柱子鋼板加固施工方案

一、工程概況

項目背景

某工業(yè)廠房建于2005年，為鋼筋混凝土框架結構，共計5層，主要承擔生產(chǎn)車間功能。因生產(chǎn)工藝升級，設備荷載由原設計的5kN/m2增加至8kN/m2，經(jīng)結構檢測鑒定發(fā)現(xiàn)，部分底層中柱承載力不足，存在安全隱患。為確保結構安全，滿足使用功能要求，需對受影響柱體采用鋼板加固技術進行處理。

加固對象概況

本次加固對象為廠房底層3軸與B軸相交的中柱（編號Z-3），柱截面尺寸為600mm×600mm，柱高4.5m，原設計混凝土強度等級為C30，縱向鋼筋配置為12Φ25（HRB400），箍筋為Φ8@100/200（HPB300）。檢測結果顯示，該柱混凝土強度推定值為28.5MPa，存在局部混凝土剝落、鋼筋銹蝕現(xiàn)象，最大裂縫寬度為0.3mm，已超出規(guī)范允許值，需進行加固補強。

加固目標與要求

1.承載力提升：加固后柱軸心受壓承載力需提升30%，滿足新增荷載下的受力要求；

2.耐久性改善：通過鋼板封閉保護，阻止鋼筋進一步銹蝕，確保結構耐久年限不低于50年；

3.剛度保持：加固過程中避免對柱體原有剛度造成不利影響，控制柱頂位移增量≤5mm；

4.施工可行性：加固措施需與既有結構可靠連接，施工便捷，對生產(chǎn)運營影響最小化。

二、施工準備

2.1材料準備

2.1.1鋼板選擇

根據(jù)加固設計圖紙和現(xiàn)場檢測報告，選用Q345B級高強度鋼板作為主要加固材料。鋼板厚度為10mm，尺寸為600mm×600mm，與柱截面匹配。采購時，從信譽良好的供應商處獲取，要求提供材質(zhì)證明書，確保屈服強度不低于345MPa，抗拉強度不低于470MPa。鋼板表面需進行噴砂處理，達到Sa2.5級清潔度，以去除氧化皮和油污，增強后續(xù)粘結效果。運輸過程中，采用木質(zhì)包裝防止變形和劃傷，堆放時墊高300mm以上，避免直接接觸地面。進場后，由質(zhì)檢人員抽樣檢查，每批次抽取5%進行尺寸偏差和表面質(zhì)量檢測，確保符合GB/T1591標準要求。

2.1.2粘結劑選擇

采用環(huán)氧樹脂類粘結劑，如Araldite420，用于鋼板與混凝土柱的粘結。該粘結劑具備高粘結強度（≥30MPa）、耐久性和抗化學腐蝕性，適合潮濕環(huán)境。選擇時，考慮現(xiàn)場溫度范圍（5℃至35℃）和濕度（≤80%），確保施工條件下性能穩(wěn)定。粘結劑需在出廠日期后6個月內(nèi)使用，避免過期失效。采購時，要求供應商提供產(chǎn)品說明書和檢測報告，并隨機抽取樣品進行粘結強度測試，模擬實際施工條件。儲存時，存放在陰涼干燥處，溫度控制在15℃至25℃，避免陽光直射和凍結。

2.1.3其他材料準備

輔助材料包括鋼筋、防腐涂料和密封膠。鋼筋選用HRB400級，直徑為12mm，用于局部補強和錨固，長度根據(jù)設計要求截斷。防腐涂料采用環(huán)氧富鋅底漆和聚氨酯面漆，配套使用，確保涂層厚度達到150μm，提供長效防腐保護。密封膠選用硅酮耐候膠，用于接縫處理，防止水分滲透。所有材料進場前，核對規(guī)格型號，檢查生產(chǎn)日期和合格證，不合格材料退回供應商。材料堆放分區(qū)管理，標識清晰，避免混用。

