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望江建筑结构加固施工方案
一、工程概况
1.1 项目背景
本项目为望江片区某框架结构建筑加固工程，建筑始建于2005年，地上6层，地下1层，总建筑面积约8200㎡。因使用功能调整及结构安全性评估，需对建筑主体结构、构件连接节点及基础进行系统性加固处理，以满足现行《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018要求。
1.2 结构现状
· 主体结构：钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸8.4m×8.4m，框架柱截面尺寸600×600mm，主梁截面300×700mm，次梁250×500mm，楼板厚度120mm
· 损伤情况：经检测存在框架柱混凝土碳化深度超标（最大45mm）、部分节点区箍筋间距过大、3层楼板多处裂缝（最大宽度0.32mm）、地下室外墙渗水等问题
· 加固目标：结构安全等级提升至一级，抗震设防烈度维持7度（0.15g），使用年限延长至50年
二、加固设计标准与范围
2.1 设计依据
· 《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013
· 《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009
· 《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146-2003
· 《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ123-2012
2.2 加固范围
结构部位
加固方式
数量
主要技术参数
框架柱
外包型钢加固
32根
采用Q355B级角钢L100×8缀板100×80×8mm
框架梁
碳纤维布加固
48榀
300g/m²单向碳纤维布，设计强度≥3400MPa
楼板
粘贴钢板加固
12块
Q235B级钢板6mm厚，采用JGN型结构胶
节点区
增大截面法
64个
C40无收缩细石混凝土，新增箍筋φ10@100
地基基础
锚杆静压桩
56根
预制钢筋混凝土桩400×400mm，单桩承载力特征值1200kN
外墙
注浆加固
280m
丙烯酸盐化学浆液，注浆压力0.3-0.5MPa
三、施工准备
3.1 技术准备
1. 图纸会审：组织设计、监理、施工三方进行图纸会审，重点确认：
o 型钢与原结构连接节点详图
o 碳纤维布搭接长度（≥200mm）
o 锚杆静压桩桩位布置与基础冲突处理方案
o 不同加固区域施工顺序逻辑
2. 技术交底：编制专项施工方案，对施工班组进行三级交底，关键工序制作工艺样板：
o 碳纤维布粘贴工艺样板（包含表面处理、底胶涂刷、找平、粘贴、养护工序）
o 型钢焊接工艺样板（包含坡口形式、焊接参数、探伤要求）
3. 测量放线：使用Leica TS60全站仪进行轴线复核，采用水准仪按±0.000标高控制各楼层加固构件位置，弹线偏差控制在±3mm内。
3.2 材料准备
材料名称
规格型号
进场检验项目
存放要求
角钢
L100×8 Q355B
力学性能、化学成分、尺寸偏差
室内架空堆放，防锈漆预处理
碳纤维布
300g/m² I级
抗拉强度、弹性模量、延伸率
阴凉干燥环境，温度≤25℃
结构胶
JGN-I型
粘结强度、耐老化性能、毒性检测
密封储存，保质期6个月
钢板
6mm Q235B
屈服强度、冷弯性能、表面粗糙度
避免露天堆放，防止锈蚀
细石混凝土
C40 P6
坍落度、抗压强度、抗渗等级
现场搅拌，初凝时间≥4h
3.3 现场准备
1. 场地布置：
o 划分材料堆放区（300㎡）、加工区（150㎡）、养护区（80㎡）
o 设置垂直运输通道（2台施工电梯，载重2t）
o 布置临时用水（DN50给水管，设置8个施工用水点）
o 安装临时用电系统（TN-S接零保护，三级配电两级保护）
2. 临时支撑：
o 对加固区域下方3层设置满堂脚手架支撑（立杆间距0.8×0.8m，扫地杆距地200mm，横杆步距1.5m）
o 采用碗扣式脚手架，搭设高度至加固构件底100mm，立杆下垫200×200×10mm钢板
四、主要施工工序
4.1 框架柱外包型钢加固
4.1.1 施工流程
graph LR
A[表面处理] --> B[角钢下料]
B --> C[钻孔植筋]
C --> D[型钢安装]
D --> E[焊接缀板]
E --> F[缝隙灌注]
F --> G[防腐处理]
