建筑結(jié)構(gòu)橫梁加固與修復(fù)施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本工程為某商業(yè)綜合體裙樓結(jié)構(gòu)加固項(xiàng)目，建筑總面積約28000㎡，地上4層，地下1層，主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，始建于2010年。因使用功能調(diào)整，原3層北側(cè)區(qū)域（軸線C-F/1-5）需增設(shè)大型設(shè)備，導(dǎo)致該區(qū)域框架橫梁荷載超出原設(shè)計(jì)值約35%。經(jīng)第三方檢測機(jī)構(gòu)評估，需對編號L301-L308共8根橫梁實(shí)施加固處理，同時對發(fā)現(xiàn)存在裂縫的L205、L402兩根橫梁進(jìn)行修復(fù)處理。1.2橫梁結(jié)構(gòu)參數(shù)橫梁編號截面尺寸(mm)跨度(m)混凝土強(qiáng)度等級配筋情況現(xiàn)狀問題L301-L308300×6006.8C30上部2Φ20+下部4Φ25，箍筋Φ8@100/200承載力不足L205300×5506.2C30上部2Φ18+下部3Φ22，箍筋Φ8@150跨中橫向裂縫，最大寬度0.3mmL402300×6006.8C30上部2Φ20+下部4Φ25，箍筋Φ8@100/200支座附近斜裂縫，最大寬度0.25mm1.3施工目標(biāo)加固后橫梁承載力提升40%以上，滿足新增設(shè)備荷載要求裂縫修復(fù)后結(jié)構(gòu)耐久性達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限要求施工過程中確保周邊結(jié)構(gòu)及設(shè)備安全，最大沉降控制在5mm內(nèi)符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013及《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015要求二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙深化設(shè)計(jì)：組織結(jié)構(gòu)工程師對加固方案進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，出具詳細(xì)施工圖紙，重點(diǎn)明確：碳纖維布粘貼范圍及搭接長度增大截面法的鋼筋排布及連接節(jié)點(diǎn)裂縫注漿材料配比及壓力參數(shù)技術(shù)交底：組織施工班組進(jìn)行三級技術(shù)交底，內(nèi)容包括：施工工藝流程及關(guān)鍵控制點(diǎn)各工序質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)安全操作規(guī)程及應(yīng)急措施特殊部位處理方法（如梁柱節(jié)點(diǎn)、預(yù)埋件區(qū)域）樣板施工：選取L305橫梁作為樣板施工區(qū)，施工完成后進(jìn)行承載力檢測，驗(yàn)證施工工藝可行性，樣板驗(yàn)收合格后方可全面展開施工。2.2材料準(zhǔn)備2.2.1主要加固材料碳纖維布：選用300g/m2單向碳纖維布，抗拉強(qiáng)度≥3400MPa，彈性模量≥2.3×10?MPa，伸長率≥1.7%，符合《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS146要求結(jié)構(gòu)膠：采用A級改性環(huán)氧樹脂膠粘劑，鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度≥14MPa，彈性模量≥3.5GPa，粘結(jié)強(qiáng)度≥3.0MPa（C30混凝土正拉粘結(jié)）裂縫修補(bǔ)材料：低粘度環(huán)氧樹脂注漿液，初始粘度≤50mPa·s（25℃），固化時間6-8h，抗壓強(qiáng)度≥60MPa混凝土：C40無收縮細(xì)石混凝土，坍落度180±20mm，膨脹率0.02%-0.05%，28d