2.2設備準備

2.2.1鉆孔設備

準備電錘鉆和沖擊鉆，用于混凝土柱鉆孔和錨栓安裝。電錘鉆選用博世GBH2-28DRE，功率為800W，轉(zhuǎn)速為0至1100rpm，適用于硬質(zhì)混凝土鉆孔。沖擊鉆選用麥太保M18，配備直徑為14mm的合金鉆頭，確保鉆孔精度控制在±1mm內(nèi)。設備使用前，由技術人員檢查電源線、鉆頭磨損情況，并進行試運行測試。鉆孔過程中，采用水冷系統(tǒng)減少粉塵，鉆孔深度根據(jù)錨栓規(guī)格設定，誤差不超過2mm。設備維護包括定期更換鉆頭和潤滑部件，確保施工效率。

2.2.2焊接設備

采用直流電弧焊機，如林肯電焊機，型號為AC/DC400，用于鋼板焊接和連接。焊接電流控制在100A至150A，電壓為24V至36V，確保焊縫質(zhì)量。焊條選用E5015型，直徑為3.2mm，烘干后使用，防止受潮。設備準備時，檢查接地線和電纜絕緣性能，避免漏電風險。焊接區(qū)域設置防護罩，減少火花飛濺，配備滅火器應對突發(fā)火情。焊接人員持證上崗，操作前進行參數(shù)調(diào)試，確保焊縫飽滿無缺陷。

2.2.3涂裝設備

準備無氣噴涂機和滾刷工具，用于防腐涂料施工。無氣噴涂機選用Graco395，壓力比為65:1，噴涂效率高，涂層均勻。滾刷選用羊毛刷，寬度為100mm，用于邊角和復雜部位處理。設備使用前，清洗噴嘴和管道，防止堵塞。涂料調(diào)配時，按說明書比例混合，攪拌至無沉淀，使用前過濾。噴涂時，保持距離300mm，移動速度穩(wěn)定，避免流掛。設備維護包括每日清洗和定期檢查泵體密封。

2.2.4測量設備

配備全站儀和激光測距儀，用于施工放樣和精度控制。全站儀選用徠卡TS06，精度為±2mm，用于柱體定位和鋼板安裝基準線設置。激光測距儀選用博世GLM50C，量程為50m，誤差為±1.5mm，用于尺寸復核。設備校準前，由專業(yè)人員進行，確保零點準確。測量時，先設置控制點，再逐點檢測，記錄數(shù)據(jù)偏差。設備存放于干燥環(huán)境，避免震動和碰撞。

2.3人員準備

2.3.1技術人員

組建技術團隊，包括結構工程師和設計師各2名，負責方案交底和現(xiàn)場指導。工程師需具備5年以上加固工程經(jīng)驗，熟悉GB50367規(guī)范。施工前，組織圖紙會審，明確加固節(jié)點和工藝要求。設計人員提供詳細材料清單和施工順序，解決技術問題。技術人員每日巡查，檢查施工質(zhì)量，記錄日志，確保符合設計意圖。

2.3.2操作工人

配備焊工、鉆工和涂裝工各4名，均持有特種作業(yè)操作證。焊工需熟練掌握電弧焊技術，能處理不同角度焊縫。鉆工負責鉆孔和錨栓安裝，要求操作精準。涂裝工具備噴涂經(jīng)驗，能控制涂層厚度。工人進場前，進行安全培訓和工藝演示，強調(diào)操作規(guī)范。施工時，采用輪班制，每班工作8小時，避免疲勞作業(yè)。

2.3.3質(zhì)檢人員

安排質(zhì)檢員2名，負責材料進場檢驗和過程質(zhì)量監(jiān)控。質(zhì)檢員需熟悉檢測標準，使用專業(yè)工具如測厚儀和粘結強度測試儀。材料檢驗包括鋼板尺寸、粘結劑性能等，不合格品立即隔離。過程監(jiān)控重點檢查鉆孔深度、焊縫質(zhì)量，每道工序驗收合格后簽字確認。

