高性能膠結材料“增大梁柱截面”加固施工技術的應用

馬 峰 長春市長發置業有限公司

1 前言

老舊建筑在長期的使用過程中，受到自身老化、人為損壞，以及當時施工技術水平有限等因素的影響，使其整體的功能性下降，難以保證結構的安全性，其中有使用價值和經濟價值的老舊建筑需要進行加固，以延長其使用壽命，提升建筑整體結構的安全性與功能性。因此，在加固施工中可使用高性能膠結材料“增大梁柱截面”加固施工技術，改善老舊建筑梁柱的抗拉、抗彎能力，增強其承載水平，使老舊建筑重新煥發活力，繼續發揮自身的使用價值與經濟價值。

2 加固技術特點

該加固施工技術是在不拆除老舊建筑原有梁柱的基礎上，使用高性能膠結材料、鋼筋等，直接增大梁柱的截面，起到加固梁柱的作用，施工技術簡單、操作難度不大。施工對建筑本身影響較小，并且加固過程中質量易于控制，使得該項加固技術在老舊危建筑改造中得到了廣泛的應用。具體特點如下：第一，加固施工與建筑拆除重建相比，整體工程造價更低，無需拆除減少了建筑垃圾，加固施工周期短，使用膠結材料施工，噪音、粉塵等污染得到了有效的控制；第二，高性能膠結材料功能與混凝土較為類似，其在加固施工實際的應用中表現出了高強度、無收縮、工期短的優勢。在完成膠結材料灌注，經過24h養護后即可完成梁柱加固作業，加快了加固施工的進度；第三，高性能膠結材料在梁柱加固施工中，憑借著良好的流動性直接進行灌注作業，即使灌注的區域只有幾厘米，仍然可以實現完全灌注，加固后的梁柱體外觀平整，內部灌注密實。

3 工程實例

3.1 工程簡介

以長春拖拉機廠工業遺址改造項目（一期）工程廠房結構加固施工為例，該項工程廠房結構類型為混凝土排架結構，抗震設防7度，層數為1層，涉及到1#廠房，建筑面積為12660m2；5#廠房，建筑面積為14526m2；6#廠房，建筑面積為7144m2，所有廠房均為氣窗屋脊。

3.2 加固施工標準

第一，在梁柱加固之前需進行卸荷作業，針對無法安全卸荷的梁柱，要與工程設計人員進行溝通，然后再制定卸荷方案；第二，在梁柱加固施工中，如果梁柱實際問題程度與設計不符，應立即向設計人員報告，確定梁柱老化、開裂等程度不會對其加固后的安全性造成影響，才可進行加固施工；第三，針對需要拆除的建筑結構，應先進行該位置的加固施工，加固質量合格后，才可拆除結構，以確保整體加固的質量；第四，高性能膠結材料對存儲與使用有著一定的要求，像溫度、濕度等，應根據其說明書進行存儲與使用；第五，在加固施工中如果發現設計圖紙中的尺寸與現場不符，需采用現場尺寸；第六，加固施工會對建筑原有的裝飾造成破壞，完成加固施工后需進行恢復。

3.3 加固施工工藝分析

“增大梁柱截面”加固施工技術主要是在梁柱體上加設鋼筋，安裝上模板后，灌注膠結材料，凝固之后直接增加梁柱的截面，達成加固的目的，滿足建筑結構對梁柱承載力的要求。在圖1中，在原柱周邊加設了縱向受力鋼筋、縱向構造鋼筋與箍筋，填充膠結材料后實現柱截面的增大。圖2是增大梁截面，新加箍筋、上部筋、腰筋、主筋等，灌注膠結材料后完成梁的加固作業。

圖1 增大柱截面

圖2 增大梁截面

4 加固施工技術的應用流程

4.1 原梁柱表面清理

清理原梁柱表面的裝飾層，確定原梁柱有無裂縫問題，然后對其表面的混凝土進行鑿毛處理，直至露出沒有受到損壞的混凝土體為止。清理干凈鑿毛后的混凝土表面開始打磨處理，裸露出的鋼筋還應進行除銹防腐處理。在灌注膠結材料之前，持續進行12h的保濕操作，正式灌注前1h，去除混凝土表面的積水。如果原柱梁表面存在裂縫需先進行灌漿修復。