抗壓強(qiáng)度≥40MPa2.2.2材料管理建立材料進(jìn)場驗(yàn)收制度，每批次材料需提供出廠合格證、檢測報(bào)告，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣送檢，不合格材料嚴(yán)禁使用材料存儲需滿足：結(jié)構(gòu)膠、注漿液等化工材料存放于陰涼干燥處，溫度控制在5-30℃，遠(yuǎn)離火源碳纖維布需防潮、防曬，堆疊高度不超過1.2m，避免折疊損傷水泥基材料需架空堆放，做好防雨防潮措施，保質(zhì)期內(nèi)使用2.3機(jī)具準(zhǔn)備設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量用途檢查要求角磨機(jī)Φ125mm4臺混凝土表面處理砂輪片完好，防護(hù)罩齊全吹風(fēng)機(jī)220V3臺粉塵清理風(fēng)壓≥0.5MPa，無異響注漿機(jī)HJ-502臺裂縫注漿工作壓力0.2-0.8MPa，可調(diào)節(jié)混凝土攪拌機(jī)JZC3501臺細(xì)石混凝土攪拌攪拌葉磨損量≤10%鋼筋彎曲機(jī)GW401臺鋼筋加工彎曲角度偏差≤±1°超聲波檢測儀ZBL-U5201臺混凝土缺陷檢測靈敏度≥40dB回彈儀HT-2251臺混凝土強(qiáng)度檢測示值誤差≤±1.5MPa2.4現(xiàn)場準(zhǔn)備作業(yè)面清理：拆除橫梁周邊影響施工的裝飾層、管線及臨時設(shè)施對作業(yè)區(qū)域進(jìn)行圍擋，設(shè)置警示標(biāo)識，劃分材料堆放區(qū)、加工區(qū)、垃圾存放區(qū)搭設(shè)滿堂腳手架，立桿間距≤1.2m，橫桿步距≤1.8m，腳手板滿鋪并固定，搭設(shè)高度超出作業(yè)面1.5m臨時支撐體系：在L301-L308橫梁下方設(shè)置鋼管支撐，支撐間距1.5m，采用可調(diào)頂托，頂托與橫梁之間墊20mm厚鋼板支撐體系需進(jìn)行受力驗(yàn)算，立桿基礎(chǔ)采用C20混凝土硬化（厚度100mm，面積≥0.25m2/根），并設(shè)置掃地桿及剪刀撐安裝沉降觀測點(diǎn)，監(jiān)測頻率為：支撐搭設(shè)后1次/天，加固施工期間2次/天，卸載后3天1次三、主要施工工藝3.1裂縫修復(fù)施工（適用于L205、L402橫梁）3.1.1裂縫處理表面清理：采用角磨機(jī)配金剛石砂輪片沿裂縫走向打磨，寬度100-150mm，深度2-3mm，形成U型槽，去除表面浮漿、松散層及油污裂縫檢查：使用裂縫寬度檢測儀測量裂縫寬度，對寬度＜0.1mm的細(xì)微裂縫采用表面封閉法，≥0.1mm的裂縫采用壓力注漿法鉆孔埋嘴：沿裂縫走向每300-500mm鉆一個注漿孔，孔徑8mm，孔深為梁截面厚度的1/3，角度45°斜向裂縫，安裝注漿嘴并固定密封3.1.2壓力注漿配膠：按A:B=3:1比例稱量環(huán)氧樹脂注漿液，采用電動攪拌器攪拌2-3min至均勻，攪拌過程中避免氣泡產(chǎn)生試漏：注漿前用壓縮空氣（0.2MPa）對裂縫進(jìn)行試漏檢查，確保裂縫通道暢通且注漿嘴密封良好注漿操作：從下往上、從一端向另一端順序注漿，注漿壓力控制在0.2-0.5MPa當(dāng)相鄰注漿嘴冒出漿液時，關(guān)閉當(dāng)前注漿嘴，移至下一嘴繼續(xù)注漿全部注滿后保持壓力穩(wěn)壓10-15min，確保漿液充分滲透固化養(yǎng)護(hù)：注漿完成后靜置6-8h，環(huán)境溫度低于15℃時需采取保溫措施，固化期間禁止擾動3.1.3表面處理注漿液固化后，拆除注漿嘴，采用角磨機(jī)打磨平整沿裂縫方向涂刷一層環(huán)氧樹脂膠，寬度超出打磨區(qū)域20mm，厚度1-2mm粘貼一層100mm寬碳纖維布，采用刮板刮平，確保無氣泡、無褶皺3.2增大截面加固施工（適用于L301-L304橫梁）3.2.1原結(jié)構(gòu)處理混凝土表面處理：采用人工鑿毛或機(jī)械鑿除方式處理原梁表面，露出粗骨料，鑿毛深度≥5mm，表面平整度≤5mm/2m用高壓水槍沖洗表面浮塵、碎屑，干燥后用丙酮擦拭去除油污對原鋼筋進(jìn)行除銹處理，銹蝕深度＞1mm的鋼筋需采用噴砂除銹，露出金屬光澤植筋施工：按設(shè)計(jì)位置鉆孔，孔徑Φ25（對應(yīng)植入Φ20鋼筋），孔深200mm，垂直度偏差≤1°鉆孔完成后用清孔刷、吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行三次清孔（刷-吹-刷），確?？