德阳建筑物加固施工方案.doc

德阳建筑物加固施工方案
一、工程概况
1.1 项目背景与现状
本工程位于德阳市旌阳区，为一栋建于2000年的框架结构办公楼，总建筑面积约5600㎡，地上6层，地下1层，建筑高度22.5m。经前期检测，建筑存在以下主要问题：①地基不均匀沉降导致墙体开裂，最大裂缝宽度达0.8mm；②部分框架梁出现受力裂缝，混凝土强度推定值低于设计值；③抗震构造措施不满足现行规范要求，需进行系统性加固。
1.2 地质与气候条件
德阳地处四川盆地西北部，场地土层分布为：①素填土（厚0.5-1.2m）；②粉质黏土（厚2.5-4.0m，承载力特征值180kPa）；③中风化砂岩（埋深3.0-5.2m，承载力特征值2000kPa）。地下水位埋深6.5-8.0m，对混凝土结构具弱腐蚀性。气候属亚热带季风气候，年均降水量900-1200mm，集中于6-9月，最大小时降雨量达56mm，需重点考虑雨季施工防护。
1.3 加固目标
1. 结构安全性能提升：使建筑抗震设防烈度从原6度提高至7度（0.15g），满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2016要求
2. 构件承载力恢复：框架梁、柱承载力提升25%-40%，地基沉降控制在5mm/年以内
3. 使用功能保障：加固施工期间保留地下1层及1-2层局部办公功能，实现"边加固边运营"
二、结构检测与鉴定
2.1 检测内容与方法
检测项目
检测方法
技术标准
抽样数量
混凝土强度
回弹-取芯综合法
GB/T50344-2019
每个构件3个测区
钢筋配置
电磁感应法+局部破损验证
GB50205-2020
梁柱构件总数30%
结构变形
全站仪观测
JGJ8-2016
每30m设置1个观测点
裂缝检测
裂缝宽度仪+深度探测仪
CECS21:2000
所有可见裂缝
地基承载力
平板载荷试验
GB/T50123-2019
3个代表性点位
2.2 主要检测结果
1. 混凝土强度：框架柱实测值25.3-32.6MPa（设计值C30），梁实测值22.5-28.7MPa（设计值C30）
2. 钢筋配置：部分框架梁底筋数量不足，存在少筋现象（设计4Φ25实测3Φ22）
3. 结构变形：最大沉降差18mm（限值15mm），倾斜率0.8‰（限值1.5‰）
4. 裂缝分布：①梁跨中垂直裂缝（宽0.2-0.4mm）；②柱角部斜裂缝（宽0.1-0.3mm）；③墙体水平裂缝（宽0.3-0.8mm）
三、加固设计方案
3.1 地基基础加固
采用高压喷射注浆+锚杆静压桩复合加固方案：
1. 高压喷射注浆：沿基础外围布置Φ600旋喷桩，桩长9m，间距1.2m，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1:1，注浆压力20-25MPa
2. 锚杆静压桩：在沉降较大区域布置Φ300预制钢筋混凝土桩，单桩承载力特征值300kN，桩长12m，桩端进入中风化砂岩≥1.0m
3. 基础托换：对原独立基础采用钢筋混凝土套箍加固，新增钢筋Φ16@200，混凝土强度等级C35
3.2 框架结构加固
3.2.1 框架梁加固
采用碳纤维布+增大截面组合方案：
· 碳纤维布加固：梁底粘贴2层300g/m²碳纤维布（抗拉强度≥3400MPa），纤维方向与梁轴线一致，采用改性环氧树脂浸渍胶
· 增大截面加固：对跨中裂缝超限梁，新增截面尺寸200×150mm（宽×高），配置4Φ20纵筋+Φ8@150箍筋，界面处理采用植筋+凿毛（深度≥6mm）
3.2.2 框架柱加固
采用外包钢+植筋锚固方案：
· 角钢规格L75×5，缀板间距200mm，采用M12膨胀螺栓固定，构件四角设置Φ10通长拉结筋
· 节点处理：梁柱节点区增设Φ12@100封闭箍筋，采用后扩底型植筋（锚固深度15d），植筋胶性能等级为A级
