旧楼加固施工组织设计

四川省什邡市厂房维修

加

固

方

案

四川融海建筑工程有限公司

二零一四年六月四日

（一）工程概况

1.1工程名称：什邡厂房加固工程

1.2工程地点：德阳什邡市

1.3建设单位：******

1.4工程规模：建筑层数为地上二层，局部三层。因厂房使用功能变化，拆除原有装饰后，经受力验算，局部梁需粘贴碳纤维加固、梁底加大截面、悬挑楼梯加固、升降机井内外墙钢筋网片加固等。

（二）碳纤维梁加固施工

1.施工准备

1）.主要的材料准备

碳纤维布及其配套用胶的进场检验；

2）.辅助工具及材料的准备

专用滚筒、刮板、磨光机、剪刀、凿子、毛刷等。

3）.搭设脚手架

按安全规程搭设脚手架，高度以方便施工为前提。

2.碳纤维加固范围

1）.补强部位为一层二层大梁。

2）.粘贴方式严格按照规范及设计图纸，具体做法为：梁底通长粘贴一层碳纤维布，宽为300mm；梁侧面设置U型箍宽200mm，间距200mm，同时设置100mm宽压带一道。

3. 碳纤维加固施工工艺

1）.工艺流程

混凝土表面处理→粘贴面修补找平 (若平整，此步骤可省去)→配置底胶→涂底胶→配置面胶和裁剪碳纤维布→粘贴碳纤维布→固化→检验→维护

2）.混凝土表面处理

3）.混凝土面应凿除粉饰层，油垢、污物，然后用角磨机磨去1-2mm厚表层，混凝土构件转角处应进行倒角处理，磨出（阳角）或补出（阴角）半径不小于20mm 的光滑圆弧，打磨完毕用压缩空气吹净浮尘，最后用棉布蘸丙酮拭净表面，保持干燥备用。

4）. 所用主要器具:角磨机、金刚石磨片、空压机、棉布、护目镜、防尘口罩。5）. 粘贴面修补找平

6）. 混凝土面蜂窝、麻面、凹凸部位用混凝土修补结构胶填平，修补胶固化后（以手指触感干燥为宜，约5小时），可进行下一道工序。

7）. 所用主要器具:搅拌器、衡器、腻刀。

8）. 配置底胶

①粘纤维底胶为A、B两组份，配胶可按照配比要求采用人工搅拌，宜采用机械搅拌，搅拌器可由电锤和搅拌齿组成，搅拌齿可采用电锤钻头端部焊接十字形Φ14钢筋制成。少量也可用Φ6、Φ8细钢筋棍人工搅拌。(注意：仅用腻刀拌和，不能保证搅拌均匀)。

②取洁净容器（塑料或金属盆，不得有油污、水、杂质）和称重衡器按配合比混合，并用搅拌器搅拌5∽10分钟左右至A、B组份混合均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。

③胶应现配现用，每次配胶量不宜大于2公斤。

④所用主要器具:搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。

9）.涂底胶

①用毛刷、滚筒或塑料刮板将底胶均匀涂抹于混凝土构件表面，注意不要漏刷，并避免气泡，等胶固化至手指触感干燥后，进行下一道工序的施工

②所用主要器具: 毛刷、滚筒或塑料刮板、手套。

③配置面胶和裁剪碳纤维布

④粘纤维面胶为A、B两组份，可机械搅拌。少量也可用Φ6、Φ8细钢筋棍人工搅拌。(注意：仅用腻刀拌和，不能保证搅拌均匀)。

⑤每次配置量以小于3公斤为宜，现配现用。

⑥按设计要求的尺寸用锋利剪刀裁剪碳纤维布，注意整齐划一，避免毛刺。宜在平整的木板、纸板、塑料布上裁剪，以保持纤维布的洁净。

⑦所用主要器具:搅拌器、容器、衡器、剪刀、手套

10）.粘贴碳纤维布

①将粘纤维面胶均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上，拐角部位适当多涂抹一些。(75%的面胶涂抹在碳纤维布的粘贴面，当粘贴后，剩余的25%面胶涂抹

于碳纤维布外表面。)

