某單位實訓中心結構加固改造方法與施工研究

鄭蓉

（中國船舶工業物資有限公司，北京 100861）

某單位實訓中心原有結構類型介紹。該實訓中心的前身是一座四跨連續的鋼筋混凝土排架結構單層工業廠房，是原液壓機械廠的廠址。由于產業結構調整，該廠倒閉，原有廠房劃歸首鋼工學院使用。為滿足現代職業教育的要求和學院發展的需要，為學生提供實際操作的平臺，學院擬將該廠房加固改造為實訓中心。該廠房建于20 世紀90 年代初期，柱頂標高10.5m，跨度18m（5 跨）、22 根柱，柱距6m，建筑面積11986m2。每跨廠房內均設有梁式吊車，但起重噸位都不大，所以柱子的斷面尺寸也較小，改造后的實訓中心是一座二層框架結構的民用建筑，其柱子上所受荷載，遠非原有排架柱所能承受。故需要對原結構柱子進行加固。

1 實訓中心新建筑設計方案簡介

根據學校發展的需要，為滿足實訓的需求，要將原有的廠房改造成兩層的框架結構實訓中心。加固方案本著減少影響生產、安全、經濟、快捷、施工方便的原則，委托首鋼建設設計和施工。廠房外圍護結構（原面墻）總體為改動，實訓中心是在原廠房排架結構內部新建的二層現澆混凝土框架結構。框架柱及其柱基、梁、板均為新建構件，均未利用原有排架結構構件。為提升室內環境品質，局部空間設為二層挑空的。挑空部分的原屋面被拆除，變更為網架結構，外覆鋼化玻璃。

2 實訓中心結構加固方案的確定

在原廠房內新建的框架結構由增設的矩形截面框架柱作為豎向承重構件，實訓中心的屋面仍由原排架柱支撐，新舊柱基之間通過植筋緊密貼建在一起。地面上的新老柱子之間留有5cm 的伸縮縫，框架柱之間和排架柱之間均為加氣混凝土塊填充墻。設計單位根據需要加固的廠房和排架柱的情況，綜合確定采用外包鋼加固技術。兩層框架結構的柱子則是貼著排架柱另外設置的。

3 實訓中心結構改造加固施工方案簡介

因實訓中心使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要大幅度提高其承載能力。而廠房結構為單層排架結構，原有柱子的強度不能滿足新功能的要求，因此，要對柱子進行加固。改造后的二層框架結構的框架柱，并非借用原有排架柱，而是緊貼原排架柱新設的現澆鋼筋混凝土矩形截面柱。為使結構具有整體性，新設柱子的柱基與原有柱子的柱基通過植筋的方式緊密連接在一起。而新舊柱子之間設有50mm的溫度縫，對原有柱子則進行了粘鋼加固。下面主要就原有柱子的粘鋼加固進行闡述。

3.1 工藝流程

原有廠房的排架柱是工字型截面，抗風柱是矩形截面，加固前，要首先將工字型截面柱改造成矩形截面柱。原矩形截面柱的工藝流程：土方開挖-腳手架搭設-基層處理-焊接鋼板-注膠-鋼板涂刷防銹漆。

3.2 施工工藝

基層處理：（1）混凝土面基層處理：包鋼前對被柱子進行表面處理，使表面清潔、無油、無浮灰及松散結構，保持干燥、粗糙。首先將柱表面建筑做法鏟除，再對原有混凝土進行打磨(打磨機具建議使用角磨機配置金剛石磨片)；除去1 ～3mm 厚混凝土面層，直至完全露出新的混凝土面，將柱表面粉塵吹掉；工字型部分凹槽內柱表面打成麻坑，坑深度不小于6mm，每100×100mm 范圍內不少于5 個。在進行基層混凝土打磨過程中，每個打磨處安排一個工人配合進行噴霧除塵。（2）包鋼加固鋼材表面處理：鋼材表面處理采用電動工具進行除銹，將鋼材表面油污、油脂、殘留氧化皮、銹斑等污物清除。（3）天車軌道梁與柱間混凝土剔鑿：由于天車軌道梁與柱間存在填充混凝土，影響柱粘鋼加固，在進行柱加固前首先將該部位混凝土剔鑿，未避免剔鑿對原結構造成破壞，該部位混凝土剔鑿通過人工采用手持鋼釬進行剔鑿，在剔鑿過程中注意對原結構的保護，且不可碰觸軌道梁與柱間的連接件。待柱加固完畢后，將連接件除銹，支模澆筑混凝土進行填充恢復。（4）混凝土面處理合格后進行預貼，焊接鋼件與混凝土柱子面應基本吻合，并與灌入線吻合。

