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文档介绍
建筑施工手册:既有建筑鉴定与加固改造
30.1基本规定 851 30 既有建筑鉴定与加固改造 所谓既有建筑,《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)定义为:已建成两年以上 且已投人使用的建筑物。 在我国,既有建筑加固改造工程正在与日俱增,范围广、数量多,主要原因有: (1) 新中国成立以来所建造的大量工业建筑与民用建筑,已超过或临近设计使用年限。 由于环境因素的影响,材料逐渐老化,房屋的可靠度和可靠性逐渐降低,需要进行加固改 造;一些古建筑,因为建造年代久远或其他原因,也需要进行加固和修缮,继续延长使用 寿命。 (2) 2008年四川汶川地震后,国家提高了中小学校舍等一些重要公共建筑的抗震设 防标准,需要进一步鉴定和加固。 (3) 随着信息化技术的发展,为改变房屋的使用功能或提高使用质量,部分建筑存在 改造、加固的客观需求。. (4) 与世界其他国家相比,我国人口众多,人均占地非常少,建设用地与农业等其他 用地的矛盾越来越突出,城市建设用地越来越紧张,地价越来越贵,新建房屋成本越来越 高,而对既有建筑进行加固改造,是节约建设用地,节省投资的有效途径。 (5) 我国是个自然灾害频发的国家,因遭受自然灾害(如地震、水灾、风沙灾害、冰 雪灾害、滑坡、泥石流、沉陷灾害等)和人为灾害(如人为爆炸、火灾等)造成损坏的建 筑物,需要根据检测鉴定意见进行加固,以恢复房屋的使用功能。 既有建筑加固改造是通过对既有建筑工程的检测鉴定并结合业主要求,分别对地基与 基础、主体结构、装饰装修、机电设备等进行加固或改造。 30. 1 基本规^定 既有建筑的加固改造,除了遵守《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(GB 50550) 等相关规定外,还符合下列基本要求。 30.1.1掌握既有建筑加固改造的主要特点 既有建筑加固、改造与新建工程的差异,主要体现在既有建筑构配件可能给加固改造 施工造成不便,应掌握既有建筑加固改造的主要特点。 1.未知因素多 原结构的隐蔽工程及施工偏差、长期使用或承受突变荷载导致构件内部变化等情况, 难以全面掌握。对一些建造年代较早、几经改造而资料又不完整的工程,加固改造施工图 与现场实况的出入会更大,未知因素更多,增大了加固改造的施工难度和风险。 2. 原结构影响加固改造施工 力卩固改造施工是在B经定格的有限空间内实施,限制了某些施工机械的使用,原结构 构件、设备、管道也会妨碍某些施工操作,呈现出结构加固施工困难、机械化作业程度 低、人工降效等特点。需要针对加周改造工程的特点,认真考虑经济合理的施工技术 方案。 3. 加固改造带来系列次生问题 加固改造施工过程中,免不了对原结构进行剔凿、开孔、局部拆除,可能影响既有建 筑某些构件的强度、刚度和稳定性,也可能造成既有建筑防水系统的破坏;管道进出穿过 建筑物外 30.1基本规定 851 墙、外框柱加固对外墙的拆改可能埋下外墙渗水的隐患;楼板洞口粘钢加固、楼 地面布线等影响,会导致相应部位地面加厚,可能涉及建筑50cm线(或lm线)的调整, 进而影响到安装标高与50cm线密切相关的构配件(如电~开关)等安装位置调整;随着 改造工程系统升级,吊顶内可能需要增设大量的管线、桥架、设备等,以致吊顶标高下降 压缩原有净空,甚至影响门窗开启等使用功能。需要充分考虑加固改造带来系列次生问 题,在加固改造施工中一并完善。 30.1.2合理选用加周改造的方法 既有建筑的改造加固,既可以直接对工程部件进行加固,提高其强度、刚度、稳定 性,也可以通过增加支点、托梁拔柱、改变结构类型等形式改变传力途径,使结构的受力 体系发生改变达到加固改造既有建筑的目的。既有建筑物的加固改造,需要合理选用加固 方法。 地基、基础、结构构件(杆件)主要加固方法见表30-1。 地基、基础、结构构件(杆件)主要加固方法 表30·1 部件 主要加固方法 地基 灰土桩法、深层搅拌法、硅化法、碱液法、注浆法 ,基础 基础补强注浆法、加太基础底面积法、加深基础法、锚杆静压桩法、树根桩法、坑 式静压粧法、预压桩托换法、灌注粧托换法、打人粧托换法、沉井托换法 墙 混凝土墙 增大截面加固法、局部置换混凝土加固法、,钢绞线网片一聚合物砂浆复合面层加固 法、钢箄网一砂浆面层加固法 ' 砌体墙 :钢绞线网片-聚合物砂浆复合面层加固法、砂浆面层加固法、钢筋网「砂浆ρ层加固 法、ϋ设扶壁样洫> 净大舞面加固法 构件 (杆件) 柱 混凝土柱 增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强复合材料加固法、外包钢加闻 法、局部置换混凝土加固法、体外预应力加固法、绕丝加固法: 钢柱. .增大截面加固法、体外预应力加圍法、增补型钢加固法 .砌体柱 外包钢筋混凝土力卩固法、外包铜加固法、.外加拜应力攀杆法、增大截面加固法 梁 混凝土梁 增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强复会材料加固法、外包钢加固 法、局部置换混凝土加固法、钢绞线网片-寨合物砂浆复合面层力'卩固法、增设支点加固 法、体外预应力加固法 ::’.、 _ 钢梁 增大截面加固法、增设支点加固法、体外预应力加固法 .续表 部件 主要力fi固方法 '...■ ■ 楼®· :混凝土 :楼板____ 增大‘面加固法、粘贴铜1板加固法、粘E韩维增强复合封料加固法、’钢绞线网片-聚 合物砂浆复合面层加固法、增设支点加周法V」体外预应力加固法 构件 (杆件) 钢楼板_ 二增大截面加固法、增设支点加固‘法、体外预處力加固法, μη.- 混凝土屋架 增大截面加固法、体夕卜预应力加固法、改变传力途径加固法、外粘型钢加固法、’增 设支点加固法 .钢屋架 增大截面油固法、妹外预应力加固法、增设支点加囱法、改变支座连接加固法、增 设杆件加固法.丄. 改变结构体系的加固改造,也有多种形式。如框架铸构体系,可增加剪力墙,形成 框架-剪力墙结构体系,也可在部分柱间如交叉钢支釋,形成带钢支撑系统的框架结构体 系;混凝;h弱剪力墙体系,可加厚剪力墙或拆除薄弱壙段改为增强的新墙段,形成强剪力 墙结构体系;砌体 30.1基本规定 851 结构体系,可将部分墙段改为混凝土夹板墙或混凝土墙,形成砌体和混 凝土的复合结构体系,等等。 30.1. 3建筑物加固改璋施工注意事项 (1) 施工中鸯现原结构或相关工程隐蔽部位的构造或质量有严重缺陷时,.应暂停施 工,会同设计、建设、鉴理单位相关人员协商处理,采取有效措施处理后方可继续施工, 必要时进行地基和结构的补:充勘察和检测。 (2) 施工中应尽量采取避让或减少损伤原结构的措施。保护好保留的设备、管线。避 免对未加固构件或设施造成不利影响, (3) _..碑工时应按设计规定的*序进行加固和治理。. ⑷:对原结构需要采麻(^护_施的部位(件),应事矣制运保护方案,-做好保护工作, 并由专人负责。 (5)应采取措施,处理好新增构#或加固部件与原有构件的连接,确保新增构件、扩 大截面与原结抅可靠连接,形成共同Ϊ作的竭坪,同时避免对未加固构配件造成不利 影响。 :(6)加强现场和图纸的钕向了解: :;; . 需要充分考虑既有建筑对加固改造施工的影响7是加固政造工程与新建工程的明显不 同。鹵成;:施土俞荽深入规场,充分了解库工筹摊况,'认貪寒悉图纸,掌握加固改造的施 工内容,加强图纸和现场的双向了解,座巍和解决问歳,保障加固改造施工顺利 进行;: , (7)关注规范的速座性: 《建筑结构加固工盍k工质畺_收规被》(GB.5055M Η宁2010年颌布,2011年2月 起执作。该规苹k秦某些土序验收如力|i:关铜飭滬凝i截齒品姜力钢筋的和安装等仍是 按M:《混凝土工程遄工赓量鉍收埤迠》(涵>淬右:1孰行。 改造工程的验收,若完全执行新建工程的质量验收标准,对于某些特殊部位,确实存 在一定的旌工难度。赞殊情况T需粟事先与本稈参建范丼同协苘,并确定解决办法。… 30/2 __既有建筑的鉴定与评估 S53 (8) 综合考虑加固改造施工对土建、设备、电气等相关专业的影响,消除质量隐患。 (9) 优化加固改造方案: ;... 加固施工必然引发拆改施工,某些拆改工程往往牵一发而动全身,弓.1起关联抅件连环 拆改。加固构件引起拆除但加固施工完成后仍需恢复原貌时宜反复斟酌,■全面分析构件 受力状态,综合利用加固技术,优化加固改造方案,降低改造成本。:_ ' (10) 施工期间应加强沉降观测,尤其是地基与基础施1时应加大观测频率,发现异 常情况,及时报告有关人员,采取相关措施。 .. (11) 加固改造工程的施工,应根据设计要求和现场情况,认真策划,'精心组织,精 心施工。 ■ 30.2既有建筑的鉴定与评估 .. ,:. ·. .... 30.2.1鉴定分类 (1) 按照鉴定对象的不同可分为三类:民用建筑可靠性鉴定、工业建筑可靠性鉴定和 建筑抗震鉴定。目前这三类鉴定相应的国家规范分别.是:,《民用建筑可靠性鉴定标准》 (GB 50292).《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144)和《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023)。 (2) 按照鉴定的性质,一般建筑物鉴定可分为日常鉴定和应急鉴定。日常鉴定是日常 管理、定期维修和房屋改造、扩建、加固之用,鉴定比较全面,工作较细,资料齐全,花 费时间较长。应急鉴定是当日常鉴定或突发事故发现重大问题时,要求简便、直观、快 速,主要以目测调查和简单工具检测以及必要的结构验算,结合相关情况和以往积累的经 验进行分析与判断,最后得出建筑物可靠性鉴定意见。 30. 2. 2可靠性鉴定适用条件、鉴定程序及其工作内蓉: 由于工业建筑的鉴定和民用建筑的鉴定程序基本一致,且民用建筑量大面广,故本手 册主要针对民用建筑可靠性鉴定做介绍。 ’■ 30.2.2.1民用建筑可靠性鉴定适用条件 (1)民用建筑可靠性鉴定适用于以下三种情况 1) 建筑物的安全鉴定(其中包括危房鉴定及其他应急鉴定); .: 2) 建筑物使用功能鉴定及日常维护检査;Λ : 3) 建筑物改变用途、改变使用条件或改造俞的夸门鉴定。 ;(2)民用建筑可靠性鉴定,ΐ可分为安全性鉴定和正常使用性鉴定。… 1)在下列情况下,应进行可靠性鉴定::::'’ ①建筑物大修前的安全检查;」 :: ②重要建筑物的定期检查V『. V . ' :: : ③建筑物改变用途或使用条件的鉴定; .: . ④建筑物超过设计基准期继续使用的鉴定; X: ⑤为制定建筑群维修改造规划而进行的普查。: 30.2既有建筑的鉴定与评估 855 2) 在下列情况下,可仅进行安全性鉴定: ①危房鉴定及各种应急鉴定; ②房屋改造前的安全检査; …③临时性房屋需延长使用期的检查; ④使用性鉴定中发现的安全问题。 3) 在下列情况下,可仅进行正常使用性鉴定: ①建筑物日常维护的检査; ②建筑物使用功能的鉴定;. ③建筑物有特殊使用要求的专门鉴定。 30.1. 2.2可靠性鉴定内容 1. 确定鉴定目的、范围和内容 既有建筑可靠性鉴定的目的、范围和内容,应在接受鉴定委托时根据委托方提供的鉴 定原因和要求,经协商后确定。 2. 初步调查 初步调查宜包括收集图纸资料、了解建筑物历史、考察现场以及制定详细调査计划及 检测、试验工作大纲并提出需由委托方完成的准备工作,拟订鉴定方案。 3. 鉴定方案 应根据鉴定对象的特点和初步调查结果、鉴定目的和要求制定鉴定方案。 4. 详细检查 可根据实际需要选择下列工作内容: (1) 结构基本情况勘查; (2) 结构使用条件调査核实; (3) 地基基础(包括桩基础)检査; (4) 材料性能检测分析; (5) 承重结构检査; (6) 围护系统使用功能检査; (7) 易受结构位移影响的管道系统检查。 5. 可靠性分析和验算 应根据详细调査与检测结果,对建、构筑物的整体和各个组成部分的可靠度水平进行 分析与验算。 30.2.3 鉴定评级 • 既有建筑的可靠性鉴定评级,划分为构件、子单元、鉴定单元三个层次,这三个层次 的鉴定评级均分为安全性等级和正常使用性等级评定。当不要求评定可靠性等级时,可直 接给出安全性和正常使用性评定结果。本手册以构件的安全性鉴定评级、子单元正常使用 性鉴定评级和鉴定单元安全性及使用性评级为例对鉴定内容加以说明。 30.2.3.1 构件的安全性评级 1. 一般规定 (1)当验算被鉴定结构或构件的承载能力时,应遵守下列规定: 30.2既有建筑的鉴定与评估 855 1) 结构构件验算采用的结构分析方法,应符合国家现行设计规范的规定。 2) 结构构件验算使用的计算模型,应符合其实际受力与构造状况。 3) 结构上的作用应经调查或检测核实,并应按《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)附录B的规定取值。 4) 结构构件作用效应的确定,应符合下列要求: ①作用的组合、作用的分项系数及组合值系数,应按.《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的规定执行。 / : ②当结构受到温度、变形等作用,且对其承载有显著影响时,应计入由之产生的附 加内力。 5) 构件材料强度的标准值应根据结构的实际状态按下列原则确定:; ①若原设计文件有效,且不怀疑结构有严重的性能退化或设计、施工偏差,可采用 原设计的标准值。 ②若调查表明实际情况不符合上款的要求,应进行现场检测,.按照《民用建筑可靠 性鉴定标准》(GB 50292)附录C的规定确定其标准值。 6) 结构或构件的几何参数应采用实测值,并应计入镑蚀、腐蚀、腐朽、虫蛀、风化、 局部缺陷或缺损以及施工偏差等的影响。 7) 当需检查设计责任时,应按原设计计算书、施工图及竣工图,重新进行一次复核。 (2) 结构构件安全性鉴定采用的检测数据,应符合下列要求: 1) 检测方法应按国家现行有关标准采用。 2) 检测应按相关标准划分的构件单位进行,并应有取样、布点方面的详细说明。 3) 当怀疑检测数据有异常值时,其判断和处理应符合国家现行有关标准的规定,不 得随意舍弃数据。 (3) 当需通过荷载试验评估结构构件的安全性时,应按现行专门标准进行。 (4) 当建筑物中的构件符合下列条件时,可不参与鉴定: 1) 该构件未受结构性改变、修复、修理或用途、使用条件改变的影响。 2) 该构件未遭明显的损坏。 3) 该构件工作正常,且不怀疑其可靠性不足。 (5) 当检查一种构件的材料与时间有关的环境效应或其他系统性因素引起的性能退化 时,允许采用随机抽样的方法,在该种构件中确定5〜10个构件作为检测对象,并按现行 的检测方法标准测定其材料强度或其他力学性能。 1. 棍凝土构件 ' 七 (1) 混凝土结构构件的安全性鉴定,应按承载能力、构造以及不适于继续承载的位移 (或变形)和裂缝等四个检查项目,分别评定每一受检构件的等级,'并取其中最低一级作 为该构件安全性等级。 (2) 当混凝土结构构件的安全性按承载能力评定时,应按规定分别评定每一验算项目 的等级,然后取其中最低一级作为该构件承载能力的安全性等级。: .(3)当混凝土结构构件的安全性按构造评定时,应按《民用建筑可靠性鉴定标准》 (GB 50292)表4. 2. 3的规定,分别评定各个检査项目的等级,然后取其中较低一级作为 该构件构造的安全性等级。 W (1) 当民用建筑的混凝土结构构件的安全性 30.2既有建筑的鉴定与评估 855 按不适于继续承载的位移或变形评定时, 应遵守下列规定: ' ' 1) 对桁架(屋架、'托架)的挠度,。当其实测值大于其计算跨度的1/400时,应按 《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)第4. 2. 2条验算其承载能力。.验算时,应考虑 由位移产生的附加应力的影响,并按下列原则评级: ①若验算结果本低于b级,仍可定为b级,但宜附加观察使用一段时间的限制; ②若验算结果低于b级,可根据其实际严重程度定为c级或d级。 2) 对其他受弯构件的挠度或施工偏差造成的侧向弯曲,.应按《民用建筑可靠性鉴定 标准》(GB 50292)表4. 2. 4中的规定评级。 3) 对柱顶的水平位移(或倾斜),当其实测值大于《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)表6. 3. 5所列的限值时,应按下列规定评级: ①若该位移与整个结构有关,应根据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)第 6. 3. 5条的评定结果,:取与上部承重结构相同的级别作为该柱的水平位移等级; ②若该位移只是孤立事件,则应在其承载能力验算中考虑此附加位移的影响V并根 据验算结果按本条第1款的原则评级; ③若该位移尚在发展,应直接定为d级。 (1) 当混凝土结构构件出现《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)表4. 2. 5中所 列受力裂缝时,应视为不适于继续承载裂缝,并根据其实际严重程度评定为cu级或 du级。 (2) 当混凝土结构构件出现下列情况的非受力裂缝时,.也应视为不适于继续承载的裂 缝,并应根据其实际严重程度定为匕级或du级: 1) 因主筋锈蚀产生的沿主筋方向的裂缝,其裂缝宽度已大于1mm; 2) 因温度收缩等作用产生的裂缝,其宽度已比规定的弯曲裂缝宽度值超出50%,且 分析表明已显著影响结构的受力。 (3) 当混凝土结构构件出现下列情况之一时,不论其裂缝宽度大小,应直接定为 du级: 1) 受压区混凝土有压坏迹象; 2) :因主筋锈蚀导致构件掉角以及棍凝土保护层严重脱落。 1. 砌体结构构件 _ (1) 砌体结构构件的安全性鉴定,应按承载能力、构造以及不适于继续承载的位移和 裂缝等四个检査项目,分别评定每一受检构件等级,并取其中最低一级作为该构件的安全 性等级。 : (2) 当砌体结构的安全性按承载能力评定时,应按《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)表4. 4. 2的规定,分别评定每一验算项目的等级,然后取其中最低一级作为该构 件承载能力的安全性等级广· . (3) 当砌体结构构件的安全性按构造评定时厂应按《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)表4. 4. 3丨的规定,,分别评定两个检査项目:的等级,然后取其中低一级作为该构件 构造的安全性等级。V' :: ' ^ (4) 当砌体结构构件安全性按不适于继续承载的位移或变形评定时,应遵守列 30. 2'既有建筑的鉴定与评估 &57 规定: 1) 对墙、柱的水平位移(或倾斜),当其实测值大于《民用建筑可靠性鉴定标准》 (GB 50292)表6. 3. 5所列的限值时,应按下列规定评级: ①若该位移与整个结构有关,应根据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)第 1. 3. 5条的评定结果,取与上部承重结构相同的级别作为该墙、柱的水平位移等级,· ②若该位移系孤立事件,则应在其承载能力验算中考虑此附加位移的影响:若验算 结果不低于b级,仍可定为b级;若验算结果低于b级,可根据其实际严重程度定为c级 或d级; ③若该位移尚在发展,应直接定为d级; 2) 对偏差或其他使用原因造成的柱(不包括带壁柱)的弯曲,当其矢高实测值大于 柱的自由长度的1/500时,应在其承载能力验算中计入附加弯矩的影响,并根据验算结果 按本条第1款第2项的原则评级。 3) 拱或壳体结构构件出现下列位移或变形时,可根据其实际严重程度定为c级或 d级·· ①拱脚或壳的边梁出现水平位移; ②拱轴线或筒拱、扁壳的曲面发生变形。 (1) 当砌体结构的承重构件出现下列受力裂缝时,应视为不适于继续承载的裂缝,并 应根据其严重程度评为c级或d级: 1) 桁架、主梁支座下的墙、柱的端部或中部、出现沿块材断裂(贯通)的竖向裂缝; 2) 空旷房屋承重外墙的变截面处,出现水平裂缝或斜向裂缝; 3) 砌体过梁的跨中或支座出现裂缝;或虽未出现肉眼可见的裂缝,但发现其跨度范 围内有集中荷载; 4) 筒拱、双曲筒拱、扁壳等的拱面、壳面,出现沿拱顶母线或对角线的裂缝; 5) 拱、壳支座附近或支承的墙体上出现沿块材断裂的斜裂缝(块材指砖或砌块); 6) 其他明显的受压、受弯或受剪裂缝。 (2) 当砌体结构、构件出现下列非受力裂缝时,也应视为不适于继续承载的裂缝,并 应根据其实际严重程度评为c级或d级: 1) 纵横墙连接处出现通长的竖向裂缝; 2) 墙身裂缝严重,且最大裂缝宽度已大于5mm; 3) 柱已出现宽度大于1.5mm的裂缝,或有断裂、错位迹象; 4) 其他显著影响结构整体性的裂缝。 30.2.3.2子单元正常使用性鉴定评级 1. 一般规定 民用建筑安全性的第二层次鉴定评级,应按地基基础(含桩基和桩,以下同)、上部 承重结构和围护系统的承重部分划分为三个子单元,并应分别按规定的鉴定方法和评级标 准进行评定。 2. 地基基础 (1)地基基础(子单元)的安全性鉴定,包括地基、桩基和斜坡三个检查项目,以及 基础和桩两种主要构件。 30. 2 既有建筑的鉴定与评估 S859 (2)当鉴定地基、桩基的安全性时,应遵守下列规定: 1) 一般情况下,宜根据地基、桩基沉降观测资料或其不均匀沉降在上部结构中的反 应的检查结果进行鉴定评级。 2) 当现场条件适宜于按地基、桩基承载力进行鉴定评级时,可根据岩土工程勘察档 案和有关检测资料的完整程度,适当补充近位勘探点,进一步查明土层分布情况,并采用 原位测试和取原状土做室内物理力学性能试验方法进行地基检验,根据以上资料并结合当 地工程经验对地基、桩基的承载力进行综合评价。 