變?nèi)無粉塵、積水注入植筋膠，注膠量為孔體積的2/3，采用旋轉(zhuǎn)方式植入鋼筋，直至孔底，膠體溢出為止植筋后靜置養(yǎng)護(hù)，常溫下養(yǎng)護(hù)時間≥72h，養(yǎng)護(hù)期間禁止擾動鋼筋3.2.2新增鋼筋安裝鋼筋加工：按設(shè)計(jì)圖紙加工縱向鋼筋及箍筋，縱向鋼筋采用機(jī)械連接（直螺紋套筒），連接長度≥10d，箍筋彎鉤角度135°，平直段長度≥10d鋼筋綁扎：縱向鋼筋與原梁鋼筋采用綁扎連接，搭接長度≥35d，綁扎點(diǎn)間距≤200mm箍筋間距按設(shè)計(jì)要求設(shè)置，加密區(qū)100mm，非加密區(qū)200mm，與縱向鋼筋綁扎牢固安裝保護(hù)層墊塊，厚度30mm，強(qiáng)度≥C30，間距≤1000mm，呈梅花形布置3.2.3模板施工模板采用18mm厚多層板，背楞采用50×100mm方木，間距≤300mm，橫向采用Φ48鋼管加固，間距≤600mm模板安裝前涂刷脫模劑，接縫處粘貼海綿條，確保嚴(yán)密不漏漿模板支撐體系與滿堂腳手架分離設(shè)置，避免施工荷載相互干擾模板安裝完成后檢查：截面尺寸偏差≤±5mm軸線位置偏差≤5mm垂直度偏差≤3mm/m起拱高度為跨度的1/1000-3/10003.2.4混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑前灑水濕潤原混凝土表面，涂刷界面處理劑（水泥基滲透結(jié)晶型）采用泵送方式澆筑C40無收縮細(xì)石混凝土，分層澆筑厚度≤500mm，使用Φ30振搗棒振搗，振搗時間15-30s，直至混凝土表面泛漿、無氣泡冒出澆筑完成后及時收面，初凝前進(jìn)行二次壓光，防止表面開裂養(yǎng)護(hù)措施：覆蓋塑料薄膜及阻燃棉被保濕保溫，環(huán)境溫度控制在5-35℃養(yǎng)護(hù)時間不少于14d，前7d每天澆水4-6次，確保混凝土表面濕潤當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上方可拆除模板3.3碳纖維布加固施工（適用于L305-L308橫梁）3.3.1基層處理混凝土表面處理：采用角磨機(jī)打磨去除表面浮漿、疏松層及碳化層，露出新鮮混凝土面對表面凹陷部位用環(huán)氧修補(bǔ)砂漿找平，平整度誤差≤2mm/m轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧過渡，半徑≥20mm，確保碳纖維布平滑過渡表面清潔：用吹風(fēng)機(jī)清除表面粉塵，油污部位用丙酮擦拭干凈檢查表面含水率，當(dāng)含水率＞8%時需采用熱風(fēng)機(jī)干燥處理3.3.2涂刷底膠按A:B=2:1比例配制底膠，電動攪拌器攪拌3min至色澤均勻用滾筒或毛刷均勻涂刷底膠，厚度0.2-0.3mm，不得有漏涂、流墜現(xiàn)象常溫下（20-25℃）養(yǎng)護(hù)2-4h，至指觸干燥（不粘手）后進(jìn)行下道工序若表面出現(xiàn)返潮或污染，需重新涂刷底膠3.3.3粘貼碳纖維布配制浸漬膠：按A:B=3:1比例混合，攪拌5min，使用前靜置消泡5min布裁剪：按設(shè)計(jì)尺寸裁剪碳纖維布，預(yù)留搭接長度≥100mm，嚴(yán)禁折疊粘貼操作：在混凝土表面涂刷一層浸漬膠，厚度0.3-0.5mm將碳纖維布沿纖維方向平鋪于涂膠面，用刮板從中間向兩邊刮壓，排出氣泡，使膠液充分浸潤布體表面再涂刷一層浸漬膠，厚度0.2-0.3mm，確保完全覆蓋布體，無裸露部位搭接處理：縱向搭接長度≥200mm，橫向搭接寬度≥100mm搭接部位膠層厚度需增加20%，確保粘結(jié)可靠3.3.4固化與防護(hù)固化養(yǎng)護(hù)：常溫下固化時間≥7d，固化溫度不低于5℃，低于15℃時需延長養(yǎng)護(hù)時間固化期間嚴(yán)禁在碳纖維布表面堆放重物或進(jìn)行其他作業(yè)防護(hù)處理：對長期暴露的碳