加固改造工程的質(zhì)量控制

張 銳

(德陽市建設(shè)局建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，四川德陽618000)

5·12汶川大地震后，德陽市對大量的震損房屋進(jìn)行了加固改造。有的提高了抗震等級，有的為恢復(fù)震前水平的修復(fù)性加固，特別是學(xué)校和醫(yī)院等重要性公共建筑都是按現(xiàn)行7度抗震設(shè)防進(jìn)行的加固。在具體質(zhì)量監(jiān)督工作過程中，發(fā)現(xiàn)了很多影響加固質(zhì)量的問題，按照不同的加固形式，對其質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

1 加固的一般原則

(1)加固程序:委托結(jié)構(gòu)鑒定;根據(jù)鑒定結(jié)果，選擇加固方案;進(jìn)行加固設(shè)計(jì);組織施工及驗(yàn)收。

(2)加固目的:靜力加固的目的是提高結(jié)構(gòu)承載力和改善房屋使用功能;抗震加固的目的是提高結(jié)構(gòu)的延性和增強(qiáng)房屋的整體性。

(3)加固方法:主要根據(jù)可靠性鑒定結(jié)果、可靠性差異程度和原因，結(jié)合該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工條件，按安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理原則選擇。

(4)加固設(shè)計(jì):力求概念清楚正確、技術(shù)先進(jìn)可行、工藝簡便可行。包括加固簡圖、加固前后結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及承載力計(jì)算、截面設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施、建議采用的施工方法及工藝要點(diǎn)等。

(5)加固施工:一般應(yīng)由有加固資質(zhì)的專業(yè)化隊(duì)伍或經(jīng)過專門培訓(xùn)的隊(duì)伍進(jìn)行，且不應(yīng)破壞原有結(jié)構(gòu)，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。

(6)加固材料:鋼材一般選用HPB235或HRB335等低強(qiáng)鋼材。混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于原構(gòu)件的強(qiáng)度等級，且不應(yīng)低于C20，并宜采用收縮性小、微膨脹、粘結(jié)性強(qiáng)、早期強(qiáng)度高的混凝土。砌體加固所用塊材及砂漿強(qiáng)度應(yīng)高于原結(jié)構(gòu)所用材料的強(qiáng)度等級，且燒結(jié)黏土磚的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于MU10，砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M5，墻面加固砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M10。

(7)加固結(jié)構(gòu)的耐久性:既有結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與新建工程有一定的區(qū)別。其設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)與整個被加固結(jié)構(gòu)要求的使用年限相協(xié)調(diào)。

2 材料質(zhì)量控制

主要原材料(鋼筋、水泥、砂石、鋼筋網(wǎng)、鋼板、鋼絞線、碳纖維、植筋膠等)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和GB 5367－2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定;要有出廠質(zhì)量保證書(檢驗(yàn)報(bào)告、性能指標(biāo)、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號)、質(zhì)量合格證、產(chǎn)品安裝(使用)說明書和進(jìn)場后的復(fù)檢報(bào)告。

3 常用的加固方法部位和質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 地基基礎(chǔ)

采用加大基礎(chǔ)底面積法。原基礎(chǔ)必須鑿毛，洗干凈，刷一層水泥漿或涂混凝土界面劑，增加新老混凝土基礎(chǔ)的粘結(jié)力;加寬部分的主筋應(yīng)與原基礎(chǔ)內(nèi)的主筋焊接;條形基礎(chǔ)應(yīng)分批分段間隔施工，每單元長度1.5～2 m。框架柱獨(dú)立基礎(chǔ)下的柱箍筋彎鉤在無法達(dá)到135°時(shí)不應(yīng)與新增柱縱向鋼筋焊接，應(yīng)焊成封閉箍;箍筋穿地梁時(shí)不能損傷地梁鋼筋。

3.2 墻體

常采用鋼筋網(wǎng)片－砂漿外面層加固法。砂漿強(qiáng)度等級≥M10，宜采用水泥砂漿，厚35～40 mm，鋼筋網(wǎng)采用細(xì)密點(diǎn)焊鋼筋網(wǎng)或鋼板網(wǎng)。原墻面抹灰層必須鏟除干凈，灰縫要剔深5～10 mm，對有裂縫的墻體應(yīng)先進(jìn)行壓力灌漿處理，穿墻筋應(yīng)用M10水泥砂漿錨固。鋼筋網(wǎng)與墻面的固定應(yīng)平整牢固，與墻面的凈距離宜≥5 mm，網(wǎng)外表保護(hù)層厚度應(yīng)≥10 mm，這點(diǎn)很多施工單位都做的不到位。現(xiàn)場實(shí)踐用短節(jié)Φ6 mm鋼筋@500呈梅花狀支墊，并用扎絲固定效果很好。豎向鋼筋應(yīng)連續(xù)穿過樓板，為避免鉆孔太密，造成樓板過大損傷，在樓板處采用集中配筋穿過方式，鋼筋規(guī)格為Φ12@600，上下搭接各400 mm，端部焊Φ6 mm橫筋兩道，以便與鋼筋網(wǎng)綁扎。鋼筋網(wǎng)四周應(yīng)與樓板或大梁、柱或墻體連接，可采用植筋、錨栓、插入短筋、拉結(jié)筋等連接方法。當(dāng)鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋遇有門窗洞口時(shí)，單面加固宜將鋼筋彎入窗洞側(cè)邊錨固;雙面加固宜將兩側(cè)橫向鋼筋在洞口閉合，該控制點(diǎn)也是施工中容易忽視的地方。門窗洞口處，若門窗樘離墻面縫隙過小，U形筋無法穿過封頭，可在門窗樘上鉆孔，抹面可到門窗樘面，洞口四角(四周)各加2Φ8 mm或鋼板網(wǎng)加強(qiáng)。面層砂漿宜采用膨脹砂漿、樹酯砂漿、纖維砂漿或復(fù)合砂漿。

