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1
适用范围
本标准规定了钢筋加工施工工艺要求、施工方法和质量检验方法。
2
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些版本的最终版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB50204-2002
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50300-2001
建筑工程施工质量验收统一标准
3
术语和定义
GB50300和GB50204确立的术语和定义适用于本标准。
4
施工准备
4.1
原材料
钢筋应符合现行国家、行业、地方标准对钢筋的质量的规定,进场时按规定抽取试件作力学性能检验。当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时,应对钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。
4.2
钢筋加工机械
钢筋调直机、钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋除锈机、钢筋冷拉机、钢筋冷拨机、钢筋冷挤压连接机、钢筋对焊机等。
4.3
作业条件
(1)钢筋进场并按批号进行检验,各项指标符合现行国家标准要求;
(2)加工机械检查完好;
(3)按现场平面图设置钢筋加工场,并按要求搭设防护棚;
(4)接入加工场的电源线路符合规定,供电量满足加工机械施工要求;
(5)做好钢筋加工工人安全技术交底。
5、施工工艺
5.1
钢筋的冷拉和冷拔
5.1.1
钢筋的冷拉可采用控制应力和控制冷拉率的方法
5.1.1.1
当采用控制应力的方法冷拉钢筋时,其冷拉控制应力下的最大冷拉率,应符合表1
的规定,当冷拉率超过表1
的规定时,应进行力学性能检验。
表1
冷拉控制应力及最大冷拉率
钢筋级别
钢筋直径(mm
)
冷拉控制应力(N/mm2)
最大冷拉率(%
)
I
级
≤12
280
10.0
II级
≤25
450
5.5
28-40
430
III级
8-40
500
5.0
IV级
10-28
700
4.0
5.1.1.2
当采用控制冷拉率的方法冷拉钢筋时,由试验确定冷拉率。测定冷拉率时钢筋的冷拉应力,应符合表2
的规定。
表2
测定冷拉率时钢筋的冷拉应力(N/mm2)
钢筋级别
钢筋直径(mm
)
冷拉应力
I
级
≤12
310
II级
≤25
480
28-40
460
III级
8-40
530
IV级
10-28
730
注:当钢筋平均冷拉率低于1%时,仍应按1%进行冷拉。
5.1.1.3
冷拉钢筋的力学性能应符合表3
的规定,冷弯后不得有裂纹、起层现象。
表3
冷拉钢筋的力学性能
钢筋
级别
钢筋直径
(mm)
屈服强度
(N/mm2)
抗拉强度
(N/
mm2)
伸长率
δ10(
%
)
冷
弯
不
小
于
弯曲角度
弯曲直径
I
级
≤12
280
370
11
180°
3d
II级
≤25
450
510
10
90°
3d
28-40
430
490
10
90°
4d
III级
8-40
500
570
8
90°
5d
IV级
10-28
700
835
6
90°
5d
5
.1
.2
钢筋的冷拉速度不宜过快,等拉到规定的控制应力(或冷拉率)后,须稍停,然后再放松。
5.1.3
冷拔低碳钢丝分为甲、乙两级。甲级钢丝适用于作预应力筋;乙级钢丝适用于作焊接网、焊接骨架、箍筋和构造钢筋。
甲级冷拔低碳钢丝应采用符合I
级热轧钢筋标准的圆盘条拔制。冷拔低碳钢丝的力学性能不得小于表4
规定
表4
冷拔低碳钢丝的力学性能
钢筋级别
直径(mm)
抗拉强度(N/
mm2)
伸长率
δ100(%)
180°反复弯曲(次数)
I组
II组
甲级
5
650
600
3.0
4
4
700
650
2.5
乙级
3-5
550
2.0
4
注:预应力冷拔低碳钢丝经机械调直后,抗拉强度标准值应降低50
N/mm2。
5.2
钢筋的加工
5.2.1
钢筋加工的形状,尺寸必须符合设计要求。钢筋的表面应洁净、无损坏,油渍、漆污和铁锈等应在使用前清除干净。带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。
5.2.2
钢筋的除锈可采用机械除锈和手工除锈两种方法
(1)机械除锈可采用钢筋除锈机或钢筋冷拉、调直过程除锈。
(2)手工除锈可采用钢丝刷、砂盘、喷砂和酸洗除锈。
在除锈过程中发现钢筋表面的氧化层脱落现象严重并已损伤钢筋截面,或在除锈后钢筋表面有严重的麻坑、斑点削弱钢筋截面时,不宜使用或经试验降级使用。
5.2.3
钢筋应平直,无局部曲折。调直钢筋时应符合下列规定:
(1)采用冷拉方法调直钢筋时,I
级钢筋的冷拉率不宜大于4
%
;II级钢筋的冷拉率不宜大于1%。
(2)冷拔低碳钢丝在调直机上调直后,其表面不得有明显擦伤,抗拉强度不得低于设计要求。
(3)对于盘条钢筋在使用前应调直,调直可采用调直机和卷扬机冷拉调直钢筋两种方法。
①当采用钢筋调直机时,要根据钢筋的直径选用调直模和传送压辊,要正确掌握调直模的偏移量和压辊的压紧程度。
调直模的偏移量根据其磨耗程度及钢筋品种通过试验确定;调直筒两端的调直模一定要在调直前后导孔的轴心线上。
压辊的槽宽一般在钢筋穿入压辊之后,在上下压辊间宜有3mm之内的空隙。
②当采用冷拉方法调直盘圆钢筋时,可采用控制冷拉率方法,HPB235级钢筋的冷拉率不宜大于4%。
钢筋伸长值按下式计算:
=
r·L
(5.3.2)
式中:r——钢筋的冷拉率(%)
L——钢筋冷拉前的长度(mm)
冷拉后钢筋的实际伸长值应扣除弹性回缩值,一般为0.2%~0.5%。冷拉多根连接的钢筋,冷拉率可按总长计,但冷拉后每根钢筋的冷拉率应符合要求。
钢筋应先拉直,然后量其长度再行冷拉。
钢筋冷拉速度不宜过快,一般直径6~12mm盘圆钢筋控制在6~8m/min,待拉到规定的冷拉率后,须稍停2~3min,然后再放松,以免弹性回缩值过大。
在负温下冷拉调直时,环境温度不应低于-20℃。
5.2.4
钢筋的弯钩或弯折应符合下列规定:
(1)I级钢筋末端需要作180°弯钩,其圆弧弯曲直径D
不应小于钢筋直径d
的2.5
倍,平直部分长度不宜小于钢筋直径d
的3
倍;用于轻骨料混凝土结构时,其弯曲直径D
不应小于钢筋直径d
的3.5倍。
(2)
II
、III级钢筋末端需作90°或135°弯折时,II级钢筋的弯曲直径D
不宜小于钢筋直径d
的4
倍;III
级钢筋不宜小于钢筋直径d
的5
倍,平直部分长度应按设计要求确定。
(3)
弯起钢筋中间部位弯折处的弯曲直径D
,不应小于钢筋直径d
的5
倍。
5.2.5
箍筋的末端应作弯钩,弯钩形式应符合设计要求。当设计无具体要求时,用I
级钢筋或冷拔低碳钢丝制作的箍筋,其弯钩的弯曲直径应大于受力钢筋直径,且不小于箍筋直径的2.5
倍;弯钩平直部分的长度,对一般结构,不宜小于箍筋直径的5
倍,对有抗震要求的结构,不应小于箍筋的10
倍。
5.2.6
钢筋加工的允许偏差,应符合表5
的规定
表5
钢筋加工的允许偏差(mm)
项
目
允许偏差
受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸
±10
弯起钢筋的弯折位置
±20
5.3
工艺流程
钢筋配料(除锈)下料弯曲成型挂牌存放
6
质量验收
6.1
一般规定
6.1.1
当钢筋的品种、级别或规格需作变更时,应办理设计变更文件。
6.1.2
在浇筑混凝土之前,应进行钢筋隐蔽工程验收,其内容包括:
(l)纵向受力钢筋的品种、规格、数量、位置等。
(2)钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率等。
(3)箍筋、横向钢筋的品种、规格、数量、间距等。
(4)预埋件的规格、数量、位置等。
6.2
主控项目
6.2.1
受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定:
(1)
HPB235
级钢筋末端应作180°弯钩,其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍,弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍。
(2)当设计要求钢筋末端需作135°弯钩时,HRB335
级、HRB400
级钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍,弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。
(3)钢筋作不大于90°的弯折时,弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。
检查数量:按每工作班同一类型钢筋、同一加工设备抽查不应少于3
件。
检验方法:钢尺检查。
6.2.2
除焊接封闭环式箍筋外,箍筋的末端应作弯钩,弯钩形式应符合设计要求;当赃款我具体要求时,应符合下列规定:
(1)箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足本标准第6
.2
.1
条的规定外,尚应不小于受力钢筋直径。
(2)箍筋弯钩的弯拆角度:对一般结构,不应小于90°;对有抗震等要求的结构,应为135°。
(3)箍筋弯后平直部分长度:对一般结构,不宜小于箍筋直径的5倍;对有抗震等要求的结构,不应小于箍筋直径的10倍。
检查数量:按每工作班同一类型钢筋、同一加工设备抽查不应少于3
件。
检验方法:钢尺检查。
6.3
一般项目
6.3.1
钢筋调直宜采用机械方法,也可采用冷拉方法。当采用冷拉方法调直钢筋时,HPB235
级钢筋的冷拉率不宜大于4%,
HRB335
级、HRB400
级和RRB400
级钢筋的冷拉率不宜大于1%。
检查数量:按每工作班同一类型钢筋、同一加工设备抽查不应少于3
件。
检验方法:观察、钢尺检查。
6.3.2
钢筋加工的形状、尺寸应符合设计要求,其偏差应符合表7
的规定。