4.2 植筋施工

4.2.1 植筋流程

第一，鋼筋鉆孔定位。參照施工圖紙設置鋼筋的位置，先彈豎線，然后再彈橫線，兩條線的交叉點為鉆孔位置。第二，鉆孔。鉆孔需要避開原梁柱的鋼筋，成孔的孔徑與深度符合工程設計要求即可。第三，清孔。完成鉆孔后使用高壓氣槍進行清孔，如果現階段不能立即植筋，需要臨時堵孔，避免砂礫掉落孔中。第四，鋼筋處理。鋼筋在植入孔之前，進行除銹去油污處理，如果是新鋼筋表面干凈無銹蝕，則無需處理。第五，注膠。將植筋膠裝入膠槍，開始擠出的膠液不夠均勻，不可使用，在擠出均勻的膠液后，將膠槍混合嘴放入孔底，一邊注膠一邊上升，避免孔中有空氣殘留，提高注膠的飽滿度。第六，植筋。鋼筋的植入端涂抹上一層膠液，在植入孔過程中適當的旋轉鋼筋，使孔中膠液與鋼筋表面的膠液完全混合，保證膠液與孔壁、鋼筋表面完全粘結。鋼筋需插入至孔底，養護時間要超過24h，植筋具體固化要求如表1所示。

表1 養護固化時間表

4.2.2 施工質量控制措施

一是植筋施工完全遵循工程設計開展，在完成彈線作業后應對彈線進行復測；二是鉆孔作業之后，必須做好清孔作業，孔內需保持干凈、干燥；三是鋼筋處理需到位，去除表面的油污與銹蝕；四是植筋膠在使用之前應進行質量檢測，保證其固結后質量符合工程要求；五是完成養護固化后，先進行施工質量的自檢，確定無問題后由驗收單位進行現場檢查。在植筋質量檢測中，隨機選擇植筋開展拉拔試驗，記錄關鍵數據，填寫好報驗單。

4.2.3 安全保障對策

在植筋作業中，需做好安全保障工作，一是在鉆孔作業中，施工人員應穿好絕緣膠鞋、戴好絕緣手套，避免觸電風險；二是清孔操作有大量的灰塵產生，施工人員要帶好風鏡和口罩，避免灰塵進入眼鼻與口中；三是植筋膠對人的皮膚有著一定的傷害，在注膠與植筋作業中，施工人員要帶好手套，避免皮膚接觸到膠液，如果膠液不慎濺落在皮膚上，立即使用丙酮溶液清洗；四是管理人員要切實履行安全管理責任，對植筋作業環節加強安全管理，時刻提醒施工人員注意操作的規范性，并進行安全教育；五是植筋施工中產生的廢棄物不可隨意丟棄，需集中回收處理，充分踐行綠色施工理念，彰顯施工單位的文明施工形象。

4.3 鋼筋施工

4.3.1 鋼筋質量控制

在鋼筋進入施工現場之前對鋼筋進行質量檢查，審核質量保證書、材質證明書上的各項信息，并隨機抽檢鋼筋，確保鋼筋外觀無質量問題。還需進行力學性能檢測，隨機抽取鋼筋開展拉力與冷彎試驗，經檢測確定鋼筋力學性能無問題后方可進場，對質量不合格的鋼筋則要進行退場處理。鋼筋入場后，露天堆放場地要使用混凝土進行硬化處理，避免鋼筋保存過程中出現變形與銹蝕問題。

4.3.2 鋼筋加工

一是除銹。使用鋼絲刷打磨鋼筋表面，去除油污與銹蝕，并將鋼筋打磨至光亮狀態；二是調直處理。鋼筋在運輸和保存過程中出現了彎折現象，在使用之前要進行調直；三是切斷。根據加固原梁柱配料單的要求，對鋼筋進行統籌排料，切斷加工時先切長料后切短料，盡量減少鋼筋加工過程中的材料浪費；四是試加工。在正式加工之前進行試加工，確定好需要加工鋼筋的尺寸與形狀后，加工出試樣，與配料單進行核對，確定試樣無問題后才可正式大批量加工。

4.3.3 綁扎作業

施工圖紙是鋼筋綁扎的依據，在綁扎之前，施工人員要仔細研究施工圖紙，明確鋼筋綁扎的質量要求以及需要使用的綁扎技術。鋼筋綁扎對鋼筋施工人員有著較高的技術要求，工程管理人員要對施工人員進行技術考核，只有通過考核的人員才可正式上崗。在綁扎作業中，應做好以下幾個方面的質量控制，第一，進行鋼筋定位。保證鋼筋在原梁柱之間穿插作業的通順；第二，鋼筋綁扎。植筋位置不可采用焊接處理，防止焊接溫度過高引起植筋膠失效。柱梁箍筋環節中排列好豎向鋼筋，設定好箍筋間距，然后逐個綁扎箍筋；第三，在綁扎環節中，為了保證上下鋼筋位置的準確性，澆筑下一層混凝土過程中，要對上一層鋼筋進行定位。