若现场条件许可,尚可通过在基础(或承台)下进行载荷试验以确定地基(或桩基) 的承载力。 3) 当发现地基受力层范围内有软弱下卧层时,应对软弱下卧层地基承载能力进行 验算。 4) 对建造在斜坡上或毗邻深基坑的建筑物,应验算地基稳定性。 3.上部承重结构 (1) 上部承重结构(子单元)的正常使用性鉴定,应根据其所含各种构件的使用性等 级和结构的侧向位移等级进行评定。 (2) 当评定一种构件的使用性等级时,应根据其每一受检构件的评定结果,按下列规 定进行评级: 1) 对主要构件,应按《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)表7. 3_ 2-1的规定 评级; 2) 对一般构件,应按《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)表7. 3. 2-2的规定 评级。 (3) 当上部承重结构的正常使用性需考虑侧向(水平)位移的影响时,可采用检测或 计算分析的方法进行鉴定。 (4) 上部承重结构的使用性等级,按下列原则确定: 1) 一般情况下,应按各种主要构件及结构侧移所评等级,取其中最低一级作为上部 承重结构的使用性等级; 2) 若上部承重结构按上款评为As级或Bs级,而一般构件所评等级为Cs级时,尚 应按下列规定进行调整: ①当仅发现一种一般构件为Cs级,且其影响仅限于自身时,可不作调整,若其影响 波及非结构构件、高级装修或围护系统的使用功能时,则可根据影响范围的大小,将上部 承重结构所评等级调整为Bs级或Cs级; ②当发现多于一种一般构件为Cs级时,可将上部承重结构所评等级调整为Cs级。 (5) 当遇到下列情况之一时,而直接将该上部承重结构定为Cs级: 1) 在楼层中,其楼面振动(或颤动)已使室内精密ΐίί器不能正常工作,或已明显引 起人体不适感; 2) 在高层建筑的顶部几层,其风振效应已使用户感到不安; 3) 振动引起的非结构构件开裂或其他损坏,巳可通过目测判定。 30.2.3.3鉴定单元安全性及使用性评级 30. 2 既有建筑的鉴定与评估 S859 1.鉴定单元安全性评级 (1) 民用建筑鉴定单元的安全性鉴定评级,应根据其地基基础、上部承重结构和围护 系统承重部分等的安全性等级,以及与整幢建筑有关的其他安全问题进行评定。 (2) 鉴定单元的安全性等级,按下列原则确定: 1) 一般情况下,应根据地基基础和上部承重结构的评定结果按其中较低等级确定; 2) 当鉴定单元的安全性等级按上款评为Asu级或Bsu级,围护系统承重部分的等级 为Cu级或Du级时,可根据实际情况将鉴定单元所评等级降低一级或二级,但最后所定 的等级不得低于Csu级。 (3) 对下列任一情况,可直接评为Dsu级建筑: 1) 建筑物处于有危房的建筑群中,且直接受到其威胁; 2) 建筑物朝一方向倾斜,且速度开始变快。 (4) 当新测定的建筑物动力特性,与原先记录或理论分析的计算值相比,有下列变化 时,可判其承重结构可能有异常,经进一步检査、鉴定后,再评定该建筑物的安全性 等级: 1) 建筑物基本周期显著变长(或基本频率显著下降); 2) 建筑物振型有明显改变(或振幅分布无规律)。 2.鉴定单元使用性评级 (1) 民用建筑鉴定单元的正常使用性鉴定评级,应根据地基基础、上部承重结构和围 护系统的使用性等级,以及与整幢建筑有关的其他使用功能问题进行评定。 (2) 鉴定单元的使用性等级,按三个子单元中最低的等级确定。 (3) 当鉴定单元的使用性等级按本节第2条评为Ass级或Bss级,但若遇到下列情况 之一时,宜将所评等级降为Css级: 1) 房屋内外装修已大部分老化或残损; 2) 房屋管道、设备已需全部更新。 30. 2.3.4民用建筑可靠性评级 (1) 民用建筑的可靠性鉴定,应按《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292)第 3- 2. 5条划分的层次,以其安全性和正常使用性的鉴定结果为依据逐层进行。 (2) 当不要求给出可靠性等级时,民用建筑各层次的可靠性,可采取直接列出其安全 性等级和使用性等级的形式予以表示。 (3) 当需要给出民用建筑各层次的可靠性等级时,可根据其安全性和正常使用性的评 定结果,按下列原则确定: 1) 当该层次安全性等级低于bu级、Bu级或Bsu级时,应按安全性等级确定; 2) 除上款情形外,可按安全性等级和正常使用性等级中较低的一个等级确定; 3) 当考虑鉴定对象的重要性或特殊性时,允许对本条第2款的评定结果作不大于一 级的调整。 30.2.3.5民用建筑适修性评估 (1) 在民用建筑可靠性鉴定中,若委托方要求对Csu级和Dsu级鉴定单元,或Cu级 和Du级子单元(或其中某种构件)的处理提出建议时,宜对其适修性进行评估。 (2) 适修性评估按《民用建筑可靠性鉴定标准》 30. 2 既有建筑的鉴定与评估 S859 (GB 50292)第3. 3. 4条进行,并可 按下列处理原则提出具体建议: 1) 对评为Ar、Br或A'r、B'r的鉴定单元和子单元(或其中某种构件),应予以修复使 2) 对评为Cr的鉴定单元和C'r子单元(或其中某种构件),应分别做出修复与拆换 两方案,经技术、经验评估后再作选择; 3) 对评为Csu-Dr、Dsu-Dr和Cu-ETr、Du-ETr的鉴定单元和子单元(或其中某种构 件)_,宜考虑拆换或重建。 (3)对有纪念意义或有文物、历史、艺术价值的建筑物,不进行适修性评估,而应予 以修复和保存。 30. 2. 4建筑抗震鉴定 30.2.4.1基本规定 (1) 现有建筑的抗震鉴定应包括下列内容及要求: 1) 搜集建筑的勘察报告、施工和竣工验收的相关原始资料; 2) 调查建筑现状与原始资料相符合的程度、施工质量和维护状况,发现相关的非抗 震缺陷; 3) 根据各类建筑结构的特点、结构布置、构造和抗震承载力等因素,采用相应的逐 级鉴定方法,进行综合抗震能力分析; 4) 对现有建筑整体抗震性能做出评价,对符合抗震鉴定要求的建筑应说明其后续使 用年限,对不符合抗震鉴定要求的建筑提出相应的抗震减灾对策和处理意见。 (2) 现有建筑的抗震鉴定,应根据下列情况区别对待: 1) 建筑结构类型不同的结构,其检查的重点、项目内容和要求不同,应采用不同的 鉴定方法; 2) 对重点部位与一般部位,应按不同的要求进行检查和鉴定; 3) 对抗震性能有整体影响的构件和仅有局部影响的构件,在综合抗震能力分析时应 分别对待。 (3) 抗震鉴定分为两级。第一级鉴定应以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价,第 二级鉴定应以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。 1) A类建筑的抗震鉴定,当符合第一级鉴定的各项要求时,建筑可评为满足抗震鉴 定要求,不再进行第二级鉴定;当不符合第一级鉴定要求时,除《建筑抗震鉴定标准》 (GB 50023)各章有明确规定的情况外,应由第二级鉴定做出判断。 2) B类建筑的抗震鉴定,应检査其抗震措施和现有抗震承载力再做出判断。当抗震 措施不满足鉴定要求而现有抗震载力较高时,可通过构造影响系数进行综合抗震能力的 评定;当抗震措施鉴定满足要求时,主要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的95%, 次要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的90%,也可不要求进行加固处理。 (4) 现有建筑宏观控制和构造鉴定的基本内容及要求,.应符合下列规定: 1) :当建筑的平、立面,质量、刚度分布和墙体等抗侧力构件的布置在平面内明显不 对称时,应进行地震扭转效应不利影响的分析;当结构竖向构件上下不连续或刚度沿高度 分布突变时,应找出薄弱部位并按相应的要求鉴定; 2) 检査结构体系,应找出其破坏会导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载 30.2既有建筑的鉴定与评估 S6J 能力的部件或构件;当房屋有错层或不同类型结构体系相连时,应提高其相应部位的抗震 鉴定要求; 1) 检查结构材料实际达到的强度等级,当低于规定的最低要求时,应提出采取相应 的抗震减灾对策; 2) 多层建筑的高度和层数,应符合规定的最大值限值要求; 3) 当结构构件的尺寸、截面形式等不利于抗震时,宜提高该构件的配筋等构造抗震 鉴定要求; 4) 结构构件的连接构造应满足结构整体性的要求;装配式厂房应有较完整的支撑 系统; 5) 非结构构件与主体结构的连接构造应满足不倒塌伤人的要求;位于出入口及人流 通道等处,应有可靠的连接; 6) 当建筑场地位于不利地段时,尚应符合地基基础的有关鉴定要求。 (1) 6度和《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023)各章有具体规定时,可不进行抗震验 算;当6度第一级鉴定不满足时,可通过抗震验算进行综合抗震能力评定;其他情况时, 至少在两个主轴方向分别按《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023)各章规定的具体方法进行 结构的抗震验算。 当《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023)未给出具体方法时,可采用《建筑抗震设计规 范》(GB 50011)规定的方法,按式(30-1)进行结构构件抗震验算: S5. 5,杂质的含量<60g/L,悬浮颗粒<1% 3 铝酸钠 含铝量为180g/L,苛化系数为2. 4〜2. 5 2.机具设备 使用的主要机具设备见表30-4。 主要机具设备 表 30-4 序 号 机具设备名称 使用功能 1 振动打拔管机 打拔管 2 齿轮泵 压力注人浆液 3 浆液搅拌机 搅拌浆液 4 蓄浆桶 蓄存浆液 5 磅秤 称量浆液材料 6 压力管 压力输送浆液 7 注浆花管 插人地层注人浆液 30. 3.3. 2 施工方法 0. 工艺流程; ' 施工准备—选择浆液及配合比—灌浆试验确定技术参数—放线布孔—成孔—灌注浆液 一封孔。 1. 施工要点 (1)施工前,依据设计和规范要求,编制好施工方案,尤其应先在现场进行灌浆试 验,确定各项技术参数,选择好浆液及配合比。 (2) 按照设计位置,进行灌浆管的设置。采用打入法或钻孔法(振动打拔管机、振动 钻或三角架穿心锤)将灌聚管沉入土中;灌注溶液钢管可采用内径为20〜50mm,壁厚大 于5mm无缝钢管,灌浆管网系统的规格应能适应灌注溶液所采用的压力;灌浆管间距为 1. 73-R,各行间距为1.5J? (J?为一根灌浆管的加固半径),灌浆管四周孔隙用土填塞夯 实。电极可用打入法或先钻孔2〜3m再打入,电极沿每行注液管设置,间距与灌浆管相 同。通过不加固土层的注浆管和电极表面,须涂沥青绝缘,以防电流的损耗和作防腐。 (3) 泵或空气压缩设备应能以0. 2〜0. 6MPa的压力,向每个灌浆管供应1〜5L/min 的溶液压人土中。 30. 3 地基加固 871 (2) 灌注溶液的压力一般在0.2〜0.4MPa (始)和0.8〜l.OMPa (终)范围内,采 用电动硅化法时,不超过0. 3MPa (表压)。 (3) 灌注溶液次序,根据地下水的流速而定,当地下水流速在lm/d时,向每个加固 层自上而下的灌注水玻璃,然后再自下而上的灌注氯化钙溶液,每层厚0.6〜1.0m;当地 下水流速为1〜3m/d时,轮流将水玻璃和氯化钙溶液均匀地注入每个加固层中;当地下 水流速大于3m/d时,应同时将水玻璃和氯化钙溶液注入,以降低地下水流速,然后再轮 流将两种溶液注入每个加固层。 (4) 加固程序,一般自上而下进行,如土的渗透系数随深度增大时,则应自下而上进 行;如相邻土层的土质不同时,渗透系数较大的土层应先进行加固;砂类土每一加固层的 厚度为灌浆管有孔部分的长度加0. 5R,湿陷性黄土及黏土类土按试验确定。 (5) 加固土层以上应保留lm厚的不加固土层,以防溶液上冒,必要时须夯填素土或 打灰土层。 (6) 硅化完毕,用桩架或三脚架借倒链或绞磨将注浆管和电极拔出,遗留孔洞用 1 : 5水泥砂浆或黏土填实封孔,进行养护。 (7) 地基加固结束后,尚应对已加固地基的建(构)筑物或基础进行沉降观测,直至 沉降稳定,观测时间不应少于半年。 30.3.3.3质量控制要点 (1) 注浆点位置、浆液配比、注浆施工参数、注浆顺序、注浆过程的压力控制、检测 要求等应符合设计和规范要求。 (2) 硅酸钠溶液灌注完毕,检查应在注浆15d (砂土、黄土)或60d (黏性土)进行。 (3) 单液硅化法处理后的地基验收,应检查注浆体强度、承载力及其均匀性,应采用 动力触探或其他原位测试检验,检査孔数为总量的2%〜5%,不合格率大于或等于20% 时应进行二次注浆。必要时,应在加固土的全部深度内,每隔lm取土样进行室内试验, 测定其压缩性和湿陷性。 (4) 原材料要有材质报告,且应定期检査材料的比重。 (5) 砂性土的硅化地基加固体的检测应在施工完毕15d后进行,黏性土的硅化地基加 固体的检测应在60d进行。 30.3.4碱液法 碱液法加固是将一定浓度、温度的碱液借自重以无压自流方式注入土中,与土中二氧 30. 3地基加固 S7;Z 化硅及三氧化铝、氧化韩、氧化镁等可溶性及交换性碱土金属阳离子发生置换反应,使土 粒表面溶合形成胶结难溶于水的且具有一定强度的钙、铝硅酸盐胶结物,胶结物能起到胶 结土颗粒,使土粒相互牢固地粘结在一起,增强土颗料附加粘聚力的作用,从而使土体得 到加固,提高地基承载力。碱液法适用于非自重湿陷性黄土地基加固。 30.1. 4.1材料与机具 1·材料 材料主要有氢氧化钠和氯化钙。 2.机具 机具主要有贮浆桶、注浆管、输浆胶管、磅秤、浆液搅拌机、贮液罐、阀门以及加热 设备等。 30. 3. 4. 2施工方法 1. 工艺流程 施工准备—定位打管(钻)—封孔—配制浆液—灌注浆液—拔管—管路冲洗—填孔。 2. 施工要点 (1) 施工前,依据设计和规范要求,编制好施工方案,做好交底工作。 (2) 进行单孔灌注试验,以确定单孔加固半径、溶液灌注速度、温度及灌注量等技术 参数。 (3) 灌注孔可用洛阳铲或麻花钻成孔,或用带锥形头的钢管打人土中然后拔出成孔, 直径一般为50〜70mm。 (4) 插人直径20mm镀锌铁皮注液管,下部沿管长每20cm钻3〜4个直径3〜4mm 的孔眼。向孔中填人粒径5〜10mm石子,直至注液管下端标高。 (5) 灌注孔应分期分批间隔打设和灌注,同一批打设的灌注孔的时间距为2〜3m,每 个孔必须灌注完全部溶液后,才可打设相邻的灌注孔。 (6) 碱液加固所用NaOH溶液可用浓度大于30%或固体烧碱加水配制,对于NaOH 含量大于50g/L的工业废碱液和土烧碱液,经试验对加固有效时亦可使用。配制好的碱 液中,其不溶性杂质含量不宜超过lg/L,Na2C03含量不应超过NaOH的5%。CaCl2溶 液要求杂质含量不超过lg/L,而悬浮颗粒不得超过1%,pH值不得小于5. 5〜6. 0。 (7) 碱液加固多采用不加压的自渗方式灌注,溶液宜采取加热(温度90〜100C°)和 保温措施。 (8) 单液法先灌注浓度较大(100%〜130%)的NaOH溶液,接着灌注较稀(50%) 的NaOH溶液,灌注应连续进行,不应中断。双液法按单液法灌完NaOH溶液后,间隔 4h至Id再灌注CaCl2溶液。CaCl2溶液同样先浓(100%〜130%)后稀(50%)。为加快 渗透硬化,灌注完后,可在灌注孔中通人1〜1. 5大气压的蒸汽加温约lh。 (9) 当碱液的加人量为干土重的2%〜3%时,土体即可得到很好的加固。单液加固 每方土体需NaOH为40〜50kg,双液加固NaOH、CaCl2各需30〜40kg。 (10) 加固时,用蒸汽保温可使碱液与地基地层作用快而充分,即在70〜lOOkPa的 压力下通蒸汽1〜3h,如需灌CaCl2溶液,在通汽后随即灌注。对自重湿陷性显著的黄土 而言,需用挤密成孔方法,并且注浆和注汽要交叉进行,使地基尽快获得加固强度,以消 除灌浆过程中所产生的附加沉陷。 30. 4 基础加固 S875 (11)加固巳湿陷基础,灌浆孔设在基础两侧或周边各布置一排。如要求将加固体连 成一体,孔距可取0.7〜0.8m。单孔的有效加固半径i?可达0.4m,有效厚度为孔长加 0.5i?。如不要求加固体连接成片,加固体可视作桩体,孔距为1.2〜1.5m,加固土柱体 强度可按300〜400kPa使用。 30.3.4.3质量控制要点 (1) 应在盛溶液桶中将碱液加热到9CTC以上才能进行灌注,灌注过程中桶内温度应 保持不低于80°C。 (2) 灌注碱液的速度,宜为2〜5L/min。 (3) 当采用双液加固时,应先灌注氢氧化钠溶液,间隔8〜12h后,再灌注氯化钙溶 液,后者用量应为前者的1/2〜1/4。 (4) 注浆施工时,宜采用自动流量和压力记录仪,并应及时对资料进行整理分析。 (5) 碱液加固地基验收,应在加固施工完毕28d后进行。可通过开挖或钻孔取样,对 加固土体进行无侧限抗压强度试验和水稳性试验。取样部位应在加固土体中部,试块数不 少于3个,28d龄期的无侧限抗压强度平均值不得低于设计值的90%。将试块浸泡在自来 水中,无崩解现象。当需要查明加固土体的外形和整体性时,可对有代表性加固土体进行 开挖,量测其有效加固半径和加固深度。 (6) 地基经碱液加固后应继续进行沉降观测,观测时间不得少于半年,按加固前后沉 降观测结果或用触探法检测加固前后土中阻力的变化,确定加固质量。 30. 4 基础力口固 30.4.1基础补强注浆加固法 基础补强注浆加固是指依据液压、气压或电化学原理,通过注浆管把按一定配比拌合 的具有流动性、填充性、胶凝性的浆液,注入开裂或损坏的基础裂隙中,使桨液与原来基 础材料胶结成整体,从而提高原来基础的强度。其注浆类型按加固机理可分为充填注浆、 渗透注浆、挤密注浆和劈裂注浆等四种方法,可根据不同的地层选用不同的注浆类型。 30.4.1.1 材料与机具 1·材料 主要材料有注架管(可采用PVC管或普通钢管)、浆液(一般为水泥浆、水泥砂浆或 环氧树脂胶泥)。浆液应具有流动性、填充性和胶凝性。在凝固后,浆液凝固体应有一定 的强度和黏性,以满足注浆和加固的作用。 2.机具 主要机具有钻孔机、空压机、注浆机、搅拌机等。 30. 4.1. 2施工方法 1. 施工流程 施工准备—搭设钻孔平台—分区或分段钻孔—清孔—搅拌浆液—安放注浆管—注浆— 封堵一等强—效果检测。 2. 施工要点 (1) 施工前应编制好施工方案,确定施工参数,依据施工方案彳故好交底工作,检査所 需材料和设备机具满足施工要求。 30. 4 基础加固 S875 (1) 依据加固基础的结构形式,用脚手架或型钢,搭设稳固的钻孔平台,平台应满足 钻孔设备钻孔施工要求。 (2) 在搭设好的钻孔平台上,用钻机按设计位置,在原基础裂损处钻孔。钻孔应分区 分段进行,钻孔应沿裂隙方向或重力方向向下钻孔,满足浆液的流动性和填充性。钻孔孔 径应比注浆管直径大2〜3mm,对独立基础每边钻孔不应少于2个,对条形基础应沿基础 纵向分段进行。 (3) 钻孔完成后,用空压机的高压风管对准孔内,将杂物或粉末清理干净。 (4) 按方案中的配合比和搅拌机的容积,配置浆液材料,放入搅拌筒内,经搅拌机拌 制均匀。浆液材料可采用水泥浆、水泥砂浆或环氧树脂胶泥浆等。 (5) 依据钻孔深度,安放注聚管,检査注浆头及管路状况是否良好,防止堵塞。 (6) 开启注浆机,进行注浆,注浆压力可取0.1〜0.3MPa。 (7) 当基础裂缝内浆液饱和、压力升高且达到注浆量时,上提注衆管。 (8) 注浆过程中主要通过听声音、看压力、看注浆量来判断注浆效果。 (9) 在注浆操作及拆除管路时,应戴防护眼镜,以免浆液溅入眼内,并做好劳动防 护,作业人员必须佩戴橡胶手套。 (10) 注浆完成后,及时清洗注浆机、搅拌机和管路。 (11) 应依据现场试验和实际情况,对布孔方式、注浆参数、浆液配比及浆液材料进 行调整。 (12) 建立沉降观测网,对既有建筑及相关建筑、地下管线和地面的沉降、倾斜、位 移和裂缝进行连续监测,做好监测记录,内容包括建筑物损坏区的照片、裂缝位置和裂缝 开展日期、编号、大小及其发展等。 30. 4.1. 3质星控制要点 基础补强注浆加固质量控制要点按表30-5执行。 基础补强注浆加固质量控制标准 表30-5 项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法 单位 数值 水泥 设计要求 检查产品合格证书或抽样送 注浆用砂:粒径 mm <2.5 细度模数 <2.0 试验室试验 原材料 检验 含泥量及有机物 <3 主控 项目 1 含量 % 粉煤灰:细度 不粗于同时使用的水泥 试验室试验 烧失量 % <3 水玻璃:模数 2. 5〜3. 3 抽样送检 其他化学浆液 设计要求 查出厂质保书或抽样送检 2 注浆体强度 设计要求 取样检验 3 地基承载力 设计要求 按规定的方法 续表 项目 序号 检査项目 允许偏差或允许值 检査方法 单位 数值 1 各种注浆材料称量误差 % <3 抽査 一般 2 注浆孔位 mm ±20 用钢尺量 30. 4 基础加固 S875 项目 3 注浆孔深 mm 士 100 量测注浆管长度 4 注浆压力(与设计参数比) % 士 10 检査压力表读数 30.4.2加大基础底面积法 当既有建筑的地基承载力或基础面积尺寸不满足设计要求时,可用混凝土套或钢筋混 凝土套加大基础承载面积,提高承载力,达到加固既有建筑物的目的。 30.4.2.1材料与机具 1. 材料 主要材料有锚栓、界面剂、钢筋、混凝土、水泥等。 2. 机具 主要机具有小型挖掘机、空压机、清洗机、钻孔机、风镐或凿子、电焊机、振捣 辟寺ο 30. 4. 2. 2 施工方法 1. 施工流程 施工准备—挖出原基础—清理原基础面—凿露钢筋或钻孔植筋—焊接、绑扎钢筋—搭 设模板—浇筑混凝土—拆除模板—回填土方。 