检查数量:按每工作班同一类型钢筋、同一加工设备抽查不应少于3
件。
检验方法:观察、钢尺检查。
表7
钢筋加工的允许偏差
项
目
允
许
偏
差
受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸
±10
弯起钢筋的弯折位置
±20
箍筋内净尺寸
±5
6.4
检查记录
检查记录见附录A的规定。
7
安全措施
7.1
钢筋加工机械的操作人员,应经机械操作技能培训,掌握机械性能和操作规程后,才能上岗。
7.2
钢筋加工机械的电气设备,应有良好的绝缘并接地,每台机械必须实行“一机一闸”制,并设漏电保护开关,开关箱应设在机械设备附近。
7.3
机械转动的外露部分必须设有安全防护罩,停止工作时应断开电源。室外作业应设置机棚。钢筋加工机械使用前,应先空转试车正常后,方能开始使用。
7.4
加工机械的安装应坚实稳固,保持水平位置。固定式机械应有可靠的基础,移动式机械作业时应楔紧行走轮。
7.5
冷拉场地应在两端地锚外侧设置警戒区,并应安装防护栏及警告标志。操作人员在作业时必须离开钢筋2m以外。
7.6
使用钢筋弯曲机时,操作人员应站在钢筋活动端的反方向,弯曲长度小于400mm的短钢筋时,注意防止钢筋弹出伤人。
7.7
钢筋加工作业后,应清理场地,切断电源,锁好开关箱,并做好机械工作。
7.8
在现场施工的照明电线不准直接挂在钢筋上。夜间施工的照明设施,应加装防护罩,严禁采用裸导线线。
附录A
钢筋加工检验批质量验收记录表(Ⅰ)
GB50204-2002
010602
020102
单位(子单位)工程名称
分部(子分部)工程名称
验收部位
施工单位
项目经理
施工执行标准名称及编号
施工质量验收规范的规定
施工单位检查评定记录
监理(建设)单位验收记录
主控项目
1
力学性能检验
第5.2.1
2
抗震用钢筋强度实测值
第5.2.2
3
化学成份等专项检验
第5.2.3
4
受力钢筋的弯钩和弯折
第5.3.1
5
箍筋的弯钩形式
第5.3.2
一般项目
1
外观质量
第5.2.4
2
钢筋调直
第5.3.3
3
钢筋的加工形状和尺寸
受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸
±10
弯起钢筋的弯折位置
±20
箍筋内净尺寸
±5
施工单位
检查评定结果
专业工长(施工员)
施工班组长
项目专业质量检查员:
年
月
日
监理(建设)单位
验收结论
专业监理工程师:
(建设单位项目专业技术负责人):
年
月
日
附录A(Ⅰ)说明
主控项目:
1、按现行国家标准GB1499
等规定,抽取试件作力学性能检验;检查产品合格证和复验报告。
2、有抗震要求的框架结构纵向受力钢筋的强度,当设计无要求时,对一、二级抗震等级应符合下列要求:
(1)钢筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不小于1.25;
(2)钢筋屈服强度实测值与强度标准的比值不大于1.3;检查钢筋复试报告。
3、当钢筋发生脆断,焊接性能不良或力学性能显著不正常时、应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。检查化学成份等专项检验报告。
4、受力钢筋弯钩和弯折应符合下列规定:
(1)HPB235
级钢筋末端应作180°弯钩,其弯钩弧内径不小于钢筋直径的2.5倍,弯后平直部分不小于钢筋直径的3倍。
(2)135°弯钩,HRB33
级、400
级钢筋的弯钩内直径不小于钢筋直径的4倍,弯后平直长度符合设计要求。
(3)不大于90
°的弯折时,弯弧内径不小于钢筋直径的5倍。尺量检查。
5、除焊接封闭环式箍筋外,末端均应弯钩,形式符合设计要求,设计无要求时,应符合下列规定:
(1)弯弧内直径应满足4项的要求,尚应不小于受力钢筋直径;
(2)弯折角度:一般结构不小于90°,有抗震要求结构应为135°;
(3)弯后平直部分长度:一般结构不小于箍筋直径的5倍,有抗震要求的结构,不小于箍筋直径的
10倍。
一般项目:
1、钢筋应平直、无损伤、表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。观察检查。
2、钢筋调直采用冷拉法时,HPB235级钢筋的冷拉率不大于4%;
HRB335、400
级,RRB400
级钢筋的冷拉率不大于1%。观察及尺量检查。
3、钢筋加工的形状尺寸应符合设计要求,偏差率应符合下表要求。尺量检查。
项
目
允许偏差(mm)
受力钢筋顺长方向全长的净尺寸
士10
弯起钢筋的弯折位置
士20
关键词:房屋建筑 加固技术 应用分析
中图分类号:U457+.3 文献标识码:A
1 实际常用的加固技术
1.1加大截面加固法
在实践中,为能够增加截面的高度并扩大截面面积以提高钢筋的强度和抗压能力,工程人员一般采取在钢筋的弯曲位置加浇筑混凝土的手段以实现。这种方法无论是从理论还是从实际的角度上看,都能够提高截面的抗压能力和截面的强度,从而实现加固建筑的施工预期目的,并进而有利于建筑的安全系数的提高。同时,工程人员发现,混凝土的构件的承压力也会随着钢筋面积与钢筋抗压能力而提高。但是这种方法的前提就是必须在钢筋可承受的范围内,否则不利于建筑的安全性。利用加大截面的方法进行建筑的加固处理以提高安全性,在实践中具有多种优势,有利于提高经济效益,在我国具有很广阔的应用前景。而且,在实际使用的过程中,这种方法适用于房梁,承重墙等的加固处理。但是由于这种方法难度大,成本高,对人们生活有较大影响,因此有一定的不足之处。
1.2增加支承加固法
这个方法利用到了物理学中的杠杆原理。正如亚里士多德所说,“给我一个支点,我就可以撬动地球”。从物理学相关知识不难得出结论:杠杆是一种能够减少构件荷载效应的优良工具。实践已经证明,利用增加支点加固的方法可以极大地节省力的使用,进而节约经济成本,有利于使用空间的加大和混凝土的加固效果的实现。
1.3 喷射混凝土补强法
这一方法利用了混凝土喷射机,将混凝土拌合料以喷射的形式放置到需要加固的混凝土结构上,省时省力,节约成本。此外,喷射技术目前有两大类,一是干喷,二是湿喷。不论是哪种具体的方法,总体都是依靠骨料和水泥之间的粘合力,并由于施工过程中能够得到的高速且连续的冲击,从而提高密实程度,达到最佳的加固效果。而且在前期的施工准备过程中,需要振捣以提高混凝土自身的粘合度,并且在整个过程中,此方法的应用可以省去模版的使用,或者为了矫正形状而添加部分模版,但是都会使工期缩短,成本大大减少,简单易行,对技术要求难度不高。但是这种方法由于机械程度高,因此需要先期投入较多,设备要求高,施工过程中难免产生噪音等。这个方法总体会对环境产生一定的影响,与之前所说的技术方法相比,环境成本高。
1.4化学灌浆补强法
在建筑施工过程中应用化学方法是近年来建筑行业新兴的一种方法,本文笔者将介绍一种叫做“化学灌浆补强法”的处理技术。这种方法原理很简单,就是将有一定化工材料的浆液使用压浆机以强制灌入建筑结构的裂缝中,进而促进浆液的凝结。这个过程时间短,操作简单,但是对化学材料的要求高。这种方法要求化工材料必须化学性质稳定,强度高,抗氧化,一般工程中采用的是环氧树脂。这种材料能够有效地回复结构的整体稳固性,是一种良好的补强材料,对细小的裂缝一样有很好的修补效果。
2 特殊加固技术
2.1传力途径加固法的湿式连接技术
特殊的加固技术主要有以下几个,笔者首先介绍传力途径加固法的湿式连接技术。这个技术的主要内容就是对接点梁和支柱的接触面采取凿毛处理,并清除一定的浮渣,从而洒水进行湿润处理。这么做的目的是提高这个系统的稳固性和安全性。再有,这种技术一般是在混凝土上直接进行浇筑。如果工程中使用了钢套连接,就需要在接触面上使用水泥砂浆。很多工程都再去了后者的办法,取得了较为良好的收效。至于工程中比较少见但是十分重要的楔块顶升法而言,在完成了初步的稳固性处理之后,应该考虑及时使用环氧砂浆进行封闭式处理,以保证其安全性和稳固性。
2.2 外部粘钢加固技术
这种方法相对而言较为方便。混凝土构件的表面处理需要特别注意,钢结构表面的处理也十分重要。但是如果使用的钢板相对较旧,就需要对其进行必要的清洁处理。这主要应用到了硬毛刷的处理技术。通过硬毛刷及洗涤剂,能够有效地去除材料表面的污垢,进而保证材料的质量和有效性。去除钢材表面的污垢需要注意的是表层的厚度,一般粘贴处的厚度应该在1毫米左右。当露出表层之后,需要将粉尘进行清楚处理。有的需要进而采取用丙酮类清洗剂进行进一步的清洗。而且根据锈蚀状况进行打磨。打磨的过程可以考虑使用喷砂,砂轮机等的打磨。打磨的目的是使钢板出现金属性光泽,这不仅是为了美观的需要,更是出于安全的角度出发。对锈蚀的完全性处理是一个较为复杂的过程,需要使用好固化剂。不能过量,因为过量使用固化剂往往对材料的质量有较大的影响。同时,要注意在固化的过程中保证钢板的稳固性。
2.3外包钢加固技术
这个技术是一种在钢材外部包装一层加固层以避免锈蚀和加强稳固性的重要措施。这种方法需要将材料的表层进行一定的处理,包括对结合面和贴合面的进一步处理。这也是整个工程的关键性环节。而加固技术也有不同种类,对不同种类也有不同的对应技术。干式加固施工,需要将混凝土表面平整化,而这需要打磨处理。打磨的过程笔者在前文已经进行了相关解释,在此不再赘述。而湿式的加固施工法需要水泥浆和化学灌浆料,这样做的目的是对钢板进行除锈处理。而除锈处理的相关方法需要在其他工程中进行参照。而除锈处理的基本技术需要使用丙酮或二甲苯清洗相关的材料,从而实现除锈和稳固性的处理。
2.4 预应力加固技术
这种方法是一种较为先进的方法,而且是利用了预应力进行加固。预应力加固法的使用需要事先进行相关的处理,具体包括采用预应力拉杆加固,而且必须根据设定值对拉杆进行校对,避免后续步骤中出现问题。而且拉杆的尺寸和安装的位置必须要完全符合规定或者事先的图纸。而且要对零部件进行相关处理,避免在张拉作用时出现断裂。而且在这个过程中,需要对每一个步骤进行加固处理和稳固性检验,只有当检验合格之后才能进入到下一个环节。而且对撑杆要有一定的处理,需要用螺栓进行加固。而且对每一个零件都需要进行防锈与除锈处理。
参考文献:
[1]张雷雷. 房屋建筑的若干种加固工程技术方法[J]. 中华建设,2012,01:134-135.
[2]李继宇. 房屋建筑的若干加固施工技术探析[J]. 科技创新与应用,2012,07:152.