4.1.2 关键工序控制
1. 表面处理：
o 采用角磨机配金刚石磨片清除柱表面抹灰层，露出混凝土基层
o 对混凝土缺陷部位进行修补：蜂窝处凿深至密实部位，用环氧砂浆修补
o 棱角打磨成R≥20mm圆弧，表面粗糙度达到Sa2.5级
2. 钻孔植筋：
o 使用水钻钻孔φ14mm，孔深15d（d为钢筋直径），垂直度偏差≤1°
o 清孔采用"三吹两刷"工艺（空压机吹孔→毛刷清孔→再次吹孔）
o 植入M12化学锚栓，采用旋转插入法，凝胶时间控制在15-30min
3. 型钢焊接：
o 采用CO₂气体保护焊，焊丝选用ER50-6，直径1.2mm
o 焊接参数：电流180220A，电压24-28V，焊接速度15-20cm/min
o 焊后24h进行超声波探伤，Ⅰ级焊缝合格率需达100%
4. 压力灌注：
o 采用无收缩灌注料（流动度≥300mm），机械搅拌时间≥3min
o 灌注压力0.2MPa，从下往上连续灌注，排气孔溢出密实浆料后封堵
o 养护采用薄膜覆盖+洒水养护，养护期≥7d
4.2 碳纤维布加固施工
4.2.1 施工工艺
1. 基层处理：
o 梁底表面打磨去除浮浆，露出骨料新面
o 裂缝宽度≥0.2mm处采用环氧树脂压力注浆处理
o 表面平整度误差＞5mm时，用环氧砂浆找平
2. 胶料配制：
o 底胶：主剂:固化剂=3:1重量比），搅拌3min至色泽均匀
o 浸渍胶：按厂家提供配比（通常2:1），采用电动搅拌器搅拌5min
o 每次配胶量控制在30min内用完（25℃环境）
3. 粘贴施工：
o 涂刷底胶：厚度0.2-0.3mm，指触干燥时间控制在2-4h
o 粘贴碳纤维布：采用滚压法排除气泡，压力0.2MPa，滚压方向与纤维方向一致
o 搭接处理：纵向搭接长度250mm，环向搭接150mm，转角处附加一层碳纤维布
4. 质量检查：
o 空鼓检测：采用小锤轻击法，空鼓面积≤5%，单个空鼓面积＜100cm²
o 粘结强度：每1000m²做一组现场粘结强度试验（≥2.5MPa）
4.3 锚杆静压桩施工
4.3.1 施工步骤
1. 桩位开挖：按设计桩位开挖至基础底面，尺寸1200×1200mm，深度至基础底以下300mm
2. 压桩孔施工：采用钻机成孔φ500mm，垂直度偏差≤0.5%
3. 桩段制作：工厂预制C30混凝土桩段，每节长2.5m，设置4φ16主筋，螺旋箍筋φ8@150
4. 压桩施工：
o 采用YZY-100型液压压桩机，最大压桩力2400kN
o 分节压入，桩段连接采用焊接（坡口焊），焊缝高度≥10mm
o 终压控制：以桩顶标高控制为主，压力控制为辅，最后30cm压入力≥1800kN
5. 封桩处理：桩顶与基础之间采用C40微膨胀混凝土灌注，振捣密实
4.3.2 质量控制要点
· 桩位偏差：≤50mm
· 桩身垂直度：≤1%
· 单桩承载力：静载试验抽检1%，承载力特征值≥1200kN
· 桩顶标高：±50mm
五、施工进度计划
5.1 关键线路
施工准备(15d) → 基础加固(30d) → 框架柱加固(25d) → 节点加固(15d) → 框架梁加固(20d) → 楼板加固(15d) → 外墙处理(10d) → 验收整改(15d)
5.2 进度保障措施
1. 资源配置：投入3个专业施工班组（钢结构组、加固组、基础组），每组20人，实行两班制（8:00-12:00,14:00-18:00）
2. 材料供应：建立材料进场预警机制，主要材料储备量满足7d施工需求
3. 工序衔接：采用BIM技术进行施工模拟，提前发现工序冲突，如：
o 基础加固与主体结构加固的立体作业协调
o 碳纤维布施工与防火涂料施工的间隔时间控制（≥7d）
4. 进度考核：实行周进度考核，延误超3d时启动赶工预案（增加作业面、调整班次）
六、质量保证措施
6.1 过程控制
1. 三检制：实行班组自检、工序互检、质检员专检，重点检查：
o 型钢焊接：每批焊缝按20%比例进行超声波探伤
o 碳纤维布粘贴：每楼层抽查3处，采用现场拉拔试验
o 混凝土强度：留置同条件养护试块，每50m³一组
2. 测量监控：
o 沉降观测设置24个观测点，加固期间每3d观测一次，沉降速率控制≤0.1mm/d
o 结构变形：采用全站仪监测柱顶位移，允许偏差≤5mm
3. 隐蔽工程验收：下列工序需留存影像资料并经监理验收签字：
o 原结构表面处理后状态
o 植筋钻孔清孔验收
o 型钢安装定位验收
o 桩端进入持力层验收
6.2 质量通病防治
质量通病
产生原因
防治措施
碳纤维布空鼓
基层不平整、胶量不足
1. 用2m靠尺检查基层平整度，误差≤3mm
2. 涂刷浸渍胶厚度控制0.5-0.8mm
3. 采用专用滚筒反复碾压排气