2. 施工要点 (1) 当基础偏心受压时,可采用不对称加宽;当基础中心受压时,可采用对称加宽。 (2) 当采用混凝土套加固时,基础每边加宽的宽度及外形尺寸应符合《建筑地基基础 设计规范》(GB 50007)中有关刚性基础台阶宽高比允许值的规定。 (3) 当采用钢筋混凝土套加固时,加宽部分主筋宜与原基础内主筋焊接。 (4) 加宽部分基础垫层铺设厚度和材料均与原基础垫层一致。 (5) 施工前详细调查加固基础的环境条件,编制可行的施工方案,做好交底工作,准 备完好的施工机具与设备,采购合格材料,满足施工要求。 (6) 用小型设备或人工开挖出原基础,开挖深度控制在原基础垫层位置,清理干净原 基础面,且开挖时应防止原基础破坏。 (7) 用风镐或凿子凿除加宽部位基础混凝土,露出主筋,也可采取植筋措施将增加钢 筋与原基础连接。 (8) 按设计和规范要求将新增钢筋与原基础钢筋进行焊接和绑扎,支设稳固模板 支架。 (9) 在浇注混凝土前,应将原基础凿毛和刷洗干净,再涂刷水泥浆或混凝土界面剂, 以增加新老混凝土基础的粘结力。 (10) 对条形基础加宽时,应按长度1.5〜2.0m划分成单独区段,分批、分段、间隔 进行施工。 (ID分层饶筑混凝土,待强度达到拆模要求时拆除模板并回填土方。 30.4.2.3质量控制要点 (1) 植筋施工应满足《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145),钻孔过程中严禁切 断原受力钢筋,防止留下结构安全隐患。 (2) 钢筋的连接应符合《混凝土结构设计规范》(GB 50010)及设计要求。 (3) 30. 4 基础加固 S875 混凝土施工质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)的 规定。 (1) 进场水泥或界面剂材料应符合质量要求,应有产品合格证、产品质量检验报告、 产品试验报告。 30. 4. 3加深基础法 加深基础法适用于地基浅层有较好的土层可作为持力层且地下水位较低的情况。可将 原基础埋置深度加深,使基础支承在较好的持力层上,以满足设计对地基承载力和变形的 要求。当地下水位较高时应采取相应的降水或排水措施。加深基础法费用低、施工简便, 加固施工期间既有建筑仍可以使用。 30. 4. 3.1材料与机具 1. 材料 主要材料有混凝土墩、混凝土、水泥、砂、木板等。 2. 机具 主要机具有小型挖掘机、砂浆搅拌桶、镐、铲等。 30.4.3.2施工方法 1. 施工流程 开挖托换导坑—将导坑扩展至托换基础下方—挖至基础下方持力层—用混凝土浇筑基 础下方导坑—填实现浇混凝土与基础间空隙,重复上述步骤,直至基础托换全部完成。 2. 施工要点 (1) 根据被托换加固结构荷载和坑下地基承载力大小,选用间断或连续混凝土墩进行 加深基础。 (2) 进行间断的墩式托换,应满足建筑物荷载条件对坑底土层的地基承载力要求。施 工时,首先设置间断墩,以提供临时支承。 (3) 当间断混凝土墩的底面积不能满足建筑物荷载提供足够支承时,则可设置连续墩 式基础。开挖间断墩间土,坑内灌注混凝土,干填砂浆,形成连续混凝土墩式基础。 (4) 当大的柱基用坑式托换时,可将柱基面积划分几个单元,进行逐坑托换。 (5) 依据基础的形式和设计情况,在贴近被托换基础侧面,人工或机械开挖一个比原 有基础底面深1.5m且满足施工要求的竖向导坑。在开挖原基础和加深开挖时,应依据开 挖深度,做好支护和防雨等施工措施,防止基坑壁坍塌,确保施工安全。 (6) 将导坑扩展到托换基础下面,并继续在基础下面开挖至设计持力层标高。 (7) 用现浇混凝土浇筑基础下的挖坑,至离原有基础底面8〜10cm处停止浇筑,养 护一天后,用干硬性水泥砂浆塞填8〜10cm的空隙,用铁锤锤击短木,使填塞砂浆充分 捣实成为密实的填充层。 (8)采用同样的步骤,继续分段分批挖坑和修筑墩子,直至基础托换全部完成。 30.4.3.3 质量控制要点 (1) 应严格按设计文件和有关规范要求进行施工。 (2) 混凝土、砂浆等材料应有产品合格证、质量检验报告、产品试验报告,符合规范 及设计要求。 (3) 施工工序应严格进行隐蔽验收。 30.4.4锚杆静压桩法 30. 4 基础加固 S875 图30-1锚杆静压粧装置示意图 1一基础;2—粧;3—压桩孔;4一锚杆; 5—千斤顶;6—反力架;7—电动葫芦 锚杆静压桩法是利用建(构)筑物的自重作为压载,先在基础上开凿出压桩孔和锚杆 孔,借锚杆反力,通过反力架,用千斤顶将桩段从 基础压桩孔内逐段压入土中,然后将桩与基础连接 在一起,从而达到提髙既有建筑物地基承载力和控 制沉降的目的。施工示意见图30-1。 ' 铺杆静压桩法具有施工机具轻便灵活、施工方 便、作业面小、可在室内施工,且耗能低、无振动、 无噪声、无污染、施工不影响建筑物的使用等优点, 广泛应用于既有建筑基础加固工程中,适用于粉土、 黏土、人工填土、淤泥、淤泥质土、黄土等地层的 既有建筑基础加固,特别适用于地基不均勻沉降引 起上部结构开裂或倾斜、建筑物加层或厂房扩大、 在密集建筑物群中或在精密仪器车间附近建造多层 建筑物。 30.4.4.1材料与机具 1.材料 主要施工材料有锚杆螺栓、预制桩段、硫磺胶泥、环氧树脂胶泥、钢筋等。 2.机具 主要机具有小型挖掘机、钻孔机、锚杆静力压桩机、电焊机、切割机、空压机、风 钻、风镐、配制环氧树脂胶泥(砂浆)及硫磺胶泥用的器具等。 30.4.4.2施工方法 1. 施工流程 施工准备—挖出基础工作面—开凿压桩孔—钻锚杆孔—埋设锚杆—安装压桩架—起吊 桩段—就位桩孔—压桩—起吊下节桩段—接桩—压桩—重复接桩压桩直至满足设计要求— 封桩—桩与基础连接—压桩施工完成。 2. 施工要点 (1) 锚杆静压桩设计应综合考虑既有建筑上部荷载和基础结构形式、加固目的、地质 和水文条件以及周围地下管线、地下障碍、周围环境等因素。 (2) 当既有建筑基础承载力不能满足压桩要求时,应先对基础进行加固补强;也可采 用新浇筑钢筋混凝土挑梁或抬梁作为压桩的承台。 (3) 依据设计和规范要求,编制合理的施工方案,做好交底工作,制作加工好桩段、 30. 4 基础加固 S879 描杆螺栓、硫磺胶泥,平整施工工作面。 (1) 用小型挖掘机或人工开挖基础上部土方,提供工作面。 (2) 按设计要求凿出压桩孔,并将压桩孔壁凿毛,清理压桩孔。 (3) 按设计要求施钻锚杆孔,清理锚杆孔,孔内必须清洁干燥后再埋设粘结锚杆。 (4) 压桩架应安装牢固,并保持竖直,应均衡紧固锚固螺栓的螺帽或描具,压桩过程 中应随时检查螺帽,如有松动立即拧紧。 (5) 就位的桩段应保持垂直,使千斤顶、桩段及压桩孔轴线重合,不得偏心加压,压 桩时应垫钢板或麻袋,套上钢桩帽后再进行压桩,防止桩段破裂。 (6) 整根桩应一次连续压到设计标高,当必须中途停压时,桩端应停留在软弱土层 中,且停压的间隔时间不宜超过24h。 (7) 压桩施工时,不应将数台压桩机放在一个独立基础上同时加压,施工期间压桩 力的总和不得超过该基础及上部结构所能发挥的自重,以防基础上抬造成破坏。压桩应连 续进行,不得中途停顿,以防因间歇时间过长使压桩力骤增,造成桩压不下去或把桩头压 碎。当压力表读数突然上升或下降时,要停机对照地质资料进行分析,判断是否遇到障碍 物或产生断桩现象等。压桩施工应对称进行,防止基础受力不平衡而导致倾斜。 (8) 接桩时或中途暂停压桩时,应避免桩端停在砂土层上,以免再压桩时阻力增大 压入困难。 (9) 当采用焊接接桩时,应对准上、下节桩的垂直轴线,清除焊面铁锈,进行满焊 施工连接,确保焊接质量。 (10) 采用硫磺胶泥接桩时,硫磺胶泥的重量配合比可参照:硫磺:水泥:砂:聚硫 橡胶=44 : 11 : 44 : 1,可通过试配试验后适当调整施工配比。 (11) 桩尖应到达设计持力层深度,压桩力应达到《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)规定的单桩竖向承载力标准值的1.5倍,持续时间不应少于5min。 (12) 桩顶未压到设计标高时,外露的桩头必须切除。严禁在悬臂情况下,切除桩头。 (13) 封桩(桩与基础的联结)是整个压桩施工中的关键工序之一,可分不施加预应 力法和预应力法两种方法。当封桩不施加预应力时,在桩端达到设计压桩力和设计深度 后,使千斤顶卸载,拆除压桩架,切除外露桩头,清洗孔壁,清除桩孔内杂物,焊接锚杆 交叉钢筋,涂刷混凝土界面剂,然后与桩帽梁一起浇筑C30微膨胀早强混凝土,使桩与 桩基承台结合成整体,保湿养护7d以上,封桩混凝土达到设计强度后,方可卸载。 30.4.4.3质量控制要点 (1) 桩身和封桩混凝土质量应符合设计要求,硫磺胶泥性能应符合《建筑地基与基础 工程施工及验收规范》(GB 50202)的规定。 (2) 压桩孔与设计位置的平面偏差不得超过±20mm。压桩时桩段的垂直偏差不得超 过桩段长的1%。 / (3) 压桩施工的控制标准应以设计最终压桩力为主,设计桩入土深度为辅。最终压桩 力与桩压入深度应符合设计要求。严格控制接桩间歇时间和施工质量。压桩力不得大于该 加固部分的结构自重,压桩孔宜为上小下大的正方棱台状,其孔口每边宜比桩截面边长大 50 〜10.0mm。 (4) 钢筋混凝土桩宜为方桩,其边长为180〜300mm,桩身混凝土强度等级不应低于 C30。粧内主筋应按计算确定。当方桩截面边长为200mm时,配筋不宜少于4 Φ 10;当 边长为250mm时,配筋不宜少于4Φ 12;当边长为300mm时,配筋不宜少于4Φ 16。 30. 4 基础加固 S879 (1) 每段桩节长度应根据施工净空高度及机具条件确定,宜为1.0〜3.0m。 (2) 原基础承台应满足有关承载力要求,承台周边至边桩的净距不宜小于200mm, 承台厚度不宜小于350mm。 (3) 桩顶嵌入承台内长度应为50〜100mm;当桩承受拉力或有特殊要求时,应在桩 顶四角增设锚固筋,伸入承台内的锚固长度应满足钢筋锚固要求。 (4) 压桩孔内应采用C30微膨胀早强混凝土浇筑密实。 (5) 当原基础厚度小于350mm时,封桩孔应用2 Φ 16钢筋交叉焊接于锚杆上,并应 在浇筑压桩孔混凝土的同时,在桩孔顶面以上浇筑桩帽,厚度不得小于150mm。 (6) 锚杆规格及质量应满足设计要求。锚杆可用光面直杆镦粗螺栓或焊箍螺栓。当 压桩力小于400kN时,可采用M24锚杆;当压桩力为400〜500kN时,可采用M27锚 杆;铺杆螺栓的锚固深度可采用10〜12倍螺栓直径,并不应小于300mm;锚杆露出承台 顶面长度应满足压桩机具要求,一般不应小于120mm。锚杆螺栓在锚杆孔内的胶粘剂可 采用环氧树脂胶泥,或硫磺胶泥;锚杆与压桩孔、周围结构及承台边缘的距离不应小 于 200mm。 (7) 当桩身承受拉应力时,应采用焊接接头,桩节两端均应设置预埋铁件。其他情 况可采用硫磺胶泥接头连接,桩节两端应设置焊接钢筋网片,一端预埋插筋,另一端预留 插筋孔和吊装孔。 (8) 桩与基础联结前,应对压桩孔进行认真检査,验收合格后,方可浇捣混凝土。 30.4.5树根粧法 树根桩是一束不同倾斜度、向各方向分叉开、形状如同树根的小直径钻孔灌注桩,其直 径通常为100〜300_。国外是在钢套管的导向下用旋转法钻进。在托换工程中使用时,往 往要钻穿既有建筑基础进入地基土中直至设计标高,清孔后下放钢筋(钢筋数量从1根到数 根,视桩径而定),同时放入注浆管,压力注入水泥浆或水泥砂浆;边灌、边振、边拔管 (升装法)而成桩。亦可放入钢筋笼和注浆管,再填骨料,然后通过注浆管注人水泥浆或水 泥砂浆而成桩。树根桩有垂直的和倾斜的,有单根的和成排的,有端承桩和摩擦桩。 采用树根桩法有以下特点:施工方便、噪声小、振动小、所需施工场地小、不危害既 有建筑物、不扰动地基土、整体性好,可适用于碎石土、砂土、粉土、黏性土、湿陷性黄 土、淤泥、淤泥质土、人工填土和岩石等各类地层。 30. 4. 5.1材料与机具 1. 材料 主要施工材料有钢筋、水泥、砂子、碎石、混凝土等。 2. 机具 主要施工机具有钻机、电焊机、切割机、注浆泵等。 30.4.5.2施工方法 1.施工流程 施工准备—钻孔—清孔—安放钢筋笼和注浆管—填灌碎石—注浆—拔注浆管—振捣桩 头—浇筑承台。 2.施工要点 30. 4 基础加固 S879 (1) 依据设计和规范要求,编制合理的施工方案,做好交底工作,制作加工好钢筋 笼、注浆管,合理选择起吊设备,尽可能一次起吊钢筋笼,平整施工工作面。 (2) 钻机就位后,按设计钻孔倾角和方位,调整钻机的方向和立轴的角度,钻机要求 安装牢固和平衡。 (3) 钻进到设计标高后进行清孔,控制供水压力的大小,直至孔口溢出清水为止。 (4) 用起吊设备起吊钢筋笼,钢筋笼应顺直,因大部分钻孔是斜孔,下钢筋笼时,以 人工配合,顺放钢筋笼至设计深度。在吊放钢筋笼的过程中,若发现缩颈、塌孔而使钢筋 笼下放困难时,应起吊钢筋笼,分析原因后进行扫孔。特殊环境可分节起吊钢筋笼,用机 械连接或焊接不断接长,施工时应尽量缩短吊放和焊接时间。 (5) 注浆管可采用直径20〜25mm无缝铁管,在接头处应采用内缩节,使外管壁光 滑,便于拔出,注浆管的管底口需用黑胶布或聚氯乙烯布封住。 (6) 钢筋笼和注浆管人孔后,应立即投人用水清洗过的粒径为5〜25_的碎石,如 果钻孔深度超过20m时,可分二次投人。碎石应计量投人孔口填料区,并轻摇钢筋笼, 促使石子下沉和密实,直至填满桩孔。填人量不应小于计算体积的0.9倍,在填灌过程中 应始终利用注浆管注水清孔。 (7) 注浆时应控制压力,使浆液均匀上冒(俗称升浆法)。注浆管可在注浆过程中随 注随拔,且须埋人水泥浆和水泥砂浆中2〜3m,以保证浆体质量。注人水泥浆和水泥砂浆 时,碎石孔隙中的泥浆,被比重较大的水泥浆和水泥砂浆所置换,直至水泥浆和水泥砂浆 从钻孔口溢出为止。注浆压力随桩长而增加,当桩长为20m时,其压力为0.3〜0.5 MPa;当桩长为30m时,其压力为0. 6〜0. 7 MPa。在注浆过程中,应对注浆管进行不定 时上下松动。注浆施工时,应采用间隔施工、间歇施工或增加速凝剂掺量等措施,以防止 出现相邻桩冒浆和串孔现象。树根桩施工不应出现缩颈和塌孔。 (8) 浆液材料通常采用P. Ο 42. 5或R Ο 52. 5普通硅酸盐水泥,砂料需过筛,配制 中可加人适量减水剂及早强剂。纯水泥浆的水灰比一般采用0.4〜0.55。水泥砂浆的水灰 比可控制在0.5〜0.6。由于压浆过程会引起振动,使桩顶部石子有一定数量的沉落,故 在整个压浆过程中,应逐渐投人石子至桩顶,当浆液泛出孔口,压浆方可结束。 (9) 注浆结束后,起拔注浆管,每拔lm必须补浆一次,直至拔出为止。拔出注浆管 之后,再往桩头加人水泥、砂子和石子,并在1〜2m范围内补充注浆,然后用细长软管 振动棒振捣密实。 (10) 树根桩用作承重、支护或托换^t,为使各根桩能联系成整体和加强刚度,通常 都需浇筑承台,应凿开树根桩桩顶混凝土,露出钢筋,锚人所浇筑的承台内。 (11) 为提高树根桩的承载力,采用二次注浆的成桩法,需放置二根注浆管。一般二 次注浆管做成花管形式,在管底口以上1.0m范围作成花管,其孔眼直径0.8cm,纵向四 排,间距10cm,然后用聚氯乙稀胶布封住,防止放管时泥浆水或第一次注浆时水泥浆进 人管内,注浆管一般是在钢筋笼内一起放到钻孔中。采用二次注浆工艺时,应在第一次注 浆达到初凝(一般控制在60min范围内)后,才能进行第二次注浆。二次注浆除要冲破 封口的聚氯乙烯胶布外,还要冲破初凝的水泥浆和水泥砂浆浆液的凝聚力并剪裂周围土 体,从而产生劈裂现象。第二次注浆压力一般为2〜4MPa。因此,用于二次注浆的注浆 泵额定压力不应低于4MPa。经二次注浆后,桩承载力一般可提高约25%〜40%。 30.4.5.3质量控制 30. 4 基础加固 S879 要点 (1) 桩位平面位置允许偏差±20mm,直桩垂直度和斜桩倾斜度偏差均应按设计要求 不得大于1%。 (2) 钢筋笼主筋间距允许偏差为± 10mm,长度允许偏差± 100mm,钢筋材质应满足 设计要求,箍筋间距允许偏差为±10mm。 (3) 每3〜6根桩应留一组试块,测定抗压强度,桩身强度应符合设计要求。 (4) 应采用载荷试验检验树根桩的竖向承载力,有条件时也可采用动测法检验桩身质 量,两者均应符合设计要求。 30.4.6坑式静压桩法 坑式静压桩法亦称压入桩或顶承静压桩,是在已开挖基础下的托换坑内,利用建筑物 上部结构自重做支撑反力,用千斤顶将预制好的钢管桩或钢筋混凝土桩段接长后逐段压入 土中的托换方法。坑式静压桩法是将坑式托换与桩式托换融为一体的托换方法,适用于淤 泥、淤泥质土、黏性土、粉土和人工填土等且地下水位较低的情况。 30.4.6.1材料与机具 1. 材料 主要材料有预制桩段、环氧树脂胶泥(砂浆)及硫磺胶泥(砂浆)等。 2. 机具 主要机具有油压千斤顶、高压油泵、电动葫芦、电焊机、切割机、空气压缩机、风 钻、风镐、配制环氧树脂胶泥(砂浆)及熬制硫磺胶泥(砂浆)用的器具等。 30.4.6.2施工方法 1. 施工流程 施工准备—开挖竖向导坑—开挖托换坑—托换压桩—接粧—封顶—回填托换坑及 导坑。 2. 施工要点 (1) 坑式静压桩是在既有建筑物基础底下进行施工作业,难度大且有一定的风险,施 工前应详细调査加固基础的环境条件,编制可行的施工方案,做好交底工作,准备完好的 施工机具与设备,采购合格材料,清理好压桩作业面,满足施工要求。 (2) 施工时先在被托换既有建筑的一侧,用人工或小型设备开挖一个比原有基础底面 深1.5m的竖向导坑。 ·: (3) 将竖向导坑朝横向扩展到基础梁、承台梁或基础板下,垂直开挖一个托换坑。对 不能直立的砂土或软土坑壁,进行适当支护;如坑内有水时,应在不扰动地基土的条件下 降水后施工;为保护既有建筑安全,托换坑不能连续开挖,必须进行间隔式开挖和托换 加固。 (4) 压桩托换时,先在托换坑内垂直放正第一节桩,并在桩顶上加钢垫板,再在钢垫 板上安装千斤顶及压力传感器,校正好桩的垂直度后,驱动千斤顶压桩,每压入一节桩, 再接上一节桩。当日开挖的托换坑应当日托换完成,切不可撤除千斤顶,决不可使基础梁 30. 4 基础加固 SS1 和承台梁处于悬空状态。压桩过程中,应随时注意使桩保持轴心受压,若有偏移,要及时 调整。 .(5)当钢管桩压桩到位后,要拧紧钢板垫上的大螺栓,即顶紧螺栓下的钢管桩。对钢 管桩,接桩可采用焊接;对钢筋混凝土桩,接桩可采用硫磺胶泥或焊接。接桩时应保证 上、下节桩的轴线一致,并尽可能地缩短接桩时间。 (1) 在压桩过程中,应随时记录压人深度及相应的桩阻力,并须随时校正桩的垂 直度。 (2) 对钢管桩,应根据工程要求,在钢管内浇筑C20微膨胀早强混凝土,最后用C30 混凝土将桩与原基础浇筑成整体。 (3) 对钢筋混凝土方桩,用C30微膨胀早强混凝土将桩与原基础浇筑成整体。当施 加预应力封桩时,可采用型钢支架,而后浇筑混凝土。 (4) 封顶回填时,应根据不同的工程类型,确定封顶回填的方案,通常在封顶混凝土 里掺加膨胀剂或预留空隙后填实的方法。 30.4.6. 3质星控制要点 (1) 桩位平面允许偏差为±20mm,桩节垂直度不得大于1 %的桩节长。 (2) 施工前应对成品桩做外观及强度检验,接桩用焊条或半成品硫磺胶泥应有产品合 格证书;压桩用千斤顶应进行标定后方可使用。硫磺胶泥半成品应每100kg做一组试件 (3件)进行试验。 (3) 粧尖应到达设计持力层深度,压桩力应达到《建筑地基基础设计规范》 (GB 50007)规定的单桩竖向承载力标准值的1.5倍,且持续时间不应少于5min。 (4) 压桩过程中应检査压力、桩垂直度、接粧间歇时间、桩的连接质量及压人深度。 30.4.7预压桩托换法 预压桩的设计思路是针对坑式静压桩的施工存在的问题而予以改进的工法。坑式静压 桩施工中在撤出千斤顶时,桩体会发生回弹,影响施工质量。预压桩能阻止坑式静压桩施 工中撤出千斤顶时压人桩的回弹,其方法是在撤出千斤顶之前,在被预压的桩顶与基础之 间加进一个楔紧的工字钢。预压桩主要适用于 黄土、湿陷性黄土、地下水位较高且建筑物荷 载不大的情况。施工示意见图30-2。 30. 4 基础加固 SS1 30.4.7.1材料与机具 1. 材料 主要材料有预制桩段、工字型钢、钢垫 板、环氧树脂胶泥(砂浆)及硫磺胶泥(砂 浆)等。 2. 机具 主要机具有油压千斤顶、高压油泵、电动 葫芦、电焊机、切割机、空气压缩机、风钻、 风镐、配制环氧树脂胶泥(砂浆)及熬制硫磺 胶泥(砂浆)用的器具等。 图30-2预压桩施工示意图 883 30 既有建筑鉴定与加固改造 ▼ ▼ ▼ ia) (b) (c) (d) 图30-3压胀式灌注粧浅层基础 处理施工图 U)桩杆;(b)压胀;(c)浇筑混凝土; (d)制作承台 30.4.7.2施工方法 1. 施工流程 施工准备—开挖竖向导坑—开挖托换坑—托换压桩—安装托换千斤顶—塞入钢柱及钢 垫板—托换千斤顶卸载至零—钢柱两端与桩顶和基底焊接牢固—回填—支模、浇筑混凝土 承台。 2. 施工要点 (1) 当钢管桩达到要求的设计深度,即可进行预压,如果是预制钢筋混凝土粧,则需 要等混凝土强度达到预压要求后才能进行预压。 (2) 用两个并排设置的千斤顶放在基础底和桩顶面之间,其间应能够安放楔紧的工字 钢钢柱。 (3) 加压至设计荷载的150%,保持荷载不变,等桩基础沉降稳定后(一个小时内沉降 量不增加被认为是稳定的),将一段工字钢竖放在两个千斤顶之间并打紧,这样就有一部分 荷载由工字钢承担,并有效地对桩体进行了预压,并阻止了其回弹,此时可将千斤顶撤出。 (4) 撤出千斤顶后,将混凝土灌注到基础底面,将粧顶与工字钢柱用混凝土包起来。 (5) 一般不采用闭口或实体的桩,因为桩顶的压力过高或桩端遇到障碍物时,闭口钢 管或预制混凝土难以顶进。 (6) 沉桩过程中,出现压力桩反常,桩身彳现斜,桩身或桩顶破损等异常情况时,应停 止沉桩,会同有关方面查明原因,并进行必要的处理后,方可继续进行施工。 30. 4. 