3.3 墙体加固
1. 裂缝修补：宽度＜0.3mm裂缝采用环氧树脂灌注，＞0.3mm裂缝采用压力注浆+碳纤维布粘贴（宽度300mm）
2. 抗震加固：增设构造柱（截面240×240mm，配4Φ14纵筋）及水平系梁（截面240×180mm，配4Φ12纵筋），间距≤3.0m
四、施工组织设计
4.1 施工总体流程
graph TD
A[施工准备] --> B[地基加固]
B --> C[基础托换]
C --> D[框架柱加固]
D --> E[框架梁加固]
E --> F[墙体加固]
F --> G[装饰修复]
G --> H[竣工验收]
4.2 关键工序施工工艺
4.2.1 碳纤维布加固施工
1. 表面处理：
o 混凝土表面打磨至露出骨料，平整度误差≤3mm/m
o 转角处修成圆弧（半径≥20mm），采用环氧腻子找平
2. 胶黏剂涂刷：
o 底胶涂刷厚度0.2-0.3mm，固化时间≥2h
o 浸渍胶涂刷采用"一底二浸三贴"工艺，胶层厚度0.5-0.8mm
3. 碳纤维布粘贴：
o 采用滚压法排除气泡，搭接长度≥100mm
o 自然养护7d，环境温度≥5℃，相对湿度≤85%
4.2.2 锚杆静压桩施工
1. 压桩孔施工：
o 采用水钻成孔（直径350mm），垂直度偏差≤1%
o 孔底清理至设计标高，放置Φ10钢筋网片
2. 桩段连接：
o 采用硫磺胶泥锚接，锚接长度200mm
o 压桩力控制：单桩终压力≥600kN，稳压时间5min
3. 封桩处理：
o 桩顶采用C40微膨胀混凝土填塞，振捣密实
o 设置Φ16抗拔钢筋，与基础承台可靠连接
4.3 施工进度计划
采用Project软件编制四级进度计划体系，关键线路如下：
1. 前期准备阶段（15d）：图纸会审、材料进场、设备调试
2. 地基加固阶段（45d）：旋喷桩施工（20d）→锚杆静压桩（25d）
3. 结构加固阶段（60d）：柱加固（20d）→梁加固（25d）→墙体加固（15d）
4. 收尾验收阶段（20d）：装饰修复、检测验收、资料归档
五、质量控制措施
5.1 材料质量控制
1. 碳纤维布：
o 力学性能指标：抗拉强度≥3000MPa，弹性模量≥2.1×10⁵MPa，伸长率≥1.5%
o 进场验收：每批次抽检3组，进行拉伸试验
2. 结构胶：
o 植筋胶：抗剪强度≥11MPa（25℃），耐温范围-40℃~60℃
o 碳纤维胶：拉伸强度≥30MPa，弹性模量≥3.5GPa
3. 混凝土：
o 加固用混凝土采用C35P8抗渗混凝土，坍落度180±20mm
o 掺加粉煤灰（掺量20%）和聚羧酸减水剂（掺量1.2%）
5.2 施工过程控制
1. 工序检验制度：
o 实行"三检制"（自检、互检、专检），隐蔽工程留存影像资料
o 关键工序设置质量控制点：植筋拉拔试验（抽检1%，最小值≥设计值90%）、碳纤维布粘贴质量（空鼓面积≤5%）
2. 测量监控：
o 建立施工控制网，精度等级二级导线，高程控制四等水准
o 结构变形监测频率：施工期间1次/3d，竣工后1次/月（持续6个月）
5.3 验收标准
检验项目
允许偏差
检验方法
碳纤维布粘贴位置
±10mm
钢尺检查
锚固长度
≥设计值
尺量检查
植筋拉拔力
≥设计值95%
拉力计检测
桩身垂直度
≤1%
全站仪观测
混凝土强度
≥设计值100%
回弹法+取芯验证
六、安全专项方案
6.1 危险源辨识与控制
危险源类别
风险等级
控制措施
高空坠落
重大
设置1.2m高防护栏杆，满挂密目安全网（网目密度≥2000目/100cm²）
物体打击
较大
作业层设置5cm厚脚手板，工具放入专用工具箱
触电伤害
较大
采用TN-S接零保护系统，配电箱安装漏电保护器（动作电流30mA，0.1s）
结构失稳
重大
设置临时钢支撑（间距≤3m），支撑承载力≥2倍施工荷载
6.2 专项安全技术措施