4.3.4 鋼筋作業注意事項

第一，鋼筋完成制作后的保存環境要干燥，如果環境較為濕潤，需要覆上蓋布，不可直接堆放在地面上；第二，加工中如果發現鋼筋存在銹蝕，應徹底進行除銹處理，不可將銹蝕鋼筋用于鋼筋綁扎作業；第三，加工后的鋼筋分類捆綁編號，方便綁扎作業的應用；第四，鋼筋綁扎作業結束后，施工人員先進行自檢，然后由質量驗收部門再次檢查，檢查需參照施工圖紙，對綁扎鋼筋進行根數、間距、位置，以及接頭的數量、搭接的長度、綁扎的牢固程度等進行檢查，確定綁扎無問題后，記錄好隱蔽工程驗收信息，最后方可進行膠結材料灌注作業。

4.4 安裝模板

一是參照模板施工圖紙，由下向上安裝模板，模板與基礎或者是模板與模板之間存在一定的縫隙，可使用發泡劑和雙面膠進行密封，避免漏漿問題；二是模板要高出原梁柱體大約5cm；三是在灌注過程中如果出現滲漏問題，應立即進行處理；四是根據加固廠房梁柱的特點，為了避免漲模跑漿問題的出現，環箍間距應適當縮短，盡量控制在45cm左右；五是為了保證梁柱外觀的美觀性，在模板內部使用雙面膠進行封堵，可保證梁柱棱角分明。

4.5 灌注作業

高性能膠結材料灌注要一次灌注成型，灌注中間盡量不要有停頓，保證固結的整體性。一是原材料的攪拌，依據說明書加水攪拌，注意用水量的控制；二是灌注采用多點進行，但不可四面同時灌注，有利于模板內部空氣的排出。一邊灌注一邊使用木錘敲擊模板，使漿液在模板內部均勻分布；三是安排專人負責檢查模板，在發現有漏漿后可以立即封堵；四是灌注時間要控制在1h以內，連續澆筑；五是注意環境溫度，日平均氣溫要在5℃以上，原梁柱溫度要小于35℃，灌注溫度在30℃以下，灌注作業完成后，30min內覆蓋草簾，并且灑水保濕進行養護，24h不可碰撞到灌注后的原梁柱；六是拆模時間的確定，日平均溫度在5℃～15℃，拆模時間為48h，養護時間7d；溫度大于15℃，拆模時間為24h，養護時間為7d。

5 施工安全管理措施

基于本工程為老舊廠房加固工程，廠房年代久遠，內部結構的安全性不夠。因此，為了保證加固施工的安全性，需做好安全管理各項工作，在正式施工之前，先進行安全交底工作，對所有參與施工的人員進行安全培訓與教育，強化其對安全施工的認知，將安全事故風險降至最低程度。一是設置好安全標識，安全標識要設置在醒目位置，標識前面不可有任何遮擋物，出現破損的標識要立即更換，時刻提醒施工人員注意安全；二是嚴格檢查施工人員安全帽、安全帶的佩戴情況，明確佩戴要求，如安全帶繩的長度不可超過2m，定期檢查安全帶的情況，發現不合格時需立即更換。安全網屬于重要的防護措施，使用鋼筋固定，張拉度要合適；三是灌漿孔設置要合理，不可隨意開孔，影響到建筑結構的安全性；四是工作平臺上除了必要的施工用具外，不可隨意堆放施工材料與工具；五是部分工種要持證上崗，像鋼筋焊接人員應有焊接職業資格證，駕駛機械人員應有駕駛證等，禁止無證上崗；六是模板安裝與拆除過程中，應安排專人在周邊看管，設置警戒區，避免其他人員誤入施工區域，形成一定的施工風險，以及在施工作業過程中，不可有拋遞行為，全面保障施工人員的作業安全。

6 結語

在本工程案例中使用了高性能膠結材料“增大梁柱截面”加固施工技術，其中高性能膠結材料具有非常好的流動性，灌注操作簡單，固結后的強度符合建筑梁柱加固施工的要求，與混凝土澆筑加固相比，其有著施工周期短、成本低的優勢。該項技術在老舊建筑梁柱加固中的運用，改善了梁柱結構的承載能力，解決了梁柱表面裂縫、坑洼、露筋等問題，增強了老舊建筑結構的安全性與可靠性，極大延長其使用壽命。高性能膠結材料加固技術在老舊建筑加固工程中的應用可實現社會效益與經濟效益的雙重提升。