【关键词】工业建筑;结构设计;钢结构
1、某工程建筑结构设计要求
(1)本工程建筑结构安全等级为二级、设计使用年限为50年、建筑抗震设防类别为标准设防类。
(2)基础选型。现阶段其它车间及构筑物的基础型式暂按以下情况考虑:
①对于本工程中荷载较大或是斜坡上架空建(构)筑物,如:主厂房,配料室、燃料破碎室、筛粉室、成品矿仓库、主烟囱、混合室、主电除尘器等拟采用桩基础。②挖方区场地地质条件比较好的车间,如:机尾除尘器及风机房、整粒除尘器及风机房拟采用独立基础。③对于荷载不大的建( 构) 筑物,如皮带通廊、袋式除尘系统,水泵站及水池、变电所等拟采用柱下独立基础或墙下条形基础。
(3)湿式作业的车间,除需防腐处理的平台采用钢筋砼结构外,其余各操作平台尽可能采用钢梁上铺设钢格栅板(框架梁仍采用钢筋砼结构) 。电缆桥架和管道桥架均采用钢结构。
挡墙部分:填方区挡墙分为两种,高度8m以下采用毛石砌体挡墙,高度8m以上及场地紧张时采用钢筋砼扶壁式挡墙或排桩支护结构(可加锚杆)或加筋土挡墙;挖方区挡墙除以上几种型式外,还可采用锚杆支挡结构。
(4)地下室的结构做法和防水等级。地下通廊(防水等级四级)、水池、泵房等地下结构或主体结构的地下部分采用现浇防水混凝土结构,防水混凝土的设计抗渗等级不小于P6级。
2、主要设计数据
结构设计应本着安全,经济合理,确保工程质量的原则进行,并且需遵循现行的国家规范、规程,并严格遵守规范强制性条文。结构设计应考虑以下主要设计数据: 极端最高温度、极端最低温度、基本风压、地面粗糙度、基本雪压(0.35KN/m2)、地震设防烈度、基本地震加速度(0.10g)、设计地震分组、设计特征周期、场地土类别、地下水位等。特别在进行抗震设计时,重要建(构)筑物的抗震设防类别和抗震设防烈度均应相应提高进行设计。
3、基础地基处理
对于重要建(构)筑物地基处理,可根据场地具体情况选用合适的处理方案,例如人工挖孔桩(嵌岩)、钻孔灌注桩(嵌岩)、预应力混凝土管桩、地基处理桩等。在进行桩基设计时,单桩承载力宜控制在单桩承载力特征值的80%以内。当新建(构)筑物距离老建(构)筑物较近时,需选用合适的桩型,以减小桩基施工时对老建(构)筑物的影响。
对于次要建( 构) 筑物地基处理,例如钢梯、直爬梯基础,室外水沟、电缆沟等可以用较浅的土层作基础持力层,要求原土夯实,并超挖分层换填一定厚度砂夹石,并压实。基础施工完毕后,应及时分层回填压实。
4、设计基本原则
(1)钢材选用
通常情况下受力构件采用Q235-B或Q345-B钢,平台板、梯子和栏杆采用Q235-A钢,吊车梁采用Q235-C或Q345-C钢。Q345钢力学性能和化学成分应符合国家标准GB/T 1591-1994的规定,Q235钢力学性能和化学成分应符合国家标准GB/T 700-2006的规定。特殊结构采用特殊钢材,例如高炉炉壳采用BB503钢,热风炉炉壳拱顶采用BB41-BF钢,转炉平台及防护板采用铸铁板等。
(2)焊接及螺栓
焊条:手工焊时,当母材出现Q235-A,Q235-B时,对于焊缝质量等级要求为一级的焊接须采用E4315或E4316型焊条,其他情况下的焊接可采用E4301或E4303型焊条。焊条的性能必须符合GB/T 5117-1995。Q345-B与Q345-B的焊接采用E5015或E5016型焊条,焊条的性能必须符合GB/T 5118-1995。自动焊或半自动焊时,Q235-B与Q235-B或Q235-B与Q345-B的焊接采用H08A焊丝,并配以相应焊剂;Q345-B的焊接采用H08 MnA 焊丝,并配以相应焊剂。焊丝技术条件应符合G B / T14957~14958-94。BB503,BB41-BF钢材焊接应配以相应的焊丝、焊剂,施工单位对BB503,BB41-BF钢材的焊接方法及焊接工艺必须在施焊前进行焊接实验,在取得合格的焊接工艺实验结果后,方可进行正式的焊接工作。
吊车梁下翼缘的对接焊缝,大型框架结构中框架梁、框架柱拼接时的对接焊缝,其质量等级为一级,其他情况下对接焊缝的质量等级均为二级。吊车梁内角焊缝的外观质量标准为二级,其他情况下角焊缝的外观质量标准均为三级。质量检查应符合GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范的标准。焊缝的焊接质量检查尚应符合JGJ 81-2002建筑钢结构焊接规程的规定。
永久螺栓为C级螺栓(性能等级为4.8级),应符合GB/T5781-2000的要求。高强螺栓为扭剪型高强螺栓(性能等级10.9),应符合GB/T 3632-2008钢结构用扭剪型高强螺栓连接副的规定。高强螺栓连接处构件接触面采用喷砂处理,摩擦系数均不得小于0.45。结构用地脚螺栓原则上采用Q235-B钢制作,产品等级按C级制造。螺栓应符合GB 196-81普通螺纹基本尺寸,GB 197-81普通螺纹公差与配合规定8g级制造。螺母应符合GB/T 41-2000Ⅰ型六角螺母-C级,M72X6螺母应符合JB/ZQ 4330-86规定。垫圈应符合GB/T 95-85平垫圈C级,JB/QA4345-86矩形垫板规定。设备螺栓,技术要求应由设备专业确定。
(3)除锈及涂装
钢结构应根据材料供货状况,采取必要的除锈处理,并进行防锈涂装。重要钢结构如大烟道、主厂房机尾钢平台等钢结构,采用耐高温防腐涂料,除锈等级达到Sa2. 5;其他普通钢结构采用手工除锈,除锈等级达到St3。上述除锈等级均按GB/T 8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级执行。具体涂装要求由业主、工艺专业确定。
(4)钢筋混凝土结构用材
混凝土标号以实际计算为准。普通结构采用C25,受力较大的结构采用C30~C50,垫层采用C10,基础采用C25混凝土(特殊要求除外)。有防水要求的建(构)筑物和构件采用防水混凝土,有耐热要求的构件采用耐热混凝土。钢筋:HPB235,HRB335,HRB400。较大的受弯构件优先选用HRB400。
5、设计基本要求
钢结构应力和变形控制要求:钢梁应力应达到强度设计值的90%;钢柱应力应达到强度设计值的95%;钢构件变形应达到变形容许值的100%。钢梁、钢柱原则上采用焊接H型钢。墙皮檩条:组合檩条用槽钢,其他檩条用卷边槽形冷弯薄壁型钢。墙皮檩条计算时无需考虑阵风系数。大荷载平台钢格板选WB405/2PT,活荷载5kN/m2时最大跨度2.4m。小荷载平台和楼梯踏步钢格板选用WA255/1PT,活荷载2.5kN/m2时最大跨度1.8m。
钢筋混凝土结构配筋要求:框架梁的配筋率控制在1.2%~1.7%;框架柱(每边)的配筋率控制在0.7%~1.1%;独立基础的最小配筋率0.15%;单桩单柱承台0 . 1 % 。屋面板上部配置双向抗温度收缩构造钢筋Ф8@200,并与主筋按受拉钢筋要求搭接。承台的配筋形式:单柱2桩承台按梁式配筋;单柱3桩及3桩以上承台按板式配筋,只配承台底部的一层钢筋; 多柱多桩承台须上、下双层配筋。
关键词 : 混凝土碳化化学灌浆治理耐久性
中图分类号: TU37 文献标识码: A
1.工程概况
引滦工程宜兴埠管理处明渠闸、暗渠闸、联结井闸、倒虹进出口闸等水工建筑物始建于1983年。自运行以来,由于先天的混凝土强度偏低、振捣不实、保护层厚度不足等原因致使机架桥柱、梁的混凝土保护层疏松脱落,箍筋部分锈蚀,经检测碳化深度4~6cm,普遍出现了箍筋、顺筋锈胀裂缝,回弹仪测强为11~22Mpa。因其结构的耐久性问题较严重,近年把该工程列为维修加固的重点项目。采用了化学灌浆、MCI迁移性钢筋防锈剂、钢纤维砂浆、防碳化涂料等工艺、材料,对钢筋混凝土结构进行了补强加固。
2.混凝土碳化破坏原因分析
2.1混凝土的质量
由于水闸施工年代较早,当年机架桥柱、梁局部混凝土的质量较差,虽然混凝土表面不一定有明显的微裂缝隙,但孔隙多、孔径大,渗透性也大,拦不住碳酸气和湿气的去路。碳酸气和湿气易找到直达钢筋的捷径,不仅使得碳化加速,而且可能使平均碳化深度尚未到达钢筋表面,已使钢筋提前锈蚀。
2.2 钢筋保护层厚度
检查发现闸机架桥柱、梁局部混凝土的保护层较薄,有些部位只有1~3cm,且纵筋、箍筋部位的保护层均有开裂现象,因此加速了梁、柱钢筋的锈蚀。
2.3环境影响
混凝土在碳化过程中,会向外排除一定的水分。混凝土失去这些水分时会产生收缩,在混凝土内部产生微小裂缝。对于较大水压力的渗透,这些微小裂缝会被扩大,进而形成贯穿的通道,使渗水速度加快。这在天津北部地区,特别是在引滦明渠周边地区的空气相对湿度高更有助于混凝土的碳化。
2.4钢筋锈蚀的影响
碳化使混凝土碱度降低,减弱对钢筋的保护作用,钢筋就容易锈蚀,锈蚀形成的铁锈体积膨胀(为原来的2~8倍),对混凝土保护层施加一膨胀力。又由于碳化层产生的碳化收缩,对其内部形成压力,而表面碳化层产生拉力,也能够使结构表面产生微小裂纹。这种收缩裂纹成为空气和水的通道,更加快了混凝土的碳化,最终导致混凝土保护层开裂和剥落,从此进入恶性循环。当钢筋暴露在大气中时,锈蚀过程将加快,最后导致截面减小,严重降低结构强度,影响混凝土建筑物的寿命。
综上原因分析,为了确保引滦工程的正常运行,确保安全输水,闸机架桥柱、梁的病症必须进行综合治理,以提高钢筋混凝土结构的耐久性。
3.施工工艺
3.1工程的治理原则
治理后的混凝土结构具备原有承载力、整体性和耐久性,防止进一步损坏结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原有结构外观。处理方法以实际出发,在安全可靠的前提下,力求简单易行、经济合理。但是由于混凝土病害严重,且程度不一。因此我们对机架桥柱、梁、平台分别采取了不同治理的方案。
3.2工艺流程
凿除混凝土——钢筋除锈——基层清理——刷MCI迁移性钢筋防锈剂(2020)——刷界面剂(第一遍)——抹钢纤维砂浆(第一遍)——化学灌浆——刷界面剂(第二遍)——抹钢纤维砂浆(第二遍)——刷界面剂(第三遍)——抹钢纤维砂浆(第三遍)——养护——刷MCI2021——刷防碳化涂料(三遍)
4.修补材料
(1)钢纤维砂浆
配比水泥﹕ 砂﹕钢纤维﹕硅粉﹕减水剂﹕水
1﹕1.5﹕0.08﹕0.1 ﹕0.05﹕0.38
