外包钢加固及粘贴钢板加固工程质量监控检查要点之令狐文艳创作.docx
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外包钢加固及粘贴钢板加固工程质量监控检查要点之令狐文艳创作
外包钢加固及粘贴钢板加固
令狐文艳
工程质量监控检查要点
建筑结构应具有足够的强度、刚度、抗裂度以及局部和整体的稳定性，以满足安全性、耐久性和适用性的要求。
但是，在工程实践中，导致建筑物未能满足上述要求而需要进行加固补强的原因主要有以下几方面：
1、勘察、设计和施工中的问题：
由于勘察资料不准确、不齐全；设计不周；施工管理不严、施工质量欠佳以及建筑材料不符合要求等原因而造成的工程事故。
2、使用功能改变：
建筑物用途变更、工厂技术改造、设备更新以及厂房的改建、扩建，原有结构不能适应新的使用要求。
3、自然灾害与偶然事故：
地震、风灾、火灾、水灾、爆炸、地基塌陷和其他事故。
4、结构耐久性降低：
由于建筑物所处环境条件影响，导致构件的裂缝、钢筋的锈蚀、混凝土的碳化和冻融、材料的老化等，影响结构的耐久性。
加固补强的目的主要是提高结构或构件的强度和刚度、稳定性和耐久性；提高结构的安全度以减少事故的隐患，从而延长结构的使用寿命，保证正常的使用要求。
当前工程实践中较为常用的几种加固方法，如表1所示。
混凝土结构常用加固方法概况一览表1
加固方法
主要加固特点
适用范围
加大截面加固法
用增大结构构件截面面积，以提高其承载力和满足正常使用的传统加固方法加固效果好、经济，适用面广，但施工复杂，湿作业工作量大，工期长，对房屋的净空和美观也会有一定影响。
板、梁、柱、墙、基础等一般构件
外包钢加固法
在结构构件四角（或两角）包以型钢的一种传统加固方法。
受力可靠、施工简便、工期短，但耗钢量较大，维护费较高。
梁、柱、屋（桥）架
预应力加固法
采用外加预应力的钢拉杆、钢铰线或型钢撑杆是卸荷、加固及改变结构受力三者合一的加固方法。
材料简便快捷，施工时不影响使用，但要有一套施工预应力的工序及设备机具，要求环境温度不超过60ºC，否则应采取有效防护措施。
梁、板、柱、屋（桥）架
增设支点加固法
通过增设支点，减少结构跨度和内力，提高结构承载力的加固方法。
受力明确、简单可靠、效果好，但使用空间受到一定影响。
板、梁、桁架
粘钢加固法
用结构胶把钢板粘贴在构件外部以提高结构承载力和满足正常使用的加固方法。
施工工艺简单、速度快，对生产和生活影响小。
要求环境温度不超过60ºC、相对湿度不超过70%及无化学腐蚀的使用条件，否则应采取有效防护措施，对砼强度等级低于C15的构件不宜采用。
板、梁、柱、墙、屋（桁）架
碳纤维加固法
利用树脂胶结材料将碳纤维布或碳纤维板粘贴于构件表面，从而提高结构承载力的加固方法。
材料轻质高强、施工方便，适用面广。
要求环境温度不超过60ºC，否则应采取有效防护措施，对砼强度等级低于C15的构件不宜采用。
板、梁、柱、墙、屋（桁）架
本文主要介绍的是砼结构外包钢加固法、粘贴钢板加固法工程质量监控检查要点。
一、工程质量事前控制阶段（施工准备）
（一）施工质量主体行为的控制检查
1、施工单位资质，营业范围中应包括结构加固的内容；
2、现场管理人员资质；
3、主要专业工种上岗证；
4、工程质量责任制情况；
5、现场质量管理制度；
6、质量检验制度。
（二）学审图纸，设计交底
1、学习设计图纸内容，领会设计意图。
2、设计交底提出要求，注意事项，解答疑问。
（三）编制施工方案进行技术交底
1、审查施工方案是否符合现场实际情况，进度是否符合业主要求，施工方法、施工工艺是否合理。
2、对各工种应进行技术交底，并有书面记录。
（四）材料要求
A外包钢加固法
1、根据加固结构的特点，充分发挥加固部分的潜力，砼结构加固宜选用比例极限变形，强度较低，可焊性较好的热扎钢材，一般可用HPB235级钢或HRB335级钢。
砼结构加固所用的型钢、钢板，扁钢和钢管宜选用Q235级的碳素结构钢或Q345级的低合金强度结构钢。
