钢丝绳网片—聚合物砂浆外加层加固施工技术研究
2018-10-23陈爱国肖三霞
陈爱国 肖三霞
摘要:如果在工程实践中,加固梁处于正常状态,处于使用年限之内,没有开裂破坏等问题出现,本公司通过技术攻关,形成了钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固施工技术。采用此种方法后,构件应力水平下降,能够达到更好的加固效果,同时还能使结构整体承载力显著提升,本技术工艺简单,质量可靠,具有重要的经济与社会效益。
Abstract: In view of the phenomenon of premature cracking and destruction of strengthened beams in practical engineering without reaching the design service life, the construction technology of strengthening steel wire mesh mortar and polymer mortar was formed by solving the technical problems. This method can reduce the stress level of the strengthened members and not only improve the effect of reinforcement, but also improve the bearing capacity of the whole structure by a large margin. The technology has the advantages of simple technology, reliable quality and important economic and social benefits.
關键词:钢丝网砂浆;聚合物砂浆;加固
Key words: wire mesh mortar;polymer mortar;reinforce
中图分类号:TU746.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)31-0121-03
0 引言
网丝网砂浆加固法在施工过程中得到广泛的用,其操作步骤如下,把钢丝网铺设在混凝土表面,并进行压抹和浇注水泥砂浆的操作,与原结构融为一体,能够共同工作,这种施工方法能够使结构承载力显著提高[1]。在各种结构类型施工中得到广泛应用,在建筑物、构筑物、涵洞桥梁施工中,这种方法的使用率较高。而且适用于各种结构形状。在对不同结构部位进行加固操作时,此种方法能够达到较好的效果。与加大截面法相比较,两种方式有较高的相似度,都属于体外配筋加固方法,适用的范围较为广泛,在梁、板、柱、墙等混凝土结构加固时,能够产生良好的效果[2];但是两种方法也有不同之处,使用了钢丝网砂浆加固法,其截面并未出现大的变化,不会出现结构自重增加的情况,对结构外观和空间所产生的影响有限,另外此种方法的优势还在于可以使复杂工序变得简单,无须进行支模和浇捣等操作。粘钢、喷射也是比较常见的混凝土加固技术,与之相比,钢丝网砂浆加固法的施工工效更好,操作更加便捷,湿作业并不多,无须大型施工设备即可完成。从现场的实际情况来决定钢丝网的尺寸并进行现场裁剪,无需专业工具即可完成切割。另外钢丝网砂浆法具有耐腐蚀性,并具有良好的耐久性,无须定期防锈维护,对内部混凝土结构具有较强的保护功能,双重加固的目标得以实现[3]。从钢丝网的性质来看,质地比较柔软,与加固结构表面结合得更加紧密,对施工技术没有过高的要求,操作起来更加便捷。与纤维加固不同,钢丝网砂浆加固对高温的耐受度较好,属于无机材料,无须纤维加固,加之钢丝网的价格较为低廉,只是碳纤维的1/15-1/30,良好的经济性得以彰显[4]。钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固是否能够达到良好的效果,是由加固层混凝土构件之间是否具有良好的粘结性所决定的,为了使实际工程中加固梁正常工作,在使用年限期间正常发挥功效,避免出现开裂等问题,施工工艺起到决定性作用,技术要点也是非常关键的。为此,本公司结合房屋建筑中的钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固工程,联合设计单位进行技术攻关,钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固施工技术得以形成并逐渐发展成熟。