型钢焊接变形
焊接顺序不合理、电流过大
1. 采用对称焊接法，先焊主焊缝后焊缀板
2. 控制焊接电流≤200A，分层焊接
3. 焊后采用火焰矫正（温度600-800℃）
植筋锚固力不足
清孔不彻底、胶层不饱和
1. 采用内窥镜检查孔内清洁度
2. 注胶量达到孔深的2/3，旋转插入钢筋
3. 固化期间禁止扰动，养护时间≥72h
七、安全文明施工
7.1 安全防护
1. 高空作业：
o 搭设满堂脚手架时设置1.2m高防护栏杆，满挂密目安全网（2000目/100cm²）
o 作业层铺设5cm厚木脚手板，脚手板两端用12#铁丝固定
o 3层及以上设置水平安全网，每隔10m设一道
2. 临时用电：
o 配电箱采用"三级配电两级保护"，配置DZ47LE-32漏电保护器（动作电流≤30mA）
o 电动工具使用前进行绝缘检测（绝缘电阻≥2MΩ）
o 夜间施工照明采用36V安全电压
3. 防火措施：
o 施工现场设置8个灭火器箱（每25㎡配置1组4kg干粉灭火器）
o 焊接作业办理动火证，配备看火人及灭火器材
o 结构胶存放区设置防爆灯具，与火源保持≥10m距离
7.2 文明施工
1. 扬尘控制：
o 拆除作业采用湿法施工，设置雾炮机（覆盖率≥90%）
o 出入口设置洗车平台（长6m，宽3m，配置高压水枪）
o 裸露场地采用防尘网（2000目）覆盖，定期洒水降尘
2. 噪声管理：
o 昼间噪声≤70dB，夜间≤55dB
o 破碎机、切割机等设备设置隔音罩
o 夜间施工（22:00-6:00）办理夜间施工许可证
3. 废弃物处理：
o 建筑垃圾分类存放（设置4个分类垃圾桶：可回收、有害、建筑垃圾、生活垃圾）
o 危险废弃物（废结构胶桶、废碳纤维布）交由有资质单位处置
o 每日清理施工垃圾，做到"工完场清"
八、应急预案
8.1 结构失稳应急处置
1. 预警机制：监测发现下列情况立即启动预案：
o 柱顶水平位移突然增大（≥2mm/d）
o 脚手架立杆沉降超过10mm
o 加固构件出现新裂缝（宽度≥0.2mm）
2. 应急措施：
o 立即停止作业，疏散人员至安全区域
o 在变形部位增设临时支撑（采用φ200mm钢管斜撑，间距1.5m）
o 组织专家评估，制定加固补强方案
8.2 火灾事故应急
1. 报警程序：发现火情立即拨打119，同时启动现场应急预案
2. 初期火灾扑救：
o 组织义务消防队使用干粉灭火器扑救初期火灾
o 切断着火区域电源，关闭可燃气体阀门
o 疏散易燃物品，设置隔离带
3. 人员疏散：
o 按照疏散路线图（每楼层张贴2份）有序疏散
o 优先疏散受火势威胁区域人员，清点人数
o 医疗救护组对受伤人员进行初步救治
九、验收标准与流程
9.1 验收标准
检验项目
允许偏差
检验方法
检验数量
型钢安装位置
±5mm
全站仪测量
全数检查
碳纤维布粘贴面积
≥设计面积
尺量
每检验批抽查10%
钢板粘结强度
≥2.5MPa
现场拉拔试验
每500m²一组
锚杆静压桩桩顶标高
±50mm
水准仪测量
全数检查
混凝土强度
≥设计强度100%
回弹法+钻芯取样
每个检验批1组
9.2 验收流程
1. 分项工程验收：
o 基础加固分项→主体结构加固分项→围护结构加固分项
o 每个分项验收需提供：施工记录、隐蔽工程验收记录、检测报告
2. 竣工验收：
o 施工单位自检合格后提交竣工验收申请
o 监理单位组织初验，提出整改意见
o 建设单位组织设计、勘察、监理、施工五方验收
o 验收合格后签署《单位工程竣工验收记录》
3. 资料归档：
o 竣工图纸（含加固设计变更）
o 材料出厂合格证及进场检验报告
o 施工记录及隐蔽工程验收记录
o 检测报告（结构性能检测、承载力试验等）
o 竣工验收文件
十、后续使用维护
10.1 维护要求
1. 定期检查：
o 加固后1年内每3个月检查一次，1年后每半年检查一次
o 重点检查：型钢锈蚀情况、碳纤维布保护层完整性、节点区有无裂缝
2. 维护措施：
o 发现型钢表面防锈漆破损及时修补（采用环氧富锌底漆+氯化橡胶面漆）
o 碳纤维布表面防火涂层破损处补涂（厚度≥3mm）
o 定期清理锚杆静压桩桩头周围杂物，保持排水通畅
10.2 使用限制
· 严禁在加固构件上新增荷载（如悬挂重物、开设洞口）
· 严禁在碳纤维布表面使用强酸强碱清洁剂
· 室内环境温度不宜超过60℃，相对湿度≤70%
· 未经原设计单位同意不得改变建筑使用功能
本施工方案针对望江建筑结构加固工程特点，结合现行规范要求编制，施工过程中需严格执行各工序质量控制标准，确保加固工程达到设计使用年限和安全等级要求。施工期间应加强与设计、监理单位沟通，出现异常情况及时采取有效措施，保障工程质量与施工安全。