2、加固用的水泥宜选用快硬、早强、收缩性小的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，最好采用早强型水泥或微膨胀水泥。
3、严禁使用过期水泥和受潮水泥，水泥强度等级不宜低于42.5。
4、上述1、2项的材料，均应有出厂合格证及进场后的抽检复试报告。
5、砼结构加固所采用的砼强度等级比原结构构件砼强度等级提高一级，且不应低于C20。
当原结构、构件砼强度较高时，如采用与原结构相同的强度等级，必须采取措施以保证新、旧砼之间有足够的粘结强度。
6、砼结构加固，一般采用电弧焊焊接，焊条的型号与被焊钢材的强度相适应。
钢筋焊接应符合《钢筋焊接验收规程》的要求。
7、砼结构加固中，当采用螺栓连接时，螺栓可采用Q235级钢制作，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》的规定。
8、砼结构加固中，当采用锚栓作为连接件、锚固件时，其技术要求必须符合产品标准《砼用膨胀型锚栓及扩孔型锚栓》有关规定；锚栓类型、使用条件和适用范围必须符合《砼结构后锚固技术规程》有关规定。
9、当加固选用树脂砼、微膨胀砼、喷射砼时或加固的砼须采用早强、防冻或其他外加剂时，宜在施工前进行试配并检验其强度，必要时尚应检验其干缩、腐蚀等性能。
加固用砼中不应掺入粉煤灰等混合材料。
10、湿式外包钢加固法中，当采用化学浆液灌浆连接时，其浆液组成应在工程应用前进行试配，选择可灌性好、收缩性小、粘结强度高、固化时间可调整、耐久性较好，且材料无毒或低毒的浆液。
浆液固化后，其与砼的粘结强度应高于被粘结构的砼抗拉强度和抗剪强度。
环氧树脂浆液的原材料质量应符合国家有关技术标准的规定。
B、粘贴钢板法；
1、构件采用粘钢加固所采用的粘结剂，必须是粘结强度高、耐久性好，且有一定弹性。
目前国内的建筑结构胶品种很多，必须选用那些有充分试验依据且性能满足使用要求的胶种。
2、粘结剂应具有出厂合格证、检验报告及进场后抽检复试报告。
3、常用结构胶的种类与性质：
（1）结构胶粘剂一般都是热固性树脂（如环氧、酚醛等）建筑胶，这类胶具有良好的剪切强度，但耐冲击韧性差，韧性不好。
而热塑料树脂或橡胶型则相反，剪切强度较差、耐冲击韧性较好。
要找出一种具有综合性能良好的单一型结构胶似乎是困难的。
然而出现了一种混合型的结构胶粘剂。
在这种胶粘剂中，热固性树脂对热塑性树脂起交联作用，这样既提高了粘结强度又提高了韧性和耐热性，成为具有综合性能的结构胶。
这类胶粘剂的类型及一般性能见表2。
（2）选择方法：
胶粘剂要把两被粘物体牢固地粘合起来，必须具备下列三个基本条件：
①胶粘剂是一种很容易流动的物质；
②涂在被粘物体上能充分浸润表面，而且能填没凹凸不平的部分；
③通过化学或物理作用发生固化，使被粘物牢固地胶粘在一起。
而结构胶粘剂还需要承受较大的应力。
不同的结构胶粘剂具有不同的性能。
在实际应用中由于使用场合和目的要求不同。
对胶粘剂不仅要有良好的抗拉、抗剪强度，而且还应有剥离、挠曲、冲击和耐蠕变、耐热、抗寒、耐油、耐水等。
普通结构胶粘剂的种类和性质表2
胶粘剂类型
剂型
价格
固化条件
剪切强度（MPa）
冲击
剥离
蠕变
耐溶剂
耐热
耐低温
环氧
液或带状
高
常温18h
330ºF60min
34.85
差
差
好
好
180ºF
差
环氧—酚醛
液或带状
高
330ºF60min
加压
20.9
差
差
好
好
500ºF
好
环氧—聚酸胺
液状
高
常温3~5d
400ºF3~5min
20.9~
27.88
中
中
中
中
180ºF
好
环氧—聚硫橡胶
液状
高
常温18h
150ºF20min
20.9~
27.88
中
中
中
好
180ºF
好
酚醛—氯丁橡胶
液或带状
中
350ºF50min
加压
17.43~
24.39
好
好
好
好
350ºF
好
酚醛—氰基橡胶
