宜興水泥梁加固施工方案一、工程概況1.1項目背景本項目位于江蘇省宜興市，針對既有建筑中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷的鋼筋混凝土梁體進行加固處理。宜興地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，冬季最低氣溫可達0℃以下，夏季最高氣溫超過35℃，年溫差達30℃以上，混凝土結(jié)構(gòu)易因溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。根據(jù)前期檢測，部分梁體存在不同程度的裂縫、混凝土碳化及鋼筋銹蝕現(xiàn)象，其中屋面梁裂縫寬度最大達0.3mm，跨中撓度超出規(guī)范限值15%，需通過系統(tǒng)性加固恢復(fù)結(jié)構(gòu)安全性能。1.2結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀混凝土強度：采用回彈法檢測，原梁混凝土強度推定值為C25-C30，低于設(shè)計要求的C35標(biāo)準(zhǔn)裂縫分布：梁體裂縫主要集中在跨中區(qū)域，呈垂直向分布，部分延伸至梁高1/2處；支座附近存在45°斜裂縫，寬度0.1-0.3mm鋼筋配置：底筋為HRB400級Φ20鋼筋，保護層厚度15-25mm，部分區(qū)域鋼筋銹蝕導(dǎo)致截面損失率達8%荷載條件：恒載標(biāo)準(zhǔn)值3.5kN/㎡，活載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/㎡，現(xiàn)狀荷載組合下梁體抗彎承載力不足設(shè)計值的80%1.3加固目標(biāo)提高梁體承載力至現(xiàn)行規(guī)范要求的1.2倍安全系數(shù)控制裂縫寬度≤0.2mm，消除結(jié)構(gòu)滲透隱患增強結(jié)構(gòu)耐久性，滿足剩余50年使用年限要求施工期間保證下部結(jié)構(gòu)正常使用，不中斷生產(chǎn)運營二、加固方案設(shè)計2.1方案比選加固方法技術(shù)特點適用性分析經(jīng)濟性工期增大截面法提高承載力顯著，工藝成熟適用于承載力不足20%以上的構(gòu)件材料成本低，人工成本高20-25天粘貼碳纖維布自重輕，施工便捷適用于抗彎加固，環(huán)境適應(yīng)性強材料成本高，人工成本低7-10天外包鋼加固剛度提升明顯，抗震性能好適用于高濕度環(huán)境綜合成本高，需防腐處理15-20天預(yù)應(yīng)力加固卸載效果好，減少撓度適用于大跨度梁設(shè)備投入大，工藝復(fù)雜25-30天經(jīng)綜合評估，本工程采用"增大截面+粘貼碳纖維布"的復(fù)合加固方案：梁底及兩側(cè)采用增大截面法提高承載力，跨中區(qū)域粘貼碳纖維布控制裂縫開展，支座部位增設(shè)外包鋼節(jié)點加強。2.2設(shè)計參數(shù)新增混凝土：C40微膨脹細石混凝土，膨脹率0.02%-0.05%新增鋼筋：HRB400E級Φ16縱向鋼筋，Φ8@150箍筋碳纖維布：Ⅰ級碳纖維，抗拉強度≥3400MPa，彈性模量≥2.3×10?MPa，厚度0.167mm結(jié)構(gòu)膠：A級改性環(huán)氧樹脂膠，粘結(jié)強度≥3.5MPa，耐溫范圍-40℃-80℃2.3節(jié)點構(gòu)造新舊混凝土結(jié)合面：采用鑿毛處理+界面劑涂刷工藝，鑿毛深度≥6mm，露出粗骨料，涂刷環(huán)氧基界面劑，用量0.3kg/㎡植筋連接：采用Φ12化學(xué)錨栓，植入深度15d（d為鋼筋直徑），抗拔承載力設(shè)計值≥15kN碳纖維布錨固：梁端設(shè)置U型箍錨固，寬度150mm，錨固長度200mm，采用通長連續(xù)粘貼三、施工準(zhǔn)備3.1材料準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