7.3质量控制要点 (1) 施工前应对成品桩做外观及强度检验,接桩用焊条或半成品硫磺胶泥应有产品合 格证书;压桩用千斤顶应进行标定后方可使用。硫磺胶泥半成品应每100kg做一组试件 (3件)进行试验。 (2) 桩尖应到达设计持力层深度,压桩力应达到《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)规定的单桩竖向承载力标准值的1.5倍,且持续时间不应少于5min。 (3) 压桩过程中应检查压力、桩垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。 30.4.8其他基础加固技术 30.4.8.1灌注桩托换法 从目前国内工程实例来看,由于地层原因而无法使用静压成桩工法时,普遍采用的是 灌注粧托换法。灌注桩托换可分为浅层地基处理和深 层地基处理,其施工示意如图30-3、图30-4 883 30 既有建筑鉴定与加固改造 所示。 灌注桩托换的优点是能在密集建筑群而又不搬迁 的条件下进行施工,而且其施工占地面积较小,操作 灵活,能够根据工程的实际情况变动粧径和桩长。其 缺点是如何发挥桩端支撑力和改善泥浆的处理、回收 工作。 压胀式灌注桩用于基础托换工程,此种工法粧杆 材料是由薄钢板折叠制成,使用时靠注浆的压力张 开。在施工前要先行成孔,然后放入钻杆。若进行浅 30.4 基础加固 S&S 图30-4压胀式灌注桩深层基础处理施工图 (a)钻孔;(6)放包杆;(C)包杆与导管就位;W)压力注浆 层处理,则用气压将桩杆胀开,然后截去后浇筑混凝土而成粧的外露端头(图30-3);若 进行的是深层处理,则用压力注浆设备和导管,将粧杆胀开的同时,压入水泥砂浆而成粧 (图 30-4)。 30.4.8.2打入桩托换法 当地层中含有障碍物,或是上部结构较轻且条件较差而不能提供合适的千斤顶反力, 或是粧身设计较深而成本较高时,静压成桩法不再适用,此时可考虑采用打入桩进行托换 加固。 打入桩的粧体材料主要采用钢管粧,这是由于相比其他形式的桩,钢管桩更容易连 接,其接头可用铸钢的套管或焊接而成。常用的打桩设备是压缩空气锤,空气锤安装在叉 式装卸车或特制龙门导架上。导架的顶端是敞口的,这样可以更充分地利用有限的空间。 在打粧过程中,还需要在粧管内不断取土。如遇到障碍物时,可采用小型冲击式钻机,通 过开口钢管劈裂破碎或钻穿而将土取出。这种钻机可使钢管穿越最难穿透的卵石、碎石 层。在桩端达到设计土层深度时,则可以进行清孔和浇筑混凝土。 在所有的桩都按要求施工完成后,则可用搁置在桩上的托换梁(抬梁法或挑梁法托 换)或承台系统来支撑被托换的柱或墙,其荷载的传递是靠钢楔或千斤顶来转移的。 打入桩的另一个优点是钢管粧粧端是开口的,对桩周的土体排挤较少,所以对周围环 境影响不大。 30.4.8.3 沉井托换加固法 沉井托换加固法也是建筑物增层、纠偏时常用的方法。尤其是在场地比较狭窄的既有 建筑加固工程中,更有其明显的效果。 图30-5 U)为柱下条形基础,由于地基不均勻沉降造基础开裂,采用沉井托换加 固法支撑巳经开裂的条形基础。用千斤顶和挖土法支撑条基并使沉井下沉,达到设计标高 30.4 基础加固 S&S 后封底或全部灌填低强度等级素混凝土,然后将巳开裂的基础进行灌浆加固修复。 图30-5 (b)是采用沉井托换加固桩基础。由于单桩承载力不足,造成建筑物下沉, 或在增加荷载作用下,原柱基础承载力巳不能满足要求时,可在承台下开挖施工坑,并现 场浇筑沉井,分节下沉,用挖土法和千斤顶加压法,至计算标高后,清底并封底或全部充 填低强度等级素混凝土。 图30-5 (c)是采用沉井托换加固法修复巳断的桩基础。 # 30 既有建筑鉴定与加固改造 (α)柱下条基加固法; 图30-5沉井托换加固法 (6)沉井法加固粧基础;(C)沉井法修复已断粧基础 (a) 1 一墙体;2—条基;3—挖坑;4—沉井;5—填混凝土; (b) 1一沉井;2—原粧;3—基础;4—挖坑;(c) 1一沉井;2—原柱;3—基础;4—^体 30. 5 结构加固 30.5.1阻尼器 阻尼器是一种采用特殊阻尼材料制作的被动减振装置,通过与主体结构相连,利用其 阻尼特性耗散结构构件在地震或风振等作用下的能量,减轻结构的变形和损伤,改善既有 建筑的抗震性能。具有施工工艺简单,安装便捷,性能稳定,对建筑物的空间配置及外观 影响小,地震后检验修复及更换方便等优点。适用于需要减小地震或风等外部动力作用下 振动反应的钢结构、钢筋混凝土结构、劲性钢筋混凝土结构等类型的建筑物。 30.5.1.1材料与机具 1.阻尼器 根据阻尼材料和耗能机理不同,结构减振常用阻尼器有油阻尼器、黏滞阻尼器、黏弹 阻尼器、软钢阻尼器和摩擦阻尼器等多种类型。 (1) 油阻尼器、黏滞阻尼器:都属于流体体系阻尼器,利用阻尼器内流体惯性力耗散 结构振动能量的称为油阻尼器,利用阻尼器内流体黏滞力耗散结构振动能量的称为黏滞阻 尼器。油阻尼器构邊由油缸、活塞杆、调压阀、溢流阀等组成,通过油缸内活塞部分内藏 的阀门产生阻尼力,阻尼器用油有:精制矿物油、硅油等。黏滞阻尼器构造有由油缸、活 塞杆、活塞和硅流体组成的“流动阻抗型”和由外部钢板构成的墙形容器中注入高黏度的 黏滞体,并在外部钢板之间插入多层内部钢板组成的“剪切阻抗型”,其中“剪切阻抗型” 又分为墙型、多层型及旋转筒型。其黏滞体一般为烃类和丁焼类高分子材料。 (2) 黏弹阻尼器:黏弹阻尼器是采用黏弹性材料夹在两块平板之间使其产生剪切变形 的构造,当两块外部钢板产生相对平行位移时,黏弹性体产生剪切变形,有滞回特性的阻 抗力发挥作用达到吸收振动能量的目的。其构造类似于三明治,阻尼材料的主要成分一般 30. 5 结构加固 期5 为苯乙烯类合成橡胶和丙烯类黏弹性体,其与平板的结合,采用化学胶粘结和利用材料本 身固有的粘结等方式。 (1) 软钢阻尼器:利用软钢作为能量吸收材料,通过金属屈服(弹塑性变形)来耗散 振动输入能量,达到结构减振目的。其构造是采用软钢制作的平板钢支撑芯材和对其进行 防弯曲加固的一般钢管所构成,阻尼材料为阻尼器专用软钢。 (2) 摩擦阻尼器:通过受预紧力的两块固体之间的相对滑动所产生的摩擦力来耗散结 构振动能量,达到减振目的。其构造由发生装置、摩擦材料和对手材料组成,发生装置主 要有螺栓装置、环形装置等;阻尼材料主要有复合摩擦材料、金属类摩擦材料等。 1. 相关要求 (1) 阻尼器产品外观及相关性能应满足设计要求。 (2) 钢板、焊条等应符合设计及相关规范要求。板材切割、成孔应机械作业。 (3) 结构胶满足植筋的相关要求,高强度螺栓满足钢结构的相关规定。 2. 机具 主要机具设备有电锤、钢筋探测仪、磁力钻、电焊机、钢板矫平机、切割机、倒链、 水准仪等。 30. 5.1. 2阻尼器的设置形式及连接方法 1. 阻尼器的设置形式 阻尼器的设置形式有支撑型、墙型、剪切连接型、节点型、中间柱型、角撑型、悬臂 型、阶梯柱型、放大装置型等(图30-6)。 2. 阻尼器与结构连接 阻尼器与结构之间一般通过后置描板连接。设置在加固改造工程现浇结构上时,阻尼 器也可通过预埋件连接主体结构。后置锚板通过植筋塞焊或化学锚栓固定在主体结构上, 阻尼器通过焊接、铰接或高强度螺栓与后置铺板(或预埋件)连接。阻尼器的连接要利于 充分发挥其性能。 (1) 油阻尼器与结构的连接 油阻尼器的设置方式有支撑型、剪切连接型等,考虑连接部分的刚度、节点有无间隙 等因素,其连接有铰接和高强度螺栓连接两种。铰接是后置锚板上设置球面轴承后与阻尼 器连接,必须根据用途区分有间隙和无间隙的情况。在连接长度无富余的情况下采用高强 度螺栓连接,油阻尼器两端带球面轴承的法兰盘与后置锚板上设置的法兰盘用高强度螺栓 连接。 (2) 黏滞阻尼器与结构的连接 1) 流动阻抗式 流动阻抗式的设置方式有支撑型、剪切连接型等。与结构的连接设置中有采用两端面 轴承的铰接方式,也有采用单侧铰接、另侧螺栓固定的方式。 2) 剪切阻抗式 ①墙型、多层型 墙型、多层型黏滞阻尼器的设置方式一般为墙型,采用焊接或高强度螺栓与结构连 接。连接方法一般是连接在上下层的梁之间,垂直于水平接面设置,保证黏滞体表面必须 水平。 887 30 既有建筑鉴定与加固改造 887 30 既有建筑鉴定与加固改造 887 30 既有建筑鉴定与加固改造 图30-6阻尼器设置形式 (a)支撑型;(《墙型;(c)剪切连接型;W)节点型;(e)中间柱型;(/)角撑型; (g·)悬臂型;(《阶梯柱型;(i)放大装置型 887 30 既有建筑鉴定与加固改造 ②旋转筒型 旋转筒型一般设置在上下层的梁之间,形式有支撑型和剪切连接型。与结构的连接设 置中有较接、螺栓固定和焊接多种方式。对支撑型的情况,阻尼器速度放大部分应朝向支 撑构件的任一端部。对剪切连接型的情况,阻尼器速度放大部分应朝向柱的端部。 (1) 黏弹阻尼器与结构的连接方法 1) 剪切连接型、中间柱型、墙型 剪切连接型、中间柱型、墙型的黏弹阻尼器分别通过支撑构件、中间柱构件、墙式支 承构件、节点板连接到主体结构框架的梁、柱上。连接方法一般采用焊接或高强度螺栓, 当需对阻尼器进行更换时多采用高强度螺栓连接。 2) 支撑型 支撑型黏弹阻尼器通过节点板连接到框架的梁柱节点或梁中央。连接方法一般采用焊 接或高强度螺栓,有时也可采用铰接。当需对阻尼器进行更换时多采用高强度螺栓连接。 (2) 软钢阻尼器与结构的连接方法 软钢阻尼器与主体结构连接方法与一般钢结构构件大致相同,考虑到特殊情况下,构 件更换的可能性,常采用的是高强度螺栓连接。考虑到为防止主体结构和连接构件的变形 导致阻尼器发生附加弯曲变形时,也可采用铰连接和焊接。 30.5 结构加固 SS7 (5)摩擦阻尼器与结构的连接方法 摩擦阻尼器与主体结构的连接可采用具有内部摩擦装置的整体型支撑阻尼器通过高强 度螺栓、铰、现场焊接等的连接;剪切连接型阻尼器+支撑的连接;支撑与主结构连接部 分直接采用平板型摩擦阻尼器的连接,将平板型摩擦阻尼器组装在中间柱内的连接等。 30. 5.1. 3 施工方法 1.阻尼器在混凝土结构加固中的施工方法 (1) 工艺流程 施工准备测量放线—基层处理—后置锚板安装—阻尼器安装—验收及保养。 (2) 施工要点 1) 施工准备 ①根据设计图纸和生产厂家提供的操作使用说明书,准备阻尼器安装配件。 ②搭设操作平台,并拆除既有建筑中影响阻尼器安装的构配件。 ③对原结构梁、柱、板构件的轴线尺寸进行实测和检査,发现原结构有严重破损影 响阻尼器安装使用时,应及时反馈给相关方采取补强措施。 ④采用钢筋探测仪器探査原有混凝土结构内钢筋位置,并作出标记。 2) 测量放线 按设计图纸要求在施工面划定后置锚板(埋件)准确位置、植筋孔位等,用水准仪抄 测阻尼器的安装标高,轴线校核准确。标出植筋孔位,植筋位置与原结构钢筋位置冲突时 与设计协商调整。 3) 基层处理 剔除原结构装饰层及抹灰层,露出混凝土表面。检查混凝土质量情况,对于混凝土表 面有剥落、腐蚀、松动等现象时,将该部位剔凿至坚实基层后,用清水冲洗润湿,然后用 环氧砂浆进行修复。对于混凝土表面不平整的部位,用混凝土角磨机、砂纸等工具将表面 的凸起部位磨平。如混凝土构件存在裂缝的,裂缝部分应进行封闭或灌浆处理。 4) 后置锚板安装 后置锚板与结构的连接一般采用植筋塞焊或化学销栓固定的形式。 ①钻孔、植筋(化学螺栓) 植筋(化学螺栓)一般采用电锤钻孔,孔深及孔径按照设计要求,成孔深度、直径及 清理、植筋(化学错栓)等要求详见30. 5. 5 “混凝土钻孔植筋”的有关内容。 ②钢板成孔 为避免偏差,后置锚板一般采用后开孔的方式,即植筋(化学螺栓安装)完成后,将 构件上的实际孔位反映到描板上,用石笔画出钻孔位置,然后用磁力钻钻孔。 如采用植筋塞焊的方式,应先将钢板钻穿后扩孔。先用大于植筋直径4mm的钻头钻 孔,再用大钻头迸行扩孔,扩孔应扩成45°坡口。 ③锚板安装 后置锚板与钢筋采用塞焊连接时,应认真按坡口焊接的有关要求执行。每一焊道焊接 完成后应及时清理焊渣及表面飞概物,发现影响焊接质量的缺陷时,应清除后重新焊接。 钢板表面在焊接后应用角磨机磨平,打磨至光滑。锚板安装示意见图30-7。 采用化学锚栓固定时,按照设计要求预紧至相应力值,紧固螺栓。 30. 5 结构加固 889 钢板坡口加$ 图30-7后置锚板成孔及安装示意图 钢板与混凝土之间缝隙采用灌注结构胶填实或按设计要求进行处理。 1) 阻尼器安装 阻尼器与后置锚板的安装固定主要是焊接、铰接和高强度螺栓连接三种形式,其安装 方法类似钢结构安装,施工工艺可参照钢结构连接的相关章节执行。 ①焊接 a. 按设计图纸要求在施工面弹出阻尼器安装位置线。 b. 按照安装位置线将阻尼器吊装就位。在加固工程的施工中,因受场地条件限制, 阻尼器体型较大或较重时,可采用倒链吊装就位。在安装前应提前搭设吊装支撑架,或采 用在上层楼板设置吊钩固定倒链。 c. 焊接。阻尼器位置经检查无误后进行焊接作业,焊接工艺参见钢结构安装相关 内容。 d. 阻尼器与连接构件焊接时,应对称施焊,减少焊接变形。 e. 分层焊接。阻尼器焊缝应分层焊接,且每焊完一层,应用小锤将焊皮敲净,然后 继续焊接,直至焊缝饱满、均匀。 f. 焊缝检测。阻尼器在焊接完毕后应进行焊缝检测。可采用超声波探伤仪进行检测, 阻尼器安装焊缝为I级焊缝,需要进行100%焊缝检测。 图30-8阻尼器高强度螺栓连接图 ②铰接和高强度螺栓连接 铰接和高强度螺栓连接时,先将节点 板(法兰盘)与后置锚板焊接,然后节点 板(法兰盘)与阻尼器采用高强度铺栓连 接,见图30-8、图30-9。 a.节点板(法兰盘)安装 节点板(法兰盘)下料前,应进行现 场放样,保证开孔位置准确,并复核上下 节点板之间销轴孔的净距离无误后与后置 锚板焊接固定。 b-上下节点板焊接完成后,按照设计图纸要求,将阻尼器吊装就位,调整完毕后用 高强度螺栓将阻尼器的铰座与连接板连接,连接方法参见钢结构连接章节中相关内容。 2) 验收及保养 ①阻尼器安装完成后应对其设置位置、连接情况、外观等进行验收,验收合格后按 照设计要求进行防腐、防火处理。 ②阻尼器在使用期间,需定期进行检测和保养,保证其工作性能。 ③阻尼器在经历水灾、火灾或设计水平之上的地震、大风之后,需要对阻尼器进行 检査及性能检测,对已不能满足性能要求的阻尼器,需及时更换。 30. 5 结构加固 889 原结木t ^~L①锚“安装^~1 ©节丄板安装^~L ®阻尼器安装 原结构 原结构 30. 5 结构加固 889 图30-9高强度螺栓连接安装顺序 . 1. .阻尼器在钢结构加固中的施工方法 在钢结构的加固施工中,后置锚板安装一般直接与原钢结构构件进行焊接,然后再进 行阻尼器的安装固定,阻尼器的安装方法与在混凝土结构加固中的施工方法相同。 30.5.1.4质量控制要点 1. 质量要求 施工质量应符合《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145)、《钢结构工程施工质量验 收规范》(GB 50205)、《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》(JGJ82)的相关 规定并满足设计要求。 2. 质量检验 (1)阻尼器使用时需进行相关性能检验,其中包括阻尼器的基本特性及各种相关性, 性能检验应根据设计要求进行,主要试验项目有: 1) 油阻尼器 ①基本特性试验:检验位移时程和阻尼力,项目为阻尼力时程、阻尼力一位移关系、 第1阻尼力斜率、第2阻尼力斜率、等效黏滞阻尼系数、刚度。 ②相关性试验:包括频率相关性试验、环境温度相关性试验、微振动特性试验、循 环次数相关性试验。 ③其他试验:耐久性试验和耐火性试验。 2) 黏滞阻尼器 ①基本特性试验:检验阻尼力和滞回曲线的平滑性。 ②相关性试验:包括频率相关性试验、速度相关性试验、位移振幅相关性试验、温 度相关性试验。 ③其他试验:循环性能、老化性能、耐火性、耐热性、温度稳定性、耐候性、耐 水性。 3) 黏弹阻尼器 ①基本特性试验:储存弹性模量和损失系数。 ②相关性试验:包括应变相关性试验、频率相关性试验、温度相关性试验。 ③其他试验:疲劳曲线、老化性能、耐水性、耐候性、耐火性。 4) 软钢阻尼器 ①基本特性试验:滞回曲线、弹性刚度、第2刚度、屈服承载力、极限位移。 ②相关性试验:包括位移速度相关性试验、循环次数相关性试验、频率相关性试验。 30. 5 结构加固 S895 ③其他试验:疲劳曲线、累积塑性变形量。 5)摩擦阻尼器 ①基本特性试验:滞回曲线、刚度、摩擦荷载、最大荷载、平均摩擦荷载,起点位 移和第2刚度。 ②相关性试验:包括位移速度相关性试验、振幅相关性试验、频率相关性试验、温 度相关性试验。 ③其他试验:磨耗耐久、耐水性、耐候性、耐火性》 (2)阻尼器安装检查项目及方法如表30-6所示。 阻尼器的安装检验 表30·6 检查项目 检査数量 检査方法 控制标淮 设置位置 全数检查 外观检测 确认设置方向及产品类型 连接螺栓的紧固状况 全数检査 外观检测 螺栓数量无误,紧固螺栓无松弛 与建筑物的相互影响 全数检査 外观检测 是否存在阻碍阻尼器工作的障碍物 外观 全数检查 外观检测 涂层无脱落和生锈 保养 全数检查 外观检测 确认保养材料的状态 (1) 对钢构件的安装质量要求及检查 钢构件的检验按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205)执行。 (2) 植筋、化学锚栓等锚固件的质量检查 在施工现场同种环境下做抗拔试验,抗拔力应达到设计要求。 (3) 对高强度螺栓的安装质量要求及检查 需进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验,高强度螺栓连接副的施拧顺 序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》 (JGJ 82)的规定。 30.5.2增加竖向结构 增加竖向结构是提高既有建筑承载力及抗震性能的加固方法,常用于增层改造对原结 构的墙、柱进行加固或新增墙、柱构件以提高工程整体承载力,以及通过增加剪力墙将框 架结构变成框剪结构,改变原结构形式,提高既有建筑抗震性能。 增加竖向结构施工中涉及的加大构件截面、粘贴钢板、植筋等加固技术,在本章其他 节均有详述,因此,本节只侧重介绍增加竖向结构连接节点的做法》 30.5.2.1材料与机具 1.材料 (1) 混凝土 1) 混凝土应满足设计和相关规范的要求,其强度等级应比原结构构件提高一级,且 不低于C20,并适量添加膨胀剂。 2) 必要时可选用高强度灌浆料来替代混凝土。 · (2) 钢材 1)钢材的品种、质量和性能应满足设计和相关规范的要求。 2)钢材的连接方式、工艺等应满足设计和相关规范的要求。 2.机具 30. 5 结构加固 S895 主要施工机具有开洞用的水钻、拆除混凝土用的墙锯、打孔用的电锤等。 30.5.2.2施工方法 1. 局部置换混凝土 局部置换混凝土是指用合格的混凝土置换既有混凝土结构构件中存在裂损、蜂窝、孔 洞、夹渣、疏松或混凝土强度偏低等缺陷或劣化的混凝土,达到恢复结构基本功能的目的。 施工要点: (1) 置换前进行全部卸荷或部分卸荷,并进行施工阶段的结构强度验算。 (2) 将原构件缺陷或劣化混凝土别凿至密实部位,并将表面用花锤打毛或人工副出横 向沟槽,沟槽深度不宜小于6mm,间距为100〜150mm,除去浮渣、粉尘及松动的石子。 (3) 新旧混凝土结合面冲洗干净。混凝土浇筑前涂刷同等级水泥浆或界面剂,然后浇 筑混凝土。置换混凝土的强度等级应比原混凝土提高一级,且不应小于C25。 2. 增加柱节点连接 (1) 新加框架柱与原基础的连接 1) 当基础需要进行加固时,可结合基础加固一起考 虑,把新加纵向钢筋锚入加固基础内,并满足锚固长度要 求,见图30-10。 图30-10新加柱纵向钢筋锚人 原基础示意 1—原基础;2—基础加固部分; 3—新加柱纵筋;4一新加柱 2) 当原基础不需加固时,增加柱纵向钢筋可通过植 筋植人原基础。在原基础顶面新加柱部位凿毛,按新加纵 向钢筋位置钻孔植筋,植筋直径与新加纵筋相同,植人基 础深度不小于15倍钢筋直径,伸出基础的长度根据钢筋 的连接形式确定,并满足国家现行规范要求。 (2) 新加框架柱穿过中间楼层的连接 1) 新加柱纵向钢筋需穿过中间各楼层,无抗震要求时搭接位置可从各楼层板面开始; 有抗震要求时搭接位置应避开柱端箍筋加密区。 2) 新加纵向钢筋穿过楼层,其中间的钢筋与楼层梁相碰时,可采用绕梁而过。绕梁困 难时,可在梁上做钢套,将不能穿过楼板的纵向钢筋与钢套的角钢焊接,钢套侧面钢板截面 按未穿过楼板的钢筋进行等强代换来确定,见图30-11。 图 30-11 1一新加柱i ' (3)(增层时)新加框架柱与原框 架顶层的连接 - 1)当原框架柱承载力不能满足要 求需要加固时,在对原框架柱加固过程 中,将下层柱加固纵向钢筋穿过楼板作 为新加框架柱的纵向钢筋。 新加纵向钢筋与钢套连接示意 2—原梁;3—钢套;4—钢套角钢; 5—新加纵向钢筋 1—1 2)当原框架柱承载力满足要求不 需要加固时,可把原框架最顶层梁下一 段(避开不好焊接操作的部位)的柱表 面凿毛并露出需要连接的原柱内纵向钢 30. 5 结构加固 S895 筋,将新加柱的纵向钢筋伸到屋面以下与原柱纵向钢筋焊接 (单面焊10^,d为植筋直径),然后浇筑混凝土。也可把原柱顶 的混凝土保护层打掉,按新加柱纵向钢筋的位置钻孔植筋,植 人深度不宜小于为15山见图30-12。当原柱顶钢筋较多,钻孔 位置发生偏离时,可用角钢在原柱顶部位做钢套,将新加柱纵 向钢筋按设计位置焊接在钢套上。 3.增加墙节点连接 (1)增加剪力墙的做法要求 1) 剪力墙应设在框架柱之间并靠近框架轴线位置。剪力墙 的厚度不宜小于160mm,且不小于墙净高的1/20。 2) 钢筋采用双排钢筋,钢筋直径不应小于8mm,钢筋间距 图30-12新加柱柱脚纵向 钢筋植筋示意 1一原柱;2—新加柱;3—新 加柱纵筋;4一原柱顶混凝土 保护层剔凿面;5—新加纵筋 植人原柱中 一般为200mm、250mm,最大不宜大于300mm;双排钢筋之间的拉筋直径不宜小于 6mm,间距不应大于600mm。