钢纤维砂浆是一种性能优良,且使用广泛的新型复合材料。乱向分布的短纤维阻碍内部裂缝的扩展和宏观裂缝的发生,从而使抗拉、抗弯、抗剪强度等显著提高。其抗冲击、抗疲劳、耐久性也有较大改善。掺入硅粉和减水剂的钢纤维砂浆、可以提高砂浆的密实性、抗压强度、抗渗性、耐久性,改善混凝土拌合物的和易性。
(2)MCI—2020迁移性钢筋防锈剂
MCI—2020是一种通过涂抹在混凝土表面,即可自行渗透扩散至内部钢筋表面,形成单分子保护膜,保护钢筋不被腐蚀。即使它不与钢筋直接接触,也能在混凝土中渗透扩散一定距离,从而达到钢筋表面,起到对钢筋的保护作用,能够有效抑制钢筋腐蚀,延长结构的使用寿命。
(3)MCI—2021混凝土表面密封剂钢筋防锈剂
混凝土表面密封剂,通过深入混凝土内6mm与混凝土中的化学物质钙反应,生成不溶的硅酸盐结构封闭表面孔隙,提高混凝土的密度并使表面防水、防碳化、防氯化物及酸碱侵蚀。但不影响混凝土的呼吸性能。MCI—2021的另一特性是它的防腐剂可迁移进入最密实的混凝土中,达4cm,找到里面的钢筋,在其表面形成一个单分子防腐保护层,阻止钢筋进一步锈蚀,延长钢筋混凝土结构的使用寿命。
(4)界面剂
ZV型混凝土修补胶与水泥调和而成,其配比为1﹕1。使用时均匀涂抹混凝土表面,力求薄而不淌,待浆液不粘手时,即可进行下一道工序。
5.化学灌浆
对于闸机架桥柱,如果内部混凝土强度低于C15,且有蜂窝、孔隙,直接影响了钢筋混凝土柱的承载力的部分,采取化学灌浆处理。
a. 灌浆采用灌浆泵,灌浆压力:0.35~0.45MPa
b. 灌浆材料:环氧树脂﹕固化剂=2﹕1(体积比)
c. 预埋灌浆嘴:灌浆嘴用“水不漏”预埋,2~3个嘴子内部架桥(预留通道),用来排气,间隔20~50cm。
d.在灌浆前,先用气通一下各嘴子是否相通。灌浆先从柱子底部往上灌,要求连续不间断、循序渐进。因为环氧树脂与固化剂混合后凝固时间为1小时,并且防止把空气灌入到混凝土内部,影响灌浆效果。
灌浆结束标准:灌浆以灌浆量和估计的浆液用量相差不多,并以各个预埋嘴子出浆(出浆后用铆钉堵住)和柱子的微细裂纹浸出浆液为准。
6.钢筋锈胀裂缝的施工
对于钢筋锈蚀的不同程度及混凝土碳化深度、损坏程度的不同,采取了三种治理方法。
(1)对于顺筋胀裂,部分保护层和边角脱落,结构已处于不安全期或危险期。将开裂、松动的保护层全部凿掉,将包裹钢筋的混凝土挖掉一薄层,使钢筋全部露出来,按3.2施工工艺进行施工。
(2)对于箍筋、顺筋已有部分锈蚀,且保护层裂缝已达到箍筋表面。将开裂、松动的保护层全部凿掉,将包裹钢筋的表层混凝土剔凿,使钢筋表面,按3.2施工工艺进行施工。
(3)对于水闸的机架桥梁、柱缺陷在混凝土表层,损伤、碳化深度未超过钢筋保护层,不致影响结构的安全使用。工艺是只将碳化表层进行剔除,除钢筋不需除锈外,其他工艺同上。
7.混凝土表面涂料涂覆
在混凝土表面涂料涂覆,可以有效地防止碳化,防氯离子渗透,耐磨、耐蚀。在此项补强加固工程中,由于我们已经根据钢筋混凝土的不同损坏程度,采用了化学灌浆、钢纤维砂浆、MCI迁移性钢筋防锈剂等综合治理方法,使原钢筋混凝土结构外部形成了一个钢护套,其抗压、抗弯强度均已达到设计强度,并杜绝了钢筋的锈蚀。所以,我们在混凝土表面涂料涂覆时,采用了一般的外檐涂料,并在涂料中掺入了BC01胶,使其更牢固、不褪色。即经济又可达到防碳化、美观的目的。
8.结束语
关键词聚合物砂浆;混凝土表面;修补加固;施工方法;质量控制;注意事项
中图分类号TU7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0079-01
1概述
笔者对混凝土建筑物进行了全面调查,并用回弹仪测验了建筑物的混凝土强度,用酸酞试液测验了碳化深度。通过调查发现,现有混凝土建筑物耐久性不良。主要表现在:①混凝土碳化和裂缝问题普遍存在;②沿海地区钢筋混凝土结构受氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀严重;③临水混凝土表面冻融松散剥落破坏;④混凝土表面冲磨破坏、机械磨损、磨蚀破坏以及化学侵蚀;⑤碱骨料反应破坏等。这些问题严重影响混凝土建筑物寿命和外观,甚至危及混凝土建筑物的正常运行和安全。为了提高混凝土建筑物的耐久性,延长建筑物的使用寿命,对3座大梁混凝土剥落且有露筋现象的公路桥、5座出现大面积混凝土剥落、碳化和钢筋锈蚀严重路桥工程采用TK聚合物砂浆(由水利部天津水利水电勘测设计研究院科学研究所研制)进行修补加固,总面积达3050m2,防碳化喷涂面积约3400m2。经过现场检查验收,没有发现因材料或施工原因而出现裂缝现象,防碳化涂层没有发现脱落起皮现象。
2聚合物砂浆的主要性能及适用范围
聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补材料,是以少量水溶性聚合物改性剂,再掺入一定量的活性成分、膨胀成分而配制成的TK聚合物防渗、防碳化、防腐砂浆。由于聚合物及活性成分的掺入,改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能。主要体现在:
2.1活性作用
聚合物乳液中有表面活性剂,能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,从而减少水泥的毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实性和抗渗透能力。
2.2桥键作用
聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2+、A13+、Fe2+等离子进行交换,形成特殊的桥键,在水泥颗料周围发生物理、化学吸附,成连续相,具有高度均一性,降低了整体的弹性模量,改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态,使得承受变形能力增加,产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙,由于聚合物的桥键作用,也可限制裂缝的发展。
2.3充填作用
聚合物乳液迅速凝结,形成坚韧、致密的薄膜,填充于水泥颗粒之间,与水泥水化产物形成连续相填充空隙,隔断了与外界联系的通道。
与普通砂浆相比,聚合物砂浆具有抗拉强度高、拉压弹性模量低、干缩变形小、抗冻、抗渗、抗冲耐磨,与混凝土粘结强度高,具有一定的弹性,抗裂性能高。与环氧砂浆相比,还具有施工工艺简单、操作方便、无毒、成本低(是环氧砂浆的1/3~1/5)等优点。适用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蚀、冻融破坏及化学侵蚀而引起的混凝土表层开裂、剥蚀等混凝土表面薄层修补,可直接用于防渗、防腐、防碳化工程,也可用于建筑瓷砖粘贴和卫生间防渗。
3聚合物砂浆施工及质量控制
采用聚合物砂浆进行修补加固处理时,应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。施工流程为:旧混凝土凿毛喷砂(或用钢刷)除锈(污)涂刷钢筋防锈剂用清水冲洗饱和基面涂刷TK界面剂抹TK聚合物砂浆养护涂防碳化剂。
3.1基底处理
1)凿毛。为确保聚合物砂浆与基底混凝土具有良好的粘结,一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。如基面松动严重,应采用人工凿毛方法,凿掉破损的混凝土,使基底露出坚硬、牢固的混凝土面,凿毛必须彻底全面,但也不宜深度过大,以免破坏了未碳化和损破的混凝土。如果钢筋锈蚀外露,还应对钢筋表面进行除锈,并涂刷钢筋防锈剂。2)饱和。对凿除的混凝土表面,采用高压水枪(采用饮用水)将碎屑、灰尘冲洗干净,并连续、均匀地喷洒,使表层混凝土达到饱和状态,且表面无明水。
3.2砂浆的配制
根据选用的原材料、设计技术及施工和易性要求事先进行试拌。现场可用砂浆搅拌机拌和或人工拌和,其各组分的配比用量必须严格控制。
先将称好的水泥、砂搅拌均匀,再将称好的TK改性乳液、活性剂及其他外加剂和水混合后加入,充分搅拌均匀即可。各组分配比必须严格控制。若人工拌和,宜在铁皮板上进行,以防止拌和水流失,造成因砂浆水灰比改变而影响砂浆的和易性,拌和水应采用饮用水。
每次拌和砂浆的方法应根据砂浆施工的进度确定。拌和成的砂浆存放的时间不宜超过45min。若拌成砂浆未及时使用而出现干硬现象,不能再加水重新拌和,应舍弃不用。
3.3施工
1)TK界面剂的涂刷。抹砂浆之前,在工作基面上涂刷聚合物界面改性剂,涂刷时应均匀,不得有漏涂、流淌。2)TK砂浆抹面施工。待TK界面剂用手摸感到似粘非粘时,应立即抹砂浆,可采用机械喷涂或人工压抹,操作速度要快,且朝一个方向,一次用力抹平,避免反复抹。3)如修补厚度超过3cm时,应分层施工。层与层之间应间隔4h;对于破坏较深的部位(大于5cm),可先采用TK聚合物混凝土进行修补,养护3~5d后,再抹TK砂浆。TK砂浆适宜在5-30℃的环境温度下进行施工。如环境温度超出此范围,应根据实际情况对材料及配比进行调整。
3.4养护
用TK砂浆抹面后,应及时采用人工洒水并用塑料布或湿麻袋覆盖养护,避免砂浆产生干缩裂缝,潮湿养护48h后,再涂刷TK防碳化剂,自然潮湿养护5d。
3.5施工控制
1)为保证TK砂浆的施工质量,必须建立、健全质量保证体系。施工人员应严格按操作程序,对各道工序进行检查验收。2)TK砂浆层外观平整,层面与基底结合牢靠。3)在施工过程中按设计要求进行现场抽样检验,必要时可现场进行钻孔取芯试验,以检查其效果。
4施工注意事项
1)清理基面,凿除破损、松动的混凝土,喷砂(或用钢刷)除锈和油污,使外露钢筋表面无锈蚀,且混凝土表面粗糙。2)抹砂浆前2h,用饮用水冲洗待修补部位,使混凝土表面处于饱和状态,但表面不能有明水。3)人工修补时,无论采用机械喷涂还是人工抹砂浆,应朝一个方向使用抹刀,并且尽量一次抹完,避免来回抹。如修补厚度超过3cm时,应分层抹,层与层之间应间隔3~4h,每层厚度不超过2cm。4)修补砂浆养护48h后再涂混凝土防碳化剂。