2.3.4安全人員

配備安全員1名，持注冊安全工程師證書，負責現(xiàn)場安全巡查和應急處理。安全員每日檢查防護設施，如安全網(wǎng)和警示標識，監(jiān)督工人佩戴勞保用品。制定應急預案，包括火災、觸電等場景，定期演練。安全會議每周召開，通報隱患，確保零事故。

2.4現(xiàn)場準備

2.4.1場地清理

施工前，清理柱體周圍區(qū)域，移除障礙物和雜物，確保操作空間不小于2米。地面鋪設防塵布，減少粉塵擴散。柱體表面清理，用鋼絲刷和高壓水槍去除浮漿和油污，露出堅實混凝土基面。清理后，由質(zhì)檢員檢查表面清潔度，達到無塵、無油標準。

2.4.2安全防護

設置安全警示帶和警示牌，標注“施工區(qū)域，禁止入內(nèi)”。柱體周邊搭設腳手架，高度4.5米，寬度1.2米，配備扶手和擋腳板。工人佩戴安全帽、安全帶和防護眼鏡，高空作業(yè)時系掛安全繩。用電設備接地保護，安裝漏電保護器，避免觸電風險。

2.4.3環(huán)境保護措施

采取降噪措施，如使用低噪音設備，施工時間避開夜間。粉塵控制采用濕法作業(yè)，鉆孔時噴水降塵。廢棄物分類收集，鋼板邊角料回收利用，粘結劑桶送專業(yè)處理。現(xiàn)場設置臨時垃圾桶，每日清理，保持環(huán)境整潔。

三、施工工藝

3.1施工流程

3.1.1表面處理

施工人員首先對混凝土柱表面進行徹底清理，使用鋼絲刷和高壓水槍去除浮漿、油污及疏松層。對局部剝落區(qū)域，采用鑿毛工具鑿除至堅實基面，深度控制在5mm以內(nèi)。隨后，用環(huán)氧樹脂砂漿填補孔洞和裂縫，確保表面平整度偏差不超過2mm。鋼板進場后，進行噴砂除銹處理，達到Sa2.5級清潔度，并用丙酮擦拭表面去除油污。

3.1.2鋼板安裝

根據(jù)設計圖紙，將鋼板精確包裹在柱體四周。施工人員使用全站儀復核鋼板位置，確保與柱體間隙均勻，控制在3-5mm。通過臨時支撐架固定鋼板，防止移位。在鋼板與混凝土之間預留灌漿孔，孔徑20mm，間距500mm，呈梅花形布置。

3.1.3灌漿施工

采用無收縮灌漿料，按產(chǎn)品說明書加水攪拌，流動度控制在250-300mm。使用壓力灌漿機從底部灌漿孔注入，壓力維持在0.3-0.5MPa。當相鄰孔溢出漿液后，封閉該孔并繼續(xù)向上灌注。灌漿過程中持續(xù)輕敲鋼板，排出氣泡，確保密實。

3.1.4防腐處理

灌漿完成后24小時，檢查鋼板表面無滲漏后，進行涂裝施工。先涂刷環(huán)氧富鋅底漆一道，厚度80μm，間隔4小時后涂刷聚氨酯面漆兩道，每道厚度50μm。邊角部位增加涂刷遍數(shù)，確保無漏涂。

3.2關鍵工序

3.2.1鋼板定位與焊接

鋼板安裝前，在柱體表面彈設十字定位線。鋼板就位后，通過角碼與柱體預埋螺栓臨時固定，螺栓扭矩控制在40N·m。采用分段對稱焊接工藝，先焊接長邊后焊接短邊，焊縫高度8mm。焊接時采用短弧焊，層間溫度不超過150℃，焊后用超聲波探傷檢測焊縫質(zhì)量。

3.2.2灌漿質(zhì)量控制

灌漿前檢查鋼板密封性，采用密封膠封堵縫隙。灌漿料拌合后30分鐘內(nèi)用完，初凝時間不小于45分鐘。施工中監(jiān)測灌漿壓力，避免壓力過高導致鋼板變形。灌漿結束后，采用敲擊法檢測密實度，空鼓率需小于5%。