②将涂好胶的碳纤维布，拉紧对齐后粘贴，用塑料刮板或滚筒(用去掉外边绒毛的涂料滚筒即可)，沿同一方向反复滚压，直至胶料渗出。然后在碳纤维布外表面也均匀涂抹面胶，并反复滚压，使结构胶双向充分浸润碳纤维布。

③碳纤维布若需搭接，搭接长度不宜小于0.2米。

④所用主要器具: 滚筒、刮板、手套。

11）.固化

①若固化温度25℃左右，3天即可负载使用。若固化温度5℃左右，5天可负载使用。

12）.检验

①检验时可用小锤轻击或手压粘贴面判断粘贴效果，总有效粘结面积不应小于95%，如出现轻微空鼓（面积小于100cm2）可采取针管注胶的方法进行补救。若空鼓面积大于100cm2，宜将空鼓处的碳纤维布切除，补粘四周搭接长度大于0.2米的碳纤维布块。

13）.注意事项

①粘贴面是否按要求处理、胶配比是否准确、是否搅拌均匀、胶是否将碳布完全浸透决定了粘贴效果的好坏。

②粘碳纤维布构造措施尚宜满足《混凝土结构加固设计规范GB50367-2006》的有关规定。

③冬季气温低时，A组分偶有结晶变稠现象，只需对A胶水浴加热至50℃左右，待结晶消除搅匀即可，对胶性能无影响。

④施工场所平均温度低于0℃，可采用碘钨灯、电炉或水浴等增温方式对胶使用前预热至30∽50℃左右使用，应注意不得让水混入桶内。施工场所平均温度低于-5℃，建议对粘贴部位也加温0℃以上，并维持24小时以上。

⑤结构胶完全固化后为无毒级材料，但未固化前个别组分对皮肤、眼睛有刺激性，而且胶固化后也不易清除，所以施工人员应注意适当的劳动保护，如配备安全帽、工作服、手套等。人体直接接触后应用清水冲洗干净。

（三）梁增大截面加固施工

（1）工作原理

增大截面加固法是一种传统的加固方法，通过增大原结构构件的截面尺寸并增配计算所需的钢筋与原结构共同受力，提高构件的强度和刚度，适用于梁、板、墙、柱构件的加固；

（2）施工特点与要求

增大截面加固法为传统的加固施工工法，主要此方法适用于梁的刚度、抗弯或抗剪承载力不足且相差较大的情况或原柱的强度或刚度不足的加固。其主要特点和相关要求有：

①加固用钢材加工及表面处理工序繁多，工程量大。

②现场运输量大，湿作业工作量大，工人劳动强度高。

③能充分发挥钢材和混凝土整体工作性能，加固效果好。

⑤混凝土硬化时间长，需长期养护。

⑥本方法不适用于素混凝土构件，原构件混凝土强度等级不应低于C10。（3）.增大截面加固施工工艺

混凝土构件增大截面加固施工工艺流程如下图所示。

增大截面加固施工流程图

（4）.增大截面加固施工工序

（1）测量放线

根据设计图纸要求，施测混凝土梁增大截面尺寸，及梁上植筋位置、主筋位置的布置线。

（2）钢筋表面处理

对钢筋进行打磨除锈处理，然后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。

（3）混凝土基层表面处理

对原混凝土构件的新旧结合面进行剔凿，然后用无油压缩空气除去粉尘，或清水冲洗干净，根据图纸要求，本工程表面剔凿需要将保护层剔除。

梁增大截面加固梁、钢筋绑扎如下图

框架梁增大截面加固施工

本工程梁增大截面做法节点详图

施工要点

①钢筋绑扎时必须注意保护层的控制，植筋前根据成孔的情况对钢筋进行

具体要求如下：

⑤针对梁截面高度和宽度均增加的梁，在梁上部楼板位置开动，混凝土从上部进行浇筑，具体支模如下：

（四）网片植筋工程施工方案

定位：

根据设计图纸要求，用墨斗在原框架梁上弹放墨线，确定新增构件位置。用钢筋扫描仪探测原结构钢筋，若原结构钢筋与新增钢筋位置重合，则应调整钻孔位置，调整范围+3cm以内，调整范围+3cm以外时应由设计院现场确定施工方案。