液或带状
中
350ºF50min
加压
22.3~
32.06
好
好
好
好
400ºF
好
聚氨脂
液状
中
350ºF45min
加压
34.85
好
好
好
好
200ºF
好
性能的要求，因此应根据被粘结构物的种类、性质与使用条件，选择合适的结构胶粘剂，以达到最佳的粘贴效果。
二、工程质量事中控制阶段（施工过程）
（一）构件上植筋或钢筋（螺杆）穿孔浆锚：
1、环境温度不超过60ºC。
2、所采用的粘结剂必须选用那些有充分试验依据且性能满足设计和使用要求的胶种。
3、根据设计要求在构件上确定锚筋或螺杆位置并做标志。
4、采用金属探测仪测定构件内部钢筋情况，如锚筋或螺杆与构件内钢筋相碰，应进行调整后对钻孔定位。
5、采用电锤钻钻孔，植筋的钻孔深度应根据其受力情况而定，一般不应小于10d，也不宜小于15d（d为植入钢筋直径）。
钻孔孔径应比钢筋或螺杆大4~10mm，植筋的钻孔深度应比植入钢筋长度大3~5mm。
6、用尼龙刷或钢刷清除孔中灰屑，再用压缩空气将孔内清洁干净，最后用工业丙酮擦洗孔壁至完全除去粉尘。
7、钢筋或螺杆在锚入部分除锈处理后，用工业丙酮擦拭，除去油污及粉屑。
8、将按配方配好的粘结胶注入孔中，同时将钢筋或螺杆的锚固部分用胶裹满，缓缓施入孔中，将孔中空气挤出，也可根据现场条件采用压力灌胶或人工灌胶。
9、在胶的固化过程中切勿扰动钢筋或螺杆，待完全固化后，即可进行负荷和使用。
（二）外包钢加固法
A构造构定
1、外包钢加固时，角钢厚度不应小于3mm，也不宜大于8mm；角钢边长，对于梁，不宜小于50mm，柱不宜小于75mm，对于桁架，不宜小于50mm。
沿梁、柱轴线应用扁钢箍或钢筋箍与角钢焊接。
扁钢箍截面不应小于25mm×3mm，其间距不宜大于20r（r为单根角钢截面的最小回转半径），也不宜大于500mm，钢筋箍直径不应小于10mm，间距不宜大于300mm，在节点区，其间距应适当减小。
2、外包型钢两端应有可靠的连接和锚固。
对于外包钢柱，角钢下端应视柱根弯矩大小伸到基础顶面（图一）或锚固于基础，中间穿过各层楼板（图一），上端伸至加固层的上层上端板底面或屋顶板底面（图一），对于外包框架梁或连系梁，梁角钢应与柱角钢相互焊接，或用扁钢带绕柱外包焊接（图一）；对于桁架，角钢应伸过该杆件两端的节点，或设置节点板将角钢焊在节点板上。
3、当采用环氧树脂化学灌浆外包钢加固时，扁钢箍应紧贴砼表面，并与角钢平焊连接。
当采用乳胶水泥浆粘贴外包钢加固时，扁钢箍可焊于角钢外面。
乳胶的含量不应少于5%，水泥一般采用425号硅酸盐水泥。
4、采用外包钢加固砼构件时，型钢表面宜抹厚25mm的1：
3水泥砂浆保护层，亦可采用其他饰面防腐材料加以保护。
5、当采用型钢干式外包钢加固排架柱（图二）时，应将加固型钢与原柱头顶部埋设件（承压钢板）相互焊接。
对于二阶柱，上下柱交接、牛腿处，应予以加强。
图一外包钢框架连接构造
（a）柱基节点；（b）楼层节点；（c）柱顶节点；（d）梁受力扁钢绕过柱外包连接。
图二干式外包钢加固排架柱
注：
①缀板内填塞高标号砂浆；
②纵向角钢可反贴至柱面；
③中柱纵向角钢反贴。
B施工要点
1、湿式外包钢构件表面处理
（1）凿去结合面风化酥松、碳化锈裂层以及油污层，直至完全露出坚实的基层。
（2）将结合面打磨平整，四角磨出小圆角，并用钢丝刷刷毛，用压缩空气吹净。
（3）角钢、扁钢及箍板的结合面应除锈、打磨并用丙酮或二甲苯擦净。
2、环氧树脂化学灌浆湿式外包钢工艺
（1）在砼的结合面刷一薄层环氧树脂浆。
（2）用卡具将角钢及扁钢箍卡贴于构件预定结合面，经校准后彼此焊接，扁钢箍应紧贴砼表面，并与角钢平焊连接，否则应用环氧树脂砂浆填满其缝隙。
（3）用环氧胶泥将型钢周围封闭，在有利于灌浆的适当位置钻孔，粘贴灌浆嘴（一般在较低处），并留出排气孔，间距为2~3M，待灌浆嘴粘牢后，通气试压。
（4）以0.2~0.4Mpa的压力将环氧树脂浆从灌浆嘴压入，当排气孔出现浆液后，停止加压，以环氧胶泥封堵排气孔，再以较低压力维持十分钟以上方可停止灌浆。