关键词:码头;维修加固;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
在二十一世纪,随着世界经济全球化的不断发展,各国之间的贸易往来越来越频繁,交通工具主要有航空、公路、水运、铁路,其中水运是最常用的交通方式,它适用于货运量比较大、远洋贸易,比如石油钢材跨国运输等。水运不仅促进了经济的发展,还极大的加强了世界各国之间的联系。码头作为水运的基本条件,也取得了很大的发展,码头建设日益成熟化,但一些旧码头由于使用不当或者使用时间过久,原有码头设施老化比较严重,不利于安全作业,使用功能也落后于现代社会的发展。一些码头结构破损严重,已经不能满足大型船舶的停靠,不利于我国水运事业的发展。早期的码头设计使用时间通常为30到40年,目前已经损坏的码头原因主要存在以下几个方面,有些码头已经完成预定的寿命,但还需要继续服役;由于荷载作用过大或者施工不严格导致码头发生不均匀沉降;最常见的问题是码头钢筋混凝土构件锈蚀比较严重,码头构件受到外力撞击使用不当导致结构损坏等。
我国码头数量众多,其中最常见的是重力式码头,它约占总数的一半以上,在全国各地都有存在,是我国早期码头最重要的结构形式。重力式码头有以下优点,结构坚固耐用;抗冻性能好,适合于北方严寒地区;承载力比较强,对集中荷载适应性强,通过墙身将荷载传递到地基扩散开;施工简单,成本低。所以在我国经济发展初期建设大量的重力式码头。
1码头破坏形式
码头的病害是在外力和内力相互作用下发生的,一是随着码头的使用,受环境的影响,结构材料会老化,本身强度降低,受到较大荷载时发生病害;二是人为因素造成的,码头货运量有了很大的提高,而早期码头的设计荷载较低,使码头长期处于超载状态,严重影响结构寿命,无法满足船舶的使用。研究病害产生的原因和危害,可以避免不必要的损害,找出修复的措施和方法以阻止结构继续破坏。
1.1剥蚀和冲刷
港口水工建筑物一般处于河流或海水的浸泡中,由于水流或海浪对码头基础或地基的冲刷,造成混凝土表面出现麻面、脱落现象,甚至基础局部出现淘空,影响结构的安全与稳定。剥蚀是从码头结构外观破坏形态着眼的,直接从表面看到病害的形态,主要有蜂窝麻面,混凝土脱落露筋,磨损等。根据对结构侵蚀机理不同,可分为冲磨(冲刷造成磨损)、冻融剥蚀(混凝土空隙中水受冻结冰膨胀,冻融循环,危害比较大)、空蚀等。
1.2裂缝
裂缝往往是钢筋混凝土结构中最普遍的病害,它是混凝土结构承载力、耐久性降低的主要原因。裂缝是混凝土结构病害的晴雨表,因此对理至关重要。裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝,前者是由外荷载引起的,如作用力过大或者结构发生变形产生裂缝,其宽度分布情况和外荷载的大小有关;非结构性破坏发生在结构内部,如混凝土硬化过程中由于混凝土脱水,引起收缩而产生裂缝,一般应设置伸缩缝,减小结构内部发生裂缝。
裂缝产生初期宽度比较窄,随后会和其它一些病害产生恶性循环,比如引起钢筋锈蚀,锈蚀产生膨胀物进一步加剧裂缝宽度,冻融循环破坏,进而导致码头结构安全可靠性。
1.3混凝土碳化及钢筋锈蚀
重力式码头结构中沉箱码头很容易发生混凝土的碳化和钢筋的锈蚀。混凝土的碳化指的自然环境中的二氧化碳侵入混凝土中,与混凝土中的碱性物质发生反应,使混凝土中的 PH 值下降的过程。
混凝土碳化反应产生的CaCO3堵塞在空隙中,已碳化混凝土密实度与强度提高,另一方面碳化使混凝土脆性变大,总的来说,碳化对混凝土的力学性能及构件受力性能负面影响不大,混凝土碳化最大的危害是会引起钢筋的锈蚀。
混凝土是钢筋的保护层,避免钢筋受到氧化和氯离子的腐蚀,碳化是一般大气环境下混凝土钢筋脱钝锈蚀的前提条件,当碳化后,钢筋周围碱性减低,钝化膜破坏,氯离子和氧离子对钢筋侵蚀,导致钢筋截面减小,承载力降低。混凝土碳化和氯离子侵蚀是钢筋混凝土结构的癌症,是在潜移默化中完成的,初期并没有明显的特征,等发现的时候钢筋已经处于破坏期,结构已经出现承载力降低等。
1.4构件破坏、设施老化
在钢筋混凝土码头中,结构经常使用,受力较集中,材料强度不足的地方容易产生破坏,如支座和伸缩缝处。支座破坏造成支座偏位、支撑的结构不平整发生倾斜,不能满足使用要求;伸缩缝破坏造成渗漏、接缝处不平等现象。
附属设施老化,比如护舷,经常受到船舶的停靠和碰撞,防护功能降低,作为码头转移货物的轨道梁,经常使用引起结构破损。
1.5人为破坏
人为损害主要是指不合理的使用和维护不及时造成码头的严重破坏,以至于码头结构的某些功能丧失,是码头结构破坏的重要因素。如船舶停靠时,不小心和码头进行碰撞,使防护设备受到损坏,更有甚者使胸墙前沿结构破损开裂;码头结构经常处于风吹日晒水浸中,金属橡胶部位易于锈蚀老化,要经常对这些部位进行养护,提高码头的使用寿命。
2构件维修
腐蚀损坏构件的修复效果与损坏部位的表面处理、修补材料的选择、修补工艺等有直接关系。为使修补效果良好,针对不同构件的不同腐蚀损坏程度,采取与之相适应的修补材料和修补措施,把结构修补划分为4个等级(表1)。构件修复内容包括恢复或增大构件截面尺寸、增补钢筋、碳纤维加固措施等。结构修补完成后,码头桩基以上区域主要采取有机涂层防腐措施,部分区域应用了先进的防腐技术外加电流保护措施、牺牲阳极保护措施。
表1修复等级划分
2.1A级修补
整块凿除钢筋保护层的混凝土,使锈蚀钢筋完全露出并且能够进行钢筋除锈施工。锈蚀钢筋应先除去浮锈,用高压淡水彻底除去表面盐份,焊补主筋和箍筋。采用C45修补高性能混凝土进行保护层修复(C45修补高性能混凝土比原结构混凝土材料强度提高1个等级)。旧混凝土表面刷涂SHJ-105界面剂,确保新旧混凝土结合牢固。
2.2B级修补
沿裂缝凿开1条宽10~20 mm、深达钢筋表面的凹槽,对钢筋除锈、高压淡水清洗、彻底去掉盐份,对有锈斑无裂缝的构件,在锈斑处将混凝土凿U型槽,找出并除去锈源(钉或金属丝头)。旧混凝土表面刷涂SHJ-105界面处理剂,用SHJ-X180聚合物修补砂浆将凹槽封填
2.3C级修补
对混凝土表面有露砂、露石、蜂窝、麻面等缺陷部位,用淡水冲洗清除不牢附着物及粉尘,用SHJ-X180聚合物修补砂浆抹平。
2.4D级修补
用钢筋腐蚀仪查明钢筋已发生锈蚀的部位,即使混凝土仍然未开裂,也要凿开1条宽10~20 mm深达钢筋表面的凹槽,对钢筋除锈,彻底去除盐份后涂刷SHJ-105界面处理剂,再用SHJ-X180聚合物修补砂浆将凹槽封填。
3构件补强
3.1焊补钢筋补强
当构件钢筋腐蚀后截面损失超过原有钢筋截面积10%时,需补焊钢筋,提高配筋率达到其原设计的承载力。凿除构件松散及锈裂的混凝土,对锈蚀钢筋进行除锈及冲洗处理,测量主筋的直径,截面积损失超过钢筋截面10%时,进行同等级钢筋补焊,新焊的补筋乘以强度利用系数0.9。新旧钢筋采用单面焊接,如主筋已大部分锈蚀,开凿困难且钢筋无法焊接时,则采用结构胶化学植筋后再焊补钢筋。
3.2碳纤维补强
对不宜使用钢筋补强的构件,采用外贴碳纤维补强措施。外贴碳纤维布补强施工在构件完成混凝土修补后进行。混凝土表面用高压水清洗,用切割机或砂轮
机铲除凸出部分,凹陷部分以SHJ-E501湿固化环氧树脂胶泥填补后,将SHJ-CB331
湿固化粘贴胶刷在混凝土表面,把已裁剪好的碳纤维用毛刷滚轮和橡皮刮刀顺 纤维方向用力推平粘贴。
4构件修补后的保护措施
为保证码头构件修补后安全使用10a以上,需对码头结构增加保护措施。本设计主要采用混凝土表面涂层防腐措施。涂层通过物理阻隔氯离子的入侵,达到防腐的效果。采用具有湿固化、耐碱性、(混凝土表面)附着力强、长效防腐以及耐老化性能的海港工程专用配套涂料,该涂层系统设计总干膜平均厚度为300μm。设计中强调涂层施工前表面处理的重要性,喷涂前混凝土应进行表面处理,用高压水彻底清除表面的不牢灰浆,尖角、碎屑、海生物、油污物等影响涂层质量的物质。在腐蚀情况比较典型的散粮泊位选取了2个区域,应用先进的防腐技术作为钢筋混凝土构件的防护措施――外加电流保护系统和钢筋混凝土用埋置式牺牲阳极保护。
外加电流通过采用耐电化学的钛阳极网作为阳极,通过给系统通直流电,使钢筋长期处于被保护的电位状态下,能彻底解决钢筋的电化学腐蚀问题。由于修复后钢筋在新旧混凝土内将产生内部电位差,不采取任何防护措施将导致钢筋再次发生腐蚀,采用埋置式牺牲阳极后,以牺牲阳极的腐蚀提供自由电子,对被保护的钢实施阴极保护。
5结语
由于海洋环境中,大部分早期建造的海港码头由于缺乏防腐措施,已经发生严重腐蚀破坏,因此,需要采取维修加固措施才能保证码头的正常使用功能。
参考文献
[1]屈晓晖.浅议老港区码头加固改造方法[J].港口科技,2009(5)
关键词:填充墙;拉结筋;植筋
Abstract: "Zhijin law" construction filled-wall ribs, tie bar of accurate positioning, convenient wall masonry. Not directly embedded tie bar, do not need to advance in the reinforced concrete structure column (wall) in embedded parts, but also can be arranged according to the block module, and is buried method without template, drilling through reinforcement, but also avoids the concrete construction, caused by vibration of the embedded parts position is not accurate, tie bar construction chiseling too deep or too large area, affecting the main reinforcement protective layer and weaken the concrete structure section size etc.