植筋綁筋：按照圖紙要求在處理完的基層上標出植筋孔的位置，每個柱基上表孔數，使用電錘在標定的位置鉆孔，孔深必須達到圖紙要求。在鉆孔過程中如果遇到基礎內部鋼筋，而此時打孔深度不滿足要求，則需要對孔洞進行改動，上下左右局部移動，重新打孔，直至鉆孔深度滿足植筋深度要求，廢孔用灌漿料填實。鉆孔完成后，將孔周圍灰塵清理干凈，用吹風機將孔內粉塵吹凈，使孔內達到清潔干燥。如果孔內較潮濕，必須用熱風機對孔內進行干燥處理。清孔處理完畢后，用干凈的棉紗將孔洞嚴密封堵，以防有灰塵和異物落入。植筋時將封堵移除，將粘結劑灌入孔中至孔深2/3左右，同時將鋼筋錨固部分一面旋轉一面插入孔中，將孔中空氣排出，放置鋼筋時要沿一個方向，植入困難時應及時用錘敲擊，對較長筋應做好預綁，盡量不讓歪斜。鋼筋植入后以少量膠體溢出孔口為宜。植好的鋼筋，應做保護，不能讓其松動，以免影響其黏結強度，在未固化前一定要避免與水及油類接觸。結構膠固化時間一般為24 ～36 小時，24 ～36 小時后即可綁扎鋼筋。在固化期間，不得對鋼筋有任何擾動直至達到強度。

工字型部分灌漿料施工：灌漿料施工采用兩次支模，兩次灌注的方法，第一次支模灌注至柱一半高度，待灌漿料上強度后，支模澆筑上半部分灌漿料。模板支護：柱模板采用多層板制作整體模板，豎楞采用50×100mm 方木，方木經壓刨找平，每20cm 一道。柱箍采用Φ48.3×3.6 腳手管，每300mm 一道，最底一道距地面工字型下口100mm。其板塊與板塊豎向接縫處理，做成企口式拼接，然后加柱箍。模板與柱子之間粘貼海綿條防止漏漿，對于柱工字型部位口邊有破損部位事先用高強樹脂砂漿修補找平，對于模板邊緣柱表面不平處可用發泡膠進行封堵。

（4）焊接鋼板。鋼板安裝到位后進行對接調整校正，然后將鋼板充分固定，將鋼板與鋼板采用角焊縫焊接，焊縫高度同最薄鋼材，焊接完成后用鐵刷把焊口的焊渣打磨干凈。

（5）注膠。在已焊接完成的鋼板周邊采用密封膠進行密封并預留注膠口，密封完畢后可采用肥皂水檢查密封性。注膠采用人工注膠，結構膠粘劑配制好后，用注膠器進行注膠施工，注膠應自下而上進行，同一水平處應自框架柱一側向另一側灌注。注膠后，可用小錘沿粘貼面輕輕敲鋼件。如無空鼓聲，表示已注膠密實。注膠密實度應達到90%以上。

（6）鋼板涂刷防銹漆。對已加固的鋼板進行刷兩遍防銹漆處理，防銹漆在防腐漆涂刷前先將基層清理干凈，除去鋼材表面的附著物。

（7）防火涂料。鋼結構防腐施工驗收完畢后進行防火涂料施工，防火涂料噴涂應在結構施工完畢后進行，以防對防火涂料造成破壞，防火涂料應分層進行，并進行分層檢查防火涂料厚度及時辦理隱蔽手續。

3.3 結構改造加固施工方法及注意事項(質量保證措施）

做好施組及方案的編審工作，做到施組、方案、交底齊全。對施工工人按工種定人、定崗、定質量的三定措施，做到每天班前交底，班后驗收，發現問題及時糾正。技術資料員收集資料要及時，并隨時整理歸檔，做到與施工進度同步。現場技術員及時收集原材的《準用證》、合格證、出廠質量證明書，進場材料及時復驗，并配合監理工程師做好見證試驗工作，把試驗資料及時交資料員整理歸檔。加強對工程的材料管理，現場材料進場時，把好四道驗收關(品種、規格、數量、質量)，凡不符合要求者都進行退貨。進場粘鋼膠、鋼梁、鋼板等都應按照規定進行原材復試。質量保證管理措施：每一道工序都要進行樣板施工，樣板經業主、監理、設計等各方認可后方可進行大面積施工。做好各施工關鍵點的質量控制。鋼梁焊接時注意不漏焊、不夾渣，每層熔渣應徹底清除干凈，焊條擺動寬度不要過寬，焊接速度均勻，減少焊件傾角，加大焊條角度，提高焊速，有可能時采用上坡焊，采用較細的焊條和較大的電流。注膠時注意要飽滿，不要發生空鼓。

總之，工程加固的目的就是要通過加固施工達到修復、補強、提高承載力、增強使用功能、滿足新的使用要求，因此，本改造工程將廢棄的工業廠房經過檢測、論證和設計，根據新的使用功能的要求和原廠房的具體情況，綜合確定采用外包鋼加固技術，施工作業方便、施工技術先進、加固質量高、經濟效果好，實現了“舊建筑，新功能”的目標，達到了雙贏的效果。