（5）灌浆后不应再对型钢骨架进行锤击、移动和焊接。
3、乳胶水泥粘贴湿式外包钢工艺：
（1）配制乳胶水泥浆，乳胶（聚醋酸乳液）含量为5%~10%，水泥一般采用强度等级42.5硅酸盐水泥，加水适量，拌合成粘稠膏状体。
（2）将乳胶水泥浆刮抹于构件角部的结合面，厚约5MM，立即将角钢粘贴上，并用卡具在两个方向将角钢卡贴于构件预定部位，卡具间距不宜大于500MM。
（3）将扁钢箍或钢筋箍与角钢焊接，分段交错施焊，整个焊接应在胶浆初凝前完成。
4、干式外包钢加固工艺
（1）构件表面必须打磨平整，无杂物及尘土。
（2）用卡具从两方向将角钢卡贴于构件预定部位。
（3）将扁钢箍或钢筋箍与角钢焊接，扁钢箍或钢筋箍可焊于角钢外面。
（4）钢骨架与构件之间的缝隙用1：
2水泥砂浆捻塞紧填实。
5、外包钢加固的防护
外包钢加固砼构件时，型钢表面必须进行防护处理。
可以在外包钢的表面点焊一层钢丝网，然后用1：
3水泥砂浆抹25MM厚的保护层，亦可采用聚合物砂浆或其他饰面材料加以保护。
（三）粘贴钢板法：
A、构造规定
1、粘钢加固基层的砼强度等级不应低于C15。
2、粘结钢板厚度以2~6MM为宜。
3、对于受压区粘钢加固，当采用梁侧粘钢时，钢板宽度不宜大于梁高的1/3。
4、粘接钢板在加固点外的锚固长度：
对于受拉区，不得小于200t（t为钢板厚度），亦不得小于600MM；对于受压区，不得小于160t，亦不得小于480MM，对于大跨结构或可能经受反复荷载的结构，锚固区尚宜增设U型箍板或螺栓附加锚固措施。
5、钢板表面须用M15水泥砂浆抹面，其厚度：
对于梁不应小于20MM，对于板不应小于15MM。
B、施工要点及安全措施
粘钢加固的效果主要取决于粘结施工质量，粘钢加固施工应严格按下列工艺流程进行，并由专业化施工队伍施工：
表面处理→{
}→涂敷胶及粘胶→固定与加压→固化→检验→防腐粉刷
1、表面处理：
表面处理包括加固构件结合面处理和钢板贴合面处理，它是粘钢加固施工过程最关键的工序。
首先应打掉构件的抹灰层，如局部有破损，应凿毛后用高强度水泥砂浆修补后再进行处理。
对于砼构件结合面应根据构件表面的新旧、坚实、干湿程度，分别按以下四种情况处理：
（1）对很旧很脏的砼构件的结合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2~3MM厚表层，直至完全露出新面，并用无油压缩空气吹除粉粒。
（2）如果砼表面不是很脏很旧，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1~2MM厚表层，使之平整，用压缩空气除去粉尘，或用清水冲洗干净，待完全干燥后，再用脱脂棉花沾丙酮擦拭表面即可。
（3）对于新砼粘合面，先用磨机将粘合面磨平，用钢丝刷将表面散松浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面，或用有压冷水冲洗，待完全干后即可涂粘结剂。
（4）对于龄期在三个月以内，或湿度较大的新砼构件，除满足上述要求外，尚需进行人工干燥处理。
对于钢板贴合面，应根据钢板锈蚀程度，分别按以下两种方法处理：
（1）如钢板未生锈或微锈蚀，可用喷砂、砂布或干砂轮打磨，直至出现金属光泽。
打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直，然后用脱脂棉花沾丙酮擦洗干净。
（2）如钢板严重锈蚀，须先用适度盐酸浸泡20分钟，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，中和酸离子，然后用平砂轮打磨出纹道，最后用丙酮擦拭干净。
2、卸荷：
为减轻和消除后粘钢板的应力、应变滞后现象，粘钢前宜对构件进行卸荷，如用千斤顶顶升方式卸荷，对于承受均布荷载的梁，应采用多点（至少两点）均匀顶升；对于有次梁作用的主梁，每根次梁下要设一个千斤顶。