Key words: filled wall; steel tie; bar
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、工艺原理及施工工艺
(一)工艺原理
钢筋混凝土结构柱(墙)施工时不进行拉结筋或其埋件的预埋,在填充墙砌体砌筑前采用“植筋法”进行拉结筋的后植入(锚固)施工,在墙体拉结筋位置钻孔、注胶并植入拉结筋,利用化学锚固胶作为拉结筋与柱(墙)混凝土的粘合剂,保证拉结筋与柱(墙)混凝土的可靠粘接,从而减轻对原结构构件的损伤,并保证拉结筋根据砌块模数确定的正确位置。使设计(或构造)拉结筋与原结构柱(墙)混凝土的粘拉强度达到设计(或规范)要求,拉结筋上的拉力通过化学粘拉剂向混凝土柱(墙)中传递。
(二)工艺流程及施工操作要点
1.工艺流程。弹线定位—钻孔—清孔—配胶—注胶—植筋—检查验收
2.施工操作要点。钢筋混凝土结构施工完毕后,在填充墙砌体施工前,进行拉结筋的施工。“植筋法”施工拉结筋主要工艺如下。
(1)弹线定位。对照施工图,在填充墙与柱或墙想连接的结构表面,按设计或构造要求在设置拉结筋的位置,沿高度方向进行弹线,先弹竖线,再弹横线,横竖线相交部位,即为拉结筋的钻孔位置。
(2)钻孔。根据弹出的钻孔位置,用冲击钻钻孔,孔深和孔径按设计要求确定。如设计无要求时,孔深按≥15d考虑,一般采用100mm,孔径按d+2~4mm控制,一般采用10mm。钻孔时要使用冲击钻垂直于结构表面均匀钻入,以便控制钻孔的垂直。孔深用冲击钻上顶杆控制,如钻孔时遇到柱(墙)主筋,可把钻孔位置水平平移一个钢筋直径的位置,重新钻入,原钻出的未成型废孔用1:1水泥砂浆筋钻孔位置有可能重合,则需根据砌块模数适当调整箍筋或混凝土墙体水平筋,根据灰缝大小适当调整钻孔位置,废孔仍采用前面所述方法进行处理。
(3)清孔。钻孔完成一个结构面后,可进行清孔操作。清孔的目的是要吹清内粉尘,采用专用毛刷和吹风机(橡皮气囊、手推式气筒或手动、电动吹风机)配合进行。清孔时用“四吹三刷”法,即先吹清孔浮尘,然后用专用毛刷清刷孔壁,清刷时毛刷在孔内抽拉转动,如此反复吹刷,清理干净孔内无法达到设计的粘结强度,影响拉结质量,所以在清孔时严禁用水冲刷;当前市场上也有一些植筋胶产品不怕水,如“固立特拉结筋用植筋胶”,植筋孔内潮湿、有水不妨碍施工,使用这类植筋胶可以用水辅助清孔,是否可用水辅助清孔,可参照选用产品的使用说明书灵活掌握。
(4)配胶。如果植筋胶是双组份的液体胶,则需进行现场配胶。配胶前要进行植筋准备工作的检查,保证钻孔、清孔工作已完成一个施工段,并已组织验收,做好隐蔽工程验收记录,同时拉结钢筋已准备就绪,达到植筋操作准备工作要求。配胶要根据所划分的施工段用量进行配制。配胶比例可按选用的植筋说明书进行配制,并在说明书规定时间内用完。以大连中科建筑结构胶业有限公司生产的JGN—II型建筑结构粘合剂为例,配胶时把甲、乙两种组份按4:1的比例倒入容器,
搅拌均匀,并按要求在30分钟内用完。另外,现在市场上也有一些不需要现场配胶的产品。如“固立特拉结筋用植筋胶”就不需现场配制,而且该产品专为植拉结筋设计,其规格为7mmⅹ7mm,特别适合于直径为6mm的拉结筋施工。另外该产品不怕水,植筋孔内潮湿、有水不妨碍施工。在使用前要先把植筋胶放入水中浸泡至无气泡冒出(约10秒种)。
(5)注胶。根据产品说明书确定具体方法。一般液体状胶可用手持式自动压力灌浆器进行注胶操作。拉动拉杆,将配好的植筋胶拌合物吸入内囊,注胶时要注意排除钻孔内的空气,将注胶咀伸入钻好的植筋孔中约8cm左右,推动拉杆使胶料注入孔内,边推拉杆边向孔外拔灌浆器,直至灌浆器注胶咀抽出至离孔口1/3孔深(约3cm左右)时方可停止注胶,以植入拉结筋后胶液略有被挤出为度。一次配好的植筋胶拌合物注胶完成后,应把套筒、弹簧、拉杆用丙酮清洗干净,以利再用。“固立特拉结筋用植筋胶”不需用灌浆器注胶,只需将泡好的植筋胶放入待植筋孔内,剂量多少以钢筋植入时微有溢出为准。
(6)植筋。植筋应在注胶完成后立即进行。为保证胶体饱满,注胶完成后,将加工好的拉结筋植入端蘸少许胶液(“固立特拉结筋用植筋胶”等非液体胶除外),缓缓插入植筋孔。操作时要边插入边沿一定方向转动多次,以使植筋胶与拉结筋和混凝土孔壁表面粘结密实。拉结筋在植筋施工前应彻底清除表面附着物、浮锈和油污。拉结筋要插入孔道最深入,常温下保证24h不扰动(时间按植筋胶说明书控制),达到要求后方可进行填充墙体砌筑施工。
(7)检查验收。按植筋胶说明书介绍的产品凝胶时间和固化时间,一般15分种和1小时,植筋到位后,凝胶前要派专人现场看护施工完的拉结筋,严防碰撞;胶体完全固化后方可进行拉拔试验。采用非破坏性检验,试验值达到设计要求后卸荷。如设计无要求,可参照《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145—2004)附录A执行。
植筋过程完成后,专业工长要对所有拉结筋进行检查,检查合格填写钢筋隐蔽验收记录表和检验批验收记录表,然后请专业质检员进行验收核定,核定无误后报请现场监理工程师进行验收,并在钢筋隐蔽验收记录表和检验批验收记录
二、施工质量控制
(一)施工质量控制存在主要问题
1.施工单位的“以包代管”
施工单位普遍存在以包代管现象。游走于各个建筑工程间的所谓专业队,操作工人一至几人不等,以承包的方式进行化学植筋工作,总包单位除了提供钢筋之外,其它概不过问,甚至起关键作用的植筋结构胶都由施工工人自带,这些工人拎着他们自己的材料、设备在他们同时承包不同工程间穿梭交叉施工,最后拉结筋数量清点一下,有个检测报告 ,一切任务完成。整个施工过程各个工序无人管理,完全靠操作工人自律。
2.监理单位的“以检测代验收”
不仅施工单位不重视施工过程控制,监理单位也往往以检查植筋锚固拉拔力检测报告来代替监督检查以及隐蔽验收等各项监理工作。
3.施工依据不充分
填充墙砌植筋施工应满足设计文件规定的钢筋锚固长度、结构胶技术指标等要求。施工图文件凡要求拉结筋预埋的,如采用植筋法施工,则需有设计单位出具正式变更手续。施工单位施工前也应制定施工方案并报监理单位审批。这一切必备程序往往都被省略了,施工单位单凭结构说明书就擅自施工的现象相当普遍。
4.植筋结构胶质量低劣
当前,结构胶劣质产品充斥建材市场,原材料进场验收把关不严,使工程存在严重质量隐患。
有人认为反正有拉结筋的锚固拉拨力检测中,植筋结构胶进场质量验收无关紧经,这种认识是极其错误的。部分结构胶使用劣质固化剂,虽有可能做到结构胶的短期粘结强度很高,但随时间推移,结构胶抗环境老化能力和抗冲击剥离能力急剧下降,其危害是不言而喻的。
5.施工工人业务水平及责任心欠缺
化学植筋施工作业面分散,工作量大且完全手工作业,监管难度较大,这对操作工人的业务水平、质量意识及个人素质都有较高的要求。目前施工工人业务水平及质量意识整体上离工程质量的要求有较大差距,如果再对其监督管理不力,施工质量更难保证。
6.工程实体质量通病
(1)结构胶原材料不合格。锚固胶面耐久性不足、被植钢筋使用年限达不到规范要求,其主要原因是结构胶原材料不合格。
(2)功固长度不足。钻孔尝试满足不了所需要求的锚固长度,致使钢筋的锚固力不足。
(3)锚固效果差。钻孔清理是最重要的关键工序之一,钻孔清理不净,孔内存留残渣及浮灰,影响胶与混凝土之间的粘结,对后植拉结钢筋的抗拔力影响很大。有的拉结筋用手都可以转动,仔细观查,发现在已经凝固的锚固剂周围有大量粉尘。钢筋除锈不彻底也是影响锚固效果的重要因素。
(4)注胶方法错误。施工中不是先向孔内注胶后插筋,而是在钢筋固端涂抹或蘸上一点结构胶后,直接往钻孔内插入,导致孔内结构胶不密实而影响其粘结效果。
(5)养护和保护不到位。拉结筋植入后未按规定时间养护和保护,成品保护意识不强,后续工作对尚未完全固结的拉结筋扰动。
(二)加强施工质量控制的若干建议
1.加强设计文件、施工方案审核
填充墙砌体化学植筋法施工拉结筋应有设计文件,设计文件应注明钢筋锚固深度、结构胶技术指标,并提出施工说明。如原设计图纸要求拉结筋预埋,并无化学植筋的设计内容,施工单位要求变更,也应由建设单位提请设计单位依程序出具设计变更。
施工前必须编制专项施工方案,经施工单位、监理(建设)单位审批后严格按方案组织实施,施工人员必须经过岗位业务培训教育。
2.加强材料进场验收
结构胶进场时,施工单位应会同监理人员对植筋用结构胶进场验收。在确认产品批号、包装及中文标志完整的前提下,检查产品合格证、出厂日期、出厂检测报告。产品合格证、出厂检测报告应为原件或加盖责任单位及责任人签字的复印件。植筋结构胶进场验收合格后标记保存,严禁未经报验的结构胶混入现场。
出厂检测报告中钢—混凝土正拉粘结强度、耐湿热老化性能等各项指标应东路现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367及《建筑结构加固工程施工质量全收规范》GB50550的要求。
对出厂检测报告检验项目不齐全或对产品质量有怀疑时,应对其钢—混凝土正拉粘结强度和耐湿热老化性能等指标进行见证取样复验。