若有开洞应符合有关规定,并在洞口四周设置加强钢筋。 1) 与剪力墙连接的原框架梁、柱等构件,如有损伤或裂缝,应先进行修补处理后才 可施工剪力墙;原框架梁、柱与剪力墙的接触面应凿毛和清洁处理,在浇筑混凝土前涂刷 一道界面结合剂。 2) 增设剪力墙在底层应设有基础,并和两侧框架柱的基础可靠连接成整体,共同受 力。如剪力墙下为软弱地基,应进行地基处理,防止不均匀沉降。 (2)剪力墙与框架梁、柱的连接要求 可根据现场实际情况采取以下连接方式: 1) 植筋连接:适用于原框架梁、柱不需要加固的情况。植筋直径宜用10〜16mm, 植筋距梁、柱边缘不宜小于W为钢筋直径),排距不宜小于5山沿梁长、柱高方向的 间距可根据剪力墙钢筋的位置每隔1〜2根植筋,但不宜大于500_,两排植筋应梅花形 布置,植筋的总截面面积不得小于剪力墙各自方向钢筋截面面积的总和;植人梁柱的深度 不应小于10山锚入剪力墙内的长度不应小于4(W。植筋施工工艺参见30. 5. 5 “混凝土钻 孔植筋”的有关内容。 2) 焊接连接:适用于原框架梁、柱不需要加固的情况。施工时,把框架梁、柱与剪 力墙接触面的混凝土保护层凿开,并露出纵筋,根据剪力墙钢筋的位置,焊接连接短筋, 短筋的总截面面积不得小于剪力墙各自方向的钢筋面面积的总和,连接短筋锚人剪力墙 的长度不小于40山与梁、柱纵向钢筋单面焊不小于10山双面焊不小于51当剪力墙钢 筋与框架梁、柱内纵向钢筋有偏离时,可在剪力墙钢筋的端部按规范要求弯折。 3) 外包梁、柱连接:适用于框架梁、柱做围套的情况。剪力墙的竖向和水平钢筋分 别伸到框架梁、柱表面,在梁、柱的侧面另加钢筋绕过梁、柱锚入剪力墙内,相当于剪力 墙在梁、柱处加斜腋,斜腋的坡度为1 : 3, 绕过柱的斜腋钢筋的直径和间距与剪力墙的 水平钢筋相同,见图30-13;穿过楼板的斜 腋钢筋间距一般是剪力墙竖向钢筋间距的 1〜2倍,但不应大于lm,穿过楼板的斜腋 图30-13新加剪力墙包裹柱示意 30. 5 结构加固 S895 钢筋总截面面积不应少于剪力墙竖向钢筋截1 一斜腋;2—原柱;3—斜腋钢筋;4一新增剪力墙钢筋 面面积的总和,所有斜腋钢筋锚入剪力墙的长度不小于4CW,见图 30-14。 图30-14新加剪力墙 包裹梁示意 1一斜腋;2—原梁板; 3—斜腋钢筋;4一新增剪 力墙钢筋 4)锚入柱围套连接:适用于框架柱做围套的加固,剪力墙的 水平钢筋直接锚入围套内,错入长度为35d,与剪力墙连接一侧的 围套厚度不宜小于150mm。 4.墙体开洞、扩洞 (1) 按图纸设计要求测量确定墙体开洞、扩洞的位置,根据开 洞尺寸确定加固方法,并在墙体表面做出标记。 (2) 若洞宽度较大时,开洞、扩洞前要对洞上方的梁板进行临 时支撑。必要时要沿开洞方向搭设横梁进行临时支撑,待粘钢加固 完毕后再行拆除。 (3) 墙体开洞、扩洞时,先用静力切割将拆除部分墙体与保留 结构断开,再将切下的混凝土整体移除或就地进行破碎后清除。 (4) 开洞、扩洞的洞口混凝土应采用人工凿平,严禁用风镐等 振动大的机具进行剔凿。 (5) 开洞扩洞完成后,可按设计要求采用粘钢加固、粘碳纤维加固或在洞口四周增加 梁柱加固等方法进行加固处理。 (6) 拆弃的混凝土块体或瘡土应及时清运,严禁集中堆放在楼板上。 30.5.2.3质量控制要点 (1) 植筋施工应符合《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ 145)及设计要求的相关规 定,钻孔过程中严禁切断原受力钢筋,防止留下结构安全隐患。 (2) 钢筋的连接应符合《混凝土结构设计规范》(GB 50010)及设计要求。 (3) 混凝土施工质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)的 规定。 30.5.3碳纤维粘贴 碳纤维粘贴加固是指碳纤维材料通过胶粘剂(浸渍树脂)充分浸润、固化,完全粘结 固定在构件表面,形成坚韧的复合层,从而对被加固构件起到补强作用。要求被加固构件 的现场实测混凝土强度等级不低于C15,且混凝土表面的正拉粘结强度不低于1. 5MPa。 粘贴在混凝土构件表面的碳纤维,不得直接暴露于阳光或有害介质中,其表面应进行 防护处理。被加固的混凝土结构长期使用的环境温度不应高于6CTC,如果被加固结构处 于特殊环境(如高温、 30. 5 结构加固 S895 高湿、介质侵蚀、放射等)中,除按国家现行有关标准要求采取相 应防护措施外,还应采用耐环境因素作用的胶粘剂,并按专门的工艺要求进行粘贴。 30.5.3.1材料与机具 1.材料 (1)碳纤维 1) 碳纤维必须为连续纤维,应选用聚丙稀腈基(PAN基)12k或12k以下的小丝束 纤维,严禁使用大丝束纤维。 2) 碳纤维的安全性能指标应符合表30-7的要求。其抗拉强度标准值应根据置信水平 c=0.99、保证率为95 %的要求确定。 碳纤维复合材料安全性及适配性检验合格指标 表30-7 类别 单向织物(布) 条形板 项目 高强度工级 髙强度Π级 高强度I级 髙强度Π级 抗拉强度标准值/i.k (MPa) >3400 >3000 >2400 >2000 受拉弹性模量设(MPa) ^2.4X105 ^2.1X105 ^1.6X105 ^1.4X105 伸长率(%) >1.7 ^1.5 >1.7 >1.5 弯曲强度(MPa) >700 >600 — — 层间剪切强度(MPa) ^45 >35 ^50 >40 仰贴条件下纤维复合材料与 混凝土正拉粘结强度(MPa) >2.5,且为混凝土内聚破坏 纤维体积含量(%) — — ^65 ^55 单位面积质量(g/m2) <300 <300 — — 注:L形板的安全性及适配性检验合格指标按高强度Π级条形预成型板(条形板)采用。 3)承重结构的现场粘贴加固,严禁使用单位面积质量大于300g/m2的碳纤维织物或 预浸法生产的碳纤维织物。 (2)胶粘剂 1) 碳纤维配套用胶粘剂必须进行安全性能检验,其粘结抗剪强度标准值应根据置信 水平c=0. 99、保证率为95 %的要求确定。 2) 浸渍、粘结碳纤维的胶粘剂必须采用专门配套的改性环氧树脂胶粘剂,其安全性 能指标应符合表30-8的规定。承重结构加固工程中不得使用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂 等作浸渍、粘结胶粘剂。 碳纤维浸渍/粘结用胶粘剂安全性能指标 表30-8 性能项目 性能要求 试验方法标准 A级胶 B级胶 胶体性能 抗拉强度(MPa) >40 ^30 GB/T 2567 受拉弹性模量(MPa) >2500 .>1500 伸长率(%) ^1.5 弯曲强度(MPa) ^50 ^40 且不得呈脆性(碎裂状)破坏 抗压强度(MPa) ^70 钢一钢拉伸抗剪强度标准(MPa) ^14 ^10 GB/T 7124 粘结强度 钢一钢不均匀扯离强度(kN/m) >20 ^15 GJB 94 与混凝土的正拉粘结强度(MPa) >2.5,且为混凝土内聚破坏 GB 50367 附录 F 不挥发物含量(固体含量)(%) ^99 GB/T 2793 注:1. B级胶不用于粘贴预成型板; 30. 5 结构加固 S895 2. 表中的性能指标,除标有强度标准值外,均为平均值; 3. 当预成型板为仰面或立面粘贴时,其所使用胶粘剂的下垂度(4(TC)不应大于3mm; 4. 当按《胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》(GB/T7124)制备试件时,其加压养护应在 侧立状态下进行。 3)底胶和修补胶应与浸渍、粘结胶粘剂相适配,其安全性能应分别符合表30-9和表 30. 5 结构加固 899 30-10的要求。 底胶的安全性能指标 表 30-9 性能项目 性能要求 试验方法标准 钢一钢拉伸抗剪强度标准值(MPa) _ 当与A级胶匹配:>14 当与B级胶匹配:>10 GB/T7124 与混凝土的正拉粘结强度(MPa) ^2.5,且为混凝土内聚破坏 GB 50367 附录 F 不挥发物含量(固体含量)(%) >99 GB/T 2793 混合后初黏度(23°C时)(MPa*s) <6000 GB/T 22314 修补胶的安全性能指标 表30-10 性能项目 性能要求 试验方法标准 胶体抗拉强度(MPa) >30 GB/T 2567 胶体抗弯强度(MPa) >40,且不得呈脆性破坏 GB/T 2567 与混凝土的正拉粘结强度(MPa) >2.5,且为混凝土内聚破坏 GB 50367 附录 F 注:表中的性能指标均为平均值。 1) 碳纤维枯贴工艺有两种:一种是由配套底胶、修补胶和浸溃、粘结胶组成;另一 种为免底涂,且浸溃、粘结与修补兼用的单一胶粘剂;工艺应符合设计要求,当设计无要 求时,可根据工程需要任选一种。当选用免底涂胶粘剂时,厂商应出具免底涂胶枯剂的证 书,使用单位应留档备查。 2) 碳纤维粘贴用胶粘剂,应通过毒性检验,严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂, 严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。 2. 机具 碳纤维枯贴加固的机具设备主要有角磨机(金刚石碗磨)、吹风机、小台称、滚刷等, 可根据现场情况及施工面积、工期要求合理配置。 30. 5. 3. 2 施工方法 1. 工艺流程 r>25mm 1/ ^ / 图30-15被加固结 构转角处打磨示意 1—被加固构件;2—拟 粘贴的碳纤维 基面处理—底涂胶配制、涂刷—找平胶配制、修补混凝土表面不平整处—粘贴胶配 制、涂刷—粘贴第一层碳纤维布—粘贴第二层碳纤维布—表面防护。 2. 操作要点 (1) 基面处理 1) 按设计图尺寸要求进行放线定位。 2) 剔除混凝土表面疏松混凝土,修补混凝土内部的裂缝。 3) 打磨平整被粘贴的混凝土表面,露出混凝土结构新面。转角 处打磨成圆弧状,圆弧半径不小于25mm,见图30-15。 4) 将混辉土表面清理干净,去'除灰尘并保持混凝土表面干燥。 30. 5 结构加固 899 若混凝土表面有油污,可用棉纱蘸丙酮擦拭混凝土表面。 (1) 涂刷底涂胶 1) 按配合比准确计量配制底涂胶,搅拌均匀。 2) 用专用工具将底涂胶均勻涂抹在混凝土表面。待胶表面指触干燥时即可进行下一 步工序施工。 (2) 修补基面 1) 按配合比准确计量配制找平胶,揽拌均匀。填充料根据施工情况进行适量添加。 2) 用找平胶填补平整混凝土表面凹陷部位,且没有棱角。转角处用找平胶修整为光 滑的圆弧。 3) 待找平胶表面指触干燥时,即可进行下一步工序施工。 (3) 枯贴碳纤维布 1) 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。裁剪好的碳纤维布须成卷状妥善摆放,不得 展开铺在地上,防止污染。 裁剪及使用碳纤维片材时应尽量远离电源,与高压电线及输电线路要有可靠隔离 措施。 2) 配制粘结胶,严格按粘结胶配合比准确计量,搅拌均匀后涂抹于所要粘贴的混凝 土表面,再将裁剪好的碳纤维布贴到涂好加固部位。 配制胶粘剂的原料应密封C存。碳纤维片材的配套用胶及用丙酮时应远离火源,避免 阳光直接照射。 3) 用专用工具沿纤维方向多次涂刷,挤出气泡,使胶液充分浸透纤维布。涂刷时不 得损伤碳纤维布。 4) 多层粘贴时重复上述步骤,待纤维布表面指触干燥时,即可进行下一层的粘贴。 5) 在最后一·层的碳纤维布表面均勾涂抹粘结胶。 (4) 表面防护 在纤维布外表面粘贴洁净砂,增加碳纤维表面粗糙度,以保证防护材料与原有纤维布 之间有可靠的粘结。 30.5.3.3 质量控制要点 (1) 碳纤维片材及其配套胶进场时,必须有生产厂家提供的产品出厂合格证及质量证 明文件,各项性能指标应符合有关标准的规定。 (2) 每一道工序结束后,均按工艺要求进行检査,做好相关验收记录,如出现质量问 题,应立即返工。 (3) 大面积粘贴前需做样板,待相关材料现场复试验证后,方可大面积施工。为了确 保碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量,基底处理首先检查需加固部位本身的质量情况, 对不符合要求的部位应采取措施进行处理。 -. (4) 碳纤维与混凝土间的粘结质量,可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维表面的方法检 査,总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维的空鼓面积不大于10000mm2时,允许采 用注射法充胶修复;当空鼓面积大于10000mm2时,应割除修补,重新粘贴等量的碳纤 维。粘贴时,其受力方向(顺纹方向)每端的搭接长度不应小于200mm;若枯贴层数超 过3层,该搭接长度不运小于300mm;对非受力方向(横纹方向)每边的搭接长度可取 为 100mm。 (5) 严格控制施工现场的温度和湿度,冬期施工要有可靠的保证措施。' 30. 5 结构加固 899 (1) 碳纤维片材和配套胶粘剂按规范规定进行现场取样复试。 碳纤维粘贴施工质量现场检验按规范要求进行拉拔试验,现场检验应在已完成碳纤 维粘贴加固的结构表面上进行。取样原则:按实际粘贴碳纤维加固结构表面面积计, 500m2以下取一组试样,500〜1000m2取两组试样,1000m2以上工程每1000m2取两 组试样 (7)施工质量应符合《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》(CECS146)的 规定。 30.5.4钢板粘贴 ' 钢板枯贴加固法是用胶粘剂将钢板粘贴在混凝土构件表面,以提高原构件的承载能力 的加固方法。粘贴施工时,应采取措施卸除作用在被加固结构上的全部或大部分活荷载。 钢板粘贴加固按工艺分为直接粘贴钢板加固和灌注粘贴钢板加固两种。直接粘贴钢板 加固是用政粘剂直接将钢板粘贴在被加固构件混凝土表面。如果钢板不能在粘贴施工前完 成焊接,则应采用灌注粘贴铜板加固。灌注粘贴钢板加固是先将钢板安装到被加固构件混 凝土表面,焊接完成后用封缝胶密封钢板边緣与混凝土间、钢板间的所有缝隙,并留出灌 胶嘴和排气嘴,最后将胶粘剂灌满钢板与混凝土间的间隙,完成粘钢加固。 _粘贴在混凝土构件表面的钢板,其外表面应进行防锈蚀处理,表面防锈蚀材料对钢 板及胶粘剂应无害。被加固的混凝土结构长期使用的环境温度不应高于60°C,如果被加 固结构处于特殊环境(如高温、高湿、介质侵蚀、放射等)中,除按国家现行有关标准 的要求采取相应的防护措施外,还应采用耐环境因素作用的胶粘剂,并按专门的工艺要 求粘贴。 30.5.4.1材料与机具 1·材料 (1) 钢材 1) 钢材的品种、质量和性能应满足设计和相关规范的要求。. 2) 钢材的连接方式、工艺等应满足设计和相关规范的要求。 (2) 粘钢胶粘剂 1) 粘贴钢板的胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂,其安全性能指标必 须符合表30-11的规定。 2) 粘钢用胶粘剂必须进行安全性能检验。检验时,其粘结抗剪强度标准值应根据置 信水平c=0. 90、保证率为95%的要求确定。 粘钢用胶粘剂安全性能指标 表30-11 性能项目 ' ;; ■' . 性能要求 试验方法标准 A级胶 B级胶· 抗拉强度(MPa) ^30 , >25 受拉弹性模量(MPa) >3. 5X103 (3.ΌΧ103) 胶体性能 伸长率(%) >1.3 ^1.0 GB/T 2567 抗弯强度(MPa) >45 ^35 且不得呈脆性(碎裂状)破坏 -抗压强度(MPa) >65. 绫表 性能项目 性能要求 试验方法标准 30. 5 结构加固 899 A级胶 B级胶 钢一钢拉伸抗剪强度标准值(MPa) >15 >12 GB/T 7124 粘结能力 钢一钢不均匀扯离强度(kN/m) >16 >12 GJB 94 钢一钢粘结抗拉强度(MPa) >33 >25 GB/T 6329 与混凝土的正拉粘结强度(MPa) >2.5,且为混凝土内聚破坏 GB 50367 附录 F 不挥发物含量(固体含量)(%) >99 GB/T 2793::; 注:表中括号内的受拉弹性模量指标仅用于灌注粘结型胶粘剂。_ 3)混凝土结构加固用粘钢胶粘剂,应通过毒性检验。对完全固化的胶粘剂,其检验 结果应符合实际无毒卫生等级的要求。严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂,严禁掺加 挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。 (3)混凝土基材 若采用粘贴钢板加固,被加固混凝土结构实测混凝土强度等级不得低于C1.5,且混凝 土表面的正拉粘结强度不得低于1. 5MPa。 风化混凝土、严重裂损混凝土、不密实混凝土、结构抹灰层、装饰层等均不得作为粘 贴基面。 2.机具 粘贴钢板加固的机具设备主要有角磨机(金刚石碗磨)、吹风机、空压机、等离子切 割机、剪板机、钢筋探测仪、电锤、台钻、注胶泵、小台称、电焊机等,可根据现场情况 及施工面积、工期要求合理配置。 30.5.4.2施工方法 1.粘贴钢板加固 (1) 工艺流程 定位放线—混凝土基面处理—钢板加工—确定锚栓位置、钻孔—预安装—混凝土基面 再清理—钢板除锈、表面清理—配制胶粘剂—粘贴钢板—固化养护。 (2) 操作要点 1) 定位放线 根据施工图纸要求及现场具体情况,确定钢板的数量、规格、粘贴位置。 2) 混凝土基面处理 ... 剔除加固区域结构表面装饰层、抹灰层等直至混凝土结构层,对粘合面凸凹较大的部 位用凿子将凸面打平,用角磨机打磨混凝土粘合面,直至露出坚硬新茬,要求混凝土基面 平整度<2mm/m。打磨区各边比粘钢区宜大20mm。 打磨好后用钢丝刷或无油空压机清除表面浮灰,如发现构件表面有蜂窝麻面缺陷,要 将疏松混凝土剔除,用胶粘剂填补平整。如果混凝土表面有油污或其他污染,可用脱脂棉 蘸丙酮进行清洗、擦拭,达到手触无灰尘无油污为止。 3) 钢板加工 按设计要求及现场构件实际尺寸统计钢板的尺寸、接头位置和数量,列表作为钢板的 30. 5 结构加固 903 下料单。钢板下料应按实际尺寸下料,钢板加工时采取措施防止窄条钢板翘曲变形,一旦 产生变形必须事先调直调平,成形钢板要做出标识堆放在坚实平整的地面上,钢板搬运过 程中,要保证钢板不变形。 钢板长度不够时可采用等强度焊接接长,钢板焊接全部采用等强全溶焊缝,焊接要求 和焊缝质量要符合规范的有关要求。钢板焊接前要做焊接试件,合格后方可大批量焊接。 1) 确定错栓位置、钻孔 根据设计要求,在混凝土表面确定锚栓位置并钻孔,钻孔前用钢筋探测仪探明钻孔处 是否有受力钢筋,若遇钢筋可作适当调整,孔深、孔径根据固定锚栓的规格而定,成孔后 用高压空气吹净孔内浮尘。然后按混凝土表面钻孔的位置量测到钢板上,并在钢板上对应 位置成孔。 2) 预安装 将固定锚栓安装好,再将钢板安装到粘贴位置,钢板与混凝土面就位线要吻合,且平 整度要符合要求。如果不符合要求,要对混凝土面再进行处理,直至合格为止。 3) 混凝土表面再清理 再次对混凝土表面进行清理,清除干净浮尘。粘钢时保持混凝土表面干净干燥,无油 污、浮尘等杂物。 4) 钢板除锈、表面清理 采用平砂轮打磨钢板粘贴面,直至出现金属光泽,打磨纹路要与钢板受力方向垂直。 并对钢板粘贴面进行除镑、清洗,要求表面干净无尘无污染。禁止使用镑蚀严重的钢板。 5) 配制胶粘剂 粘钢用胶粘剂均由甲、乙两组份组成。应严格按照产品说明书要求的比例准确计量、 分份配制、搅拌均匀。配好的胶要在固化前用完。 6) 粘贴钢板 钢板粘贴前,用抹灰刀将配制好的胶粘剂同时均匀地涂抹在钢板或混凝土表面,涂抹 厚度为1〜3mm,中间厚,两边薄。然后将钢板粘贴于预定位置,用锚栓紧固施压,也可 用可调支撑进行加压支撑,使胶粘剂从钢板边缘挤出。并用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板, 如无空洞声,表示已粘贴密实。否则要剥下钢板,重新补胶粘贴。 7) 固化养护 粘钢后在一5〜0Ό固化养护48h,0Ό以上固化时间为24h即可,三天达到受力使用 要求。固化期内不得在粘贴好的构件上走动、堆放重物或其他作业,严禁扰动粘钢构件。 8) 清理 粘贴钢板达到受力条件后,拆除加压支撑,并及时进行清理。剔除挤出的胶粘剂残渣 并磨平钢板侧楞和胶的毛刺,清除其他杂物,检查粘钢质量。 2.灌胶粘贴钢板加固 (1) 工艺流程 定位放线—混凝土基面处理—钢材加工—确定锚栓位置、钻孔—安装固定锚栓—混凝 土基面清理—钢材除锈、清理—安装钢板、焊接—密封钢材边缘与混凝土间缝隙—灌注胶 粘剂一固化养护。 (2) 操作要点 1) 定位放线 根据施工图纸要求及现场具体情况,确定钢板的数量、规格、粘贴位置。. 30. 5 结构加固 903 1) 混凝土基面处理 剔除加固区域结构表面装饰层、抹灰层等直至混凝土结构层,对粘贴面凸凹较大的部 位用凿子将凸面打平,用角磨机打磨混凝土粘合面,直至露出坚硬新槎。打磨区各边比粘 钢区宜大20mm。 用钢丝刷或无油空压机清除混凝土表面的浮灰,如发现构件表面有蜂窝麻面缺陷,要 将疏松混凝土副除。如果混凝土表面有油污或其他污染,可用脱脂棉蘸丙酮进行清洗、擦 拭,达到手触无灰尘无油污为止。 2) 钢板加工 按设计要求及现场构件实际尺寸统计钢板的尺寸、接头位置和数量,列表作为钢板的 下料单。钢板下料应按实际尺寸下料,钢板加工时采取措施防止窄条钢板翅曲变形,一旦 产生变形必须事先调直调平,成形钢板要做出标识堆放在坚实平整的地面上,钢板搬运过 程中,要保证钢板不变形。 3) 确定固定锚栓位置、钻孔 在混凝土表面确定锚栓位置并钻孔,钻孔前用钢筋探测仪探明钻孔处是否有受力钢 筋,若遇钢筋可作适当调整,孔深、孔径根据固定锚栓的规格而定,成孔后用高压空气吹 净孔内浮尘。然后按混凝土表面钻孔的位置量测到钢板上,并在钢板上对应位置成孔。 