淮南某综合楼结构改造加固技术

*****职教中心综合楼结构改造加固技术摘要：*****职教中心综合楼由于使用功能变化，需对原结构进行加固并新增建筑面积。具体作法是混凝土梁部分采用外包加固，部分采用贴钢板法加强，梁下柱之间用工字钢连接。新增结构与原结构采用植筋连接。关键词：结构改造粘钢加固结构胶植筋连接分类号：*****职教中心综合楼位于淮南市**********路，由淮南市******院设计，工程于1998年11月开工建设。主体完成后，由于其使用功能发生巨大变化，除需对原建筑结构进行加固处理外，还要新增建筑面积。本工程为框架剪力墙结构，建筑面积20300m2，地下一层，地上20层，局部22层，最高点77.80米。本工程原为***职工活动中心，后设计功能改为四星级国际大酒店。因此结构改造加固中增建了两部观景电梯，三部楼梯。本次改造梁、暗柱及剪力墙与主楼连接处均采用植筋法相连，混凝土标号及变化同原设计。新增的3＃楼梯因结构较复杂，需采取可靠的加固措施。1、3＃楼梯处原结构钢筋混凝土柱的加固采用增大原混凝土柱截面的方法。先在要加宽的柱面上画出植筋钻孔位置，然后进行钻孔植筋，再将柱子表面要加固部位凿毛，混凝土残渣清除干净，根据要加宽的尺寸支模。支模时，先将柱两侧模板支好，中间模板封堵下半部分，待混凝土浇完下一半，再将上半部分模板封堵，混凝土继续浇注完毕。新浇混凝土厚度为200mm，骨料粒径应小于浇筑混凝土厚度的1/2及钢筋最小净距的3/4，浇注混凝土之前要充分浇水湿润，待混凝土初凝后应加强养护，保证新旧混凝土良好结合，并防止空鼓开裂，混凝土强度等级使用C40，用42.5号硅酸盐水泥配制。2、3＃楼梯处原结构钢筋混凝土梁的加固梁加固比柱子加固要复杂，操作也较困难，根据受力情况及结构要求，梁的加固可分为以下两类：2·1主梁底面及侧面外包钢筋混凝土加固(说明：3#楼梯上部置于原结构梁1上，下部置于原结构梁2上)梁1原截面尺寸为350×500，配筋为上排3φ18,下排4φ16，承受轴⑤左侧次梁及楼板传来荷载。现在⑤~⑦轴增加3＃楼梯的一段梯板，需对梁1进行外包钢筋混凝土加固。具体作法是将梁1表面全部凿毛，中部约1/3段与3＃楼梯相交处的混凝土全部凿除，以将3#楼梯梯板钢筋伸入梁内。梁1底面沿梁长方向的混凝土保护层全部剔凿，剔出部分应露出原钢筋1/2，焊上短钢筋(2φ22@400),再在短钢筋上焊新增通长钢筋，新老纵筋的焊接，参照现行相应的“结构加固规范”要求进行，详见图1。焊接焊接焊接焊接梁1侧面将原箍筋凿出后，新加梁箍筋与原箍筋焊接。在梁侧及梁底共植筋12φ18，在梁1两端的柱子侧面分别植筋后，再进行焊接，注意焊接接头应错开。因梁侧部分新浇混凝土壁厚仅为60mm，浇筑混凝土前可先将梁两侧模板支上，然后喷射细石混凝土，细石最大粒径不超过20mm，混凝土标号比原结构提高一个等级，并在此部位加强振捣，待混凝土初凝后应加强养护。此方法较为复杂，但加固后梁的受力性能较好，详见图2:图2图24Φ16(原梁钢筋)结合面凿毛开槽12Φ18(新植梁钢筋)(纵筋连接短筋)2Φ22@400(原梁钢筋)φ8@100/200φ8@100/200(新加梁箍筋与原箍筋焊接)175175235235250250(550)60200200500(550)·2·2主梁贴钢板法加固3＃楼梯的旋转梯段下部置于梁2上，与梁2相交处采用植筋连接。见图3:22φ12植筋φ16@300415梁2受拉区采用粘贴钢板法加固，共分两种情况：一种是只加粘梁底面，另一种是除加粘底面外，还要加粘梁的两侧。这两种加强方法均需在靠近柱位置沿梁长设置钢板箍若干个，并用胶将梁底及梁侧的钢板与原有梁的混凝土贴紧粘结牢固。为便于固定，安装钢板时强通过膨胀螺栓，使已涂上胶的钢板与钢筋混凝土梁贴紧粘结牢固，以防钢板在胶凝固前滑脱，同时也起到钢板与混凝土梁紧密贴合的作用。见图4：膨胀螺栓胶粘层膨胀螺栓胶粘层原梁图43、柱之间稳定性加固为增强整体稳定性，在⑦~⑨轴柱之间增加一工字形钢梁，以起到联系梁作用。