3.加强工序报验及隐蔽工程验收
施工单位严格对钻孔、清孔、钢筋除锈、锚固胶配制、植筋、固化与保护等关键工序进行检查,并报监理单位验收,填写验收记录。
在植筋注入结构胶这一关键工序,监理人员应加强监督管理、加大抽查频率,一经发现违规操作应责令重新工。
4.加强植筋实体检测
《砌体验收规范》第9.2.3条及附录B、C对填充墙砌体植筋锚固力检测要求、抽样判定方法、检测记录的格式要求作出了规定,这是该规范修订的亮点之一。《砌体验收规范》对植筋抽样频率要求是很高的,这与当前其施工质量稳定性差的实际状况有关,应严格执行。监理单位应切实负责,确保检测的真实性、有代表性、杜绝检测抽样吃小灶现象。
5.增加设置检验批的建议
为做好以上工作,建议在《砌体验收规范》的检验批设置基础上增设“填充墙砌体植筋界面处理检验批”以及“填充墙砌体植筋施工检验批”,以加强责任制度、完善技术资料,促进施工质量的切实提高。
钻孔(孔深检查等)、清孔、钢筋除锈等工序可作为一个检验批,施工单位每一施工段自检合格、报监理单位进行验收,填写《填充墙砌体植筋界面处理检验批质量验收记录》后方可进入植筋工序。植筋工程界面处理检验批主控项目为:清孔质量检查、钢筋除锈检查、一般项目为孔径、孔深、位置实测检查,一般项目设置允许偏差。
植筋、固化与保护等工序可作为一个检验批,相关验收记录为《填充墙砌体植筋施工检验批质量验收记录》,植筋施工质量检验批主控项目为:锚固胶质保书及出厂检测报告等、注浆植筋质量、固化与保护。
根据《砌体验收规范》,植筋实体检测已体现在《填充墙砌体工程检验批量验收记录》中。
三、结束语
填充墙拉结筋的施工质量在抗震设防中是极其重要的。化学植筋法施工拉结筋有很多优点,但由于施工作业面分散,工作量大,完全靠手工作业,隐蔽性强,如果现场管理不善,也极易产生质量隐患。
参考文献:
[1]丁先进.填充墙砌体拉结筋“植筋法”施工法.宿迁市建筑业,2006
关键词:植筋胶,植筋,抗剪力,粘结剂强度,锚固深度
1、前言
近年来,混凝土新技术和新材料在工程改建和加固中普遍开始应用,植筋技术作为一种新型的加固技术,不仅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特点,而且还具有适应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能良好、价格低廉等优点。由于在钢筋混凝土结构上植筋锚固已不必再进行大量的开凿挖洞,而只需在植筋部位钻孔后,利用化学粘合剂作为钢筋与混凝土的粘合材料就能保证钢筋与混凝土的良好粘接,从而减轻对原有混凝土结构构件的损伤,也减少了加固改造工程量:又因植筋胶对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的力,而是利用其自身粘接材料的锚固力,使钢筋锚杆与混凝土基材有效地锚固在一起,产生的粘接强度与机械咬合力来承受受拉荷载,当植筋达到一定的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拔力,从而保证了锚固强度。工程实践证明,植筋技术不失为一种处理建筑及桥梁混凝土结构缺陷和改造具有一定年限建筑的好办法。
将钢筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材的化学植筋技术,近二十年来已被我国建筑业广泛的应用于各类建筑加固、改造与维修中。在目前应用化学植筋技术的加固、改扩建工程中,存在两种主要的植筋施工方法:按生产厂家标准操作方法和人工操作方法。无论是施工操作程序,还是植筋粘合剂材料,这两类施工方法都存在着一定的差异。标准操作方法则是配备专有施工工具,同时粘合剂在出厂时已经做好定量包装;人工操作方法的施工方式为现场手工称量,搅拌均匀,手工填充。对两种施工方法进行对比分析,标准操作方法价格相对高一些。
一、化学植筋锚固技术简介
1.化学植筋锚固技术原理
化学植筋锚固技术是一项新型的钢筋混凝土结构加固技术,是一项对混凝士结构较简捷、有效的连接与锚固技术。它是在已有混凝土结构或构件上以适当的直径和标准要求的深度钻孔,并采用专用植筋胶,利用其粘结和锁键原理使设计图纸要求的钢筋与原混凝土粘接牢固,使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土中传递,从而形成受力整体。目前,已广泛地应用于扩大加宽基础、加层改造、新旧混凝土连接、漏放钢筋添加、节点连接加固、增梁加梁、柱等工程处理中得到广泛的应用及新建和已有建筑物的加固改造工程中。其工作原理是:在施工加固过程中,新旧混凝土界面的抗剪力主要由以下几部分组成:界面混凝土内部结合力,界面摩擦力,植筋的抗剪力。当外力作用达到一定程度,界面混凝土内部结合力被抵消,新增的混凝土与原混凝土界面理论上分离,产生相对位移,此时植筋受拉力和剪力产生弯矩作用,作用值的大小依赖于界面的粗糙度和强度。如果界面足够粗糙,新增的混凝士与原混凝土界面粘和力足够大,此时会产生附加的混凝土层间自内连锁作用(包括摩擦力和内部结合力),起到部分抵消外部剪力的功效。
2.化学植筋锚固技术优点
1)设计的灵活性:根据需要可以在钢筋混凝土结构的大多数位置,根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。
2)可靠性优于预埋件:一般钢筋混凝土结构在需要与其他结构连接处均预留预埋件,但预埋件位置不易确定,混凝土浇注成型后及调整使用功能后预埋件的位置难以改变且施工繁琐,而植筋具有灵活性,其可靠度与预埋件基本相同。
3)比一般的铆、焊方法相比受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),化学植筋比较耐疲劳。
4)承载力大,按标准规范计算施工的植筋完全能满足承载力的受力要求。论文大全。
5)工艺简单,可大大缩短工期,往往在2~3 天或更短时间内就可使用。
6)钻孔直径、深度范围广、施工灵活,抗高温,可近距离焊接施工。
7)新增混凝土结构基本没有滑移。
8)造价较低:以应用植筋技术最多的框架柱与砌块填充墙之间的锚拉筋(ф6㎜)为例。经过施工单位使用情况调查,一般每公斤结构植筋胶可植近100根锚拉筋,植筋所用结构胶成本还不到0.6元,由于植锚拉筋工艺简便,一般钢筋工都可以操作,且每个工日至少可植50~60根,每根钢筋综合成本也就在1~2元左右,比其他施工方法相对经济。
3.化学植筋锚固技术影响及不利因素
植筋技术的成败主要取决于混凝土基材质量、钢筋质量、粘结剂强度、钢筋植入混凝土的深度(锚长度)、施工温度、成孔质量、孔内洁净程度、孔内干湿程度等诸多因素。施工时应满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。
(1)混凝土本身强度如果很低,植入高强度钢筋没有实际意义。所以根据《混凝土结构加固技术规程》规定,混凝土强度不宜低于C15,混凝土强度宜采用C20以上。
(2)钢筋一般选用I级、II级钢筋,其强度应符合现行国家标准,即《普通碳素结构钢技术条件》的规定。粘结剂胶体的自身抗拉强度、抗弯强度及劈裂抗拉强度和粘接性能强度必须满足使用要求。
(3)混凝土化学植筋的破坏形式则主要取决于植筋的锚固深度,就植筋的埋置深度而言,试验研究表明,埋深较小时,植筋发生混凝土锥形破坏,承载力较低,不但不能发挥钢筋的作用,而且脆性破坏:埋置深度过深时,钢筋发生断裂破坏,钢筋植入部分没有发生丝毫滑移,强度未充分发挥,容易造成材料浪费:只有埋置达到适当的深度时,植筋破坏始于钢筋屈服,有明显的屈服破坏预兆,符合工程需要。这个“适当的深度”就是满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。
(4)施工温度及湿度。植筋的施工温度直接影响粘结剂的固化时间。一般情况下,植筋所用粘结剂的固化时间随温度的升高而缩短:植筋的环境湿度也直接影响粘结剂的固化时间和粘结力学性能的发挥,故应确保环境温度不致过高及湿度相对低些。
(5) 化学植筋锚固工艺对操作者来说存在一定的危害,施工时应做好个人安全防护,现场要保持通风良好。
4.化学植筋锚固技术施工要求
(1)工艺流程: 植筋锚固钢筋混凝土工程设计→定位→钻孔→清孔→注胶→除锈后在钢筋上标记埋深刻度,→植入钢筋→留足够的时间固化并防止流胶→现场检测固化效果→检测合格→对结构表面进行凿毛处理→清洁表面→浇筑新增结构混凝土。
(2)施中应注意的问题:①按设计要求定位布孔。②钻孔与母体表面垂直,孔径比钢筋直径 5㎜左右,注意钻孔位置应避开结构内钢筋,尤其是受力主筋,一般采用钢筋探测仪定位。采用水钻钻孔时,应对孔壁进行打毛及干燥处理。③用刷子及清洁的压缩空气清干净尘土,不能用水洗,钢筋表面要除锈,不能存在浮锈或油污。④从孔底开始注胶,待孔内注胶达到80%以后即将钢筋缓缓旋入孔中,以表面稍有溢出为宜,整个植筋过程应连续进行。⑤植筋胶凝固硬化前不得施加荷载。论文大全。植筋锚固在潮湿的混凝土中时,干燥后再施工,硬化时间必须加倍。