)主材：C40微膨脹混凝土（摻加聚丙烯纖維0.9kg/m3）、HRB400E鋼筋、Ⅰ級碳纖維布（300g/㎡）、改性環(huán)氧樹脂膠輔材：環(huán)氧界面劑、植筋膠、裂縫修補膠、丙酮清洗劑、砂輪片（120目）材料檢驗：每批次碳纖維布需提供抗拉強度、彈性模量檢測報告；結(jié)構(gòu)膠需提供粘結(jié)強度、耐老化性能檢測報告，進場后抽樣復(fù)試3.2設(shè)備配置設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量用途混凝土切割機J3G-4002臺截面修整角磨機100mm砂輪片5臺表面處理植筋鉆機Φ12-Φ20鉆頭3臺錨栓鉆孔灌漿泵0.6MPa壓力1臺裂縫注漿碳纖維滾壓工具橡膠刮板+消泡滾筒10套布材粘貼回彈儀HT-2251臺混凝土強度檢測3.3技術(shù)準(zhǔn)備編制詳細施工技術(shù)交底文件，明確各工序質(zhì)量控制點進行樣板施工，在非承重梁上完成10m2試驗區(qū)域，驗證施工工藝參數(shù)對施工人員進行專項培訓(xùn)，考核合格后方可上崗，特種作業(yè)人員持證率100%建立BIM模型，模擬施工過程對周邊結(jié)構(gòu)的影響，優(yōu)化施工順序3.4現(xiàn)場準(zhǔn)備卸荷措施：在梁跨中及支座處設(shè)置臨時支撐，采用Φ200mm鋼管滿堂腳手架，立桿間距600×600mm，掃地桿距地200mm，橫桿步距1.5m，通過千斤頂分級卸荷至恒載狀態(tài)防護搭設(shè)：在施工區(qū)域下方設(shè)置雙層防護網(wǎng)（大眼網(wǎng)+密目網(wǎng)），搭設(shè)高度2.5m，寬度超出作業(yè)面1.5m臨時水電：布置380V動力線路，配置50kW柴油發(fā)電機備用；設(shè)置臨時消防栓，配備4kg干粉滅火器10組材料堆放：建立防雨防潮倉庫，碳纖維布及結(jié)構(gòu)膠存儲溫度控制在5-35℃，遠離火源三、主要施工工藝3.1增大截面加固施工3.1.1基層處理人工鑿除梁體表面疏松混凝土，露出堅實基層，鑿毛深度≥6mm，紋理與受力方向垂直采用高壓水槍（0.8MPa）沖洗表面浮塵，干燥后用丙酮擦拭油污對深度＞5mm的蜂窩麻面，采用環(huán)氧修補砂漿找平，平整度誤差≤3mm/m用鋼筋除銹劑處理銹蝕鋼筋，銹蝕深度＞0.2mm的區(qū)域采用噴砂除銹3.1.2植筋施工按設(shè)計位置放線，采用記號筆標(biāo)記鉆孔位置，孔位偏差≤5mm鉆孔直徑Φ14mm（鋼筋直徑Φ12mm），孔深180mm，垂直度偏差≤1°清孔采用"三吹兩刷"工藝：壓縮空氣吹孔→毛刷清孔→再次吹孔，確?？變?nèi)粉塵含量≤0.1g注入植筋膠至孔深2/3處，旋轉(zhuǎn)插入鋼筋，膠體溢出率控制在10%-15%靜置養(yǎng)護72小時（25℃環(huán)境），期間禁止擾動，養(yǎng)護完成后進行現(xiàn)場拉拔試驗，試驗值≥15kN3.1.3鋼筋工程綁扎新增縱筋（HRB400EΦ16），與原鋼筋采用焊接連接，搭接長度10d，焊縫高度≥6mm箍筋配置Φ8@150mm，與原箍筋采用開口箍焊接，焊腳尺寸5mm，每側(cè)搭接長度100mm設(shè)置架立筋保證鋼筋保護層厚度，采用塑料墊塊，強度≥C40，間距≤800mm鋼筋綁扎完成后進行隱蔽工程驗收，重點檢查鋼筋數(shù)量、間距及保護層厚度3.1.4模板工程采用18mm厚多層板作為模板，背楞采用50×100mm方木，間距300mm模板安裝前涂刷脫模劑（水性隔離劑），拼縫處粘貼海綿條，防止漏漿采用對拉螺栓固定模板，間距600×600mm，螺栓直徑Φ12mm，外套PVC管模板安裝完成后進行剛度驗算，撓度限值≤L/400（L為計算跨度），并做沖水試驗檢查密封性3.1.5混凝土施工采用C40微膨脹細石混凝土，坍落度控制在180±20mm，初凝時間≥4小時澆筑前灑水濕潤基層，涂刷水泥基界面劑，用量0.5kg/㎡分層澆筑混凝土，每層