公司簡介
廣州華土建築工程技術有限公司是廣東省住房和城鄉建設廳審批通過的特種專業工程承包資質的公司,是與華南理工大學土木與交通學院教授、博士合作的集產品研發、科技創新、新工藝套用的高新技術企業。公司領導班子和技術班底由華南理工大學工程力學、土木工程、道路橋樑工程等專業的教學和科研人員組成,多為教授、高級工程師和博士、碩士等。他們團結向上、奮發有為、凝聚有力、是公司事業發展的核心力量。公司專業從事建築橋樑工程病害及老化診斷、加固補強、裂縫灌漿、植筋錨固、工程防腐、止水堵漏、材料抗沖磨、結構抗震減震、新舊混凝土界面處理等技術的研究與套用。本公司以華南理工大學為技術依託,從事工程結構加固行業已有10多年的歷史,在全國創造了一批大型及高難度加固工程業績,確立了自身在同行業中的技術領先地位。
廣州華土建築工程技術有限公司對建築橋樑加固的研究,在理論分析、科學試驗、工程實踐方面取得了重要成果,曾多次榮獲國家和省部委科技進步獎。董事長王榮輝教授的“既有橋樑與拱橋的病害診治技術”研究成果獲得2012年中華人民共和國教育部科技進步一等獎,保持著全國加固技術的前沿地位。
廣州華土建築工程技術有限公司在新舊混凝土建築物的防水補漏堵水灌漿工程(樓面裂縫、廠房,外牆、窗台、伸縮縫、高低沉降縫、女兒牆;雨蓬連線縫、鋁合金窗框滲漏;衛生間、水塔、水池、地下室、游泳池)等各項防水補漏,堵水灌漿補強工程技術上有相當成熟技術和方法,專為廣大客戶朋友解決此類疑難雜症。
廣州華土建築工程技術有限公司技術力量雄厚、經驗豐富,擁有專業化施工隊伍和先進的專用施工設備,已完成1000餘項建築橋樑加固防水補漏工程,範圍涉及到:工業廠房、民用建築、水利水電工程、道路橋樑等,業績遍及全國各地。
廣州華土建築工程技術有限公司信守契約、質量第一、技術先進、服務熱忱、廣交朋友,願為提高建築橋樑工程質量、醫治建築橋樑工程各種疑難雜症作出我們的努力! 期望與社會各界朋友互相交流、學習,在未來的建築橋樑加固防水補漏工程舞台上,攜手並進,再創輝煌!
公司主要技術
植筋技術
植筋技術加固原理及施工質量的控制與發展:1 背景
在民用及工業建築中,有很多時候需要進行結構構件、機器設備等的連線,而這些構件、設備的安裝往往在主體結構施工時因為種種原因無法同時進行,因此,設計上多數情況是在設計、施工時考慮預埋板或鋼筋。使用預埋的方法存在一些缺點:施工中容易使預埋件偏位,造成浪費,而且,進行預埋比較費工費時,在很多情況下,往往工期很緊,無法進行預埋。另外實際工程中,由於建築功能改變,承受荷載增加或者因質量事故等原因,使原結構構件,如梁、板、柱、牆等承載力不足,或因布局改變,要新增梁、板、柱和牆,要擴大斷面新增鋼筋等,需要在建築本身建好以後再使用一些方法將新的結構、構件、設備連線到這些建築主體或者建築上來,在這些情況下,採用鑽孔植筋技術能取得格外簡捷的效果。
2 植筋技術加固原理
植筋技術是在需連線的舊混凝土構件上根據結構的受力特點,確定鋼筋的數量、規格、位置,在舊構件上經過鑽孔、清孔、注入植筋粘結劑,再插入所需鋼筋,使鋼筋與混凝土通過結構膠粘結在一起,然後澆注新混凝土,從而完成新舊鋼筋混凝土的有效連線,達到共同作用、整體受力的目的。
