要有角磨机、金刚石磨片、砂轮片、空压机、棉布、护目镜、防尘口罩;制胶设备有搅拌器、容器、衡器、手套;固定设备有加压固定及卸荷系统、腻刀。
4粘钢加固施工工艺
4.1粘钢施工工艺流程,被粘结砼及钢板表面处理→钢板涂敷结构胶→粘贴钢板→固定→加压→固化→检验。图1为施工工艺流程
图1 施工工艺流程
4.2施工方法及要求
(1)用轻型水磨石机磨去混凝土粘结面浮浆,清理干净后,用棉布沾丙酮将表面擦干净,以保证胶层粘结在坚实的混凝土基材上。
(2)用角向磨光机对钢板粘结面进行除锈和去粗糙处理,打磨纹理方向与钢板受力方向重直,然后用棉布沾丙酮将粘结面擦干净,擦钢板是要顺着纹理擦,以增加钢板与结构胶层的粘结能力。
(3)严格按产品使用说明要求的比例,在现场计量配制胶结剂,并搅拌均匀。
(4)胶结剂配制完毕后,及时用抹刀涂敷在已处理的钢板表面,厚度以l一3mm为宜,中间厚边缘薄,然后将钢板粘贴于预定位置,以胶液刚从钢板边缘挤出为度。压钢板方木要包塑料薄膜,因结构胶不粘塑料,所以将来拆除方便。一般兼作钢板的*附加锚固措施,其埋设孔洞应与钢板于涂胶前同时准备好。
(5)当胶结剂固化到70%左右强度(20℃一般24h)时,即可拆去加压工具,用小锤敲击钢板检验其有效粘结面积。锚固区有效粘结面积不应小于90%,非锚固区有效粘结面积不应小于70%。
(6)在钢板外涂2cm厚1:2水泥砂浆,以保护钢板。
4.3注意事项
(1)由于配置好的结构胶发热较大,经常导致结构胶快速固化,所以应用导热较好的容器,每次配胶时不应过多(3~5kg),应及时涂抹,不应间隔太长时间而导致结构胶固化。结构胶属于易燃物品,在施工过程中应注意防火。
(2)在涂抹已处理好的混凝土表面和钢板时,注意在中心轴线位置可以多涂抹些结构胶厚度在2~3mm,然后往两边厚度逐渐减小,在加压挤胶时,有利于胶体均匀分布,避免中心位置形成空鼓或胶体厚度不够。
(3)当钢板面积较大时,在放置时应快速倾斜下放,避免胶体流淌和整块钢板整面接触到结构胶而在混凝土上胶体和钢板胶体之间由于空气的阻断而产生空鼓。
(4)在加压时,较好在钢板面上放置压条,然后再每间隔500mm位置上置上夹具,加压时夹具两边应同时施力,且间隔一个夹具加压,然后再把剩余夹具进行加压,这样可以避免沿钢板纵向胶体不均。
(5)处理端部锚固时,首先应注意U型锚固环下料时应精确,避免过大造成结构胶厚度过厚导致粘结强度下降,或过小而造成锚固环套不上。加压时较好在锚固环开口处打上膨胀螺丝进行加压。
4.4安全措施
(1)严格控制脚手架所用材料和加工质量,不得使用不合格产品。为防止钢管锈蚀,要及时涂刷防锈漆。钢管内壁每3年清理一次,扣件每3年用煤油洗净,有条件可除锈镀锌。
(2)脚手架必须进行施工方案设计。特别是高层建筑,复核验算其承载力,做出完整搭设、使用、拆除方案。
(3)操作人员必须持证上岗。搭设时要逐排逐跨进行。操作人员要穿防滑鞋,系安全带,佩戴安全帽。
(4)操作现场应设安全围护或警示标志。
(5)脚手架拆除应从上而下,逐层向下进行,严禁上下同时作业。
(6)使用过程中严格遵守规定要求,严格控制施工荷载和铺板的层数。
(7)必须按规定搭设安全网,以保证架上和架子周围人员安全。
(8)要建立和加强脚手架检查和监督制度,消除事故隐患。
4.5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5~60℃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*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) 粘贴时,一定要避免先粘后焊,因焊接温度过高,*引起结构胶老化而失效。
(5) 粘贴钢板与原构件宜采用膨胀螺栓连接。