二、适合于工程应用的植筋锚固项目
1.用于桥梁病害治理。根据桥梁桥面铺装层不同程度破坏的情况,如产生病害的主要原因是桥面铺装层与梁顶面粘接不良。通过对桥面铺装层钻芯可以看出,桥面铺装层与顶梁的结合性很差,主要原因是施工中浇筑铺装混凝土前对梁板顶面凿毛及清理不当,铺装层与梁板之间出现夹层,未能紧密结合成整体,形成分层,在机动车辆行车震动的作用下发生疲劳破坏。采用化学植筋技术,可使桥面铺装与梁板结合紧密,两者共同参与受力,同时固定桥面铺装钢筋网的位置。采用化学植筋技术的固定桥面铺装钢筋网的结合层运行效果良好。
2.用于加固新旧混凝土结合部强度。如桥梁扩大基础、承台、盖梁和台帽等部位。通过在扩大基础、承台、盖梁和台帽等不同部位的植筋施工体现化学植筋效果,可以有效提高新旧混凝土结合部位粘接性能强度,施工部位,新旧台帽结合部位极少数出现裂隙。论文大全。
3.用于对一些老旧厂房、住宅、办公楼等的改造:由于一些旧有建筑结构不能适应使用需求,需要进行改造,而距使用年限还有一定的时间,使用化学植筋的方式进行建筑结构改造,如接柱、加梁、后加楼梯、电梯井、内外装饰锚固等,这样能节省大量的资金及时间。
4.用于桥梁加宽。传统方法是先做好桥下安全维护工作,再凿除防撞栏和桥面悬臂板混凝土,安装加宽部分钢筋并与旧桥钢筋绑扎固定,最后支模浇注混凝土。从节约投资、减少施工难度、缩短工期等方面考虑,采用化学植筋方法施工更实用、有效。具体作法是在需加宽的构件上植入一定数量的钢筋,再支模浇注混凝土,从而加大桥面宽度。在桥梁加宽工程上应用化学植筋方法具有不错的效果。
三、结束语
化学植筋技术设备简单,操作方便,效果可靠,其施工要点在于钻孔深度、孔径及垂直度一定要保证符合设计要求,且施工中植入钢筋一定要保持洁净,对植筋胶的选用一定要严格,施工前必须先做试验,若能保证以上措施,植筋效果能达到《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。总的来说植筋技术的合理应用,不仅能够解决既有工程结构由于使用功能变化、不可抗力(指地震、水灾、火灾等自然灾害)、结构老化等原因而需结构加固的问题,而且,还能解决由于设计缺陷、装潢、施工遗漏等原因造成的需要结构加固问题。同时,随着更多需要结构加固工程和改造工程的出现和化学植筋技术被广泛的应用。其可靠性被工程界和开发商的认可,为化学植筋技术的应用提供了广阔的市场。但是,随着化学植筋技术的广泛应用,应努力解决好以下问题:植筋技术应用的方法、手段、设备、仪器,通过研究和实践形成成套的更为先进的化学植筋技术,从而使该技术进一步理论化、规范化。相信,随着化学植筋技术的成熟和成本的不断降低,它在建筑工程中的运用将越来越普遍。
结论
1.由各种工程的实际应用的数据分析可知,严格按照施工要求,不同的操作方法对粘合剂的承载力影响是有限的,各种结构用化学植筋粘合剂用于建筑物结构改造中钢筋的种植完全是可行的,而且在承载力上区别不大;
2.不同的操作方法决定了粘合剂的可操作性、固化时间、环保安全性、价格等等,通过以上的论述,我们可以得知如果在施工条件允许的情况下,化学植筋技术粘合剂具有更大的市场,而且这种优势会随着我国劳动力成本的不断上涨、工程质量的要求、环保的要求的不断提高而不断扩大,最终混凝土化学植筋技术将会更加完善。
参考文献
[1]《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
[2]《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
关键词:桥梁碳纤维加固;施工工艺;施工要点
在桥梁维修加固方面,由于高等级公路中桥梁所占比例较大,而高等级公路均是近几年修建的,故桥梁维修加固的高峰大约将在5~10年后就出现,一但桥梁养护加固的高峰到来时,以目前的维修加固技术和技术工程力量将是难以应付的。而且我国新建桥梁技术发展较快,但桥梁养护维修加固技术的发展相对滞后。本文对桥梁碳纤维加固及其施工技术要点分析。
一、施工工艺
碳纤维材料的粘贴工艺十分重要。优良的施工工艺,先进的管理方法及严格的质量检验是确保碳纤维材料与混凝土结构可靠粘贴、共同工作的保证。碳纤维材料补强加固施工工艺流程及技术控制如下:
1.混凝土结构的表面处理。清除混凝土构件表面的疏松、软质、脆裂、松脱等缺陷,要达到表面坚实:构件暴露钢筋需作除锈、防锈处理;对混凝土结构产生的裂缝,缝宽小于0.20mm时用环氧树脂涂抹封闭,当缝宽大于0.20mm时用环氧树脂灌缝。
2.粘贴碳纤维材料基层处理。对混凝土构件残缺部分用高于原混凝土强度一个等级的混凝土修补平整。混凝土构件表面的模板段差、浆楞等均须打磨平整形成平顺的斜面,转角处应打磨或填充成表面光滑的圆角,保持被补表面的彻底清洁。
3.涂刷界面剂。在处理好的混凝土构件表面涂刷环氧树脂涂料,底层树脂要具有良好的渗透性(渗入约0.5~2.0cm)、稠度和固结速度,能满足不同季节和不同环境下的施工要求。
4.构件表面的残缺修补。底层界面剂涂刷后,将构件表面的凹陷填平。对表面仍存在的凸凹糙纹,再打磨平整。
5.粘贴碳纤维材料。每道粘贴工艺都要有利于紧密粘贴为原则。将剪裁好的碳纤维材料粘贴在混凝土构件表面,粘贴后再在其表面涂刷一层粘结树脂,在粘贴之前、之后和粘贴过程中所使用的环氧树脂应根据不同的温度、湿度选择好材料种类,掌握好主剂和固化剂之间的材料种类,掌握好主剂和固化剂之间恰当的配比。要尽可能地减少碳纤维粘贴后发生“空鼓”现象。严格掌握贴片位置(要画线定位)和正确搭接,严格掌握好每一道工序的时间间隔,防止碳纤维片的起鼓,脱开和错位。尤其要注意做好脱泡和环氧树脂浸透的有效性。
6.养护。碳纤维材料粘贴后,视温度条件,在自然条件下养护7天。
7.涂装。补强加固作业完成后,碳纤维材料表面可根据需要,涂刷各种性能和不同颜色的涂装,增加补强的效果。对以上各道工序均有严格的操作要求,操作手必须进行专业的培训,必须具有上岗证。承包单位应具有一定的经验和专业资质证明,以确保“粘贴结合面"可靠工作。
碳纤维在施工中经常发生的一种现象就是“空鼓”。关于“空鼓"的产生是难免的,主要由于粘贴表面的不平整(构件表面混凝土蜂窝、麻面、凹陷、凸出等),以及粘贴操作中在纤维片和树脂之间的空气未能全部逸出所致,因而当全部工序完成后将会在内部存留一定数量的气泡,在温度作用下而导致了“空鼓"的产生。检查方法可用小锤逐处敲击听音而以便确定“空鼓”的数量和范围(空鼓的数量和面积)。当涂装完成后3小时至4天内进行“空鼓”处理。
二、加固施工技术要点
1.混凝土破损区域的清理。(1)对混凝土出现的蜂窝麻面、松散、孔洞、破碎、剥落等缺陷的部位以及钢筋外露区域,可采用人工凿除法、气动工具凿除法或高速射水法将该处松散、破损、污损的混凝土清除干净,直至露出坚硬密实的基面,同时应注意保证该部位无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等物质;(2)对于缺陷深度≥10cm,面积≥(10cm×10cm)时,表面要凿成方波型和锯齿状,且凿至坚实层;(3)清理混凝土病害部位时,注意不要损伤梁体原有钢筋(尤其是主筋);(4)严格按照桥梁维修养护相关规定及要求实施。
2.钢筋锈蚀区域的清理。(1)在混凝土表面破损清理完毕后进行;(2)用钢刷清除钢筋表面的浮锈,使之露出光洁部分;
(3)对经探查确定的钢筋锈蚀区域,应清除掉混凝土表面的油污、油脂、蜡状物等有机污物。
3.钢筋防锈、阻锈的清理。(1)在钢筋锈蚀区域的混凝土表面清理完毕后进行;(2)对外露的钢筋涂刷钢筋保护剂,钢筋保护剂的选用应满足设计提出的材料特性要求,涂刷时满足施工规范要求;(3)对钢筋锈蚀区域采用多功能阻锈剂(表面涂刷型)处理,可滚刷或喷涂于结构表面,选用材料应满足施工规范要求;(4)钢筋保护剂属化学产品,施工过程中应采取必要的防护措施;(5)多功能阻锈剂有很强的渗透性,施工时应配戴手套及口罩,严禁与皮肤直接接触,在水平结构底面施工时,应注意不要滴落到身体或皮肤上任何部位,如已滴落到皮肤表面或眼睛里,应立即用清水冲洗干净并及时就医;(6)根据所选用材料的物理化学性能指标选择合适的施工条件进行施工。
4.混凝土破损的修补处理。(1)在混凝土破损区域清理完成以及钢筋除锈、阻锈处理工作完毕后进行;(2)按照桥梁维修养护相关规定及要求,采用与结构混凝土标号相当的环氧修补砂浆对破损区域进行修补,要求修补后结构平整密实;(3)所用环氧砂浆应具有较低的膨胀系数、收缩率和放热温度,并且还应具有较高的粘结力、硬度及抗冲击性能,环氧砂浆的配合比根据试验确定;(4)修补区域如处于潮湿状态,应采取相应措施使修补位置保持干燥,或选用能在潮湿状态下施工的材料,确保修补质量;(5)应根据材料物理化学性质、修补厚度以及气候条件等因素作好养护工作。
5.裂缝处理。对结构上、下部存在的所有裂缝进行处理,对于裂缝宽度fw