钢结构材料：Q235，焊条43型，工字钢采用热轧型钢，安装螺栓均为φ16，钻孔φ18，带丝扣植筋为≥Ⅱ级钢筋(螺纹)，螺母拧紧后焊死或将丝扣打毛，未注明焊缝高度均为10mm，满焊，铁件表面应除锈后用红丹打底外刷灰铅油两道。见图5：22211L100×10L100×10L100×10H300×2250×10×12L100×10H300×2250×10×128φ16植筋丝扣外露70L100×10H300×2250×10×128φ16植筋丝扣外露70图54、新增电梯间植筋锚固本工程主体完成后，由于使用功能的变化，需在⑨~⑿轴北侧增加两部电梯。在新老结构的连接处采用植筋技术。4·1粘筋(生根)钢筋的计算钢筋粘锚深度计算：fev·la·π·d≥fyk·Ala≥fyk·A/(π·fev·d)式中：fev—钢筋在混凝土中粘结锚固强度，其值见表1；fyk—钢筋强度标准值；d—钢筋直径(mm)；la—钢筋粘锚深度(mm)；钢筋截面面积(mm2)。表1钢筋在混凝土中粘结锚固强度(MPa)混凝土强度等级C15C20C30C40水平筋3.54.04.55.0垂直筋4.04.55.05.5以上计算深度作为设计及施工参考，工程应用时应根据锚筋规格、结构胶型号、结构材料情况现场对锚筋进行非破坏试验，以试验结果确定锚固深度。4·2结构胶钻孔锚筋工艺结构胶钻孔锚筋工艺：钻孔→清孔→孔干燥→钢筋处理→灌胶→插筋→固定养护。4·3钻孔施工4·3·1在钻孔位置剔凿掉保护层；4·3·2选定孔径；4·3·3按图纸要求在施工面划定要钻孔的准确位置；4·3·4根据孔径、孔深要求选定钻头和机械设备。20mm以内孔用冲击钻，20~40mm孔可以用手持金刚石钻机；4·3·5按要求一次钻到规定深度；4·4孔洞处理4·4·1按施工顺序待钻孔成批量后，请甲方和监理人员验收孔径、孔深、钻孔位置、数量等，合格后可进行下一工序施工，竖向孔要立即用木塞等将孔堵上临时封闭，以防异物掉入孔内；4·4·2清除孔内集水、粉尘等，可采用风机加导管伸入孔内吹净；4·4·3视孔内干燥程度采用自然风干或用加热杆烘干，以不向外排放热气为准；4·4·4用丙酮清洗孔壁；4·5植筋4·5·1灌胶：将胶筒固定于注胶枪上，然后将注胶枪垂直插入孔内，缓慢将胶打入孔中，以孔外稍溢出结构胶为最佳状态，孔较深时可用橡胶管接长，灌胶一次完成；4·5·2插筋：孔内灌入结构胶后，立即插入处理好的钢筋。插入钢筋时需用手转动，上下动作要防止气泡发生，让孔与钢筋全面粘合；4·5·3养护：在常温下自然养护，养护期间不应扰动，一般3天即可使用。如温度低于5℃，应采用人工加热养护；4·6钢筋粘锚施工的验收4·6·1在粘锚生根的钢筋上抽样进行非破坏性抗拔试验，超过设计要求的标准强度值即可。抽样数量可按每层抽取若干组，每组3根；4·6·2在施工现场同种环境下做若干试件，进行抗拉拔破坏性试验。试件数量与设计单位商定；5、加固工艺要求5·1采用外包钢筋混凝土在原有柱的一侧加大柱截面时应将原柱表面凿毛后刷素水泥浆(水灰比以0.4为宜)一道，随即浇筑细石混凝土，注意加强养护，防止裂缝。5·2采用粘钢板加固梁时，应将原混凝土结构面上的油垢污物刷洗干净，然后再对结合面进行打磨，除去2~3mm厚的混凝土表层浮皮，并清除表面上的粉尘后再涂刷粘合剂。钢板粘结面应经除锈和粗糙处理，粘钢板加固后，外露的钢板应根据装修要求，用水泥砂浆(或环氧树脂砂浆)做保护层(厚度不小于20mm)。5·3在原有钢筋混凝土构件上植筋时，应先用探测仪测出原构件内的钢筋位置，然后钻孔，以免损伤原构件内的钢筋。5·4原有钢筋混凝土构件加固前需先试验，取得经验后再全面推开。施工时视具体情况应加设临时支撑，以确保施工安全。当采用结构胶粘钢加固或钻孔埋设钢筋时，必须由具有资质的专业施工单位完成。5·5新加受力钢筋与原有钢筋焊接时，应在焊接部位打掉保护层，露出原有钢筋截面的一半。剔凿旧混凝土时应不断检查周边混凝土是否被破坏，对已破坏部分的混凝土（包括浮石）应清除掉。在原有钢筋上焊接新加钢筋时，除应尽量降低焊接温度外，还应采取加垫石棉布的方法保护附近混凝土。在原有钢筋上焊加固钢筋时，必须保