顶起吨位以顶面不出现裂缝为准。
3、配胶：
粘钢使用的粘结剂在使用前应进行现场质量检验，合格后方能使用，使用时应按产品说明书规定进行配制，一般采用轴式搅拌器搅拌至色泽均匀为止，容器内不得有油污，搅拌时应避免雨水进入容器，并按同一方向进行搅拌，以免带入空气形成气泡，降低粘结性能。
4、涂敷胶及粘贴：
粘结剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的砼表面和钢板上，为使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面，宜先用少量胶于结合面来回刮抹数遍，再涂抹至1~3MM的厚度，中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置，若是立面粘贴，为防止流淌，可加一层蜡玻璃丝布。
钢板粘贴后，用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘密实，否则应剥下钢板补胶，重新粘贴。
5、固定与加压：
钢板粘贴后应立即用卡具夹紧或支撑，最好采用膨胀型锚栓固定，并适当加压，以使胶液刚从钢板边沿挤出为度，膨胀型锚栓一般是钢板的永久附加锚固，其埋设孔洞应与钢板一道于涂胶前配钻。
6、固化：
粘结剂在常温下固化，保持在20°C以上，24小时即可拆除夹具或支撑，三天可受力使用。
若低于15°C，应采用人工加热，一般用红外线灯加热，固化期中不得对钢板有任何扰动。
7、粘结剂施工必须遵守以下安全规定：
（1）配制粘结剂用的原料应密封贮存，远离火源，避免阳光直接照射。
（2）配制和使用场所，必须保持通风良好。
（3）操作人员应穿工作服，藏防护口罩和手套。
（4）工作场所应配备各种必要的灭火器以备救护。
三、工程质量事后控制阶段（竣工验收）
（一）外包钢加固法：
1、结构加固的施工应严格按照各种加固方法的施工要点进行，以确保施工质量，并应遵守有关现行施工质量验收规范的规定。
2、砼结构的材质力学性能，除应满足本文对材料的要求外，尚应遵守有关国家标准及部颁标准的规定。
如《砼强度检验评定标准》、《砼力学性能试验方法》、《钻芯法检测砼强度技术规程》、《回弹法评定砼抗压强度技术规程》、《超声回弹综合法检测砼强度技术规程》等。
钢筋、型钢、钢板等应符合有关钢材质标准的要求。
采用钢材焊接连接加固时，焊接质量应满足《钢结构工程施工质量验收规范》、《钢筋焊接及验收规范》的要求。
3、对重要承重结构，如柱子、屋架、大跨度梁等加固后，其质量如何，必要时可按设计要求，抽样进行荷载试验，直接检验加固的效果。
（二）、粘贴钢板法：
1、撤除临时固定设备后，应用小锤轻轻敲击粘结钢板，从音响判断粘接效果或用超声波法探测粘结密实度。
如锚固区粘结面积少于90%，非锚固区粘结面积少于70%，则此粘结件无效，应剥下重新粘结。
2、对于重大工程，为真实检验其加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。
3、防腐粉刷：
粘钢加固的钢板，应按设计要求进行防腐处理。
可在钢板表面粉刷水泥砂浆保护，如钢板面积较大，为了有利于砂浆粘结，可粘一层铅丝网或点粘一层细石，并在抹灰时涂刷一道砼界面剂。
水泥砂浆的厚度：
对于梁不应小于20MM；对于板不应小于15MM。
（三）工程竣工验收资料
1、加固工程竣工图（有关单位负责人签字、盖公章）
2、各类材料出厂合格证或检验报告及抽检复试报告。
3、钢材与砼粘结强度（抗剪、抗拉）的试验报告
4、工程隐蔽验收记录（附节点详图）
5、加固工程质量竣工验收记录（由施工单位制表）
应注明工程名称、被加固的构件名称、加固的方法内容、开、竣工时间、建设、监理、施工、设计单位有关负责人签字，并加盖公章。
6、开工、竣工报告
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