3.2.3錨栓安裝工藝

在鋼板四角及中部鉆孔，植入M16化學錨栓。鉆孔直徑22mm，深度150mm，清孔后用壓縮空氣吹凈。錨栓植入后靜置15分鐘，再安裝扭矩扳手施加設計扭矩（60N·m）。錨固區(qū)隨機抽樣進行抗拔試驗，承載力設計值需達到1.5倍以上。

3.3質(zhì)量控制

3.3.1材料檢驗

鋼板進場時核查質(zhì)量證明書，每批抽檢3件進行力學性能測試，屈服強度實測值不低于345MPa。粘結劑使用前進行粘結強度試驗，標準試件破壞面在混凝土內(nèi)比例不小于95%。灌漿料留置試塊，28天抗壓強度需達到80MPa。

3.3.2過程監(jiān)控

每道工序?qū)嵭?三檢制"，施工班組自檢、質(zhì)檢員專檢、監(jiān)理工程師驗收。焊接過程記錄電流、電壓參數(shù)，焊縫外觀檢查無裂紋、夾渣。灌漿全程錄像存檔，壓力波動范圍控制在±0.05MPa。

3.3.3成品保護

鋼板安裝后設置警示標識，禁止踩踏。灌漿區(qū)域覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護7天，溫度低于5℃時采取保溫措施。涂裝完成后48小時內(nèi)避免接觸水和溶劑，固化期間嚴禁交叉施工。

四、質(zhì)量驗收

4.1驗收標準

4.1.1材料驗收

鋼板進場時核查質(zhì)量證明文件，核對規(guī)格型號與設計圖紙一致。每批次抽樣3件進行力學性能測試，屈服強度實測值不低于345MPa，抗拉強度不低于470MPa。鋼板表面平整度偏差不超過2mm/m，無裂紋、夾層等缺陷。粘結劑需提供出廠檢測報告，抽樣復測粘結強度，標準試件破壞面在混凝土內(nèi)比例不小于95%。

4.1.2工藝驗收

焊縫質(zhì)量需符合GB/T3323標準，一級焊縫要求無裂紋、未熔合等缺陷，超聲波探傷合格率100%。鋼板與混凝土間隙控制在3-5mm，灌漿密實度通過敲擊法檢測，空鼓率小于5%。錨栓抗拔力試驗抽樣數(shù)量不少于總數(shù)的1%，且不少于3根，承載力設計值需達到1.5倍以上。

4.1.3結構驗收

加固后柱體承載力需滿足設計要求，軸壓承載力提升30%以上。裂縫修補后無可見裂縫，最大裂縫寬度控制在0.1mm以內(nèi)。柱體垂直度偏差不大于5mm，截面尺寸誤差不超過±3mm。防腐涂層厚度檢測點合格率90%以上，最小厚度不低于設計值的80%。

4.2檢測方法

4.2.1材料檢測

鋼板尺寸采用鋼卷尺和游標卡尺測量，每塊鋼板測5個點。力學性能通過萬能試驗機進行拉伸試驗，加載速度為2MPa/s。粘結強度采用拉拔法測試，使用專用夾具以0.5MPa/s速度加載，記錄破壞形式。

4.2.2工藝檢測

焊縫外觀采用10倍放大鏡檢查，內(nèi)部缺陷使用超聲波探傷儀檢測，探頭頻率5MHz。鋼板間隙塞尺檢測，測點間距500mm。灌漿密實度采用小錘敲擊，聲音清脆為合格。錨栓抗拔力使用液壓拉拔儀，加載至設計值后持荷2分鐘。

4.2.3結構檢測

承載力采用靜載試驗，分級加載至設計荷載的1.2倍，每級持荷10分鐘。裂縫觀測采用20倍顯微鏡，測量最大裂縫寬度。垂直度使用全站儀測量，從柱頂和柱底兩點連線。涂層厚度采用涂層測厚儀，每平方米測5個點。