纖維布表面涂刷防火涂料，耐火極限≥1h室內(nèi)干燥環(huán)境可采用水泥砂漿保護(hù)層，厚度20-30mm四、質(zhì)量控制措施4.1原材料質(zhì)量控制建立材料臺賬，記錄材料名稱、規(guī)格、數(shù)量、進(jìn)場日期、批次、合格證編號等信息主要材料抽樣送檢頻率：碳纖維布：每300m2為一批，不足300m2按一批計(jì)結(jié)構(gòu)膠：每500kg為一批，不足500kg按一批計(jì)混凝土：每100m3留置3組試塊，其中1組用于同條件養(yǎng)護(hù)禁止使用過期材料，結(jié)構(gòu)膠、注漿液等開封后需在4h內(nèi)使用完畢4.2工序質(zhì)量控制4.2.1裂縫修復(fù)質(zhì)量控制注漿前檢查裂縫處理深度、寬度是否符合要求，注漿嘴安裝是否牢固注漿過程中記錄注漿壓力、注漿量、起止時間等參數(shù)注漿完成7d后采用超聲波檢測儀檢測裂縫填充密實(shí)度，密實(shí)度需達(dá)到95%以上對修復(fù)后的裂縫進(jìn)行外觀檢查，表面應(yīng)平整，無明顯膠液殘留4.2.2增大截面施工質(zhì)量控制植筋拉拔試驗(yàn)：按1%比例隨機(jī)抽樣進(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)，抗拔力≥1.15倍設(shè)計(jì)值鋼筋安裝檢查：鋼筋規(guī)格、數(shù)量、間距偏差≤±10mm保護(hù)層厚度偏差≤±5mm綁扎牢固，無松動、變形混凝土施工：坍落度每工作班檢查不少于2次，偏差控制在±20mm內(nèi)振搗密實(shí)，無蜂窩、麻面、孔洞，表面平整度≤5mm/2m養(yǎng)護(hù)期間溫度監(jiān)測，確?；炷翉?qiáng)度增長符合要求4.2.3碳纖維布粘貼質(zhì)量控制粘結(jié)質(zhì)量檢查：采用錘擊法檢查，空鼓面積≤5%，單個空鼓面積≤100cm2厚度檢查：浸漬膠總厚度控制在0.8-1.2mm，用測厚儀每10m2檢測1點(diǎn)搭接長度檢查：實(shí)測搭接長度與設(shè)計(jì)值偏差≥0mm（不允許負(fù)偏差）4.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)分項(xiàng)工程驗(yàn)收：每個工序完成后需進(jìn)行自檢、互檢、交接檢，合格后報(bào)請監(jiān)理驗(yàn)收，驗(yàn)收內(nèi)容包括：施工記錄完整性外觀質(zhì)量實(shí)測實(shí)量數(shù)據(jù)檢測報(bào)告竣工驗(yàn)收：加固工程全部完成后，需進(jìn)行：結(jié)構(gòu)性能檢測：委托第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行荷載試驗(yàn)，最大撓度≤L/2500，卸載后殘余變形≤0.2mm裂縫寬度復(fù)查：修復(fù)后的裂縫寬度≤0.05mm混凝土強(qiáng)度檢測：采用回彈-取芯法綜合評定，強(qiáng)度推定值≥設(shè)計(jì)值的95%五、安全文明施工5.1安全管理措施安全教育培訓(xùn)：施工前對所有作業(yè)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，考核合格后方可上崗特種作業(yè)人員（焊工、電工等）必須持證上崗，證書在有效期內(nèi)高空作業(yè)安全：作業(yè)人員必須佩戴安全帽、安全帶，安全帶高掛低用腳手架搭設(shè)完成后需經(jīng)專項(xiàng)驗(yàn)收，合格后方可使用作業(yè)層設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿及18cm高擋腳板，腳手板鋪滿固定，不得有探頭板臨時用電安全：施工現(xiàn)場用電采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)置三級配電兩級保護(hù)配電箱、開關(guān)箱防雨、防塵，門鎖齊全，實(shí)行“一機(jī)一閘一漏”制電動工具使用前檢查絕緣性能，手持式工具必須有漏電保護(hù)器5.2文明施工措施揚(yáng)塵控制：施工