框架柱加固专项方案.docx
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框架柱加固专项方案
大别山城市广场工程
框架柱加固专项方案
中铁十六局集团有限公司六安项目部
二〇一七年三月
大别山城市广场工程
框架柱加固专项方案
编制人：
审核人：
审批人：
中铁十六局集团有限公司六安项目部
二〇一七年三月
1.编制依据
（1）《建筑结构加固工程施工质量验收规范》；
（2）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）；
（3）《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS146:
2003）；
（4）《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB50728-2011）；
（5）《混凝土结构加固构造》13G311-1；
（6）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；
（7）《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33-2012；
（8）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011；
（9）设计变更图纸。
（10）框架柱加固设计图纸
2.工程概况
项目名称：
大别山城市广场工程
建设单位：
六安嘉地发展有限公司
监理单位：
安徽同方工程咨询有限公司
施工单位：
中铁十六局集团有限公司
设计单位：
中铁合肥建筑市政工程设计研究院有限公司
勘察单位：
安徽水文工程勘察研究院
本工程采取筏板基础，结构形式框架结构，地下一层，地上三层。
设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级，结构抗震为丙类，防火等级为一类，抗震基本烈度为7度，地基与基础设计等级为甲级。
本工程由于设计变更，部分框架柱钢筋型号发生变化，但结构图地下室部分区域、P区三层部分楼面及E区二层部分楼面已浇筑完成，其他结构图中发生变更区域均尚未施工。
经设计验算，部分框架柱需加固处理。
3.加固设计方案
根据设计加固方案及图纸要求，制定本加固方案；本加固方案遵循安全、适用、经济、技术先进可靠、经久耐用、环境保护和可持续发展、美观等原则进行设计。
对该工程框架柱采取行之有效的加固方案有如下两类。
3.1外粘型钢加固法
将“L”型型钢包在被加固的框架柱四角，通过结构胶将型钢和原有结构紧密地粘接在一起；并按一定间距增设缀板，与角钢焊接；同时在梁柱交接部位增设水平加强钢框，与上下柱角钢及上柱加强箍板互焊；最终在型钢外表面包裹A4@250钢丝网片，外做M7.5高强度水泥砂浆粉刷保护。
通过钢板和原有框架柱共同工作来达到提高框架柱承载能力和刚度的目的。
3.2粘贴纤维布加固法
将碳纤维布（300g/m2）采用高性能的环氧类粘结剂粘接于混凝土构件的表面，利用纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。
4.加固方案施工
4.1外粘型钢加固法施工工艺
（1）材料准备
框架柱阳角处受力角钢分别为L100×8、L100×6、L125×8、L75×8，角钢下料前应复核柱的实际尺寸，并按实际尺寸进行适当调整。
框架柱中间部分采用缀板与角钢焊接，缀板型号-50×5；梁柱节点处采用加强箍板与角钢焊接，加强箍板型号-100×5。
每块缀板及加强箍板横向长度按框架柱角钢粘贴后实际量取，缀板在框架柱的上下端设加密区，加密区长度严格按照图纸设计施工，加密区间距为中部普通区的一半（中部缀板竖向间距400mm，加密区为200mm）。
梁柱节点处在梁区设置C18@200等代箍筋，穿梁与角钢焊接，穿孔部位灌注环氧树脂胶，每根箍筋横向长度按框架柱角钢粘贴后实际量取。
框架柱根部与筏板交接处，在四角位置加设C25锚固钢筋，上端与角钢焊接，下端植筋锚入筏板基础内。
钢筋长600mm，锚入筏板400mm。
（2）角钢及钢板安装
①用手持式电动砂轮将原柱面打磨平整，阴阳角磨出R7mm小圆角，并用钢丝刷刷毛，用压缩空气吹净。
②柱角抹上环氧砂浆后，立即将角钢粘贴上，并用夹具将两个方向的角钢夹紧，夹具间距为400mm.
③施焊缀板、加强箍板、加强钢框，框架柱中间部分采用缀板与角钢焊接，焊接长度不小于50mm，竖向间距400mm，缀板在框架柱的上下端设加密区，加密区间距200mm；梁柱节点处及顶部采用加强箍板与角钢焊接，焊接长度不小于50mm，竖向净间距400mm；框架柱变截面位置处采用加强钢板与上下柱角钢及上柱加强箍板焊接。
施焊时应采取措施，分段交错施焊，以避免因局部高温造成钢板变形，焊缝符合《建筑钢结构焊接规范》要求。
且在包钢施工完成后，高压灌注环氧树脂胶，充填基材与钢板间不密实蜂窝、孔洞和裂缝。
④梁柱节点处在梁区设置C18@200等代箍筋，穿梁与角钢焊接，穿孔部位灌注环氧树脂胶。
⑤框架柱根部与筏板交接处，在四角位置加设C25锚固钢筋，上端与角钢焊接，下端植筋锚入筏板基础内。
钢筋长600mm，锚入筏板400mm。
（3）抹面
加固完成后，在型钢表面（包括混凝土表面）粉刷25mm厚M7.5高强度水泥砂浆作为保护层。
为使粉刷层可靠牢固，抹灰前在表面加设A4@250钢丝网片与原柱及缀板及角钢作可靠连结。
接连采用2个20mm长Ф8圆钢并接，然后焊在钢板上，钢丝网挂在两圆钢中间。
连接点水平方向每个面设2个，竖向间距500.
