某高層續建的加固設計與施工

中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O8-0143-01

摘要：介紹了某高層建筑停建后續建時的加固設計方案及加固施工的方法，針對這些由于新舊規范的更替而導致抗震設防標準提高的續建工程，從總體設計的角度對原設計進行優化，并在關鍵部位進行了較為詳細的方案比較及加固方案設計。

關鍵詞:優化設計 抗震加固

1、工程概況

某高層建筑主體結構于1999年3月驗收，后因種種原因，在完成填充墻后即處于停工狀態至今，該建筑地面以上部分由同濟大學海南設計院1996年12月設計完成，主體結構采用框架剪力墻結構，抗震設防烈度為6度。

南通華偉置業有限公司通過公開拍賣競得該樓所有權，2005年進行加固設計，加固部分由南通勘察設計院為主、南通市建筑科學研究所協助。

2、安全鑒定

2005年4月南通市抗震審查工作委員會組織有關專家對該樓進行了抗震鑒定。

簽定意見為部分梁抗彎、抗剪不滿足；鑒于柱砼強度比原設計略低，建議結合加固改造按新規范對柱軸壓比進行復核。應委托具有加固設計資質的單位進行加固設計、有加固施工資質的施工單位進行加固施工。

3、加固方案與材料

我們對原上部結構在新的使用荷載情況下進行了安全度鑒定及結構復核：

1.考慮到本工程內部輕質分隔墻體的靈活布置，按墻體荷載均攤至面荷載，取值為1.0KN/m2；內部砌筑240墻體考慮采用容重為不大于12 KN/m2的多孔磚；外墻等突出裝飾構件采用輕鋼結構。

2.結構計算采用中國建筑科學研究所SATWE、TAT空間結構計算程序。

3.經復核部分梁配筋不足，雖然配筋不足的梁數量較多，但不足配筋的面積不大，考慮到對整個建筑的空間不影響，研究決定采用粘貼碳纖維的方法對配筋不足的梁進行加固處理。

4.由于長時間暴露，頂層現澆板出現比較明顯的裂縫，對有裂縫的板塊首先將裂縫采用高強灌縫膠進行灌注，再對整個板塊底部“井”字形粘貼200克碳纖維。

4、加固工程施工

4.1加固施工方案

1）將計算需加固部位的粉刷層鑿除、表面打磨、清洗，觀察是否有裂縫或混凝土受損現象；

2）如有混凝土受損，采用環氧砂漿進行修補；

3）如有裂縫，對裂縫進行封閉（采用環氧樹脂）；

4）混凝土修補完畢、裂縫封閉完畢采用粘貼碳纖維加固法對梁按設計要求進行加固處理。

4.2碳纖維加固技術簡介

粘貼碳纖維結構加固技術是指采用專用高強粘貼膠將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面，使兩者共同工作，提高結構構件的承載能力，由此而達到對建筑物進行增強、補強之目的。

碳纖維增強聚合物（Carbon Fibre Reinforced Polymer簡稱CERP，也稱為碳纖維增強塑料）是由環氧樹脂粘聚高抗拉強度的碳纖維束而成的。碳纖維加固混凝土技術自20世紀80年代開始在國際上研究應用，1996年起我國正式開始對CFRP加固土木建筑結構進行研究，并于1998年開始了實際的工程應用。到目前為止我過已有十多個科研院所和十余所高校對這項技術開展了研究。由于CFRP具有抗拉強度高、密度小、耐腐蝕性及耐久性好、施工便捷的優點，因此其發展速度很快。

碳纖維加固技術適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、簡體、殼體等結構。要求基層混凝土的強度等級不低于C15即可。

4.3材料要求

碳纖維材料（CFRP）加固修補混凝土結構所用材料主要為碳纖維材料與粘貼用樹脂。材料及性能符合國家規范的要求，碳纖維布和粘貼用的結構膠質保書、復試報告齊全。

4.4施工要點及質量檢查

工藝流程：卸荷→基底處理→涂底膠→找平→粘貼→保護。

卸荷

加固前應對所加固的構件盡可能卸荷。

基底處理

1.由于該建筑已停建6年，對基材的處理非常重要。混凝土表層出現剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除，對于較大面積的劣質層在鑿除后應用環氧砂漿進行修復。

2.裂縫部位應首先進行封閉處理，材料采用環氧樹脂。

3.用混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀（R≥10mm）。

4.將混凝土表面清理干凈，并采用丙酮進行了清洗，自然風干。

涂底膠

1.按比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌，根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間，一般情況下1h內用完。

2.用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時間視現場氣溫而定，以指觸干燥為準）再進行下一工序施工。

找平

1.混凝土表面凹陷部位應用修補膠（摻入粉料填平），模板接頭等出現高度差的部位應用修補膠填補，盡量減小高度差。

2.轉角處也應用修補膠修補成光滑的圓弧，半徑宜為20mm。

粘貼

1.按設計要求的尺寸及層數裁剪碳纖維布，注意不能將碳纖維剪斷。

2.調配、攪拌面膠（使用方法與底膠相同），然后均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位應多涂刷一些。

3.在確定所粘貼部位無誤后粘貼碳纖維布，用滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，使膠充分浸透碳纖維布，常溫下1-2h后，再使用硬橡膠輥往復碾壓消除可能出現的浮起和錯動。多層粘貼應重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。

4.在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹一層面膠，往復刮涂，使粘合劑滲入到碳纖維布中去。

5.碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，碳纖維端部固定宜用橫向碳纖維固定。

5、施工過程中的存在問題

由于屋面混凝土澆筑完成后未采取防水施工等任何保護措施，露天時間比較長，此次續建時才采取保護措施，將裂縫進行了灌漿處理、加做了防水層，但由于裂縫不能夠完全封閉，可能還是會造成局部滲漏，影響正常使用。

參考文獻：

[1]段軍.碳纖維增強復合材料在結構補強加固中的應用[J].廣東土木建筑，2004年，第6期:53-54頁.