由於在鋼筋混凝土結構上植筋錨固已不必再進行大量的開鑿挖洞,而只需在植筋部位鑽孔後,利用化學錨固劑作為鋼筋與混凝土的粘合劑就能保證鋼筋與混凝土的良好粘接,從而減輕對原有結構構件的損傷,也減少了加固改造工程的工程量,又因植筋膠對鋼筋的錨固力,使錨桿與基材有效地錨固在一起,產生的粘接強度與機械咬合力來承受受拉載荷,當植筋達到一定的錨固深度後,植入的鋼筋就具有很強的抗拉力,從而保證了錨固強度。作為一種新型的加固技術,植筋技術不僅具有有方便、工作面小、工作效率高的特點,而且還具有適應性強、適用範圍廣、錨固結構的整體性能良好、價格低廉等優點。因此被廣泛套用於建築結構加固及混凝土的補強工程中。
3 植筋技術施工質量關鍵控制點
筆者從一些加固實例及有關文獻中總結認為化學植筋的施工質量關鍵控制點主要有以下方面:
3.1定位
依照設計圖紙的要求,對所需植筋的部位進行定位放線。在所需植筋點作出明顯的標誌,以便鑽孔。定位時,要結合設計圖紙及《混凝土結構設計規範》GB50010-2002的有關要求,儘量避免原結構中鋼筋所處位置,以免鑽孔時鑽到原鋼筋,影響植入鋼筋的深度而減弱植筋的效果。
3.2鑽孔
植筋定位要準確,鑽孔時要避免鑽斷原結構鋼筋,做到一次鑽孔成功,檢查構件混凝土強度,必須達到C20以上。按照設計要求確定鑽孔的位置、孔徑和深度,外側孔壁與鋼筋混凝土構件邊緣間的寬度≥5mm以上,鑽孔後的孔壁應完好,無裂縫和蜂窩等。其質量控制關鍵是鑽孔釓徑和鑽孔深度一定要按《混凝土結構加固設計規範》GB50367-2006的有關規定進行,不得按經驗值估用。
3.3清孔
鑽孔後應立即清理,用刷子擦掃孔壁灰粉並用壓縮空氣吹淨鑽孔內的灰粉,然後用乾淨物體臨時封堵封孔口,以防塵土、砂粒等雜物落入。其質量控制關鍵鑽孔後必須清掃乾淨,以增強與化學膠的粘結力。
3.4植筋表面處理
植入鋼筋的規格、數量一般由設計單位進行計算確定。設計人員依據混凝土結構工程加固所需的承載力或彌補結構不足的實際情況,依據《混凝土結構設計規範》GB50010-2002的有關要求確定所需植入鋼筋的規格、數量。另外,施工中需預埋、預插的鋼筋錯位或遺漏時,植入鋼筋的規格、數量同原設計要求。
植筋應先通過物理試驗,採用機械法或鋼絲刷擦除植筋部分表面鐵鏽和氧化層,然後用丙酮(化學試劑)除去殘留油污,經處理的鋼筋應儘快植入孔內,避免二次污染。其質量控制關鍵是鋼筋植入部分表面乾淨,以增加與化學膠的粘結力。
3.5化學粘合劑灌注
市場上供應的粘結劑種類、型號較多且性能各異,而粘結劑又是使植入鋼筋與基體混凝土牢固錨固在一起體現植筋效果的關鍵材料。因此,在實際施工中,選擇一種安全可靠,質量穩定,性能較好的粘結劑是確保工程質量的一項重要措施。大多數化學粘結劑均為雙組分材料,用長嘴器具深入成孔底部,通過擠壓器將化學粘合劑在孔內從裡到外漸漸填孔並排出空氣,注漿量為孔深的1/2~1/3。其質量控制關鍵是從孔底開始注漿,漿體不得有氣泡存在。
3.6鋼筋植入
將處理好的植筋緩緩慢旋入孔內預定濃度,其質量關鍵是植筋必須緩慢旋入。
3.7養護固化
已植入孔內的鋼筋在常溫下養護,直至使用的化學粘結劑固結的規定時間。其質量控制關鍵是保證固結時間,中間不得擾動。
植入鋼筋後,鋼筋與混凝土的連線應能滿足規範及施工、使用的要求。除了要保證連線的強度、耐久性外,還應具有可焊接性,以及能滿足一定的防火要求。
4 植筋技術的缺陷及建議
4.1鋼筋與混凝土共同受力主要了決於它們之間的粘結能力。植筋為後錨固方式,錨固鋼筋與握裹層混凝土問的狀態同先錨固鋼筋與握裹層混凝土間的狀態相比具有以下不利因素:
4.1.1植筋時的鑽孔對周圍混凝土造成一定的損害;
4.1.2清孔不乾淨會使結構膠與混凝土之間的粘結力顯著下降;
4.1.3植筋操作中注膠不飽滿使實際錨固深度降低;
4.1.4溫度、濕度、振動等條件對結構膠耐久性的不利影響;