現(xiàn)場主要道路硬化處理，設(shè)置洗車槽，車輛出場前沖洗輪胎切割、打磨作業(yè)采取濕法施工，配備除塵設(shè)備材料堆放區(qū)設(shè)置圍擋，松散材料覆蓋防塵網(wǎng)噪聲控制：控制施工時間，避免夜間（22:00-6:00）及午休時間進(jìn)行噪聲作業(yè)高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音罩，或采取分散作業(yè)方式降低噪聲疊加噪聲排放符合《建筑施工場界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB12523-2011要求廢棄物管理：建筑垃圾分類存放，設(shè)置可回收、不可回收、危險廢物（廢膠桶、廢油漆等）分類垃圾桶危險廢物交由有資質(zhì)單位處理，建立轉(zhuǎn)移聯(lián)單制度施工垃圾日產(chǎn)日清，運(yùn)輸車輛覆蓋篷布，防止遺撒六、施工進(jìn)度計(jì)劃6.1進(jìn)度計(jì)劃安排工作內(nèi)容持續(xù)時間(d)開始時間結(jié)束時間資源配置前置工作施工準(zhǔn)備7第1天第7天技術(shù)2人，普工5人-L205裂縫修復(fù)5第8天第12天技工3人，普工2人施工準(zhǔn)備L402裂縫修復(fù)5第8天第12天技工3人，普工2人施工準(zhǔn)備L301-L304增大截面施工25第13天第37天鋼筋工4人，木工5人，混凝土工3人裂縫修復(fù)L305-L308碳纖維布加固15第13天第27天技工6人，普工3人施工準(zhǔn)備驗(yàn)收整改5第38天第42天技術(shù)3人，各工種配合增大截面施工、碳纖維布加固6.2進(jìn)度保證措施資源保障：投入足夠的施工人員，高峰期總?cè)藬?shù)不少于25人主要設(shè)備備用1-2臺，避免設(shè)備故障影響施工材料提前7天進(jìn)場，確保施工連續(xù)性進(jìn)度控制：實(shí)行周進(jìn)度計(jì)劃管理制度，每周召開進(jìn)度協(xié)調(diào)會，分析偏差原因并采取糾偏措施對關(guān)鍵線路（增大截面施工）實(shí)行節(jié)點(diǎn)考核，延誤超過3天需制定趕工計(jì)劃采用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工沖突協(xié)調(diào)管理：與監(jiān)理單位建立每日溝通機(jī)制，及時解決施工中出現(xiàn)的問題提前與設(shè)備安裝單位協(xié)調(diào)交叉作業(yè)時間，避免相互干擾七、應(yīng)急預(yù)案7.1突發(fā)事件應(yīng)急處理7.1.1結(jié)構(gòu)失穩(wěn)應(yīng)急處理征兆：支撐體系變形、異響，沉降觀測數(shù)據(jù)異常（日沉降＞2mm）應(yīng)急措施：立即停止作業(yè)，組織人員疏散至安全區(qū)域啟動應(yīng)急支撐預(yù)案，在變形部位增設(shè)臨時支撐，采用Φ150mm鋼管斜撐監(jiān)測變形趨勢，每15分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，直至穩(wěn)定組織專家評估，制定加固修復(fù)方案后方可繼續(xù)施工7.1.2火災(zāi)事故應(yīng)急處理危險源：環(huán)氧樹脂、稀料等易燃材料，電氣線路老化應(yīng)急措施：立即切斷電源，組織人員使用現(xiàn)場滅火器（干粉、二氧化碳）撲救初期火災(zāi)火勢較大時撥打119報(bào)警，同時組織人員疏散派人到路口引導(dǎo)消防車，清理消防通道火災(zāi)撲滅后保護(hù)現(xiàn)場，分析事故原因7.2應(yīng)急物資儲備物資名稱規(guī)格數(shù)量存放位置責(zé)任人滅火器ABC干粉4kg10具每層2具，材料庫房2具安全員急救箱含常用藥品2個項(xiàng)目部、施工現(xiàn)場各1個施工隊(duì)長應(yīng)急照明充電式5臺配電箱旁電工警戒帶50m/卷5卷材料庫房安全員鋼管Φ48×3.5mm20根施工現(xiàn)場木工班長7.3應(yīng)急組織成立應(yīng)急領(lǐng)