厚度≤300mm，采用Φ30振搗棒振搗，振搗時間15-30s/點，直至表面泛漿混凝土終凝后立即覆蓋保濕，采用養(yǎng)護膜+阻燃棉被養(yǎng)護，養(yǎng)護期≥14天，期間表面溫度與環(huán)境溫差≤25℃3.2碳纖維布加固施工3.2.1表面處理用角磨機打磨混凝土表面，去除2-3mm表層，露出新鮮混凝土面轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧過渡，半徑≥20mm，采用圓弧尺檢查合格率對寬度＜0.2mm的裂縫，采用環(huán)氧膩子封閉；＞0.2mm的裂縫進行壓力注漿處理表面平整度誤差控制在5mm/m以內(nèi)，凹陷處用環(huán)氧砂漿修補，凸起處打磨平整3.2.2底膠涂刷按A:B=2:1比例配制底膠，電動攪拌3分鐘至無氣泡，適用期控制在30分鐘內(nèi)采用滾筒均勻涂刷底膠，厚度0.2-0.3mm，不得有漏涂、流墜現(xiàn)象自然養(yǎng)護24小時，直至指觸干燥（25℃環(huán)境），低溫環(huán)境適當(dāng)延長養(yǎng)護時間3.2.3碳纖維布粘貼按設(shè)計尺寸裁剪碳纖維布，長度方向與受力方向一致，搭接長度≥100mm配制浸漬膠（A:B=3:1），攪拌均勻后涂刷于粘貼面，厚度0.5-0.8mm將碳纖維布平整鋪貼于膠層上，采用橡膠刮板沿纖維方向多次刮壓，擠出氣泡，使膠液充分浸透布材多層粘貼時，待上層指觸干燥（約2小時）后涂刷下層浸漬膠，總厚度控制在2-3mm表面涂刷防護膠，厚度≥0.5mm，自然養(yǎng)護7天達到設(shè)計強度3.3裂縫處理施工表面封閉法：對寬度＜0.2mm的裂縫，沿裂縫走向開鑿V型槽（寬10mm×深5mm），清理后涂刷環(huán)氧膠泥，壓實抹平壓力注漿法：對寬度＞0.2mm的裂縫，采用環(huán)氧樹脂注漿液（粘度＜500mPa·s），通過注漿嘴壓力灌注，壓力控制在0.2-0.4MPa，從下至上逐點灌注，直至相鄰注漿嘴出膠跟蹤監(jiān)測：注漿完成后7天，采用裂縫寬度儀復(fù)查，閉合率應(yīng)達到100%，殘余寬度≤0.05mm四、質(zhì)量控制措施4.1材料質(zhì)量控制建立材料進場驗收制度，每批次材料需提供出廠合格證、檢測報告，外觀檢查合格后方可入庫碳纖維布抽樣復(fù)驗：每300㎡為一批，檢測抗拉強度、彈性模量及延伸率結(jié)構(gòu)膠抽樣復(fù)驗：每500kg為一批，檢測粘結(jié)強度、耐老化性能及耐濕熱性能混凝土試塊留置：每工作班留置3組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試塊，1組同條件養(yǎng)護試塊，28天強度達標(biāo)后方可拆模4.2工序質(zhì)量控制工序名稱質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法檢驗頻率基層處理表面平整度≤3mm/m，無松動混凝土2m靠尺+塞尺每10m檢查1點植筋施工抗拔力≥15kN，合格率100%現(xiàn)場拉拔試驗每50根抽檢1根鋼筋安裝保護層厚度偏差±5mm，間距偏差±10mm卡尺+卷尺每跨檢查3處混凝土澆筑強度達標(biāo)，表面平整度≤5mm/m回彈儀+靠尺每工作班檢查碳纖維粘貼粘結(jié)面積≥95%，無氣泡褶皺錘擊法+目測全面檢查4.3檢測驗收無損檢測：加固完成后采用超聲波檢測混凝土結(jié)合面質(zhì)量，缺陷面積≤5%承載力檢驗：選取30%的加固梁進行荷載試驗，分級加載至1.2倍設(shè)計荷載，持荷1小時，殘余變形≤0.2mm耐久性評估：對混凝土碳化深度、鋼筋銹蝕電位進行檢測，碳化深度≤保護層厚度的1/2，銹蝕電位＞-300mV竣工驗收：提交完整的技術(shù)資料，包括材料合格證、檢測報告、隱蔽工程記錄等，組織設(shè)計、監(jiān)理、施工三方共同驗收五、施工安全保障5.1危險源辨識高空作業(yè)風(fēng)險：作業(yè)高度3-6