混凝土结构工业厂房加固、加层施工方法探讨

邓治斌

（福建华联建设有限公司）

混凝土结构工业厂房加固、加层施工方法探讨

邓治斌

（福建华联建设有限公司）

作者结合自己的工作实践，对破损严重的混凝土厂房采用钢结构进行加固补强，将原有的混凝土梁、柱受力改变为混凝土与钢结构共同受力。使其结构强度满足加层施工要求后，再进行钢结构加层的施工。

工业厂房；加固；钢结构；方法探讨

混凝土结构在工业厂房中是一种比较常用的结构形式。因其固有特性，在使用一定年限后，或受使用环境的影响，主体结构表面会发生一定程度的损坏。为保证其使用安全，需要对混凝土结构进行加固。2012年笔者有幸担任三化造气厂房加固、加层工程的项目经理，主持实施了此项工程。在将原有混凝土受力结构转变为混凝土与钢结构共同受力的加固施工方案中积累了一定经验。本文笔者对上述的加固施工方案进行简要阐述，供大家参考与探讨。

1　工程概况

三化造气车间厂房始建于20世纪70年代，为三层混凝土构架结构。2012年，该企业投入技改资金，上马一套自动加焦系统，该系统需在造气车间原有厂房上进行加层。因年代久远，且主体结构长期受造气炉体的高温及泄漏的煤气腐蚀，使得柱、梁、板的混凝土保护层脱落，部分钢筋锈蚀严重。在原本就不堪重负的主体结构上还要进行加层施工，且施工期间不能停产，施工场地周边设备、管线复杂，给设计和施工造成的难度可想而知。笔者作为该加固工程施工的项目经理，和设计单位就施工方案进行了多次研究和探讨，结合现场实际，制定出了如下加固、加层施工方案。

2　加固总体思路及施工方案

该项加固、加层工程工期较长，如果停产施工，会给业主带来巨大的经济损失。又因施工场地周边设备、管线复杂，若采用常用的加大梁柱截面的方法施工，模板安装及混凝土浇捣都不具备工作面，无法展开施工。为满足业主要求，确保工程质量，决定主体结构采用钢结构进行加固，具体方案及步骤如下：

（1）先对基础承台采用加大截面法进行加固。

（2）用钢结构对混凝土框架柱及主梁进行加固，将原有的混凝土梁、柱受力改变为钢结构与混凝土共同受力。

（3）次梁及楼板采用环氧砂浆找平，再粘贴碳纤维布加固。

（4）旧厂房加固完成后再进行加层施工，加层厂房主体结构也采用钢结构，与旧厂房加固结构有效连接。

3　加固施工步骤

3.1基础承台加固

（1）将原基础承台挖开，深度挖至原承台垫层底，宽度为原承台底宽每边加600mm（为施工开挖宽度，承台加大截面的结构宽度为300mm）。

（2）将承台混凝土表面打毛刷净，基坑晾干后，将原垫层每边扩大400mm。

（3）在基坑内铺设双向双排φ16@200钢筋，上层钢筋高于原承台顶部300mm，面筋上铺设2块250×500×20预埋件，锚筋植入承台内（做法如图1所示）。

图1　承台加固大样图

（4）对原承台拟加大截面混凝土的进行浇筑，以满足加层施工对基础的受力要求。

3.2框架柱加固

框架柱采用四根通长22#槽钢加连接板、螺栓贴柱焊接、对锁加固，是本次加固工程关键工序。

（1）柱脚加固

四根槽钢紧贴柱身，底部与承台上预埋件焊接，并用肋板及连接板加固，施工完毕后，±0.00以下钢构件用沥青防腐，最后将±0.00以下柱用C20混凝土包起（做法如图1所示）。

（2）柱身加固

①用金钢钻沿柱身@500钻两个φ30孔洞，柱与楼板交接处的两侧将楼板各打一个100×350的孔洞。

②清除柱身表面的剥落、疏松、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，清理刷净锈蚀钢筋，对有露筋部分的混凝土表面用环氧树脂找平覆盖。