4.1.5結構膠本身的質量穩定性的問題。
4.2在設計與施工中要儘量避免以上不利因素的影響,建議:
4.2.1根據現行《混凝土結構加固設計規範》GB50367-2006中所規定的鋼筋錨固深度要求,結合結構膠的性能指標應儘可能的將植筋的錨固深度加固(尤其在後加牛腿、懸挑梁、板的情況下)不應片面按照廠家資料去做。
4.2.2建設單位應選擇指定專業施工公司進行施工。
4.2.3施工現場應進行相當數量的植筋的檢測試驗。
4.2.4對特殊結構構件應採取其它措施配合併加大數量提高安全儲備。
5 發展前景
在國外,植筋技術的套用範圍非常廣泛,但進入我國的時間卻不長,20世紀90年代,國外公司(主要是喜利得和慧魚)將這一技術引到中國,隨後國內一些科研機構和公司也對此進行了研究,總的說來,這一技術是一種新型的鋼筋混凝土結構加固改造技術,因此還有很多問題有待解決。
5.1更好地解決在帶裂縫混凝土中工作的問題。對於使用粘接劑的後錨固技術,由於樹脂膠本身的抗拉強度很高,裂縫發生在孔壁和硬化的膠體之間,這就導致與孔壁表面的粘結區域易發生失效,粘結力減弱。因為這一原因,鋼筋或錨栓在開裂混凝土中承載力折減相當大。雖然已經有一些公司生產出某產品解決這一問題,但並非十分有效,仍需進一步的研究。
5.2錨固新材料的研究及套用,錨固材料大部分是金屬材料,另有少量的尼龍材料,但後者的承載力較低。在一些不能使用金屬,又對承載力有要求的場合,後錨固技術便難有用武之地。因此,有必要開發出一些新型的高強而又有特殊性能如絕緣、防靜電的錨固材料等。
5.3怎樣更好地減輕施工難度和強度。在施工的時候,鑽完孔普遍需要進行清孔,尤其是在使用粘接劑的時候,對清孔的質量要求較高,另外在有水的環境下,還需抽乾水,因此施工的難度和強度較大。如何設法減輕施工難度和強度也是一個需要進一步研究的課題。
橋樑加固技術
橋樑加固技術的一些做法和分析橋樑設計技術標準的分析,主要關注受力結構、支座、伸縮縫的完好狀況,包括裂縫、腐蝕、風化等破損現象,以及梁板的翹曲、沉陷等位移變形現象。
一.1維修加固技術選擇
碳纖維(CFRP)加固橋樑結構是新興的加固方法,已在大量工程中得到套用。其有效性也得到了證明。在加固過程中,首先,碳纖維加固鋼筋混凝土結構存在加固效率的問題。對於跨度小於10m的構件,因其自重比例相對較低,所以碳纖維加固的效率較高;對於跨度較大的構件,因其自重比例超過50%以上,所以碳纖維加固的效率就相對較低。因此,提高碳纖維加固的效率是碳纖維改造加固結構的核心問題。其次,舊橋結構採用碳纖維加固技術,和新建橋樑相比,有以下四個問題須引起高度重視:
1)由於影響結構承載能力的因素很多,不僅加固前的承載能力評價難度較大,而且加固後的承載能力評價難度也較大。為確保加固橋樑的安全運行,加固後的承載能力和變形量通常是關鍵性控制指標。因此,考慮舊橋結構損傷和病害,如何合理地確定舊橋結構加固後的承載能力將非常重要。
2)舊橋結構在使用過程中,不可避免會出現鋼筋順筋銹脹、混凝土保護層剝落等缺陷,有效保護鏽蝕鋼筋的辦法是拆除舊開裂混凝土,重新做混凝土保護層,這是新建橋樑的碳纖維加固中沒有遇到過的問題。在碳纖維加固過程中,加固後的橋樑結構有兩個應力複雜的結合面,一是新老混凝土結合面,二是碳纖維與修補混凝土粘結面,後者雖然可以通過構造要求滿足,但碳纖維加固的傳力過程改變為:碳纖維→新修補的混凝土→基底混凝土。新修補的混凝土作為夾層包裹在基底混凝土和碳纖維之間,若處理不當,極易形成類似夾心餅乾式的結構,從而使碳纖維上的力無法傳遞給基層混凝土。因此,如何確保新老混凝土結合良好將非常重要。