4) 混凝土基面再清理 再次对混凝土表面进行清理,清除干净浮尘,粘钢时保持混凝土表面干净干燥,无油 污、浮尘等杂物。 5) 钢板除诱、清理 采用角磨机打磨钢材粘贴面,直至出现金属光泽,打磨纹路要与钢材受力方向垂直。 并对钢材粘贴面进行除锈、清洗,要求表面干净无尘无污染。禁止使用锈蚀严重的钢板。 6) 安装钢板、焊接 按设计要求安装钢板,拧紧锚栓固定钢板,将需连接的钢板焊接好。钢材焊接采用等 强全溶焊缝,焊接要求和焊缝质量要符合有关规范要求。 钢材焊接前要做焊接试件,合格后方可进行焊接,电焊工要持证上岗。 7) 密封钢材边缘与混凝土间缝隙 用密封胶粘剂将钢板与混凝土间的缝隙及固定锚栓的孔隙密闭严密,并根据钢板的尺 寸大小,安装足够的灌浆嘴和排气孔。待胶粘剂固化后进行密封情况检查,对未密封好的 部位再补胶,直至全部密封。 8) 灌注胶粘剂 粘钢灌注胶粘剂由甲、乙两种组分组成。配制使用时必须严格按照产品说明书要求的 比例进行准确计量、分伤、配制、搅拌均匀。配好的胶要在固化前用完。 用专用灌胶设备将配制好的灌注胶粘剂从下向上(或从一端向另一端)进行灌注,当 相邻的排气孔出胶后,将正灌注的灌胶嘴密封,把出胶的排气孔作为灌浆嘴继续灌胶,依 次进行直至灌完。灌胶过程中要检查是否有漏胶的情况,若有漏胶现象则立即停止灌胶, 将漏胶部位封闭严密后方可继续灌胶。灌胶结束后要及时检査灌胶效果,若发现有漏灌的 情况,及时打孔补灌。 9) 固化养护 固化期内不得在粘贴好的构件上走动、堆放重物或其他作业,严禁扰动粘钢构件。低 于常温时,固化时间随温度降低而延长。 30. 5 结构加固 903 1) 检查验收 粘钢结束后及时清理混凝土表面。剔除胶粘剂残渣并磨平钢板侧楞和胶的毛刺,清除 其他杂物。清理完毕后,再用小锤轻轻敲击钢板进行检查,从声音判断灌胶效果。发现漏 灌面积大于规范规定时,要钻孔补灌。 30.5.4.3质量控制要点 (1) 钢板及胶粘剂应有出厂合格证及质量证明文件,并按规范要求进行复试,合格后 方可使用。 (2) 施工质量应符合按《混凝土结构加固技术规范》(CECS25)的规定。 (3) 基面打磨要尽可能平整,混凝土表面要清理干净,并保持干燥。基底处理要彻 底,不能只停留在构件的表面处理。对于老结构,先检查是否有空鼓、裂缝等现象,粘钢 前应采取相应措施保证粘贴质量。 (4) 在灌注胶粘剂前要将钢板四周的所有缝隙封堵严密,防止有漏胶粘剂的现象 发生。 . (5) 对于重大工程,尚需抽样进行荷载试验,一般仅作标准使用荷载试验,即将卸去 的荷载重新全部加上,其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。 30.5.5混凝土钻孔植筋 植筋是指将胶粘剂灌注于已清洁好的基材(混凝土)孔中,然后把钢筋(或螺杆)植 埋于孔中与胶粘剂粘结固化于基材中。植筋部位的混凝土不得有缺陷,新增构件为悬挑结 构构件的,其原构件混凝土强度等级不得低于C25;新增构件为非悬挑结构构件的,其原 构件混凝土强度等级不得低于C20。 采用植筋锚固的混凝土结构,其长期使用环境温度不应高于60°C。处于特殊环境 (如高温、高湿、介质腐蚀等)的混凝土结构植筋时,除应按国家现行有关标准的规定采 取相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂。 30. 5. 5.1材料与机具 1.材料 (1)钢材 1) 钢材的品种、质量和性能应满足设计和相关规范的要求。 2) 当植埋钢螺杆时,钢螺杆应符合下列规定: ①应采用锚人部位有螺纹或全螺纹的螺杆,不得采用锚人部位无螺纹的螺杆; ②螺杆的钢材等级应为Q345级或Q235级; ③螺杆的质量应符合《低合金高强度结构钢》(GB/T1591)和《碳素结构钢》(GB/ T 700)的规定。 3) 当植埋锚栓时,锚栓的钢材性能指标应符合表30-12或表30-13的规定。 碳素钢及合金钢锚栓的钢材安全性能指标 表30-12 性能等级 4.8 5.8 6.8 8.8 抗拉强度标准值/stk (MPa) 400. 500 600 800 屈服强度标准值/yk或/s.0.2k (MPa) 320 400 480 640 伸长率灸(%) 14 10 8 12 注:性能等级 4. 8 表示:/stk = 400MPa; /yk//s,k = 0. 8。 不锈钢锚栓的钢材安全性能指标 表30-13 30. 5 结构加固 903 性能等级 50 70 80 螺纹公称直径d (mm) <39 <24 <24 抗拉强度标准值/stk (MPa) '500 700 800 屈服强度标准值/yk或/s,Q.2k (MPa) 210 450 600 伸长率办(mm) 0. 6d 0.4d 0. 3d 4)当植埋钢筋时,植筋用钢筋的质量和规格应符合现行国家标准的规定。 (2)植筋锚固胶 1) 植筋锚固胶必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂或改性乙烯基脂类锚固胶 (包括改性氨基甲酸酯锚固胶),按其基本性哮分为A级胶和B级胶;对重要结构、悬挑 构件、承受动力作用的结构、构件,或植筋直径大于22mm时应采用A级胶;对一般结 构可采用A级胶或B级胶。 2) 植筋锚固胶按使用形态可分为管装式、现场配制式、机械注入式等,应根据使用 对象的特征和现场条件合理选用。 3) 植筋锚固胶必须进行安全性能检验。检验时,其粘结抗剪强度标准值应根据置信 水平c=0.90、保证率为95%的要求确定。 4) 植筋锚固胶的性能指标应符合表30-14的规定。植筋锚固胶中的填料必须在工厂 制胶时添加,严禁在施工现场掺入。 植筋锚固用胶粘剂安全性能指标 表30-14 性能项 @ 性能要求 试验方法标准: A级胶 B级胶 劈裂抗拉强度(MPa) >8.5 ^7.0 GB 50367 附录 G 胶体性能 抗弯强度(MPa) >50 ^40 GB/T 2567 抗压强度(MPa) >60 GB/T 2567 钢套筒拉伸抗剪强度标准值(MPa) >16 >13 GB 50367 附录 J 粘结能力 约束拉拔条件下带肋钢筋 与混凝土的粘结强度(MPa) C30、φ 25, /—150mm C60、φ. 25, /=125mm ^11.0 ^17.0 >8.5 >14.0 GB 50367 附录 J 不挥发物含量(固体含量)(%) >99 GB/T 2793 注:1.表中各项性能指标,除标有强度标准值外,均为平均值。 2. 表中I为钢筋植人混凝土构件的植人深度。 3. 当按现行国家标准《树脂浇铸体性能试验方法》(GB/T 2567) _进行胶体抗弯强度试验时,其试件的厚度A 应改为8mm。 30.5 结构加固 9Q3 5)混凝土结构加固用植筋锚固胶,应通过毒性检验,对完全固化的植筋锚固胶,其 检验结果应符合实际无毒卫生等级的要求。严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化胶,严禁 掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。 (3)混凝土基材 1) 混凝土基材应坚实可靠且具有较大体量,能承担对被连接件的锚固和传递的荷载。 2) 风化混凝土、严重裂损混凝土、不密实混凝土、结构抹灰层、装饰层等均不得作 为锚固基材。 3) 混凝土基材的强度等级不应低于C20。 2. 机具 : 主要机具设备有水钻、电锤、吹风机、空压机、钢筋探测仪、注胶泵、小台秤等,根 据现场情况及施工面积、工期要求合理配置。 30. 5. 5. 2 :施工方法 1 .工艺流程 定位放线—钻孔—清孔—钢筋或螺杆处理—注胶—插入钢筋(或螺杆)—固定养护。 流程图本见图30-16。 钻孔 清孔 清孔 注胶 图30-16植筋工艺流程图 植筋 2 .操作要点 定位 (1) 测量放线、 按设计要求进行测量定位,并在混凝土表面标出钻孔的位置。要求植筋钻孔最小间距 不小于5厶最小边距不小于W为植入钢筋直径或螺杆外径)。 钻孔前应用钢筋探测仪探测钻孔处混凝土内部是否有受力钢筋,若有受力钢筋,则必 须调整钻孔位置以避开钢筋,防止钻孔过程中切断原受力钢筋。 (2)钻孔 根据钻孔直径、现场条件可选用电锤或水钻进行钻孔,钻孔直径和深度按设计要求确 定,若设计无要求时可参照表30-15来确定。钻孔深度允许偏差为0〜20mm,垂直度允 许偏差为5°,位置允许偏差为5mm。 各种直径钢筋的钻孔直径和深度对应表 表 30-15 钢筋直径d (mm) 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 钻孔直径(mm) 14 16 18 20 22 25 28 32 35 40 钻孔深度(mm) 100〜150 120〜180 140〜210 160〜320 180〜360 260〜400 300〜440 375〜500 420〜560 460〜640 (3)清孔 30.5 结构加固 9Q3 若电锤钻孔,先用高压空气将孔内的粉尘吹出,再用毛刷或棉纱进行擦拭,重复以上 30. 5 结构加固 907 操作直至清理干净孔壁。 . 若用水钻钻孔,可用高压空气吹出孔内的粉尘及积水,再用毛刷或棉纱进衍擦拭;也 可先用高压水冲洗孔壁,再用棉纱吸干孔内的水,最后晾干孔壁,必要时可対孔壁进行烘 烤,保证植筋施工时孔壁干燥。 (4) 钢筋(螺杆)处理:加工植筋用钢筋,将钢筋截成植筋设计长度。对钢筋植筋端 进行除锈,若钢筋上有油污,则用清洗剂对植筋端进行清洗并晾干。 植筋用螺栓,先用清洗剂清洗干净螺杆植筋端,然后用胶带对螺栓外露部分进行包 裹,以防植筋锚固胶粘到螺栓丝扣上,影响螺母安装。 (5) 注胶:将注胶管伸入到孔底,从孔底开始注胶,直至注满孔深的2/3左右。 (6) 插入钢筋(螺杆钢筋(螺ff)插入注好植筋锚固胶的孔内,边插边按一个 方向旋转,确保旋达孔底。 (7) 固定养护:钢筋(螺杆)插好后,等待锚固胶固化,期间不得扰动钢筋(螺杆)。 30.5.5.3 质量控制要点 (1) 施工前,应确认植筋锚固胶、钢筋(螺杆)的产品合格证、出广检验报告,各项 性能指标应符合有关标准的规定。 (2) 严格按照产品说明书使用植筋锚固胶,若现场配制锚固胶,应按配合比准确计 量,配胶由专人进行,搅拌均匀,配好的胶要在规定的时间内用完(25Ό条件下约 40min)。植筋锚固胶配制时称量、搅拌用容器应保持清洁,切忌有水滴入盛胶容器内。 (3) 钻孔深度、孔径、钢筋(螺杆)处理、配胶等均要按设计要求及材料、工艺要求 进行,专人验收,合格后方可进行下一步工序施工。 (4) 确保养护质量,养护期间严禁扰动植埋好的钢筋(螺杆)。 (5) 钢材和植筋锚固胶按规范规定进行现场取样复试。 植筋(螺杆)施工质量现场检验按规范要求进行拉拔试验,现场检验可根据结构构件 的重要性或设计要求进行破坏性抽样检验,也可进行非破损抽样检验。'若受现场条件限 制,无法进行原位取样检验时,也可进行模拟试件检验。 (6) 植筋质量现场检验抽样时,应以同品种、同规格、同强度等级的,安装于锚固部 位基本相同的同类构件为一检验批,并从每一检验批中进行抽样。取样原则:对#要结构 构件,应按其检验批植筋总数的3%,且不少于5件进行随机抽样;对一般结构构件,应 按其检验批植筋总数的1%,且不少于3件进行随机抽样。 (7) 施工质量应符合《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145)、《建筑结构加固工程 施工质量验收规范》(GB 50550)及每计要求。 二 ’: 30. 5. 6高强麼化学螺栓 高强度化学螺栓锚固是指用化学药剂将高强度螺检锚園在基材(混凝土)中的后锚固 连接方式,适于锚固在普通混凝土承重结构,不能锚固在轻质混凝土及严重风化的结构。 采用高强度化学螺栓时,重要构件混凝土强度等级不应低于C30,一般构件混凝土强度等 级不应低于C20。 30.5.6.1 材料与机具 1.材料 30. 5 结构加固 907 化学螺栓:由药剂管、螺管、垫圈及螺母组成。螺杆、垫圈、螺母一般有镀锌和不镀 锌两种,药剂管内药剂有反应树脂、固化剂和右英颗粒等成分。 2.机具 ...... 主要机具设备有水钻、电锤:、吹风机、空压机、钢筋探测仪、手枪钻等,可根据现场 情况及施工面积、工期要求合理配置。 30.5.6.2:· ' 施工方法— 1;.工艺流程 ;钻孔—清孔—置人药剂管—钻入螺杆—凝胶固化—安装被固定物。 2. 操作要点 . (1) 钻孔:根据设计要求,按图纸间距、边距定好位置,在混凝土中进行钻孔,钻孔 直径、深度按设计化学螺栓型号确定,钻孔深度一般大于锚固深 度。化学螺栓型号的选择要满足锚固厚度的要求。 (2) 清孔:用高压空气或手持式风机将孔内浮尘清除,保持 孔内洁净。 (3) 置入药剂管:将药剂管插入洁净的孔中,保证药剂管中 的树脂在室温条件下能像蜂蜜一样流动。 (4) 旋入螺杆:用低速电钻旋入螺杆,药剂管破碎,树脂、 固化剂和石英颗粒混合,并填充螺栓与孔壁间的孔隙,直至螺杆 3>17 插至预定深度为止,这时应有药剂流出,见图3017。 (5) 凝胶固化:螺杆插人到孔底后,调整好角度,保持不动,静待药剂固化。凝胶硬 化时间不低于表30-16的要求。 化学螺栓凝胶固化时间 表 30~16 温度rc) •初凝时间(min) 固化时间(d) —5〜0 60 15 0〜10 30 10 10 〜20 20 5 20 〜40 8 3 30.5.6.3质量控制要点 (1) 材料进场应有化学螺栓的产品合格证、出厂检验报告,各项性能指标应符合有关 标准的规定。化学螺栓的间距、边距、构件厚度等数据以厂家提供的技术参数为准。 (2) 钻孔时,.宜使用与化学螺栓相匹配的钻头,钻孔时不得损伤原混凝土中的钢筋。 必要时可用钢筋探测仪探测钢筋位置,钻孔若遇钢筋可作适当的调整以避开原有钢筋。 (3) 化学螺栓施工质量现场检验按规范要求进行拉拔试验,现场检验可根据结构构件 的重要性或设计要求进行破坏性抽样检验,也可进行非破损抽样检验。若受现场条件限 制,无法进行原位取样检验时,也可进行模拟试件检验。 30. 5 结构加固 907 (1) 现场检验抽样时,应以同品种、同规格、同强度等级、安装于锚固部位基本相同 的同类构件为一检验批,并从每一检验批中抽样。取样原则:应按其检验批植筋总数的 1%,且不少于3件进行随机抽样。 (2) 施工质量应符合《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ 145)及设计要求。 30.5.7喷射混凝土 喷射混凝土由喷射砂浆发展而来,它是利用压缩空气或其他动力,将按一定配比拌制 的混凝土混合物,沿管路输送至喷头处,以较高速度垂直喷射于受喷面,依赖喷射过程中 水泥与骨料的连续撞击压密而形成的一种混凝土。 喷射混凝土加固施工技术常用于加大构件截面施工,可以省去支模、浇筑和拆模工序, 将混凝土的搅拌、输送、浇筑和捣实合为一道工序,具有与基层粘接力强(新旧结构粘接抗 拉强度接近于混凝土的内聚抗拉强度)、加快施工进度、强度增长快、密实性良好、施工准 备简单、适应性较强、应用范围较广、施工技术易掌握、工程投资较少等优点,缺点是施工 厚度不易掌握、回弹量较大、表面不平整、劳动条件较差需用专门的施工机械等。 30.5.7.1材料与机具 1.原材料 (1) 水泥:优先采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥;也可采用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质 硅酸盐水泥。强度等级应不低于32. 5MPa。水泥性能应符合国家现行有关水泥标准的规 定。当有防腐、耐高温等要求时,应采用特种水泥。 (2) 骨料:喷射混凝土用的骨料及其质量,除应符合国家现行有关标准的规定外,尚 应符合下列要求: 1) 细骨料应采用坚硬耐久性好的中粗砂,细度模数不宜小于2. 5,使用时砂子含水 率宜控制在5%〜7%。 2) 粗骨料应采用坚硬耐久性好的卵石或碎石,粒径不应大于12mm。当使用短纤维 材料时,粗骨料粒径不应大于10mm。不得使用含有活性二氧化硅制成的粗骨料。粗骨料 的级配宜采用连续级配,且应满足表30-17的要求。 粗骨料通过筛径的累计重量百分率(%) 表30-17 筛网孔径(mm) 0.15 0. 3 0. 6 1.2 3. 5 5. 0 10. 0 12. 0 优 5〜7 10 〜15 17 〜22 23 〜31 35 〜43 50 〜60 73 〜82 100 良 4〜8 5〜22 13 〜31 18 〜41 26 〜54 40 〜70 62 〜90 100 3)粗骨料的材质应满足表30-18的要求。 喷射混凝土用粗骨料的材质要求 表30·18 项目 石子 砂子* 砕石 卵石 — 岩石试块(边长>50_的立方体)在饱和状态下的抗压 5SK强度与喷射混凝土抗压强度设计强度之比不小于(%) 200 —_ — 软弱颗粒含量按重量计不大于(%) '—; 5 ■— 针状、片状颗粒含量按重量计不大于(%) 15 15 ■— 泥土杂物含量(用冲洗法试验)按重量计不大于(%) — 1 3 有机质含量(用比色法试验) 颜色不深于标准色,如深于标准色,则对混 凝土进行强度试验加以复核 30. 5 结构加固 907 注:.1.对有抗冻性能要求的喷射混凝土,所采用的碎石和卵石,除符合上述要求外,尚应有足够的坚实性,即在 硫酸钠溶液中浸泡至饱和又使其干燥,反复循环5次后,其重量损失不得超过10%;,. 2.石子中不得掺人煅烧过的白云石或石灰石块,碎石中不宜含有石粉,卵石中不得含有石粉,卵石中也不得 含有黏土团块或冲洗不掉的黏土薄膜。 30. 5 结构加固 919 1) 喷射混凝土拌合用水的水质与普通混凝土相同,必须符合《混凝土用水标准》 (JGJ 63)的规定。不得采用污水、pH值小于4的酸性水、硫酸盐按SCT含量大于水重 1 %的水和海水等。 2) 砌体结构加固用的混凝土,当采用预拌混凝土时,其所掺的粉煤灰应是I级灰, 且其烧失量不应大于5%。 (1) 外加剂 1) 当掺加速凝剂时,应采用无机盐类速凝剂,并与水泥相容,初凝时间不超过 5min,终凝时间不应超过lOmin,掺量宜为水泥重量的2%〜4%。 2) 当掺加增黏剂(黏稠剂)时,增黏剂性能应能满足相关要求,过期变质的不得使 用,不得对混凝土性能有不良影响。 3) 膨胀剂掺量应按说明书使用,最佳掺量应通过试验确定。 (2) 短纤维材料 1) 当掺加钢纤维时,钢纤维直径宜为0_ 25〜0. 4mm,长度宜为20〜25mm,抗拉强 度不应低于380MPa,掺量宜为1%〜1.5% (按混凝土体积计)。 2) 当掺加合成短纤维时,短纤维不能含有杂质或被污染,纤度不小于13. 5dtex (g/ lO^m); (dtex是分特,纤维纤度国际单位),单丝拉断力不小于3·5Χ10_2Ν,长度为 12〜19mm,具有良好的耐酸、耐碱性和化学稳定性、耐老化性能,分散性好,不结团, 每立方米混凝土掺量宜为0. 6〜0. 9kg。 2. 配合比 (1) 喷射混凝土的配合比宜通过试配试喷确定。其强度应符合设计要求,且应满足节 约水泥、回弹量少、黏附性好等要求。喷射混凝土的胶(水泥)骨(砂+石子)比宜为 1: (3. 5〜4. 5),砂率宜为0.45〜0.55,水灰比宜为0. 4〜0. 5。施工中,由于粗骨料易 于回弹,故受喷面上的实际配合比中水泥含量较高。 (2) 喷射混凝土的抗压强度一般可达20〜35MPa,轴心抗拉强度约为抗压强度的 8. 5%〜10.2%,抗弯强度约为抗压强度的15%〜20%,抗剪强度一般在3〜6. 5MPa,与 旧混凝土的黏结强度一般在1.0〜2. 5MPa,弹性模量在(2. 16〜2. 85) X 104MPa,抗渗 指标一般在0.5〜3.2MPa (抗渗等级可达P8),抗冻性良好(抗冻等级可达F200〜 F300)。 (3) 当喷射混凝土掺入外加剂和短纤维时,其掺量、配合比和搅拌时间应通过试配试 喷确定。加入合成短纤维可与水泥、粗细骨料一起搅拌,搅拌时间延长20s。 3. 施工机具 喷射混凝土的施工机具,包括混凝土喷射机(分干式和湿式两类)、喷嘴、混凝土搅 拌机、上料装置、动力及JC水容器等。 30.5.7.2施工方法 1.施工准备 (1) 喷射混凝土加固修复工程施工前应编制施工方案。 (2) 加固修复结构构件的表面,应按下列方法处理: 1)混凝土结构的表面必须清除装饰层,露出原结构层后进行凿毛处理,再用压缩空 气和水交替冲洗干净; 2)对砌体结构表面,除清除装饰层外,还应对受浸蚀砌体或疏松灰缝进行处理。灰 缝的处 30. 5 结构加固 919 理深度宜为10_。 (1) 当结构加固部位的配筋有锈蚀现象时,钢筋表面应除锈;当结构中钢筋锈蚀造成 的截面面积削弱达原截面的1/12以上时,应补配钢筋。 (2) 喷射混凝土前应支设边框模板。边框模板应牢固。在大面积加固时应设置喷射厚 度标志,其间距宜为1000〜1500mm。 (3) 喷射混凝土前应对空压机、喷射机进行试运转。经检验运转正常后,应对混凝土 ' 拌合料输送管道进行送风试验、对水管进行通水试验、不得出现漏风、漏水情况。 (4) 在喷射作业前,应检查结构加固配筋与锚固件的连接是否牢固可靠。 (5) 当喷射机司机与喷射手不能直接联系时,应配备联络装置。 (6) 作业区应有良好的通风和照明。 (7) 采用湿法喷射时,宜备有液态速凝剂并应检查速凝剂的泵送及计量装置性能。 2-喷射作业 (1) 喷射作业的好坏直接影响混凝土强度的高低和均匀与否。喷射作业时,必须调整 好喷射空气压力、水压力和水量大小、喷射角度、喷射距离、喷射顺序和喷射头的移动轨 迹、喷射段高、喷射和找平的配合作业等。 (2) 在喷射作业前应对受喷表面进行喷水湿润。喷射作业应按施工技术方案要求分 片、分段进行,且应按先侧面后顶面的喷射顺序自下而上施工。 (3) 当设计的加固修复厚度大于70mm时,可分层喷射。