钻孔：

本工程钻孔全部采用进口钻头，以减少震动和噪音。钻孔孔径以钢筋能够插入为原则，尽量减少小钻孔孔径。钻孔时若遇到原结构钢筋，应停止钻孔，避免损伤原结构钢筋。

清孔：

钻孔后应用钢刷清除孔内疏松层，然后用空气压缩机吹净孔内灰尘，确保孔洞清洁无灰尘，清孔时应将干净的孔用棉纱封住，防止造成二次污染，从而提高工程效率。

钢筋除锈

用专用除锈机打磨钢筋表面，除去锈蚀层，除锈后的钢筋应保持光亮，并搬运至现场，防止雨水再次锈蚀钢筋。

植筋：

将A100植筋胶按规定量的药剂注入孔内（约2/3孔深），再将钢筋缓慢地旋入洞中,钢筋插入后应有少许药剂渗出,确保药剂密实。

成品保护：

在药剂的固化期内（在目前温度5度下，固化期约120分钟），必须防止搅动钢筋，否则，钢筋的承载力难以保证。此外，应派专人进行成品监护。同时加强对各工种进行特别安排和管理，尽量避免过多的交叉作业，加强成品保护。

现场检测

检测单位：四川省建筑质量检测中心

检测内容：粘钢拉拔检测

植筋24小时后进行现场检测，检测为随机抽检，由监理指定位置。每种钢筋规格检测不少于1组，检测比例为1%，检测过程中钢筋应无明显松动、滑移。有任何一根不满足要求，应将每台检测比例扩大到2%，同时对不合格的返工处

理。

工序图

（五）横向张拉预应力技术加固混凝土悬挑楼梯

一、横向张拉预应力加固技术

预应力技术在加固工程中的应用具有诸多先天的优势，主要表现在：

1.能够重新调整原结构内力状态和应力水平，实现对原结构受拉钢筋的卸荷，恢复构件的变形，提高构件刚度；

2.减少补强材料的应力滞后现象，充分发挥补强材料的补强效果，提高加固效率；

3.加固手段灵活，能够更好地适应工程现场加固的特殊要求；

4.结构设计概念明确，从预应力施加的情况即可方便评估加固的效果。

因此构件或结构的加固，应优先选择预应力加固方案。每个加固工程均有其特殊性，灵活地应用预应力技术可以取得良好的加固效果。预应力技术在加固工程中应用的关键就是张拉工艺，传统的纵向预应力张拉技术对设备要求高，技术难度大，实施成本高，同时由于现场条件的限制，对于大量的中小型构件，难以适用，极大地限制了预应力技术在加固改造工程中的推广应用。

横向预应力张拉技术与纵向预应力张拉技术不同，可采用先锚固后张拉的方式，以构件自身作为反力装置，其张拉方向与材料的受力方向垂直，张拉力小，预应力损失小（主要为材料的应力松弛），成本低；横向预应力张拉技术无需复杂的机械设备，只需简易的辅助工具即可完成；所需空间小，操作简便，特别适合中小构件的现场加固，且成本低廉。

二、横向张拉预应力加固原理

采用横向预应力张拉时，张拉方向与补强材料的受力方向基本垂直，通过横向张拉使补强材料产生变形，产生预应力[2]，从而实现主动加固；通过施加预应

力，可人为地控制和调整结构的受力，使得加固方式更加灵活。一般情况下，梁板在竖向荷载作用下，使得支座部分上部受拉，跨中下部受拉；而通过施加预应力，可使构件受力状态与荷载作用下恰好相反，减轻构件负荷，以达到加固的效果。

横向张拉方式实现预应力的原理如图1所示，钢筋原长为1L ，横向张拉距离为2L ，张拉后钢筋长为3L ，此时钢筋伸长量12221L L L L -+=?；因此钢筋的应变()1/1/2121-+=?=L L L L ε，张拉预应力E εσ=，

张拉力S A F σ=； 加固设计时，只需调整1L 与2

L 的比例关系，即可得到设计需要的张拉应力。

三、工程应用实例

工程现状及评定 某住宅为七十年代建造的砌体结构房屋，墙体部分采用实心粘土砖与混合砂浆砌筑。该工程楼梯为埋墙式悬挑楼梯，无维护结构，楼梯平台部分的主要承重构件为悬挑梁以及现浇平台板，走道部分采用预制空心板，搁置于挑梁之上；楼梯踏步部分采用L 形预制踏步板，一端埋入墙内，另一端悬挑。

