高性能胶结材料“增大梁柱截面”加固施工技术的应用

马 峰 长春市长发置业有限公司

1 前言

老旧建筑在长期的使用过程中，受到自身老化、人为损坏，以及当时施工技术水平有限等因素的影响，使其整体的功能性下降，难以保证结构的安全性，其中有使用价值和经济价值的老旧建筑需要进行加固，以延长其使用寿命，提升建筑整体结构的安全性与功能性。因此，在加固施工中可使用高性能胶结材料“增大梁柱截面”加固施工技术，改善老旧建筑梁柱的抗拉、抗弯能力，增强其承载水平，使老旧建筑重新焕发活力，继续发挥自身的使用价值与经济价值。

2 加固技术特点

该加固施工技术是在不拆除老旧建筑原有梁柱的基础上，使用高性能胶结材料、钢筋等，直接增大梁柱的截面，起到加固梁柱的作用，施工技术简单、操作难度不大。施工对建筑本身影响较小，并且加固过程中质量易于控制，使得该项加固技术在老旧危建筑改造中得到了广泛的应用。具体特点如下：第一，加固施工与建筑拆除重建相比，整体工程造价更低，无需拆除减少了建筑垃圾，加固施工周期短，使用胶结材料施工，噪音、粉尘等污染得到了有效的控制；第二，高性能胶结材料功能与混凝土较为类似，其在加固施工实际的应用中表现出了高强度、无收缩、工期短的优势。在完成胶结材料灌注，经过24h养护后即可完成梁柱加固作业，加快了加固施工的进度；第三，高性能胶结材料在梁柱加固施工中，凭借着良好的流动性直接进行灌注作业，即使灌注的区域只有几厘米，仍然可以实现完全灌注，加固后的梁柱体外观平整，内部灌注密实。

3 工程实例

3.1 工程简介

以长春拖拉机厂工业遗址改造项目（一期）工程厂房结构加固施工为例，该项工程厂房结构类型为混凝土排架结构，抗震设防7度，层数为1层，涉及到1#厂房，建筑面积为12660m2；5#厂房，建筑面积为14526m2；6#厂房，建筑面积为7144m2，所有厂房均为气窗屋脊。

3.2 加固施工标准

第一，在梁柱加固之前需进行卸荷作业，针对无法安全卸荷的梁柱，要与工程设计人员进行沟通，然后再制定卸荷方案；第二，在梁柱加固施工中，如果梁柱实际问题程度与设计不符，应立即向设计人员报告，确定梁柱老化、开裂等程度不会对其加固后的安全性造成影响，才可进行加固施工；第三，针对需要拆除的建筑结构，应先进行该位置的加固施工，加固质量合格后，才可拆除结构，以确保整体加固的质量；第四，高性能胶结材料对存储与使用有着一定的要求，像温度、湿度等，应根据其说明书进行存储与使用；第五，在加固施工中如果发现设计图纸中的尺寸与现场不符，需采用现场尺寸；第六，加固施工会对建筑原有的装饰造成破坏，完成加固施工后需进行恢复。

3.3 加固施工工艺分析

“增大梁柱截面”加固施工技术主要是在梁柱体上加设钢筋，安装上模板后，灌注胶结材料，凝固之后直接增加梁柱的截面，达成加固的目的，满足建筑结构对梁柱承载力的要求。在图1中，在原柱周边加设了纵向受力钢筋、纵向构造钢筋与箍筋，填充胶结材料后实现柱截面的增大。图2是增大梁截面，新加箍筋、上部筋、腰筋、主筋等，灌注胶结材料后完成梁的加固作业。

图1 增大柱截面

图2 增大梁截面

4 加固施工技术的应用流程

4.1 原梁柱表面清理

清理原梁柱表面的装饰层，确定原梁柱有无裂缝问题，然后对其表面的混凝土进行凿毛处理，直至露出没有受到损坏的混凝土体为止。清理干净凿毛后的混凝土表面开始打磨处理，裸露出的钢筋还应进行除锈防腐处理。在灌注胶结材料之前，持续进行12h的保湿操作，正式灌注前1h，去除混凝土表面的积水。如果原柱梁表面存在裂缝需先进行灌浆修复。