m，存在墜落隱患臨時支撐失穩(wěn)：卸荷過程中支撐系統(tǒng)超載火災(zāi)爆炸風(fēng)險：結(jié)構(gòu)膠等易燃材料使用粉塵污染：混凝土打磨產(chǎn)生大量粉塵觸電傷害：臨時用電設(shè)備漏電5.2安全防護措施高空作業(yè)防護：搭設(shè)滿堂腳手架，設(shè)置1.2m高防護欄桿，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，腳手板滿鋪且固定牢固支撐系統(tǒng)安全：立桿底部設(shè)置50mm厚木板，掃地桿距地≤200mm，每道剪刀撐跨越5-7根立桿，角度45-60°，搭設(shè)完成后進行承載力試驗防火措施：施工現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙，設(shè)置防火警示標(biāo)志，配備4kg干粉滅火器10組，消防沙2m3，易燃易爆材料單獨存放，與火源保持5m以上距離防塵措施：打磨作業(yè)采用濕法施工，設(shè)置移動式除塵設(shè)備，作業(yè)人員佩戴防塵口罩（KN95級）用電安全：實行"三級配電兩級保護"，配電箱安裝漏電保護器（動作電流30mA，動作時間0.1s），電纜架空敷設(shè)高度≥2.5m5.3應(yīng)急預(yù)案坍塌事故應(yīng)急：配備應(yīng)急救援物資（液壓千斤頂5臺、切割設(shè)備2套），成立20人應(yīng)急小組，每月組織1次應(yīng)急演練火災(zāi)事故應(yīng)急：制定火災(zāi)疏散路線圖，明確各區(qū)域疏散負(fù)責(zé)人，與當(dāng)?shù)叵啦块T建立聯(lián)動機制中毒事故應(yīng)急：設(shè)置急救藥箱，配備解毒藥品，與就近醫(yī)院簽訂急救協(xié)議，保證30分鐘內(nèi)到達現(xiàn)場六、施工進度計劃6.1進度安排（總工期30天）工作階段起止時間工作內(nèi)容負(fù)責(zé)人準(zhǔn)備階段第1-3天材料進場、設(shè)備調(diào)試、技術(shù)交底項目經(jīng)理基層處理第4-7天表面鑿毛、裂縫處理、鋼筋除銹施工隊長增大截面施工第8-20天植筋、鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑結(jié)構(gòu)工程師碳纖維加固第21-25天表面處理、底膠涂刷、布材粘貼技術(shù)負(fù)責(zé)人驗收整改第26-30天檢測試驗、缺陷修復(fù)、竣工驗收質(zhì)量總監(jiān)6.2進度保證措施采用平行作業(yè)法，多個工作面同時施工，配備3個專業(yè)施工班組（每組15人）材料儲備量滿足10天連續(xù)施工需求，避免因材料短缺影響進度建立周進度考核制度，延誤1天以上時采取加班措施（每日最多加班3小時）提前與氣象部門聯(lián)系，避開雨天施工，高溫天氣調(diào)整作業(yè)時間（上午6-10時，下午15-19時）七、環(huán)境保護措施7.1噪聲控制夜間（22:00-6:00）禁止進行混凝土澆筑、切割等強噪聲作業(yè)高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音罩，噪聲排放控制在晝間≤70dB，夜間≤55dB采用低噪聲設(shè)備替換傳統(tǒng)設(shè)備，如液壓剪代替風(fēng)鎬，噪聲降低15-20dB7.2廢棄物處理建筑垃圾分類存放，混凝土廢渣、鋼筋頭、廢膠桶等分別回收，回收率≥90%危險廢棄物（廢結(jié)構(gòu)膠、油漆桶）交由有資質(zhì)單位處理，簽訂處置協(xié)議施工現(xiàn)場設(shè)置沉淀池（三級沉淀），廢水經(jīng)處理后回用，不外排7.3揚塵控制施工現(xiàn)場主要道路硬化處理，每日灑水3次（早中晚各1次）材料運輸車輛加蓋篷布，出場前沖洗輪胎，避免遺撒水泥、粉煤灰等粉狀材料密封存放，使用時