该工程悬挑楼梯主要存在以下几个方面的问题：

1．混凝土挑梁以及踏步板混凝土材料老化，构件局部破损严重，部分钢筋

外露；

2．钢筋出现明显的锈蚀现象，部分锈蚀严重，造成钢筋有效截面明显减少；

3．楼梯护栏根部连接损坏严重，部分已脱落，护栏晃动，影响安全。

该房屋是上世纪70年代末的建筑，设计标准偏低，且无法找到相关的设计资料，外观判断混凝土强度等级偏低，构件的尺寸偏小，承载力储备较少；同时构件的破损及老化会进一步削弱构件的承载力；另外，由于悬挑构件为静定结构，无多余约束，一旦出现超载现象极有可能发生楼梯坍塌事故，危害极大。

针对上述情况，对该楼梯进行了必要的检测，经测定混凝土的残余强度约为15MPa ，钢筋的锈蚀程度较为严重，通过对部分钢筋进行取样分析，断面锈蚀率达到15%，挑梁的基本参数如图2所示，估算挑梁的残余承载力约为22m kN .。经过对负载最大的挑梁进行验算，仅恒载部分在挑梁根部产生的弯矩就达20m kN .，考虑1.2的荷载分项系数后已达24m kN .，如再计入22.m kN 的活载，计算所需承载力高达31m kN .[3]，该构件已处于极度危险的状态，其余的挑梁也存在着不同程度的承载力不足现象，急需进行加固处理。

图1 横向张拉几何关系示意图 Fig1. Schematic diagram of

vertical

图2 挑梁基本参数

加固设计

由于该厂房情况较为复杂，工程加固的方案设计必须避免产生新的矛盾，同时要尽可能减少对周边群众的影响，加固设计以提高挑梁和挑板的承载力为主要目的，同时对破损的混凝土进行修复，以满足现阶段的承载力以及耐久性的要求。

1、楼梯悬挑梁加固

挑梁加固采用角钢焊接的三角形支架（详见图3），采用Q345镀锌角钢，支架节点设计承载力28kN，可增加挑梁抗弯承载能力16m

kN.，可充分满足承载力要求。支架通过3φ10膨胀螺栓与墙体连接（螺栓抗剪承载力38kN），考虑到墙体质量较差，所有膨胀螺栓及角钢与墙体、角钢与梁底相连处均用结构胶粘结。通过调节螺孔，可使支架与挑梁底接触紧密，并使支架初步受力，同时在支架与挑梁之间楔入钢片（4mm厚），迫使支架产生变形，可产生约8kN的预压力，使得附加结构主动参与结构受力，提高加固效率。为满足楼梯下通行的净空要求，支架高度控制在250mm以内，采用镀锌角钢以满足耐久性要求。

图3 三角支架详图

2、楼梯踏步板加固

加固方案：采用在踏步板埋墙端设置φ12加长螺栓（埋墙约12cm）与墙体连接（因墙体质量较差，为改善螺栓的受力状态，孔洞可略向下倾斜，清孔后，先期灌注结构胶）。为避免受力集中，螺栓间距应控制在7—8cm之间；悬挑端设置角钢与原有的预埋件连接，两根φ8（HRB400）钢筋一端焊在膨胀螺栓上，另一端焊在角钢上（角钢与原楼梯护栏的预埋铁件焊接），间距设计为5cm，两根钢筋不等距以便于调整受力（具体形式见图4），设计承载能力3 m

kN..完成后对钢筋采用横向张拉技术施加预应力，设计预应力150MPa，单根钢筋拉力为7.5kN；施工时，因考虑预应力损失，实际的横向控制位移可取 2.5cm。固定后浇筑高粘性的早强自密实细石混凝土(C25)，同时增强了楼梯的整体性，确保结构的受力性能和耐久性。