3.3 框架柱

通常采用加大柱截面、增加縱向鋼筋方法和包鋼法。

3.3.1 加大截面法

柱通常每邊加寬5 cm，故抹灰層必須鏟除干凈，結(jié)構(gòu)層要鑿毛，并加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)。新增縱向鋼筋穿樓板時(shí)開洞不能過大、不能損傷板筋，也不能在遇到大梁時(shí)扳彎呈z字繞過，應(yīng)斜向上讓過;穿預(yù)制板處要按設(shè)計(jì)詳圖說明施工，某工程中出現(xiàn)預(yù)制板端被開人頭大的洞，預(yù)應(yīng)力筋多根被截?cái)喱F(xiàn)象，后來只有設(shè)計(jì)出方案去掉這塊板改為現(xiàn)澆處理。

3.3.2 包鋼法

要對混凝土加固的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行打磨或清洗處理，對蜂窩、麻面進(jìn)行剔鑿，直至出現(xiàn)新結(jié)構(gòu)平面。所有鋼板要進(jìn)行除銹處理。化學(xué)錨栓植入時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品說明嚴(yán)格控制孔深和孔徑，否則與化學(xué)錨栓相配套的藥劑就不能滿足要求。鋼板安裝后要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量一定要達(dá)到設(shè)計(jì)級別。灌注結(jié)構(gòu)膠時(shí)要根據(jù)所用膠的性能控制注膠需要的時(shí)間，避免結(jié)構(gòu)膠的凝固。灌注時(shí)，注膠孔一般在下，通氣孔在上。注膠孔的間距要根據(jù)包鋼面積而定，一般每1 m21～2個孔。根據(jù)膠體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)，特殊季節(jié)時(shí)要有養(yǎng)護(hù)措施，在養(yǎng)護(hù)期間不得對膠體進(jìn)行擾動或其他焊接工藝。要求做粘鋼模擬件的拉拔試驗(yàn)。

3.4 框架梁

常采用增大梁截面植筋加固和粘碳纖維加固兩種方法。

3.4.1 加大截面植筋法

首先施工過程中如發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)不符或其他異常情況，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、甲方、總包方協(xié)商，不得擅自處理，處理應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)的技術(shù)核定單。對梁的剔鑿處理應(yīng)盡量避免傷及原結(jié)構(gòu)，選用震動較小的電錘或人工剔鑿。重點(diǎn)控制好幾點(diǎn):(1)植筋的位置。在施工中避開原結(jié)構(gòu)鋼筋，如需調(diào)整鋼筋位置須經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理同意，植筋完固定前不可擾動鋼筋;(2)新接箍筋與原有箍筋的接焊長度及焊縫質(zhì)量必須滿足設(shè)計(jì)要求;(3)控制好模板尺寸及穩(wěn)固性，制成開口模板，混凝土澆筑后剔除多余部分，如需吊頂可不剔鑿。保證澆筑質(zhì)量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作。

3.4.2 粘碳纖維加固法

3.4.2.1 材料控制

(1)嚴(yán)禁使用12 K以上的小絲束纖維、大絲束纖維、玄武巖纖維、A玻璃纖維或C玻璃纖維、單位面積質(zhì)量大于300 g/m2的碳纖維織物、預(yù)浸法生產(chǎn)的碳纖維織物。

(2)必須對碳纖維以下指標(biāo)進(jìn)行見證取樣復(fù)驗(yàn):①纖維復(fù)合材的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、彈性模量和極限伸長率;②纖維織物單位面積質(zhì)量或預(yù)成型板的纖維體積含量;③碳纖維織物的K數(shù)。

(3)結(jié)構(gòu)加固用的纖維復(fù)合材必須應(yīng)用連續(xù)纖維與改性環(huán)氧樹脂膠粘劑復(fù)合而成，使用前必須按規(guī)定進(jìn)行安全性及適配性檢驗(yàn)。