一次喷射厚度可按表30-19 的规定选用。对于砌体结构采用喷射混凝土加固时,外加面层的截面厚度不应小 于 5 0mm ο 素喷混凝土一次喷射厚度(mm) 表30-19 喷射方法 部位 配 比 成分 不掺速凝剂 掺速凝剂 干法 侧立面 50 〜70 70 〜100 顶面 30 〜40 50 〜60 湿法 侧立面 — 80 〜150 顶面 — 60 〜100 (4) 当分层喷射时,前后两层喷射的时间间隔不应少于混凝土的终凝时间。当在混凝 土终凝lh后再进行喷射时,应先喷水湿润前一层混凝土的表面。当在间隔时间内,前层 混凝土表面有污染时,应先采用风、水清洗干净。 (5) 为了控制喷射厚度,一般在喷射之前,制作标志筋或者贴灰饼,喷射作业完成后 由抹灰工及时用刮尺找平以满足抹灰的要求。 (6) 用于喷射混凝土作业的台架,必须牢固可靠,并应设置安全护栏。 (7) 钢纤维喷射混凝土施工中,应采取措施防止钢纤维扎伤操作人员。 (8) 当采用大风压处理堵管故障时,应先停风关机将输料软管顺直,并锤击管路堵塞 部位,使输塞料松散;加大风压清除堵塞料时,操作人员必须紧按喷头。喷头前方不得有 人,疏通管道的风压不得超过0. 4MPa。 (9) 喷射混凝土时,应采用湿喷。对于干法喷射混凝土,应采用综合方法减少粉尘。 (10) 混凝土喷射操作应遵守下列规定: 30. 5 结构加固 919 1) 混凝土喷射射手必须经过专业培训方可上岗; 2) 应保持喷头具有良好的工作性能;施工中应经常检查输料管、接头和出料弯头的 磨损情况。当有磨薄、击穿或松脱等现象时应及时处理。 3) 喷头与受喷面应基本垂直,喷射距离宜保持0. 6〜1. 0m; 4) 干法喷射时,喷射手应控制好水灰比,保持喷射混凝土表面平整,湿润光泽,无 干块滑移、流淌现象; 5) 应控制喷射混凝土作业的回弹率,墙面不宜大于20%,楼板(向上喷射)或拱面 不宜大于30%。落地回弹料宜及时收集并打碎,防止结块。回弹料应过筛分类,其粒径 满足表30-17粗骨料通过筛径的累计重量百分率(%)要求的可再利用,已污染的回弹料 不得再用于结构加固。 (1) 喷射混凝土的养护应遵守下列规定: 1) 喷射混凝土厚度达到设计要求后,应刮抹修平,修平应在混凝土初凝后及时进行, 修平时不得扰动新鲜混凝土的内部结构及其与棊层的粘结; 2) 待最后一层喷射混凝土终凝2h后,应保湿养护,养护时间不应少于14d; 3) 当气温低于+ 5°C时,不宜喷水养护,应采取保水养护。 (2) 冬期施工应遵守下列规定: 1) 喷射作业区的气温不应低于+5 2) 混合料进人喷射机的温度不应低于+5 3) 喷射混凝土强度在下列数值时不得受冻: ①普通硅酸盐水泥配制的喷射混凝土低于设计强度等级30%时; ②矿猹硅酸盐水泥配制的喷射混凝土低于设计强度等级40 %时。 30.5.7.3 质量控制要点 (1) 喷射混凝土的原材料检验应遵守下列规定: 1) 每批材料均应进行质量检查,合格后方可使用: ①水泥进场时必须有质量合格证明书,并应对其品种、级别、包装或散装仓号、出 厂曰期等进行检査。当发现问题时应进行复检,并按其复检结果使用; ②进场的粗、细骨料应有质量合格证明,按批进行现场检验,符合质量要求方可 使用; ③当喷射混凝土施工使用非饮用水时,应对水质进行检验,其中的pH值和水中硫 酸盐按sor的含量,应符合规范要求,不能采用污水和海水; ④夕卜加剂的质量应符合现行国家标准的要求,外加剂的品种和掺量应根据对喷射混 凝土性能的要求、施工和气候条件、喷射混凝土所采用的原材料及其配合比等因素,根据 相关规定确定。 2) 喷射混凝土混合料配合比及拌合均匀性,每工作班的检查次数不宜少于两次,条 件变化时,应及时检查。 (2) 喷射混凝土加固层厚度的检验方法及允许偏差应符合下列规定: 1)喷射混凝土施工时,可用测针、预埋短钢筋和砂浆饼厚度标志等方法控制喷射层 30. 5 结构加固 919 原柱结构断面 30. 5 结构加固 919 上铁 5^^—— 墙水平 箍筋 分布筋 腫 下铁 连梁宽 图30-18加大钢筋混凝土截面示意图 型钢柱箍、Φ 14及以上规格通丝对拉螺杆等;钢筋、 质量证明书,符合设计要求和国家现行规范的规定。 厚度。当无厚度检控标志时,应在喷射施工结束后8h以内钻孔检査喷射加固层厚度; 2) 喷射混凝土加固层厚度的检查部位,应根据不同构件的加固面确定。检查点间距 不得大于2m,单个构件每一加固面的检査点不宜少于3个; 3) 喷射混凝土加固层厚度允许偏差值为:+8mm或一5mm。当设计有特殊规定时, 应符合其规定的值,但设计规定的允许偏差值,不得大于相关规范规程要求的规定值。 (3) 喷射混凝土强度的检验应遵守下列规定: 1) 喷射混凝土必须进行抗压强度试验,当设计有特殊要求时,应增做相应性能要求 的试验。 2) 采用同材料、同配合比、同喷射工艺的喷射混凝土可划分为一个验收批,在同一 验收批中,每一工作班每50m3或小于50m3混凝土应至少制取一组(3块)用于检验混 凝土强度的试块。 · 3) 用于检验喷射混凝土抗压强度的试块,应在喷射现场随机制取。 4) 喷射混凝土抗压强度是指在与实际工程相同的条件下,向规定尺寸的模具中喷筑 混凝土板件,并在标准养护条件下养护28d后,切割成边长100mm的立方块试块或钻取 成Φ lOOmmX 100mm的芯样试块,用标准试验方法测得的极限抗压强度。 (4) 每组3个试块应在同一批混凝土喷筑的同一板件上制取,对有明显缺陷的试块应 予舍弃。 (5) 喷射混凝土强度的合格判定应按承重构件和非承重构件分别进行。 (6) 当对喷射混凝土试块强度的代表性有怀疑时,可采用直接从喷射混凝土构件上钻 取样芯的方法,对受检构件喷射混凝土的强度进行推定。 (7) 结构加固修复工程竣工后,应按设计要求和质量合格条件进行分项工程验收。 30. 5. 8加大混凝土截面 加大混凝土截面加固法是在原结构构件外增加(大)钢筋混凝土截面,使之与原结构 形成整体,共同受力,达到提高构件承载力和满足正常使用要求的加固方法。 一般来说,加大混凝土截面壁 厚较薄,见图30-18,采用喷射混 凝土施工更加可行。但当加大截面 的混凝土强度等级>C35,喷射混 凝土难于满足要求时,宜采用支模 浇筑混凝 30. 5 结构加固 919 土的施工方法。 30.5.8.1材料与机具 1.材料 主要材料:钢筋、混凝土、模 板、木方、Φ 48X3. 5钢管、扣件、 商品混凝土等工程实体材料应具有 2.机具 主荽机具有錾子、电锤、水钻、钢筋加工机械(切断机、调直机、套丝机等)、木加 30. 5 结构加固 919 工机械(电锯、电刨等)、振捣棒、钢钎等。 30. 5. 8. 2施工方法 1. 工艺流程 基层处理—钢筋制安—模板支设—混凝土浇筑—混凝土养护。 2. 施工要点 (1) 基层处理 对需要加大截面的混凝土构件表面装饰层、抹灰层等劍除干净,并用錾子凿毛。原结 构构件混凝土强度等级较高凿毛困难时,可以采用打沟槽的方式,沟槽深度不宜小于 6mm,间距不大于箍筋间距及200mm。打掉混凝土棱角,并除去浮渣和尘土,以保证新 旧混凝土结合良好。 ‘ 剔凿前应先对增大构件截面外边线(与其他构件相连部位)弹线,顺线用切割机切至 原结构件混凝土表层下约10mm深,然后剔毛原结构加大截面的结合部位,避免剔凿时 混凝土崩裂豁缺伤及非加大截面而增大支模难度,同时减少修复工作。 (2) 钢筋制安 1) 加大截面的纵向受力钢筋,可采取植筋、锚入加大截面、穿越原结构构件、焊接 等多种形式与原结构相连,应符合设计和现行规范要求。 2) 下料前,应充分熟悉图纸和既有建筑的现状,对于贯通纵筋,要计算钢筋接头的 部位并考虑现场连接时的可操作性。受空间限制钢筋机械连接无法实施时,应满足焊接接 头的相关规定。 3) 箍筋批量制作前,应先进行试套。检查既有结构构件是否妨碍箍筋入位,如需调 整箍筋形式,应办理设计变更。 4) 施工前,对原结构构件的实际尺寸、偏差、钢筋位置进行实测实量,根据设计图 纸推算加大截面的钢筋排布,需要调整时,需征得设计人员同意。 5) 受既有结构限制,钢筋接头位置、锚固长度等难以满足现行规范要求时,要与设 计、甲方、监理沟通,达成一致处理意见。 (3) 模板支设 1) 为了适应加大截面的各种状态和组拼方便,宜采用木模板。 2) 加大截面加固施工,截面加大尺寸较小而钢筋较粗,致使混凝土浇筑振捣尤为困 难。当无法实施插入式振捣时,需要通过敲打模板背愣等措施加强外部振捣,因此,模板 的强度、刚度、稳定性比新建工程要求更高。 ①加大混凝土截面柱模板宜用型钢柱箍加通丝螺杆加固,通丝对拉螺杆规格不应小 于Φ14。第一道柱箍离地<250mm,其余间距以不大于500mm为宜。外侧设置钢管斜撑 加固模板,斜撑的设置数量根据模板的高度确定,间距以1〜2m为宜。 ②加大混凝土截面墙模板必须设置穿越原结构构件墙体的对拉螺栓,水平和竖向间 距 30. 5 结构加固 919 宜<500mm。当层高较高时,模板支撑可分别支顶于楼板和顶板上,.以确保支撑稳定。 ③模板背楞宜比新建工程同类构件的模板背楞适当加密。 1) .竖向构件加大截面的模板宜一次支设到顶。层高较高时,可在模板侧面沿高度方 向每隔2m和水平方向每隔lm留置混凝土浇筑口。浇筑口宜统一规格,孔口模板做成活 动盖板的形式,待混凝土浇筑至孔口部位,将孔口模板盖上,用两道柱箍或钢管背楞锁 紧,防止孔口模板歪斜。根据混凝土的浇筑进程,:从下至上依次封堵饶筑口模板。 (4)混凝土浇筑 1) 浇筑前用水冲洗并充分润湿表面,打沟槽的混凝土表面用界面剂进行表面处理。 2) 宜采用自密实混凝土或扩展度大的细石混凝土,通过试配确定配合比,混凝土坍 落度宜大于200_。大面积施工前,先选择1〜2个代表性构件饶筑混凝土,验证施工方 案的可行性,获取混凝土施工相关数据,积累经验教训,为顺利开展大面积施工创造 条件。 3) 浇筑混凝土前,先浇筑同强度等级的砂浆封闭墙脚和柱脚,砂浆铺筑厚度约 为 50mm。 4) 混凝土应严格分层浇筑,每层浇筑高度不宜超过300mm,待下层混凝土振捣密 实,方可浇筑上层混凝土。混凝土的振捣可采取内外振摘相结合的方式。当不能进行插入 式振捣时,可从对称的两个面敲击柱箍、背楞等方式加强外部振捣混凝土,外部振捣严禁 直接敲击模板。 5)混凝土应从顶板浇筑口(或模板两侧浇筑口)对称下料,见图30-19。接近板底 时,相邻孔口应相间作为浇筑口和出气口,力Π强浇筑口混凝土振捣,直至出气口混凝土翻 浆至与原结构板面平。避免相邻孔口同时浇筑导致模内闭气影响混凝土质量。 图30-19加大截面构件顶板混凝土浇筑的设置 加大截面构件上口顶着梁底时,宜在结合处设置簸箕口,混凝土浇筑至突出构件 30〜50mm,侧模拆除后剔除多余部分。; 6)施工过程中,严禁对自密实混凝土或高流动性细石混凝土加水,避免混凝土离析:, 影响混凝土强度。需要添加外加剂时,应在技术人员指导下进行。 (5)混凝土养护 加大混凝土截面构件宜包裹(缓拆模板、外包塑料薄膜等)养护,也可涂刷养护剂养 护。包裹应严密,保湿养护时间不少于14d。 30.5.8.3质量控制要点 (1) 合理安排施工顺序,由底层向顶层组织加固施工。 30. 5 结构加固 919 (1) 严格控制钢筋制作和安装的施工质量,钢筋连接应符合《混凝土结构设计规范》 (GB 50010),及设计要求。 (2) 模板应拼缝严密、支撑牢固,强度、刚度、稳定性及制作安装质量应满足《混凝 土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)的规定。 (3) 混凝土应符合设计要求并有良好的扩展度,浇筑时禁止加水和擅自添加外加剂, 施工质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)的规定。 (4) 植筋施工应符合《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ 145)及设计要求的相关规 定,钻孔过程中严禁切断原受力钢筋,防止留下结构安全隐患。 30.5.9体外预应力 . - :: ■ 体外预应力加固法分为预应力筋(束)加固法和预应力拉杆横向收紧加固法(包括水 平拉杆加固法、下撑式拉杆加固法和组合式拉杆加固法)两种。预应力筋(束)加固法是 指将经过防腐处理的带有外套管的高强度低松弛钢绞线布置于被加固构件体外,通过千斤 顶张拉钢绞线达到加固目的的一种加固方法;预应力拉杆横向收紧加固法通常采用的是 HPB235级钢筋或HRB335级钢筋作为补强拉杆布置于被加固构件上,通过人工横向收紧 产生预应力而达到加固的目的。 由于预应力拉杆横向收紧加固法施加的预应力值较低,只能用于加固单跨钢筋混凝土 梁或屋架,且长期条件下,钢筋松她后预应力损失较大以及钢筋锈蚀严重等原因使其加固 作用减小,近年来在加固工程中很少应用。本节主要介绍体外预应力筋(束)加固法。 近20多年来,采用高强度低松弛预应力钢绞线进行体外预应力加固工程的应用较多, 其适用范围非常广泛,既可用于预应力桥梁、特种结构和建筑工程结构等新建结构,也可 用于既有钢筋混凝土结构、钢结构或其他结构类型的加固与改造等工程。与传统的预应力 筋布置于混凝土截面内的体内预应力结构相比,体外预应力筋(束)是布置在结构截面之 外的一种预应力筋,通过与结构构件相连的锚固端块和转向块将预应力传递到结构上。 体外预应力束在加固改造工程的应用中具有以下优点: (1) 能在结构使用期内检测、维护和更换; (2) 减小结构尺寸,减轻结构自重; (3) 体外束形简单_,一般为折线布置,摩阻损失小;. (4) 由于体外预应力束自身材质的特点可以连续跨布束,加强了结构的整体性; (5) 提高结构刚度和承载能力,适用于加固不能满足正常使用极限状态和承载能力极 限状态的结构; (6) 由于原有结构梁的强度可以充分利用,且只需要对结构本身进行加固,柱子和基 础可以不做加固处理,所以加固费用较低; (7) 体外束施工方便,工期短,质量易保证。 目前,体外预应力技术主要用于预制节段拼装梁桥、钢结构拉索、混凝土结构加固与 改造等,具有广阔的发展前景。 30.5.9.1材料与机具 1. 混凝土 : 体外预应力加固的原结构混凝土强度不应低于C30。 30. 5 结构加固 919 1. 体外预应力筋的种类 (1) 单根有(无)粘结束:带HDPE (高密度聚乙烯或聚丙烯套管材料,以下简称 HDPE)套管、钢套管或其他套管的单根有(无)粘结束。 (2) 多根有(无)粘结束:带HDPE套管、钢套管或其他套管内的多根有(无)粘 结束。 (3) 无粘结钢绞线多层防护束:带HDPE套管、钢套管或其他材料套管,套管内可 采取灌浆与不灌浆两种方式。 (4) 多层防护的热挤聚乙烯成品体外预应力束:工厂加工制作的成品束,包括热挤聚 乙烯高强钢丝拉索,热挤聚乙烯钢绞线拉索。 (5) 双层徐塑多根无粘结筋带状束:在单根无粘结筋的基础上,开发的多根并联式双 层涂塑预应力筋。 (6) 体外束预应力筋可选用镀锌预应力筋、环氧涂层钢绞线、缓粘结预应力钢绞线、 精轧螺纹钢筋和钢拉杆等。 3.对体外预应力束的材料要求 (1) 预应力钢材 1) 预应力筋的技术性能应符合现行国家标准,并应附有钢绞线生产厂家提供的产品 质量证明文件以及检测报告。 2) 体外预应力束折线筋应按《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224)附录B偏斜拉 伸试验方法确定其力学性能。 3) 设计和施工对体外预应力筋的特殊要求。 (2) 护套(HDPE用于无粘结和缓粘结预应力筋) 1) 体外预应力束的护套和连接接头应完全密闭防水,护套应能承受l.ON/mm2的内 压,在使用期内应有可靠的耐久性。 2) 体外预应力束护套应能抵抗运输、安装和使用过程中所受到的各种作用力。 3) 体外预应力束护套的原料应与预应力筋和防腐蚀材料具有兼容性。 4) 体外预应力束护套的原料应采用挤塑型高密度聚乙烯树脂,其质量应符合《高密 度聚乙烯树脂》(GB/T 1115)的规定。 5) 在建筑工程中,应采取必要防火保护措施,以符合设计要求的耐火性技术指标。 (3) 外套管(HDPE) 体外预应力束用的外套管(HDPE)原料应采用吹塑型高密度聚乙烯树脂,其质量应 符合《高密度聚乙烯树脂》(GB/T1115)的规定。 体外束的外套管,可选用高密度聚乙烯管(HDPE)或镀锌钢管。钢管壁厚宜为管径 的1/40,且不应小于2mm。HDPE管壁厚:对波纹管不宜小于2mm,对光圆管不宜小于 2〜5mm,且应具有抗紫外线功能。 体外束的外套管应同时满足上述护套(HDPE)要求。 (4) 防腐蚀材料 无粘结预应力钢绞线束多层防腐蚀体系由多根平行的无粘结预应力筋组成,外套高密 度聚乙烯管或镀锌钢管,管内应采用水泥灌浆或防腐油脂保护。体外束的防腐蚀材料应符 30. 5 结构加固 919 合下列要求: 1)对于水泥基浆体材料,其原浆浆体的质量要求应符合现行国家标准《混凝土结构 工程施工质量验收规范》(GB 50204)的规定,且应能填满外套管和连续包裹无粘结预应 力筋的全长,并使气泡含量最小。 2) 专用防腐油脂的质量要求符合《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》(JG 3007)的 规定。 3) 采用防腐化合物如专用防腐油脂等填充管道时,除应遵守有关标准规定的温度 和内压外,在管道和防腐化合物之间,因温度变化发生的效应不得对钢绞线产生腐蚀 作用。 4) 工厂制作的体外预应力束防腐蚀材料,在加工制作、运输、安装和张拉等过程中, 应能保持稳定性、柔性和无裂缝,.并在所要求的温度范围内不流淌。 5) 防腐蚀材料的耐久性能指标应能满足体外预应力束所处的环境类别和相应设计使 用年限的要求。 2. 对选择锚固体系的要求 (1) 体外束的锚固体系、在锚固区体外束与锚固装置的连接应符合下列规定: 1) 体外束的锚固体系应按使用环境类别和结构部位等设计要求选用,可采用后张锚 固体系或体外束专用锚固体系,其性能应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/ T 14370)的规定。 体外预应力锚具应满足分级张拉及调束补张拉预应力筋的要求;对于有整体调束要求 的钢绞线夹片锚固体系,可采用外螺母支撑承力方式调束;对处于低应力状态下的体外 束,对描具夹片应设防松装置;对于有更换要求的体外束,应采用体外束专用锚固体系, 且应在锚具外预留预应力筋的张拉工作长度。 2) 体外束应与承压板相垂直,其曲线段的起始点至张拉锚固点的直线段长度不宜小 于 600mm。 3) 在锚固区附近体外束最小曲率半径宜按表30-21适当增大采用。 (2) 对于有灌浆要求的体外预应力体系,体外预应力锚具或其附件上宜设置灌浆孔或 排气孔。灌浆孔的孔位及孔径应符合灌浆工艺要求,且应有与灌浆管连接的构造。 (3) 体外预应力锚具应有完善的防腐蚀构造措施,且能满足结构工程的耐久性要求。 3. 钢构件制作质量要求 (1) 钢构件由钢板焊接而成,钢板材质和焊接的等级应符合设计要求。 (2) 为保证钢构件制作的质量,应选择在工厂加工,钢板切割采用切板机切割,机床 成孔。采用机械加工工艺能确保钢构件的材质不受影响。 (3) 焊接工艺宜采用气体保护焊,按有关要求选择焊条。在锚固端的钢构件由于尺寸 小,宜采用手工焊接,为确保焊缝的质量,应进行熔透焊。在跨中和张拉端的钢构件尺寸 较大,焊接的钢板数量又多,可采用间隔焊但必须采取工艺措施(如临时焊接支架)以减 小焊接变形。 4. 结构胶 用于生根的结构锚固胶应能在潮湿环境下施工和固化,并能确保螺栓锚固生根连接可 靠,其胶体性能达到30. 5. 5 “混凝土钻孔植筋”所要求的“植筋锚固用胶粘剂安全性能 指标” 30. 5 结构加固 919 表30-14中A级胶的标准。 2. 机具设备 主要机具设备见表30-20。 主要机具设备表 表30·20 序号 设备名称 单位 用 途 1 钢筋探测仪 台 探测钢筋位置 2 静力钻孔机 台 混凝土上打孔 3 电焊机 台 点焊螺母 4 磨光机 台 磨平混凝土表面 5 千斤顶、油泵、压力表 套 张拉设备 6 电线盘(220V)、电线盘(380V) 套 张拉、切割 7 倒链 个 张拉用 8 水准仪 台 测量用 9 砂轮切割机 台 用于切割钢绞线 10 百分表 套 计量用 11 台称 台 配胶计量用 12 通信设备 台 张拉通话用 30.5.9.2体外预应力混凝土结构构造 1. 一般规定 (1) 体外预应力体系包括可更换束和不可更换束两大类。可更换束又包括整体更换和 套管内单根换束两种。对整体更换的体外束,在描固端和转向块处,体外束套管应与结构 分离,以方便更换体外束。对套管内单根换束的体外束预应力筋与套管应能够分离。 (2) 体外束的锚固区除进行局部受压承载力计算外,尚需对错固区与主体结构之间的 抗剪承载力进行验算;转向块需根据体外束产生的垂直分力和水平分力进行设计,并考虑 转向块的集中力对结构局部受力的影响,以保证将预应力可靠地传递至主体结构。 (3) 对于荷载变化以活载为控制因素的情况,加固体外预应力束的张拉控制应力不宜 过大,需要对体外预应力束张拉施工阶段进行验算。 (4) 体外预应力转向块处曲率半径只不宜小于表30-21的最小曲率半径只士。 体外束最小曲率半径表30·21 钢绞线束 最小曲宰半径(m) 钢绞线束 最小曲率半径(m) 7 中s15. 2 (12Φ512. 7) 2.0 19中315. 2 (31 Φ512. 7) 3.0 12Φ515.2 (19Φ512. 7) 2.5 37中315. 2 (55Φ312. 7) 5. 0 (5)体外束及其锚固区应进行防腐蚀保护,并应符合相关的防火设计规定。 2.体外预应力束布置 (1) 根据结构设计需要,体外预应力束可选用直线、双折线或多折线布置方式,见图 30-20。 体外预应力束布置应使结构对称受力,对矩形或工字形截面梁,体外束应布置在梁腹 板的两侧;对箱形截面梁,体外束应布置在梁腹板的内侧。 (2) 体外预应力束的锚固点,宜位于梁端的形心线以上。对多跨连续梁采用多折线多 30. 5 结构加固 919 根体外束时,可在中间支座或其他部位增设铺固点。 (C) (ο) (δ) 图30-20体外预应力束布置 U)直线形;(6)双折线形;(c)多跨双折线形 (1) 对多折线体外束,弯折点宜位于距梁端1/4〜1/3跨度范围内。体外束锚固点与转 向块之间或两个转向块之间的自由端长度不应大于8m;超过该长度时宜设置防振动装置。 (2) 体外束在每个转向块处的弯折角不应大于15°。体外束与鞍座的接触长度由设计 计算确定。 (3) 体外预应力束与转向块之间的摩擦系数/i可按表30-22取值。 转向块处摩擦系数μ 表30-22 体外束套管 "值 体外束套管 镀锌钢管 0. 20〜0· 25 无粘结预应力筋 0. 08〜0. 12 HDPE塑料管 0. 15 〜0. 20 1. 体外预应力体系构成 体外预应力体系有单根无粘结钢绞线体系、多根有粘结预应力筋体系、无粘结钢绞线 束多层防腐蚀体系等,可根据结构特点、体外束作用、防腐蚀要求等选用。 体外预应力体系主要有以下部分构成: (1) 体外预应力束主体(包括预应力筋材料、单层或多层外套管及防腐材料等 (2) 体外预应力锚固系统(包括锚具、连接器、中间锚具及锚固系统的防护构造等); (3) 体外预应力转向块节点及转向器构造或装置; (4) 体外预应力束的减振装置与定位构造。 2. 体外预应力构造要求 (1)混凝土箱形梁 混凝土箱形梁体外预应力的构造,见图30-21。 图30-21箱形梁体外束布置构造 1 一预应力束及套管;2—转向块;3—铺固端 1) 体外束的锚固端宜设置在梁端隔板或腹板外凸块处,应保证传力可靠,且变形符 合设计要求。 2) 体外束的转向块可采用通过隔梁、肋梁或独立的转向块等形式实现转向。转向块 处的钢套管鞍座应预先弯曲成型,埋入混凝土中。 3)对可更换的体外束,在铺固端和转向块处与结构相连的鞍座套管应与外套管分离 且相对独立。 (2)混凝土框架梁加固 1)体外束锚固端设置在柱两侧的边梁上,再传至框架柱上;转向块设置在框架梁两 侧的次梁底部,利用U形钢卡箍上的圆钢实现转向,见图30-22。 在靠近预应力梁端,设计一个用膨胀螺栓(或高强度螺栓)锚固在混凝土梁上的钢制 转向装置,使体外束由斜向转为水平向。 严拉节点 转向块3 中间张拉节点 30. 5 结构加固 919 U 转向块1 1—1 ί 卜柱 体外束 中柱 " "Λ j 转向块3 / 1 1 I 中柱 1端张拉节点 1 1 转向块1 、—4 1 1 1 ! 间张 拉节点 图30-22框架梁单根体外束布置构造 2)体外束锚固端应采用钢板箍或钢板块传递预应力。在框架梁底横向设置双悬臂的 短钢梁,并在钢梁底焊有圆钢或带圆弧曲面的转向块。 5.体外预应力锚固区 (1) 体外束的锚固区应保证传力可靠且变形符合设计要求。 (2) 混凝土梁加固用体外束的锚固端可采用下列构造:采用现浇混凝土将预应力传至 混凝土梁或楼板上;采用梁侧牛腿将预应力直接传至混凝土梁上;采用钢板箍或钢板块将 预应力传至框架柱上;采用混凝土或钢垫块先将预应力传至端横梁,再传至框架柱上,见 图 30-23 和图 30-24。 30. 5 结构加固 919 张拉横梁 单根体外 加劲板 预应力筋 底名 、楼板开洞 张拉后封堵 30. 5 结构加固 919 图30-23端张拉节点 6.体外预应力转向块 体外束的转向块应能保证将预应力可靠地传递给结构主体,可采用独立转向块或结合 图30-24中间张拉节点 横向次梁设置转向块。构成转向块的钢板、半圆钢、铺栓和厚壁钢套管应在计算基础上确 定规格和连接构造。转向块处的鞍座(或厚壁钢套管)预先弯曲成形并应保证体外束的转 向角度和最小曲率半径。转向块构造示例图,见图30-25〜图30-28。 钢套管与 楼板开洞角钢焊接、 张拉,,堵 图30-25转向块1做法示意图 图30-24中间张拉节点 Τϋ形钢板 与υ細板體 ' — ZZZZZZ7 _//////. 与U形钢板焊接 图30-26转向块2做法不意图 ^ZZZZZ: /彡rf/40,2(镀锌铟管) i=2~5(HDPE) 预应力筋 图30-27转向块3做法示意图 图30-28体外束外套管要求 注:Ap为预应力筋总面积(含PE护套) 7.体外预应力防腐与减振器安装施工 (1) 体外束体防腐系统包括预应力筋的防腐和锚固区防腐。 (2) 预应力筋的防腐方法见表30-23。 预应力筋的防腐方法 表 30-23 种类 防腐方法 示意图 单根无粘结 防腐油脂 图30-24中间张拉节点 无套管 预应力筋 Wm (单层PE) 预应力筋 30. 5 结构加固 923 续表 30. 5 结构加固 923 种类 防腐方法 7K意图 30. 5 结构加固 923 防腐油脂 — 内层PE护套 i卜层pe护套预应力筋 专业公司产品 单根无粘结 预应力筋 (双层PE) 无套管 成品索 30. 5 结构加固 923 张拉后灌水泥浆 (不能单根换束) 预应力筋 HDPE管或镀锌钢管〉 预应力筋+套管 30. 5 结构加固 923 有套管 30. 5 结构加固 923 灌水泥浆(不能单根换束) '不灌浆或注防腐油脂 (能单根换束) 无粘结预应 力筋+套管 套管 -(HDPE管或镀锌钢管) 30. 5 结构加固 923 (1) 对于有套管的预应力筋,套管内壁应光滑,张拉时不损伤预应力筋及其防护层, 并能抵抗运输、安装和使用过程中的各种作用,其性能及壁厚应符合图30-28的要求。 (2) 对于无套管的预应力筋,预应力筋与转向块的鞍座(或厚壁钢套管)直接接触, 转向鞍座(或厚壁钢套管)应平整,以确保张拉时不损伤预应力筋及其防护层。 (3) 多根无粘结预应力筋组成的体外束锚固区防腐构造示例见图30-29。 防腐油脂(可更换束、) 锚板 环氧沙浆(不可更换 為换束操作长度(可更换束) >30mm(不可更换束) 30. 5 结构加固 923 保护罩/ 图30-29无粘结预应力钢绞线束锚固区防腐蚀体系示意图 (1) 体外束设外套管且采用水泥灌浆时,如采用无粘结筋,宜在灌浆后进行张拉施 工;如采用有粘结预应力筋,需在张拉结束后灌浆。 (2) 体外束体防护完成后,按设计要求的预定位置安装体外束体减振器,固定减振器 的支架与主体结构应有可靠的固定。 30.5.9.3 施工方法 1.体外预应力施工注意事项 (1) 混凝土结构的体外预应力加固设计应与施工方法紧密结合,采取有效措施,合理 选用预应力筋、锚固方式、张拉方式等,保证受力合理、施工方便;并应避免对未加固部 分以及相关的结构和构件造成不利影响。 (2) 体外束制作应保证束体的耐久性等要求。当有防火要求时,应涂刷防火涂料或采 取其他可靠防火措施。防火涂料技术性能应符合《钢结构防火涂料》(GB 14907)的 规定。 (3) 体外束外套管的安装应保证连接平滑和完全密封防水,束体线形和安装误差应符 合设计和施工要求。在穿束过程中应防止束体护套受到机械损伤。 (4) 在混凝土梁加固工程中,体外束描固端的孔道可采用静态开孔机成型。在箱梁底 板加固工程中,体外束锚固块的做法可开凿底板植入描筋,绑焊钢筋和锚固件,,再烧筑端 块混凝土。 (5) 在转向块鞍座出口处应进行倒角处理形成圆弧曲面,避免预应力体外束出现尖锐 的转折或受到损伤;转向块的偏转角制造误差应小于1.2°,安装误差应控制在±5%以 内,否则应采用可调节的转向块。 (6) 布置在梁两边体外束,应对称张拉和保证受力均匀,以免梁发生侧向弯曲或 失稳。 (7) 体外束的张拉应保证构件对称均匀受力,必要时可采取分级循环张拉方式。在构 件加固中,如体外束的张拉力小,也可采取横向张拉或机械调节方式。 (8) 在钢结构中,张拉端锚垫板应垂直于预应力筋中心线,与锚垫板接触的钢管与加 劲肋端切口的角度应准确,表面应平整。锚固区的所有焊缝应符合《钢结构设计规范》 (GB 50017)的规定。 (9) 钢结构中施加的体外预应力,应验算施工过程中的预应力作用,制定可靠的张拉 工序,并经设计人员确认。 (10) 如果无粘结预应力筋平行,并在转向块处有传力装置,则可以将钢绞线张拉到 10% 30. 5 结构加固 923 抗拉强度标准值后进行灌浆,该体系允许逐根张拉无粘结预应力筋。若采取措施将单 根无粘结预应力筋定位,也可以在张拉后向孔道内灌水泥浆进行防腐保护。 (1) 体外束在使用过程中完全暴露于空气中,应保证其耐久性。对刚性外套管,应 具有可靠的防腐蚀性能,在使用一定时期后应重新涂刷防腐涂层;对高密度聚乙烯等塑料 外套管,应保证长期使用的耐久老化性能,并允许在必要时予以更换。 (2) 体外束的锚具应设置全密封防护罩。对不可更换的体外束,可在防护罩内灌注 水泥浆或其他防腐蚀材料;对可更换的束应保留必要的预应力筋长度,在防护罩内灌注油 脂或其他可清洗掉的防腐蚀材料。 (3) 为防止预应力钢绞线弹出伤人,未拆捆的钢绞线应放在牢固的放线架中,然后 拆除包装,进行下料。 (4) 新建体外预应力结构工程中,体外束的锚固区和转向块应与主体结构同时施工。 预埋锚固件与管道的位置和方向应符合设计要求,混凝土必须精心振捣,保证密实。 (5) 体外束施工除遵守上述规定外,尚应符合设计、施工及现行国家与行业标准的 有关规定。 1. 工艺流程 施工准备—定位放线—钻孔—钢构件与混凝土连接界面剔凿、打磨和清理—试安装钢 构件—预应力束的制作和防护处理—安装钢构件—预应力筋穿束、锚具安装—预应力筋张 拉—隐蔽验收—张拉端端部处理—对钢构件、锚具防腐处理—张拉端端部的钢构件、锚具 封闭—检査验收。 2. 操作要点 (1) 施工准备 1) 搭设操作平台,操作平台面距离梁底1. 2〜1. 5m。 2) 距离梁边300mm范围内的设备、管道及阻碍预应力束通过的障碍应拆除并清理 干净。 3) 根据设计图纸和施工方案的要求对原结构梁、柱、板构件的轴线尺寸进行实测。 4) 如发现原混凝土梁柱截面破损严重,应进行核算并经设计人员确认后采取补强 措施。 5) 落实所有预应力钢材、钢构件、螺栓安排采购和加工制作、验收、运输、现场临 时存放点。 6) 锚固体系和转向器、减振器的验收与存放。 7) 准备好体外预应力束安装设备。 8) 准备好已经标定的张拉设备。 9) 准备好灌浆材料与设备等。 (2) 定位放线 1) 在钻孔前应清除装饰层,露出密实结构基层。 2) 根据结构竣工图或钢筋探测仪器探查钻孔部位原有混凝土结构内钢筋分布情况。 3) 按设计图纸要求在施工面划定钻孔位置,孔径一般大于钢筋直径(d) 6〜10mm 或由设计选定。 30. 5 结构加固 923 1) 但若结构上存在受力钢筋,钻孔位置可适当调整(宜在4^范围内),但对梁、柱 均宜在箍筋(或分布筋)内侧或由设计确定。 2) 钻孔位置标明后由现场负责人验线。 (1) 高强度螺栓钻孔 1) 根据螺栓直径选定钻头和机械设备。 2) 采用水钻成孔操作时,严格按照定位放线的位置钻孔,并保证钻杆的平直度。 3) 孔径、孔深需经验收合格后方可进行下一步施工。 (2) 钢构件与混凝土连接的界面剔凿、打磨及清理 1) 所有与钢构件连接的混凝土表层剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化部位应予以凿除, 于较大面积的劣质层在凿除后,用清水冲洗润湿,用环氧砂浆进行修复。 2) 对于露筋的混凝土表面,需用钢丝刷将钢筋表面除镑,再剔除松动的混凝土,用 清水冲洗润湿,用环氧砂浆进行修复。 3) 必要时,混凝土梁柱裂缝部分应进行封闭或灌浆处理。 4) 用混凝土角磨机、砂纸等工具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质,与钢构件连 30. 5 结构加固 931 接界面的混凝土要打磨平整,表面的凸起部位要磨平,为安装钢构件做好准备。 1) 用吹风机将混凝土表面及高强螺栓孔内粉灰、杂物清理干净并保持干燥。 (1) 试安装钢构件 1) 钢构件安装要经过试安装阶段。将螺栓放入孔道内,检验螺栓孔位是否合适,以 及钢构件安装后高度是否满足设计要求。在这两种条件均能满足的条件下进行钢构件的 安装。 2) 根据试安装结果将钢构件配对情况逐一记录,并在钢构件上做好标记,以便正确 安装。 (2) 预应力束的制作及防护处理 1) 体外预应力筋的制作 ①为使预应力束在受荷后组成的各根钢绞线均匀受力,制束下料时应尺寸精确、 等长。 ②下料设备采用砂轮切割机进行下料。 ③每根钢绞线之间保持相互平行,防止互相扭结。 2) 体外预应力筋的耐腐蚀的防护 ①在单根无粘结预应力筋外包裹1. 5mm厚高密度聚乙烯HDPE塑料护套。 ②多根预应力筋平行组成一束后,每隔lm同样用高强粘胶带缠绕扎紧,束外再采 用HDPE塑料外套管包裹,管与预应力束间的空隙用专用的无粘结筋油脂或水泥基浆体 填充。 ③预应力筋在套管就位以后,用防水胶带封堵两端部位,以防油脂溢出。 (3) 安装钢构件 1) 锚固螺栓安装 ①用电动钢丝刷或人工钢丝刷清除螺栓表面的锈蚀、油污及灰尘。 ②使用前将螺栓锚固部分用丙酮或酒精清洗干净。 ③螺丝段用塑料管套保护好。 2) 配胶和螺栓植锚 锚固胶的配置和螺栓植锚参30. 5. 5 “混凝土钻孔植筋”施工工艺及要求。 3) 安装钢构件 ①待结构胶凝固后,根据试安装钢构件的配对记录表,将钢构件对应就位,两人配 合施工,注意调整好钢构件角度,放人垫片和螺母并拧紧。 ②个别钢构件与混凝土之间如有空隙要用砂浆填塞密实。 (4) 预应力筋穿束、描具安装 1) 安装顺序。从低点到高点,预应力束依次通过各钢构件节点。 2) 调整。预应力束就位后,需对束位进行调整,以满足设计图纸的要求。调整的重 点在跨中和弯折钢构件节点,要让预应力束与钢构件形成线接触,避免点接触。 3) 安装锚具。预应力束就位后,立即复核图纸尺寸,留出两端张拉设备需要的长度, 打紧张拉端锚具夹片,避免预应力束下滑造成返工或安全事故。 (5) 预应力筋张拉 1)预应力张拉前标定张拉设备 张拉设备采用相应的千斤顶和配套油泵。根据设计和张拉工艺要求的实际张拉力对千 斤顶、油泵进行标定。所用压力表的精度不宜低于1.4级。 30. 5 结构加固 931 ■ 2)张拉控制应力 预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。施工中如需超张拉,可比设计规定提高 5%,但其最大张拉控制应力:钢丝、钢绞线不得超过0.65/ptk,精轧螺纹钢筋不得超 过 0. 65/pyk。 锚具下口建立的最大预应力值:对于预应力钢丝和钢绞线不宜大于0.60/plk,对于精 轧螺纹钢筋不宜大于0. 6/pyk。 1) 预应力束张拉采用“应力控制、伸长值校核”法,每束预应力筋在张拉以前先计 算理论伸长值和控制压力表读数作为施工张拉的依据。实际伸长值与计算伸长值之差应控 制在+6%至一6%以内,如发现异常,应暂停张拉,待查明原因,采取措施后再继续 张拉。 2) 计算伸长值ΔΖ 体外预应力筋的计算伸长值ΔΖ可按式(30-2)、式(30-3)计算: Δ/ = ΛΡ · ί, (30-2) Αρ · Es / 1 -U P = Pj ——) (30-3) 式中p—预应力筋平均张拉力,取张拉端拉力巧与计算截面扣除孔道摩擦损失后的 拉力平均值; I——预应力筋的实际长度。 3) 张拉操作要点 ①张拉设备安装 钢绞线体外束安装预紧就位后,使用大吨位千斤顶对体外束进行整体张拉;或采用两 次张拉法,即采用小型千斤顶逐根张拉的方式,再进行整体调束张拉到位。 ②预应力张拉 油泵启动供油正常后,开始加压,当压力达到设计拉力时,超张拉3%,然后停止加 压,完成预应力张拉。张拉时,要控制给油速度,给油时间不应低于0.5min。 ③张拉时,千斤顶应与承压板垂直,高压油管不能出现死弯现象。 ④张拉操作现场10m范围内不应有闲杂人员,防止预应力筋滑落和油管崩裂伤人。 ⑤张拉作业时,在任何情况下严禁站在预应力束端部正后方位置。操作人员严禁站 在千斤顶后部。在张拉过程中,不得擅自离开岗位。张拉操作工人必须持证上岗,其他操 作人员必须经过专业培训上岗。 4) 预应力张拉_量记录.. 由于张拉控制应力较低,为避免测量伸长值过大误差,初始张拉力可提高到20%〜„ 作用下的长度作为原始长度。张拉前测量预应力筋端头至承压板的长度并作记录, 然后安装千斤顶,启动油泵进行预应力筋的张拉,张拉力达到设计值后退出千斤顶,测量 预应力筋端头至承压板的长度L2,并作记录,^与^之差即为实际伸长值。 7)预应力同步张拉的控制措施 张拉时每根预应力筋都在两端同时张拉,需要多台千斤顶同时张拉,因此控制张拉 的同步是保证结构受力均匀的重要措施。控制张拉同步按如下步骤进行:首先在张拉前 调整预应力筋的长度,使露出的长度相同,即初始张拉位置相同。第二在张拉过程中将 每级张拉力在张拉过程中再次细分为若干小级,在每小级中尽量使千斤顶给油速度同 步,在张拉完成每小级后,所有千斤顶停止给油,测量预应力筋的伸长值。如果同一束 体两侧的伸长值不同,则在下一级张拉时候,伸长值小的一侧首先张拉出这个差值,然 30. 5 结构加固 931 后通知另一端张拉人员再进行张拉。如此通过每一个小级停顿调整的方法来达到整体同 步的效果。 (1) 隐蔽验收 按预应力张拉施工顺序每张拉至一定数量孔数后,及时组织有关人员进行验收合格 后,方可进行下一步施工。 (2) 张拉端端部处理 1) 经隐检验收合格后,用手提式砂轮切割机切割掉锚具外多余的钢绞线,外露长度 不小于30mm。 2) 在锚具的外侧面安装防松板通过螺栓与锚具紧密相连。确保锚具中的夹片在任何 情况下不会产生松动或脱落。 3) 按设计要求所有螺栓上的螺母与钢件必须点焊3点。点焊中注意保护预应力筋和 高密度聚乙烯塑料套管。 (3) 对钢构件、错具防腐处理 对外露的钢构件、描具,应按设计要求进行防腐处理。 (4) 张拉端端部的钢构件、锚具封闭 1) 在两端的张拉端端部根据钢构件外尺寸加工木盒并支模。 2) 用C35微膨胀混凝土浇捣密实进行封闭。 30.5.9.4质量控制要点 1. 质量检验标准 工程质量应符合《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ92)、《钢结构工程施工 质量验收规范》(GB 50205)、《建筑工程预应力施工规程》(CECS180)、《混凝土结构后 锚固技术规程》(JGJ145)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)的有关 规定。 2. 质量要求 (1) 对预应力钢绞线的检验及要求 1) 进场检查,对进场的预应力钢绞线,应按照《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224)标准规定,检验其力学性能。按《无粘结预应力钢绞线》(JG161)和《无粘结预 应力筋专用防腐润滑脂》(JG 3007)标准规定检查预应力筋外包层材料和内灌油脂的 质量。 2) 铺设检查,检查预应力筋的下料长度和其摆放位置的准确性和牢固程度是否满足 设计和规范要求。铺设完后的两端头外露长度应满足张拉设备及配件的需要。 (2) 对预应力筋用锚、夹具的质量检验 锚、夹具的质量检验应按《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370)执行。 (3) 对钢构件的安装质量要求及检查 1) 钢构件的检验按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205)执行。钢材应有 出厂质量证明,并进行化学、机械性能复试。焊缝应进行超声波探伤。 2) 钢构件在工厂加工完毕,经厂方检验合格后,方可运到现场。 3) 钢构件到场后经验收后才能进行安装。 (4) 对锚固件的质量检查 1) 严格按使用说明书使用胶料,计量要准确,按照比例用台秤称量,配胶由专人负 30. 5 结构加固 931 责,搅拌要均匀(用搅拌器),配好胶后要在规定时间内用完。 1) 钻孔深度、孔径、螺栓处理、配胶等严格按设计要求及材料、工艺要求进行专人 验收,合格后方可进行下步施工。 2) 在施工现场同种环境下做抗拔试验,抗拔力应达到设计要求。 3) 结构胶配料时禁止有水漏人胶桶内。容器应清洁。 4) 确保养护质量,保证养护天数。 5) 锚固件施工质量应符合《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ 145)的有关规定。 (1) 对张拉设备的检验 张拉设备的检验期限,正常使用不宜超过半年。新购置和使用过程中发生异常情况的 张拉设备,要及时进行配套检验,并应有标定检验报告。 (2) 对预应力张拉的质量检验 预应力部分施工质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)和 《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ 92)的有关规定。 30.5.10混凝土裂缝压力灌浆 既有混凝土结构的裂缝修补时根据现场调査、检测和分析,对裂缝起因、属性和类别 进行判断,并根据裂缝的发展程度、所处的位置与环境,对受检裂缝可能造成的危害等作 出鉴定,确定修补方法。 混凝土结构的裂缝通常分为:静止裂缝、活动裂缝和尚在发展的裂缝,其中,活动裂 缝和尚在发展的裂缝通常需对裂缝观察一段时间,待裂缝发展稳定后,按静止裂缝的处理 方法进行修补。 为延长结构实际使用年数,保持结构的完整性,恢复结构的使用功能的需要,常用的 裂缝修补方法分为:表面封闭法、柔性密封法、压力注浆法。 表面封闭法:主要针对ω<0· 3mm的混凝土表层微细独立裂缝或网状裂纹,采用具 有良好渗透性的修补胶液进行封闭处理。 柔性密封法:适用于处理5mm的活动裂缝和静止裂缝,沿裂缝走向骑缝凿出 U形沟槽,用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填,并粘贴纤维复合材料封闭表面。 压力注浆法:适用于0.05mm查看更多