4、破损混凝土修复

对构件表面进行清理，刷界面剂，用15M 聚合物砂浆（内掺早强减水剂）对破损严重的混凝土进行修复，恢复构件的外观，提高构件的耐久性；

5、楼梯护栏加固

在护栏根部焊角钢，灌注结构胶，并进行饰面处理，对护栏进行加固、对栏杆及扶手进行防锈处理，提高护栏的安全性和耐久性。

加固方案的主要特点

1、因地制宜，充分结合工程现有的情况制定加固方案，如利用楼梯挑板端头的预埋件制定挑板的加固方案，将护栏的加固与楼梯挑板的加固结合起来。

2、灵活利用预应力加固技术，突破传统的预应力加固方法，根据工程实际条件选择不同的加固材料和张拉形式，方法简便可行，原理清晰。

3、充分利用横向张拉的优点，操作简便，无需复杂的锚夹具

和机械设备，经济高效。

施工工艺及技术细节

加固施工中，施工工艺和质量将直接关系到加固的效果。先

进合理的施工工艺和可靠的施工质量是取得良好加固效果的前提，

其施工工艺如下：

挑梁部分：

1.构件表面清理，剔除破损及松动的混凝土，尤其是挑梁底部。

2.刷界面剂，用聚合物砂浆对破损严重的混凝土进行修复；

3.在挑梁下的墙体上按设计要求打孔，用压缩空气清孔后灌注结构胶，并植入膨胀螺栓；

4.将按设计要求加工好的角钢支架用螺栓初步安装在一起；

5.将杆件③按设计要求安装与膨胀螺栓上，注意角钢背面抹结构胶，向上敲击杆件③，将其与梁底顶紧，然后将螺栓拧紧；

6.将杆①背面抹结构胶，并分别将连接杆件①②③的安装螺栓初步拧紧，向上敲击杆②，将杆①向上与梁底顶紧，并将所有螺栓拧紧，然后按设计要求将各杆件之间焊接牢固；因挑梁底部有一定的倾角，所以三杆之间均需设置安装螺

图4 踏步板加固详图 图5 钢片楔入

栓，以方便将杆①向上顶紧；

7.将钢片打入杆①的端部，如图5所示，注意钢片的中心要靠近角钢的肢背。

8.对构件表面进行饰面处理，满足构件的耐久性和观感要求。

踏步板部分：

1.构件表面清理，剔除破损及松动的

混凝土。

2.刷界面剂，用聚合物砂浆对破损严

重的混凝土进行修复；

3.在踏步板根部的墙体上按设计要求打孔，用压缩空气清孔后灌注结构胶，并植入螺栓；

4.将按设计要求加工好的角钢用螺栓安装

在踏步板根部；

5.将角钢在踏步板端部焊牢在原预埋铁件上；

6.将钢筋按设计要求焊在两端的角钢之上，并进行横向张拉、用粗铁丝固定拧紧，；

7.绑扎横向钢筋，浇筑细石混凝土面层。

8.对构件进行饰面处理，满足构件的耐久性和观感要求。

结语

本工程的加固根据业主要求，本着避免增加新的矛盾，少干扰居民的正常生活的原则进行，其主要特点有：

1．结构加固设计中灵活地应用预应力加固的思想，使加固部分主动参与整体结构受力，实现对原结构的卸载，提高了加固效率，达到了加固补强、提高承载性能、增强耐久性等目标；

2．结构加固中所用镀锌角钢和聚合物细石混凝土面层加固技术，具有高强、聚合力强、防腐、无污染等特点，且锚固和节点处理简单、运输方便，施工方法简单可行，经预应力张拉检验，质量控制直观明了；

3．采用预应力钢架加固，角钢自重非常小，细石混凝土面层厚度仅为

20~25mm ，结构自重增加有限。

（六）环境保护措施

1.1保护环境是我国的一项基本国策，保护环境、美化环境，施工中严格保证遵守国家和地区颁发的有关环境保护的法令、法规，防止施工时工程周围生态的破坏对大气、河水的污染，达到投产要求文明施工。