3)舊橋在長期使用過程中,除鋼筋鏽蝕,混凝土順筋銹脹外,還不可避免的產生其他一些缺陷,如混凝土表面風化和碳化、乾縮裂縫等混凝土耐久性缺陷,如何處理這些缺陷,確保加固後鋼筋混凝土結構橋樑滿足耐久設計要求也非常重要。
4)公路車型不斷重型化,車輛超載現象非常嚴重,舊橋在長期的使用過程中不可避免受到超載作用,在結構受力對應部位產生一些受力裂縫(如拉裂縫和剪下裂縫),這些裂縫的存在不僅影響了結構的承載能力,同時也加速了混凝土結構耐久性失效進程。因此,如何有效處理這些裂縫也非常重要。
綜合考慮以上因素,舊橋改造加固可歸結為以下三個主要研究內容:
1)碳纖維加固的設計方法。針對不同跨度、病害型式和加固要求分別提出碳纖維加固方法,如外貼碳纖維布,外貼碳纖維板和表面貼上預應力碳纖維筋等。根據不同的碳纖維加固方法,提出加固設計方法。
2)碳纖維加固的施工指南。根據不同的碳纖維加固方法和橋樑結構病害情況,提出相應的碳纖維加固的施工指南。
3)提出包括舊橋改造加固設計、裂縫灌漿、表面修補、加固施工工藝及檢驗方法於一體的舊橋加固改造成套技術。
2. 3其他技術問題
舊橋結構改造加固是個系統工程,在對上部結構加固的同時,尚應注意加強下部結構檢測,分析下部結構加固的可行性。
建築加固
建築物加固方法與分類建築結構的加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。
一、直接加固法是通過一些加固補強措施,直接提高構件截面承載力和剛度的一種方法,工程中常用以下幾種方法:
1、加大截面加固法
該法施工工藝簡單、適應性強,並具有成熟的設計和施工經驗;適用於梁、板、柱、牆和一般構造物的混凝土的加固;但現場施工的濕作業時間長,對生產和生活有一定的影響,且加固後的建築物淨空有一定的減小。
2、置換混凝土加固法
該法的優點與加大截面法相近,且加固後不影響建築物的淨空,但同樣存在施工的濕作業時間長的缺點;適用於受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。
3、有粘結外包型鋼加固法
該法也稱濕式外包鋼加固法,受力可靠、施工簡便、現場工作量較小,但用鋼量較大,且不宜在無防護的情況下用於600C以上高溫場所;適用於使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。
4、貼上鋼板加固法
該法施工快速、現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業,對生產和生活影響小,且加固後對原結構外觀和原有淨空無顯著影響,但加固效果在很大程度上取決於膠粘工藝與操作水平;適用於承受靜力作用且處於正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。
5、貼上纖維增強塑膠加固法
除具有貼上鋼板相似的優點外,還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優點,但需要專門的防火處理,適用於各種受力性質的混凝土結構構件和一般構築物。
6、繞絲法
該法的優缺點與加大截面法相近;適用於混凝土結構構件斜截面承載力不足的加固,或需對受壓構件施加橫向約束力的場合。
7、錨栓錨固法