4.2 植筋施工

4.2.1 植筋流程

第一，钢筋钻孔定位。参照施工图纸设置钢筋的位置，先弹竖线，然后再弹横线，两条线的交叉点为钻孔位置。第二，钻孔。钻孔需要避开原梁柱的钢筋，成孔的孔径与深度符合工程设计要求即可。第三，清孔。完成钻孔后使用高压气枪进行清孔，如果现阶段不能立即植筋，需要临时堵孔，避免砂砾掉落孔中。第四，钢筋处理。钢筋在植入孔之前，进行除锈去油污处理，如果是新钢筋表面干净无锈蚀，则无需处理。第五，注胶。将植筋胶装入胶枪，开始挤出的胶液不够均匀，不可使用，在挤出均匀的胶液后，将胶枪混合嘴放入孔底，一边注胶一边上升，避免孔中有空气残留，提高注胶的饱满度。第六，植筋。钢筋的植入端涂抹上一层胶液，在植入孔过程中适当的旋转钢筋，使孔中胶液与钢筋表面的胶液完全混合，保证胶液与孔壁、钢筋表面完全粘结。钢筋需插入至孔底，养护时间要超过24h，植筋具体固化要求如表1所示。

表1 养护固化时间表

4.2.2 施工质量控制措施

一是植筋施工完全遵循工程设计开展，在完成弹线作业后应对弹线进行复测；二是钻孔作业之后，必须做好清孔作业，孔内需保持干净、干燥；三是钢筋处理需到位，去除表面的油污与锈蚀；四是植筋胶在使用之前应进行质量检测，保证其固结后质量符合工程要求；五是完成养护固化后，先进行施工质量的自检，确定无问题后由验收单位进行现场检查。在植筋质量检测中，随机选择植筋开展拉拔试验，记录关键数据，填写好报验单。

4.2.3 安全保障对策

在植筋作业中，需做好安全保障工作，一是在钻孔作业中，施工人员应穿好绝缘胶鞋、戴好绝缘手套，避免触电风险；二是清孔操作有大量的灰尘产生，施工人员要带好风镜和口罩，避免灰尘进入眼鼻与口中；三是植筋胶对人的皮肤有着一定的伤害，在注胶与植筋作业中，施工人员要带好手套，避免皮肤接触到胶液，如果胶液不慎溅落在皮肤上，立即使用丙酮溶液清洗；四是管理人员要切实履行安全管理责任，对植筋作业环节加强安全管理，时刻提醒施工人员注意操作的规范性，并进行安全教育；五是植筋施工中产生的废弃物不可随意丢弃，需集中回收处理，充分践行绿色施工理念，彰显施工单位的文明施工形象。

4.3 钢筋施工

4.3.1 钢筋质量控制

在钢筋进入施工现场之前对钢筋进行质量检查，审核质量保证书、材质证明书上的各项信息，并随机抽检钢筋，确保钢筋外观无质量问题。还需进行力学性能检测，随机抽取钢筋开展拉力与冷弯试验，经检测确定钢筋力学性能无问题后方可进场，对质量不合格的钢筋则要进行退场处理。钢筋入场后，露天堆放场地要使用混凝土进行硬化处理，避免钢筋保存过程中出现变形与锈蚀问题。

4.3.2 钢筋加工

一是除锈。使用钢丝刷打磨钢筋表面，去除油污与锈蚀，并将钢筋打磨至光亮状态；二是调直处理。钢筋在运输和保存过程中出现了弯折现象，在使用之前要进行调直；三是切断。根据加固原梁柱配料单的要求，对钢筋进行统筹排料，切断加工时先切长料后切短料，尽量减少钢筋加工过程中的材料浪费；四是试加工。在正式加工之前进行试加工，确定好需要加工钢筋的尺寸与形状后，加工出试样，与配料单进行核对，确定试样无问题后才可正式大批量加工。

4.3.3 绑扎作业

施工图纸是钢筋绑扎的依据，在绑扎之前，施工人员要仔细研究施工图纸，明确钢筋绑扎的质量要求以及需要使用的绑扎技术。钢筋绑扎对钢筋施工人员有着较高的技术要求，工程管理人员要对施工人员进行技术考核，只有通过考核的人员才可正式上岗。在绑扎作业中，应做好以下几个方面的质量控制，第一，进行钢筋定位。保证钢筋在原梁柱之间穿插作业的通顺；第二，钢筋绑扎。植筋位置不可采用焊接处理，防止焊接温度过高引起植筋胶失效。柱梁箍筋环节中排列好竖向钢筋，设定好箍筋间距，然后逐个绑扎箍筋；第三，在绑扎环节中，为了保证上下钢筋位置的准确性，浇筑下一层混凝土过程中，要对上一层钢筋进行定位。