1.2制定保障环境的管理规章制度及奖行惩办法，将保护环境、文明施工的目标分解落实到个人。

图6 钢筋张拉完成图

1.3污染控制措施：

1.3.1任何料溢漏必须进行清理，并作好记录。

1.3.2冲洗用的污水排放和处理按照业主的规定执行。

1.3.3危害材料、物质使用或存放，以及有危险状况存在的区域应进行确认并采用封闭物或屏蔽物适当隔离。

1.3.4工地使用或存放化学品和其他危害物的安全数据表应提前提交给安、环监理部门。

1.3.5生活和生产污水、废液严禁未经处理，随意排放。

1.3.6生活垃圾，民用废水、废液要分类堆放或处理。

1.3.7所有不必要的东西、如余土、垃圾和废料外运处理前，应获得建设单位或土地所有者的准许。

1.3.8任何情况下废物都不允许在现场埋地和回填，严禁倾倒在未经批准的地方或焚烧。

（七）施工现场安全施工管理

1、各项安全技术措施

①按《四川省建设工程安全文明施工考评办法（试行）》的要求，严格执行建设部颁布的“一标准三规范”（《建筑安全检查评分标准》、《施工现场临时用电安全技术规范》、《建筑施工高处作业安全技术规范》及国家、省、市有关生产法令、规章制度，努力搞好安全生产。

②与各施工班组签订“工程承包协议书”，甲乙双方均应受到安全质量及文明施工的奖惩约束。

③认真做好安全教育、宣传工作。

a、各级管理人员自觉接受安全教育，学习安全法规、安全操作规程，提高安全意识和安全管理工作水平。

b、对新工人进行三级安全教育，多形式开展经常性安全教育。

c、通过宣传栏、印发宣传资料等形式开展各种安全宣传工作。

④对施工用电、外脚手架、砼现场搅拌、“三宝”及“四口”防护、高速吊安装等制订专项措施。对施工中存在不安全因素进行预先分析，制订切实可行的施工安全技术措施，确保施工安全。

⑤做好各工种、各分部工程的安全技术交底，以便更好的贯彻执行安全技术措施。

⑥所有特种作业人员均应经专门培训考试合格，持证上岗。

⑦加强施工现场的安全检查监督，项目经理部5天进行一次全面的安全检查，工地安全员每天进行检查，发现隐患及时整改。

⑧开展班前安全活动、班组安全日活动，从而提高工人安全意识和安全技能。

⑨建立遵章守纪、违章奖罚制度，做到奖罚分明，鼓励先进、鞭策后进。

⑩在施工现场适当位置挂设安全标语，在危险部位、重点部位悬挂安全标志，以提高现场所有人员的警惕性，减少人们的不安全行为。

2、“三宝”、“四口”及“临边”防护

①进入施工现场人员都要佩戴安全帽，进行高处作业都要求佩带安全带。脚手架外墙内側全部挂设密目式安全网。

3、施工用电

严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》，认真按照用电方案施工。实行“三相五线制”，设置三级漏电保护，做到“一机一箱一闸一漏电”保护。

采用厂家生产的标准配电箱、开关箱。场内干线均采用架空电缆或套管地下敷设，严禁将各层电线架设在脚手架上。

配电专职电工负责施工用电的架设和维修管理工作，确保用电安全。

现场配备的配电箱、开关箱均上锁，由专职电工保管，露天的配电箱及开关箱均加设防雨顶盖。维修设备时，切断电源，并挂“有人维修，严禁合闸”的警示牌，严禁带电工作。

夜班作业，照明由电工统一布设，并且跟班管理，不准施工班组擅自私拉乱接。

4、施工机具

本工程主要施工机具有：电焊机、泡沫机、空气压缩机、角磨机、氧焊、切割机、水钻机、砼搅拌机、高压泵、潜水泵及各种震动棒等。各种机具的防护罩、安全装置均齐全，每机一闸一漏电，并与专用保护零线进行接零保护。

6、安全防火

施工现场所有临时设施均按要求采用非燃料搭设，符合防火要求。

所有临设库房、宿舍、木工棚、办公室等处均配备足够数量的灭火器、消防桶、消防钩等专用消防器材。

配备水泵，利用地下水池水源作为楼层施工用水及消防用水。

加强消防安全意识教育，做到防重于治。组建义务消防队，搞好消防员的培训。

加强现场用电管理，对施工电焊、气焊做到按规程操作。做好防火措施，宿舍内严禁使用电炉、气炉。