該法適用於混凝土強度等級為C20~C60的混凝土承重結構的改造、加固;不適用於已嚴重風化的上述結構及輕質結構。
二、間接加固
間接加固是通過一些構件和局部措施,改變原結構的受力途徑,減少荷載效應,發揮構件的潛力,達到減少結構失效機率,加固結構的目的,工程中常採用的方法是:
1、增設構件法
增設構件法是在原結構的構件與構件間增設一個新的構件(如兩榀屋架間加設一榀新的屋架,兩個大梁間增設一個新梁,柱網間加設一個新柱等)。以減少作用在原構件上的荷載,達到加固結構的作用,該方法一般適用於單層工業廠房,或增設新構件後不影響使用要求的多層房屋的樓面梁、柱的加固。該方法施工時不破損原結構,因此施工安全。
2、增設支點法
增設支點法是在梁、板、柱上增設支點以減少結構的計算跨度,達到減少荷載效應,發揮構件潛能,提高承載力,加固結構的目的。按支撐結構的受力性能,梁的增設支點加固法分為剛性支點和彈性支點法。剛性支點法是通過支撐構件的軸心受壓把荷載直接傳遞給基礎劃其他承重構件,此時,支點的變形相對被加固梁的撓度而言非常小,可忽略不計。彈性支點加固法是以支撐構件受彎或桁架作用來間接傳遞荷載,此時,支點的變形不能忽略,柱的支點法加固可採用柱間橫向支撐法,增設支點法適用於房屋淨空不受限制的大跨度梁、板或高度較高的柱的加固。
3、增加結構整體性加固法
增加結構整體性加固法是通過增設支撐使多個構件形成空間整體,共同工作,因為整體破壞的機率小於單個構件破壞的機率,因此在不加固當中任何一個構件的情況下提高了結構的可靠度。
4、改變剛度比值加固法
在房屋結構中,改變構件的剛度比值,調整原結構的內力分布,改善結構受力狀況,也可以達到結構加固的目的,該方法多用於提高結構水平抗力的能力。
加固分類
三、加固工程從所使用的加固材料來分類,可分為四大類。
1、鋼材
為了保證鋼骨架連線、型鋼構架連線和預應力加固法採用橫向張拉施工時,有利於鋼筋、型鋼和鋼板的焊接,砼結構加固所用的鋼筋宜採用一、二級鋼,型鋼、鋼板、扁鋼和鋼管宜選用3號鋼或16錳鋼。對大跨度預應力加固法,也可根據結構的實際情況合理選用三、四級鋼筋、碳素鋼絲或鋼絞線等強度較高的材料,宜採用千斤頂張拉。
2、砼
為加強構件新、老砼的結合,同時考慮到原結構砼強度一般較低,砼結構加固所用砼強度等級,設計時應比原結構、構件的強度高一級,當原構件砼強度較高時,一般也可採用與原構件相同的砼強度等級,但應採取技術措施以保證新、老砼間有足夠的粘結強度,為加快施工進度,減少對使用的影響,保證加固效果,宜採用早強砼。
3、軟材料
軟材料主要以碳纖維布為代表的軟性材料。
特點是:1、性能穩定,一般無腐蝕問題。2、重量輕,不增加結構靜載。3、強度高。4、容易手工操作,不需專門機械設備。5、施工無灰塵和噪聲污染,並可不間斷生產運營。
採用碳纖維加固鋼筋混凝土短柱,可防止斜裂縫出現或限制斜裂縫開展,顯著提高柱的受剪承載力。碳纖維布加固混凝土柱的破壞具有一定的突然性,但破壞前有聲音預兆,使破壞具有可預測性。先包碳纖維再加軸力,碳纖維對柱的約束更為有效,對柱的抗剪強度的提高幅度較大。碳纖維加固鋼筋混凝土短柱在反覆荷載作用下的荷載—位移滯回曲線是穩定的,與普通混凝土柱相比,具有良好的耗能能力及更小的強度退化。
4、連線材料
當採用化學漿液灌漿連線時,宜採用可灌性好、收縮小、粘結強度高、固化時間可調整、耐久性好,且無毒的漿液。漿液固化後與砼的粘結強度應高於被粘結結構砼抗拉抗剪強度。
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