4.3驗收流程

4.3.1自檢

施工班組完成每道工序后，先進行自檢。測量人員復核尺寸偏差，焊工檢查焊縫外觀，記錄《施工自檢表》。自檢合格后報質(zhì)檢員專檢，重點檢查隱蔽工程如錨栓植入深度、灌漿密實度。

4.3.2專檢

質(zhì)檢員使用專業(yè)設備進行檢測，如超聲波探傷儀檢測焊縫，涂層測厚儀檢測防腐層。對灌漿區(qū)域進行鉆芯取樣，芯樣直徑70mm，檢測灌漿料與混凝土結合情況。專檢合格后簽署《工序質(zhì)量驗收單》。

4.3.3監(jiān)理驗收

監(jiān)理工程師審查施工記錄和檢測報告，現(xiàn)場見證靜載試驗。加載過程中監(jiān)測柱體變形，使用百分表讀取位移值。驗收合格后簽署《分項工程驗收報告》，不合格部位責令返工處理。

4.3.4驗收文檔

驗收資料包括材料合格證、檢測報告、施工記錄、影像資料。靜載試驗需提供加載曲線、位移數(shù)據(jù)、裂縫觀測記錄。所有文檔按分部分項工程分類歸檔，保存期限不少于工程竣工后15年。

五、安全施工管理

5.1安全責任制

5.1.1組織架構

項目部成立安全管理領導小組，項目經(jīng)理任組長，技術負責人、安全總監(jiān)任副組長，成員包括專職安全員、施工班組長。領導小組每周召開安全例會，分析風險隱患，部署防控措施。專職安全員每日巡查現(xiàn)場，記錄問題并督促整改。施工班組長負責本班組安全交底，監(jiān)督勞保用品佩戴。

5.1.2崗位職責

項目經(jīng)理對項目安全負總責，審批專項方案，保障安全投入。技術負責人審核施工工藝中的安全風險點，制定技術措施。安全總監(jiān)監(jiān)督制度執(zhí)行，組織應急演練。專職安全員檢查防護設施，制止違章操作。施工人員嚴格遵守操作規(guī)程，拒絕冒險作業(yè)。

5.1.3責任追究

建立安全責任清單，明確各崗位考核指標。發(fā)生安全事故時，啟動責任倒查機制，根據(jù)情節(jié)輕重給予通報批評、經(jīng)濟處罰直至解除勞動合同。對及時發(fā)現(xiàn)重大隱患并避免事故的班組或個人，給予獎勵。

5.2現(xiàn)場安全防護

5.2.1高空作業(yè)防護

腳手架搭設由持證工人操作，立桿間距1.5米，橫桿步距1.8米，剪刀撐連續(xù)設置。作業(yè)平臺滿鋪腳手板，綁扎牢固，外側(cè)掛密目式安全網(wǎng)。施工人員系掛雙鉤安全帶，高掛低用。登高使用梯子時，角度75度，底部有防滑措施。

5.2.2動火作業(yè)管理

焊接區(qū)域清理周邊可燃物，配備滅火器、消防砂。動火前辦理動火證，明確監(jiān)護人。焊接時使用防火布遮擋柱體，防止火花飛濺。氧氣瓶與乙炔瓶間距5米以上，距明火10米。氣瓶設置防傾倒裝置，嚴禁曝曬。

5.2.3臨時用電安全

電纜架空敷設，高度不低于2.5米，禁止在腳手架上纏繞。配電箱安裝漏電保護器，實行一機一閘一漏。手持電動工具選用Ⅱ類工具，金屬外殼接地。電工每日檢查線路，破損立即更換。