3.2粘贴纤维布加固法施工工艺
（1）基层弹线
按设计要求，在需粘贴碳纤维的部分弹出粘贴轮廓线。
（2）基层处理
砼表面处理：
根据粘贴轮廓线首先将基层上的表层用角磨机打磨，除去表面的浮浆、油污等杂质，露出混凝土结构面后，将缺陷部分清除。
打磨应平整，尤其是表面的凸起部位要磨平。
转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（圆弧半径R=25mm）。
最后用吹风机吹除表面粉尘，使得表面干净并保持干燥。
（3）涂刷底层结构胶
将底层环氧树脂涂料（正拉粘接强度2.8Mpa）主剂硬化剂按3：
1配制，要求搅拌均匀，直至胶的色泽一致，无明显色差。
搅拌用容器内不得有油污，应避免任何杂质进入容器。
随配随用，一次配置不要超过10㎏，如果产品在规定时间内（20－145分钟）未用完，则不再使用。
用滚筒刷将配好的底胶均匀涂抹于混凝土表面，胶层厚度应满足设计要求。
待胶体表面指触干燥后，立即进行下一道工序（一般常温下指触干燥时间为4－6小时）。
（4）找平处理
本工作为粘贴之前的缺陷再修补工作。
采用找平层环氧树脂涂料（正拉粘接强度2.8Mpa，配置要求同底层结构胶）将混凝土表面若凹凸不平，原梁体、板底模板接头处等出现高差的部位找平，为碳纤维布的粘贴提供工作面。
（5）粘贴碳纤维布
①按图纸要求的尺寸裁剪碳纤维布,应尽量避免搭接。
如若搭接,则碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得少于100mm。
②调制浸渍结构胶（方法同底层结构胶）。
然后均匀涂抹于所要粘贴的部位，胶层厚度应满足设计要求。
在搭接、拐角等部位要多涂抹一遍。
③粘贴碳纤维布，用滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，并使粘贴用粘结剂充分浸透碳纤维布。
直到碳纤维表面指触干燥后方可进行下层的粘贴。
在柱子四角（柱中心）沿柱高方向满贴至楼板底两层200mm宽碳纤维布，弯折于板面200mm；并在楼板面的碳纤维布上设置压条（见下图一），以便与楼板有可靠的连接；
梁柱交接部位沿梁高范围内满贴一层200mm碳纤维布压条，上下层搭接长度不小于50mm，与两侧框架梁搭接长度不小于200mm（见下图二）；
框架柱中间部位粘贴一层200mm宽环向围束碳纤维布，环向搭接长度200mm，上下各条带搭接位置相互错开，中间部分净间距250mm，上下端950mm范围内满贴，且上下层搭接长度50mm（见下图三）。
④在碳纤维布的表面涂抹面胶进行防护,应涂刷均匀,不得有漏涂和涂刷不饱满之处。
⑤多层施工时重复以上施工。
（6）抹面
加固完成后，在碳纤维布表面（包括混凝土表面）粉刷25mm厚M7.5高强度水泥砂浆作为保护层。
为使粉刷层可靠牢固，抹灰前在表面加设A4@250钢丝网片。
5.施工质量验收
5.1外粘型钢加固质量验收
（1）目测钢板边缘的溢胶，色泽应均匀，胶体应固化。
（2）钢板的有效黏结面积应不小于90%，可采用以下三种方法检查：
①敲击检测法；
②超声波检测法；
③红外线检测法。
5.2粘贴碳纤维布加固质量验收
（1）施工开始前应确认碳纤维布及配套树脂胶类粘接材料的产品合格证，产品质量出厂检验报告合格有效。
（2）碳纤维加固施工过程中，基层打磨工程及底涂修补工程应进行隐性工程验收。
（3）锤击法检测
①在完成粘贴碳纤维布经24小时固化后，可用小锤锤击或其它有效探测法进行检查，按检查结果推定的有效粘贴面积不应小于设计粘贴面积的95%。
②当采用锤击法检查时，应将粘贴的碳纤维布区，逐区测定空鼓面积。
若单个空鼓面积不大于10000mm2，可采用钻孔注射法充胶修复；若单个空鼓面积大于10000mm2，应割除修复，重新粘贴等量碳纤维布，且各边搭接长度不小于100mm，并重新检查验收。
6.安全控制措施
1、操作架须由专业架子工搭设，四周设置竖向剪刀撑，底步设置双层网兜，防止上面操作时工具落下。
2、登高作业、电焊、气割作业必须持证上岗，并严格遵守相关操作规程，严防坠落、触电、火灾事故发生。
3、施工时需派1名专职安全员进行现场安全管理。
4、环氧树脂等废弃物应妥善处理，防止对周边环境造成污染。
5、碳纤维为导电材料，施工时必须远离电气设备及电源，并采取可靠的防护措施。
6、树脂的配制和使用场所必须保持良好的通风，并严格禁止在明火附近作业。
操作人员应穿工作服，戴防护口罩和手套，施工现场禁止打闹、嬉戏，严禁酒后作业。
7、树脂的原材料应密封储存，远离火源，避免阳光直射。
8、清理用的丙酮为易燃易爆物品，必须密封储存在专门的库房内，并保持库房的良好通风。
9、基层打磨的施工人员必须佩带口罩，防止粉尘毒害。
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