4.3.4 钢筋作业注意事项

第一，钢筋完成制作后的保存环境要干燥，如果环境较为湿润，需要覆上盖布，不可直接堆放在地面上；第二，加工中如果发现钢筋存在锈蚀，应彻底进行除锈处理，不可将锈蚀钢筋用于钢筋绑扎作业；第三，加工后的钢筋分类捆绑编号，方便绑扎作业的应用；第四，钢筋绑扎作业结束后，施工人员先进行自检，然后由质量验收部门再次检查，检查需参照施工图纸，对绑扎钢筋进行根数、间距、位置，以及接头的数量、搭接的长度、绑扎的牢固程度等进行检查，确定绑扎无问题后，记录好隐蔽工程验收信息，最后方可进行胶结材料灌注作业。

4.4 安装模板

一是参照模板施工图纸，由下向上安装模板，模板与基础或者是模板与模板之间存在一定的缝隙，可使用发泡剂和双面胶进行密封，避免漏浆问题；二是模板要高出原梁柱体大约5cm；三是在灌注过程中如果出现渗漏问题，应立即进行处理；四是根据加固厂房梁柱的特点，为了避免涨模跑浆问题的出现，环箍间距应适当缩短，尽量控制在45cm左右；五是为了保证梁柱外观的美观性，在模板内部使用双面胶进行封堵，可保证梁柱棱角分明。

4.5 灌注作业

高性能胶结材料灌注要一次灌注成型，灌注中间尽量不要有停顿，保证固结的整体性。一是原材料的搅拌，依据说明书加水搅拌，注意用水量的控制；二是灌注采用多点进行，但不可四面同时灌注，有利于模板内部空气的排出。一边灌注一边使用木锤敲击模板，使浆液在模板内部均匀分布；三是安排专人负责检查模板，在发现有漏浆后可以立即封堵；四是灌注时间要控制在1h以内，连续浇筑；五是注意环境温度，日平均气温要在5℃以上，原梁柱温度要小于35℃，灌注温度在30℃以下，灌注作业完成后，30min内覆盖草帘，并且洒水保湿进行养护，24h不可碰撞到灌注后的原梁柱；六是拆模时间的确定，日平均温度在5℃～15℃，拆模时间为48h，养护时间7d；温度大于15℃，拆模时间为24h，养护时间为7d。

5 施工安全管理措施

基于本工程为老旧厂房加固工程，厂房年代久远，内部结构的安全性不够。因此，为了保证加固施工的安全性，需做好安全管理各项工作，在正式施工之前，先进行安全交底工作，对所有参与施工的人员进行安全培训与教育，强化其对安全施工的认知，将安全事故风险降至最低程度。一是设置好安全标识，安全标识要设置在醒目位置，标识前面不可有任何遮挡物，出现破损的标识要立即更换，时刻提醒施工人员注意安全；二是严格检查施工人员安全帽、安全带的佩戴情况，明确佩戴要求，如安全带绳的长度不可超过2m，定期检查安全带的情况，发现不合格时需立即更换。安全网属于重要的防护措施，使用钢筋固定，张拉度要合适；三是灌浆孔设置要合理，不可随意开孔，影响到建筑结构的安全性；四是工作平台上除了必要的施工用具外，不可随意堆放施工材料与工具；五是部分工种要持证上岗，像钢筋焊接人员应有焊接职业资格证，驾驶机械人员应有驾驶证等，禁止无证上岗；六是模板安装与拆除过程中，应安排专人在周边看管，设置警戒区，避免其他人员误入施工区域，形成一定的施工风险，以及在施工作业过程中，不可有抛递行为，全面保障施工人员的作业安全。

6 结语

在本工程案例中使用了高性能胶结材料“增大梁柱截面”加固施工技术，其中高性能胶结材料具有非常好的流动性，灌注操作简单，固结后的强度符合建筑梁柱加固施工的要求，与混凝土浇筑加固相比，其有着施工周期短、成本低的优势。该项技术在老旧建筑梁柱加固中的运用，改善了梁柱结构的承载能力，解决了梁柱表面裂缝、坑洼、露筋等问题，增强了老旧建筑结构的安全性与可靠性，极大延长其使用寿命。高性能胶结材料加固技术在老旧建筑加固工程中的应用可实现社会效益与经济效益的双重提升。