1 工艺原理
在工程建设过程中,钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固技术的应用比较广泛,由于粘合强度和弯曲强度处于良好状态,使钢丝绳网片被渗透性聚合砂浆附着,与混凝土融为一体,承担起荷载作用的影响产生弯矩和剪力。该种方法的应用性较强,应用于混凝土构件正截面、斜截面承载力加固中。但要注意的是在经过加固操作后,原结构外观受到影响而发生变化,但是从加固效果来看,使加固构件的应力水平下降而达到良好的效果,更重要的是使结构整体承载力显著提升。聚合砂浆的粘接性较好,同时还是无机材料,耐久性较强,抗压强度较高,可以快速固化,粘接性能较强,不论是保水性能还是抗裂性、耐碱性和耐紫外线性等,都达到较高标准。在混凝土楼板、土梁、桥梁等工程进行加固操作时,钢丝绳网片-聚合物砂浆加固技术得到广泛应用,其功能和作用已得到认可。其加固原理图如图1。
2 操作要点
2.1 施工准备
采用钢丝绳网片加固混凝土结构,应由熟悉该技术施工工艺的专业施工队伍来从事此项工作,熟悉图纸,具备良好的技术措施,能够完成脚手架搭设等各种类型的操作。
2.2 加固构件表面处理
①对于加固砼体要进行清理,使硂结构新而显露出来,同时还要对加固构件的表面进行清洗,可以用高压水枪来完成清洁工作,使已经处于酥松状态的混凝土被清理掉。
②如果混凝土加固构件出现裂缝,要先对其进行修补,如果原构件钢筋出现锈蚀,要对外漏钢筋进行除锈操作,防止再次除锈。还要对原构件钢筋进行检测,如果能够确定有锈蚀的可能性,但混凝土保护层仍然是完整的,可以对其喷涂阻锈剂,达到预防锈蚀的情况发生,聚合物砂浆修补后,再进行下一道工序。
③在对其表面加以处理后,可以用高压水对其加以冲洗,使之处于潮湿状态,然后再进行抹聚合物施工,可以使固化过程中的水份流失的情况缓解,使聚合物固化效果更好,达到较高的强度。对湿润用水的水质也有具体要求,与普通混凝土和砂浆用水要求相同即可。
2.3 绑扎钢筋网
①根据加固设计要求选用需要的钢丝绳网或钢筋网。
②绑扎、安装钢丝绳网操作要点:
1)钢丝绳网片与加固基体的固定,应在钢丝绳网片就位并张拉绷紧的情况下进行:首先将沿受力方向相邻的两根钢丝绳用套环中的卡片包裹后,用锤子将卡片锤紧,再将套环固定在加固构件一段的销钉上;然后用销钉和绳卡固定离套环最近的第一个绳卡上,再沿受力钢丝绳方向,离套环1500~2000mm处用张拉机将钢丝绳绷紧,马上用销钉和绳卡固定好绷紧的钢丝绳,松开张拉机。重复张拉和固定钢丝绳,直至加固构件的另一端。在钢丝绳张拉时,只需绷紧,用手摇晃时没有明显的松弛感即可。
2)两片钢丝绳网相连时,第二片钢丝绳网的端头应固定在上一片已经安装好钢丝绳网内部,形成一定的搭接长度。受力钢丝绳的搭接长度不应小于600mm,且不能位于最大弯矩区。横向钢丝绳的搭接长度为两根受力钢丝绳之间的距离。
3)柱加固采用四面围套加固方式:将钢丝绳网片沿受力钢丝绳方向将加固柱包裹起来。施工时应该绷紧受力钢丝绳,形成扎箍,如加固柱的周长不超过2m,则可将钢丝绳一次张拉绷紧;如加固柱的周长大于2m时,则需要分段张拉钢丝绳。两端头的搭接长度不应小于600mm,如加固柱为棱柱体,应将加固柱的四角打磨成圆角,受力钢丝绳两端应对称分布在柱棱边两侧;然后再用绳卡固定横向钢丝绳。
4)梁加固采用三面围套加固方式:首先沿梁方向将受力钢丝绳都用套环固定在梁一端的锚栓上,再分段绷紧固定受力钢丝绳。
5)板面加固的施工方法也采用分段固定的施工方法:如为楼板加固,钢丝绳网固定在楼板受压面:如为墙面加固,钢丝绳网片绷紧固定在墙面的一侧或两侧。
③绑扎、安装钢筋网操作要点:
1)采用对拉钢筋、植筋锚固、锚栓锚固等形式作为固定销钉。
2)柱加固:先固定受力筋,然后再固定箍筋。
3)板楼加固:首先,将受力筋切割成长短不同的两部分,然后在加固楼板受压面的两端分别将长短不同的受力筋通过斜孔植筋的方法交替对应固定,在将受力筋的两部分焊接起来;或再通过焊接和捆扎的方法将分布筋固定在受力筋和销钉上。
4)梁加固:和楼板加固的施工方法一样。
5)墙面加固:先固定受力筋,然后通过对拉、焊接和捆扎的方法将分布筋固定在受力筋和销钉上。
2.4 植入混凝土构件固定钢丝绳(钢筋)网销钉
①植入混凝土构件固定钢丝绳(钢筋)网销钉的一般规定:
1)钢丝绳网固定销钉一般采用尼龙锚栓或胶粘螺杆植入加固构件基体中作为支点,以开口销(绳端用套环)作为绳卡连接网片。锚栓长度不应小于55mm,直径不应小于4.0mm,净埋深度不应小于40mm,间距不应大于150mm。构件端部固定钢丝绳套环用的锚栓,其净埋深度不应小于60mm。
2)钢筋网固定销钉一般采用植筋。如果選择应用了有机结构胶植筋,对锚固的深度提出要求,高于5d且不小于40mm:如果选择采用的是无机结构胶植筋,对锚固深度提出具体要求,即高于8d而且不得小于60mm。
②植筋锚固和锚栓锚固的操作要点:
1)钻孔:采用锚栓锚固时,其产品说明书都表明有钻孔直径和钻孔深度,但对于承受拉力的锚栓,不得小于8.0d0(d0为锚栓公称直径);对承受剪力的锚栓,不得小于6.5d0;采用化学植筋时,钻孔的方向有直孔、斜孔两种,直孔的方向与受力方向一致;斜孔的方向为受力方向成45角度,植筋锚固钻孔直径(D)一般为植筋直径1.25倍。
2)钻孔完毕,检查孔深、孔径,合格后将孔内粉尘用压缩空气吹出,然后用毛刷、棉布将孔壁刷净,再次压缩空气吹孔,应反复进行3~5次,直至孔内无灰尘,并用丙酮清洗干净,将孔口临时封闭。
3)固定锚固钢筋或锚栓:
锚固钢筋应采用带肋钢筋。首先把钢筋锚固长度范围内的铁锈清除干净,并在钻孔中注入植胶,在插入钢筋后植筋填充物会有少量的溢出,采用旋转或手锤击打方式把钢筋推入钻孔中;植筋锚固后,在1~3d内不得扰动钢筋,若有较大扰动宜重新植。
锚栓锚固应按其操作说明的要求固定在钻孔中。
③锚固承重力检验:现场检验方法按照《混凝土结构加固设计规范》GB50367中的附录N进行。
2.5 钢绞线加固具体部位做法
进行渗透性聚合物砂浆施工时可以使用喷射器和人工抹压的方法,能够达到较好的效果。但要注意的是对砂浆厚度有较高的要求,要控制在20mm~30mm的范围之内,保护层厚度要超过10mm。在进行涂抹聚合物砂浆操作时,对环境温度提出要求,必须在30℃下作业,避免风吹日晒。
2.6 埋设喷射层厚度标志
①在安装钢丝绳网和钢筋网后,在喷射聚合物修补砂浆前应埋设喷层厚度的标志,按照设计的聚合物修补砂浆厚度在一定间距内(一般2~3m2左右)预埋厚度控制筋,厚度控制筋可悍在钢筋网上,或与销钉连接,或粘于受喷面上。
②钢丝绳网—聚合物修补砂浆的喷射厚度不应小于25mm,也不宜大于35mm,对钢丝绳保护层也有具体的要求,即厚度大于15mm。
③采用钢筋网—聚合物修补砂浆的方法时,喷射厚度由设计确定,但不宜大于50mm,钢筋保护层厚度不宜小于20mm。
2.7 聚合物修补砂浆施工
①聚合物修补砂浆施工温度易在5℃以上时进行施工,冬期施工时应采取防冻措施或采用具有在低温下能硬化的聚合物修补砂浆。
②搅拌聚合物修补砂浆:按照厂家所给用水量,将水(和高分子乳液)和干粉用强制性搅拌机搅拌均匀。
③机械喷射聚合物修补砂浆施工:
1)喷射操作按以下步骤和要求进行:
a喷射钢丝绳(钢筋)与壁面之间的空隙:喷射聚合物修补砂浆时,应调节喷射角度,并在钢丝绳(钢筋)两边进行重点喷射,以保证钢丝绳(钢筋)与壁面之间的密实性,喷射中如有脱落的聚合物修补砂浆被钢丝绳(钢筋)网架处应及时清除。
b喷射网格之间的聚合物修补砂浆;分层喷射整个构件表面砂浆。
c当喷射厚度达到设计厚度时,应刮抹修平,修平应在砂浆初凝后(0.5个h内)及时进行,修平时不得扰动砂浆的内部结构及其与原构件表面之间的粘结。
2)聚合物修补砂浆喷射质量控制注意事项:
a喷射过程中,要及时检查喷射的聚合物修补砂浆表面,检查是否松动。开裂、下坠、滑移等现象,如有发生应及时消除重喷。
b当喷射聚合物修补砂浆达到一定程度后,用锤击听声方法进行检查,对空鼓。脱壳处应及时进行处理。
2.8 养护
①室内施工后,宜将门窗关闭,以免通风过强造成表面干裂,室外构件要采取措施防止烈日暴晒。
②在喷射完后6h后,即可进行水养护。水养护采用喷射水雾养护,养护时间不少于14d。
③當气温低于+5℃时,不宜喷水养护,应采用塑料布覆盖密封保水养护。
3 结语
本施工技术具有良好的加固效果,可以使结构的承载力显著提高,同时还使高度得以提升,在进行结构加固时,不会对建筑的使用造成不利影响,对加固母体的要求较低,不需要太过平整,在处理节点时更加方便,对于有缺陷和强度较差的混凝土结构进行加固处理后,其性能得到显著改善。
参考文献:
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