(4)對符合安全性及適配性檢驗(yàn)要求的纖維織物復(fù)合材或板材，當(dāng)它與其他改性環(huán)氧樹脂膠粘劑配套使用時(shí)，必須按抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、仰貼條件下纖維復(fù)合材與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度、層間剪切強(qiáng)度這三個項(xiàng)目重新做適配性檢驗(yàn)。

3.4.2.2 施工控制

(1)施工時(shí)對原結(jié)構(gòu)混凝土打磨深度為1～3 mm，清除混凝土表面炭化部分和污染物。

(2)用脫脂棉絲蘸丙酮或酒精擦洗打磨過的區(qū)域，以去除混凝土粉末和灰塵。

(3)如混凝土表面有蜂窩、空洞、腐蝕等現(xiàn)象，要進(jìn)行剔鑿、修補(bǔ)。

(4)嚴(yán)格按產(chǎn)品說明配比，要使用臺秤準(zhǔn)確測量。遇有溫度低于產(chǎn)品要求時(shí)，要采用加熱措施，不得摻加任何添加劑。涂刷樹脂時(shí)要均勻，且初凝時(shí)間要嚴(yán)格按產(chǎn)品說明。

(5)粘貼碳纖維時(shí)，必須根據(jù)結(jié)構(gòu)物受力狀態(tài)正確布置碳纖維布的粘貼方向，表面要用滾刷沿纖維受力方向滾壓，并沿一方滾壓，不得來回反復(fù)。

(6)碳纖維布與混凝土之間的總有效粘貼面積不得低于95%。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小于10 cm2時(shí)，可采用針管注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救。空鼓面積大于100 m2時(shí)，應(yīng)將空鼓處的碳纖維布切除，重新搭接貼上同規(guī)格的碳纖維布。

3.5 樓(屋面)板

一般采用樓板下碳纖維布網(wǎng)狀(條式雙向)粘貼和加大截面加固法。碳纖維加固要求可參考框架梁加固。加大截面法是根據(jù)原板的受力情況、構(gòu)造特點(diǎn)和現(xiàn)場條件，選用兩面加厚或單面加厚等構(gòu)造形式。施工時(shí)，應(yīng)將存在缺陷的部位表面鑿毛或打成溝槽，并沖洗干凈，新舊界面處應(yīng)以新鮮水泥或其他界面劑進(jìn)行處理，采用必要的結(jié)構(gòu)措施和施工工藝，確保新舊混凝土的整體工作。

3.6 結(jié)構(gòu)整體性加固

常采用新增構(gòu)造柱、新增圈梁等方法。新增構(gòu)造柱，截面250 mm×300 mm，混凝土等級≥C20，縱向鋼筋≥Φ12，箍筋Φ6@200，頂部及樓板處各500 mm范圍內(nèi)應(yīng)加密。外墻轉(zhuǎn)角采用L形等邊角柱，與墻體可靠連接，在樓層1/3和2/3層高處、室外地坪處、原外墻基礎(chǔ)大放腳處同時(shí)設(shè)置拉接鋼筋和銷鍵(240 mm×180 mm×180 mm)與墻體連接，也可沿墻體高度每隔500 mm設(shè)置壓漿錨桿或拉接鋼筋與墻體連接。新增構(gòu)造柱應(yīng)做基礎(chǔ)，埋深與外墻基礎(chǔ)相同。拉接鋼筋采用Φ12，長度≥1.5 m，緊貼橫墻布置，一端錨在新增構(gòu)造柱內(nèi)，一端錨入橫墻的孔洞內(nèi)。新增圈梁，混凝土等級≥C20，縱向鋼筋≥4Φ8，箍筋 Φ6@200，兩側(cè)各500 mm范圍內(nèi)應(yīng)加密。與墻體可靠連圈梁采用銷鍵(180 mm×180 mm×圈梁高度)與墻體連接。代替內(nèi)墻圈梁的圓鋼拉桿，在原墻體錨固時(shí)，應(yīng)采用鋼墊板，拉桿端部應(yīng)加焊相應(yīng)的螺栓。圈梁混凝土宜連續(xù)澆搗，不得在距鋼拉桿或橫墻1 m范圍內(nèi)留施工縫。圈梁頂面做泛水，底面做滴水線。鋼拉桿應(yīng)張緊，做防腐處理。新增構(gòu)造柱、圈梁、鋼拉桿應(yīng)連成閉合系統(tǒng)，或與現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋蓋可靠連接。

4 結(jié)束語

根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)鑒定報(bào)告，只要選用合理的加固方法，認(rèn)真組織設(shè)計(jì)，規(guī)范施工管理，就能達(dá)到加固的目的——提高結(jié)構(gòu)承載能力和改善房屋使用功能，提高結(jié)構(gòu)的延性和增強(qiáng)房屋的整體性。

［1］GB 5367－2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［2］GB 50550－2010建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］

［3］CECS 25:90混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范［S］

［4］JGJ 116－98建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程［S］

［5］DB51－D5059四川省抗震監(jiān)督加固與技術(shù)規(guī)程(試行)［S］