5.2.4機械操作防護

電錘鉆、切割機等設備操作前檢查防護罩是否完好，禁止拆除安全裝置。操作人員戴絕緣手套，穿防滑鞋。設備使用后切斷電源，清理現(xiàn)場。

5.3危險源辨識與防控

5.3.1風險識別

組織技術骨干進行危險源排查，識別出鋼板吊裝墜落、焊接觸電、灌漿料腐蝕、高空墜物等主要風險點。建立風險清單，標注危險等級（紅、橙、黃、藍）。

5.3.2預控措施

鋼板吊裝使用鋼絲繩捆綁，吊點對稱設置，信號工全程指揮。焊接區(qū)域設置絕緣墊，焊工佩戴面罩和絕緣手套。灌漿施工時佩戴防護眼鏡和橡膠手套。臨邊設置1.2米高防護欄桿，懸掛警示標識。

5.3.3應急預案

制定坍塌、火災、觸電等專項預案，配備急救箱、擔架等物資。每季度組織演練，記錄評估效果?，F(xiàn)場設置應急疏散路線圖，確保通道暢通。

5.4安全教育培訓

5.4.1三級教育

新工人入場進行公司級、項目級、班組級安全教育，考核合格后方可上崗。公司級培訓講解安全法規(guī)；項目級介紹項目風險；班組級教授崗位操作規(guī)程。

5.4.2專項培訓

針對焊接、吊裝等特殊工種，進行實操培訓。演示滅火器使用、心肺復蘇等急救技能。每年組織一次安全知識競賽，提高參與度。

5.4.3日常教育

每日班前會強調(diào)當日安全要點，利用安全展板、標語營造氛圍。安全員每周播放事故案例視頻，分析原因吸取教訓。

5.5監(jiān)督與獎懲

5.5.1日常檢查

安全員每日巡查，重點檢查防護設施完好性、勞保用品佩戴情況、操作規(guī)范性。使用檢查表記錄問題，下發(fā)整改通知單，限期閉環(huán)。

5.5.2隱患整改

對檢查發(fā)現(xiàn)的隱患，建立臺賬明確整改責任人、措施、時限。重大隱患停工整改，驗收合格后方可復工。每周通報整改進展。

5.5.3獎懲機制

月度評選安全標兵，給予物質(zhì)獎勵。對違章行為當場制止，首次罰款50元，屢犯加倍。發(fā)生安全事故的班組取消評優(yōu)資格。

六、后期維護與保障

6.1日常巡檢

6.1.1巡檢頻率

施工單位在加固完成后第一個月內(nèi)每周進行一次全面檢查，之后每季度檢查一次。雨季或極端天氣后增加檢查頻次。每次巡檢需記錄時間、天氣、檢查人員及發(fā)現(xiàn)的問題。

6.1.2檢查內(nèi)容

重點觀察鋼板表面有無銹蝕、變形、裂縫或鼓包現(xiàn)象。檢查焊縫是否完好，防腐涂層有無脫落、起皮或變色。用小錘輕敲鋼板，聲音清脆為合格，空鼓處標記并記錄位置。同時觀察柱體原有裂縫是否復發(fā)，周邊地面有無沉降跡象。

6.1.3巡檢記錄

采用統(tǒng)一表格記錄巡檢情況，包括日期、環(huán)境條件、檢查部位、問題描述及處理建議。對發(fā)現(xiàn)的問題拍照存檔，建立電子檔案。巡檢記錄需經(jīng)技術負責人簽字確認，并存入工程竣工資料。

6.2定期檢測

6.2.1檢測周期

加固后第一年進行一次全面結構檢測，之后每三年檢測一次。檢測由第三方專業(yè)機構實施，使用專業(yè)設備進行精確測量。

6.2.2檢測項目

采用回彈儀檢測混凝土強度，對比加固前數(shù)據(jù)變化。使用超聲波檢測儀測量鋼板與混凝土的粘結密實度。通過全站儀測量柱體垂直度，記錄沉降觀測點數(shù)據(jù)。對防腐涂層進行厚度檢測，確保達到設計要求。

6.2.3檢測報告

檢測機構需在檢測完成后15個工作日內(nèi)提交正式報告，包含原始數(shù)據(jù)、分析結果及處理建議。報告需加蓋檢測機構公章，并報送業(yè)主