③柱面同侧的每两根槽钢先用250×500×12@500连接板焊接，再将这四根22#槽钢贴柱对抱。柱外侧的两根槽钢用250× 550×12@500连接板焊接相连，内侧用φ22螺栓对锁，形成格构式构件，紧固后将螺母焊死（做法如图2所示）。

④穿过楼板处时，有两根槽钢会碰到混凝土框架梁，此时应先在梁底和梁面各植入两根φ25螺纹钢，再用δ20的钢板割孔与钢筋焊接。最后将加固的槽钢与钢板焊接牢靠，并用肋板加固（做法如图3所示）。

3.3框架梁、板加固

（1）所有框架梁、板均采用碳纤维布粘贴加固。

图2　柱身加因大样

图3　楼板交接处加固大样

（2）在碳纤维布粘贴加固完后，在主梁两端各1500mm处用16#槽钢对抱做成牛腿支撑，以减小主梁跨距（做法如图4所示）。

图4　主梁加固大样

3.4碳纤维布粘贴加固

（1）表面处理

①清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整。应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。

②被粘贴混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。

③应对混凝土表面凹陷部位用环氧砂浆填补平整，且不应有楞角、转角粘贴处要进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。

（2）涂刷底层树脂

涂刷底层树脂前，混凝土表面的浮尘应清理干净并保持干燥。用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。应在树脂表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。

（3）粘贴碳纤维布

①按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，按工艺规定配制漫渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位；

②用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布.滚压时不得损伤碳纤维布；多层粘贴重复上述步骤，应在纤维表面浸渍树脂指触干燥后立即进行下一层的粘贴；

③在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。

（4）碳纤维布粘贴应符合下列规定

①在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固，纤维方向与加固处的受拉方向一致。

②采用封闭式粘贴、U形粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固，纤维方向宜与构件轴向垂直。

③采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固，纤维方向与柱轴向垂直。

（5）检验与验收

①碳纤维片材的实际粘贴面积不应少于设计面积，位置偏差不应大于10mm。

②碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量，可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法来检查，总有效粘结面积不应低于95%，当碳纤维布的空鼓面积小于1m2时，可采用针管注胶的方式进行补救.空鼓面积大于1m2时，宜将空鼓处的碳纤维片材切除，重新搭接贴上等量的碳纤维片材，搭接长度应不小于100mm。

4　加层施工步骤

完成旧厂房加固的所有施工项目，并验收合格后，再进行加层施工。加层厂房的主体结构也采用钢结构。施工的关键在于加层厂房的主体结构怎样与加固厂房可靠连接。项目部与设计单位经过多次协商探讨，最后确定如下施工方案。

（1）在原有屋面沿两排框架柱各设一道300×400混凝土圈梁。

（2）框架柱伸出屋面800mm，为C35混凝土柱。配12φ22钢筋，柱头截面为450×450，加固槽钢伸入圈梁内，柱筋焊在槽钢上，其余钢筋植入原有梁柱内，柱顶设δ20厚，400×400预埋板。

（3）钢筋混凝土柱达到设计强度后，再进行钢结构吊装，采取H700×350×8×14作主梁，与短柱上的预埋件焊接。次梁为32c工字钢，立柱为φ159钢管，屋面采用钢结构轻型屋架，上铺彩钢瓦。

（4）为避免厂房内泄漏的煤气对钢材的腐蚀，加固、加层所用的钢材全部采用氯磺化聚乙烯防腐漆防腐。

经过周密部署和认真实施，项目部终于在不停产的情况下，出色地完成了此次加固、加层工程的施工任务。受到了业主、监理及设计单位的一致好评。

5　结束语

加固、加层工程结束后，通过近三年的回访检测，我们认为，三化造气车间厂房工程的加固取得了较好效果。上述加固方案，对原结构破坏小，受环境影响小，施工快捷，质量可靠。加固采用的钢结构、碳纤维布均能与原结构共同工作，强度、刚度满足规范要求。为笔者今后从事类似加固工程施工，积累了保贵的经验。

[1]《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》.

TU746

A

1673-0038（2015）12-0091-02

2015-2-22