1. 脚手架工程：
o 采用满堂脚手架（立杆间距1.2×1.2m，步距1.8m），立杆基础设置50mm厚木板
o 剪刀撑连续设置，角度45°-60°，与地面夹角60°
2. 临时用电：
o 实行"三级配电两级保护"，动力与照明分开设置
o 电缆采用YJV22-4×16+1×10mm²铜芯电缆，埋地深度≥0.7m
3. 防火防爆：
o 施工现场设置ABC干粉灭火器（每50㎡1组），危险品仓库单独设置
o 焊接作业办理动火证，配备看火人及灭火器材
6.3 应急预案
1. 坍塌事故应急处置：
o 立即启动Ⅰ级应急响应，现场负责人10分钟内上报公司应急指挥部
o 采用"先支撑后救援"原则，使用液压千斤顶设置临时支撑（承载力≥500kN）
2. 高处坠落救援：
o 配备急救箱（含止血带、担架等），与就近医院建立绿色通道（车程≤15分钟）
o 现场设置应急照明系统（连续供电≥3h）
七、施工监测与环境保护
7.1 施工监测
1. 结构监测：
o 沉降观测：布设12个基准点，采用DS05水准仪，精度±0.5mm
o 应力监测：在关键梁柱节点安装振弦式应变计（量程-3000~+3000με）
2. 环境监测：
o 噪声监测：昼间≤70dB，夜间≤55dB（采用积分声级计）
o 扬尘监测：PM10浓度≤0.5mg/m³（设置TSP在线监测仪）
7.2 绿色施工措施
1. 扬尘控制：
o 施工现场设置雾炮机（覆盖半径30m），出入口安装车辆冲洗平台（水循环利用率80%）
o 裸露土采用防尘网（2000目）覆盖，定期洒水降尘（每天≥3次）
2. 噪声控制：
o 高噪声设备（如空压机）设置隔音棚（降噪量≥25dB），夜间22:00-6:00禁止施工
3. 废弃物处理：
o 建筑垃圾分类存放，可回收材料回收率≥85%
o 危险废物（如废结构胶）交由有资质单位处置，转移联单保存3年
八、技术创新与应用
8.1 新型加固材料应用
1. 玄武岩纤维复合筋：
o 在墙体加固中替代传统钢筋，抗拉强度≥1500MPa，重量仅为钢筋的1/4
o 采用机械锚固方式（锚固长度50d），避免化学植筋对原结构损伤
2. 自修复混凝土：
o 在基础加固中掺入微生物菌剂（巴氏芽孢杆菌），当裂缝宽度达0.2mm时自动激发碳酸钙沉积修复
o 修复效率≥80%（28d裂缝闭合率）
8.2 BIM技术应用
1. 三维建模与碰撞检查：
o 建立全专业BIM模型（精度LOD400），提前发现管线冲突点37处
o 模拟施工进度，优化资源配置，缩短工期12天
2. 数字化监测：
o 采用无人机倾斜摄影（精度5mm），每周生成一次三维点云模型
o 对比分析结构变形趋势，实现可视化进度管理
九、施工进度保证措施
9.1 组织保障
1. 成立进度管理小组，项目经理任组长，每周召开进度协调会
2. 采用平行作业法：地基加固与上部结构加固同步施工，划分3个流水段
3. 资源配置：投入3套加固作业班组（每组15人），高峰期施工人员达80人
9.2 技术保障
1. 采用"四新"技术：
o 快硬硫铝酸盐水泥（初凝时间≥45min，终凝时间≤10h）
o 自粘式碳纤维布（施工效率提高40%）
2. 工序优化：
o 植筋与表面处理平行作业，缩短工序间隔时间
o 混凝土采用泵送浇筑（输送距离≤100m），减少浇筑时间
9.3 应急预案
1. 雨季施工措施：
o 现场设置排水沟（截面300×400mm），配备4台Φ150污水泵（扬程≥15m）
o 材料仓库垫高500mm，设置防雨棚（覆盖面积120㎡）
2. 设备故障应急：
o 关键设备（如液压植筋机）备用1台，易损配件储备量满足3天更换需求
本方案针对德阳地区地质气候特点，采用"地基-结构-构件"分层加固体系，通过新材料、新技术应用，确保加固工程达到预期目标。施工期间将严格执行各项质量安全措施，实现"零事故、高效率、优质量"的管理目标。