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增大截面加固法施工的主要環(huán)節(jié)有:加固前的卸荷處理,連接處的表面處理,新增層的施工。施工中應(yīng)用到新舊混凝土截面處理專(zhuān)用技術(shù)。
(1)加固前的卸荷。加固一般都存在新加部分應(yīng)力滯后問(wèn)題,為了使新舊結(jié)構(gòu)盡可能共同受力,加固前應(yīng)盡量卸去原結(jié)構(gòu)所承受的荷載,完全和精準(zhǔn)的卸荷可采用千斤頂反向加載,簡(jiǎn)單的卸荷可僅移去活荷載,并控制施工荷載。
(2)連接表面的處理。對(duì)原有混凝土的缺陷清理至密實(shí)部位,鑿去一切風(fēng)化酥松層、碳化銹層及油污層,并將表面鑿毛或打成溝槽。溝槽的深度不宜小于6mm,間距不宜大于箍筋間距或200mm,被包的混凝土棱角應(yīng)打掉,同時(shí)應(yīng)除去浮碴、塵土。原有混凝土表面應(yīng)沖洗干凈,澆注混凝土前,原混凝土表面應(yīng)保濕,擦干滯留水,刷凈水泥漿或涂刷界面處理劑進(jìn)行處理。原有和新設(shè)受力鋼筋應(yīng)進(jìn)行除銹處理;在受力鋼筋上施焊前應(yīng)采取卸荷或支撐措施,并應(yīng)逐根分區(qū)分段分層進(jìn)行焊接,以盡量減少焊接熱量對(duì)鋼筋的影響。
(3)新增層的施工。模板搭設(shè)、鋼筋安置以及新混凝土的澆注和養(yǎng)護(hù),應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》要求。
(4)施工工藝。增大截面加固法加固施工時(shí),推薦采用施工工藝是:
a噴射混凝土澆筑工藝,施工較為簡(jiǎn)便,混凝土質(zhì)量和結(jié)合性能可顯著提高,與普通混凝土相比,噴射混凝土早期強(qiáng)度較高,常溫下一天的抗壓強(qiáng)度可達(dá)6.0~15.0MPa,與舊混凝土的粘強(qiáng)強(qiáng)度較高,粘結(jié)抗拉強(qiáng)度可達(dá)1.5~2.5MPa,接近混凝土本身強(qiáng)度,比普通混凝土粘結(jié)強(qiáng)度高2~4倍。
b混凝土灌漿料,按設(shè)計(jì)及規(guī)范、材料說(shuō)明要求進(jìn)行拌制灌漿料。將拌制好的灌漿料灌入模板內(nèi),并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼駬v,使其達(dá)到密實(shí)可靠。
在加大截面法加固柱施工過(guò)程中如何保證新老混凝土整體工作就成為構(gòu)造措施的關(guān)鍵。為了確保結(jié)合面能有效的傳力,使新老混凝土能整體工作,在設(shè)計(jì)過(guò)程中就要考慮如何把外包混凝土的封閉箍筋,通過(guò)可靠的的方式與原混凝土柱聯(lián)系。要使眾多的箍筋能與原混凝土柱連接好,需要設(shè)計(jì)出可靠而簡(jiǎn)單的連接方法。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況考察比較多種方案,最后確定連接構(gòu)造,該方法有效且方便施工,容易操作。該連接構(gòu)造的傳力途徑為:
1.將原柱四面各安放兩根槽鋼,作為后加箍筋的支架。
2.槽鋼通過(guò)以下方式和原柱混凝土相連接:
(1)原柱施工時(shí)留下PVC套管,且槽鋼靠近原柱混凝土?xí)r,穿對(duì)拉螺栓固定槽鋼;
(2)對(duì)于沒(méi)有PVC套管但槽鋼靠近原有柱混凝土處設(shè)置膨脹螺栓,用膨脹螺栓固定槽鋼。
(3)對(duì)于槽鋼離原有柱混凝土較遠(yuǎn)時(shí),則應(yīng)預(yù)先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸把槽鋼和鋼板用鋼筋焊接成桁架形式,再把鋼板用膨脹螺栓固定在原有柱混凝土上。在正式施工前必須先對(duì)膨脹螺栓的抗拔性能進(jìn)行試驗(yàn),以保證能達(dá)到原柱混凝土有效連接的效果。
3.槽鋼按放好后,根據(jù)圖紙安放好外包柱鋼筋,然后把后封閉箍筋和槽鋼焊牢。箍筋在豎向方向上每米設(shè)一個(gè)封閉加強(qiáng)箍與槽鋼焊牢。在基礎(chǔ)頂面及樓層面上設(shè)封閉加強(qiáng)箍。
采用增大截面對(duì)結(jié)構(gòu)受力部位進(jìn)行加固是常見(jiàn)的一種方式,對(duì)于承載力和剛度不足的混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō),這種加固方式是很實(shí)用也很經(jīng)濟(jì)的一種方法,該方法通過(guò)增大原結(jié)構(gòu)截面面積和增大受力筋配筋率來(lái)達(dá)到提高構(gòu)件承載力和剛度。
通常需要加大截面面積法的構(gòu)件一般是在受彎部位,對(duì)此有三種加固方式來(lái)達(dá)到此目的。
一、在截面受壓區(qū)加固受彎構(gòu)件
加固構(gòu)件鋼筋應(yīng)力、承載力、抗裂度、撓度、裂縫寬度的計(jì)算和驗(yàn)算,按照疊合式受彎構(gòu)件的規(guī)定進(jìn)行。為減少新增混凝土面層產(chǎn)生溫度、收縮應(yīng)力引起的裂縫,需按構(gòu)造要求配置受壓鋼筋和分布鋼筋。需要注意的是,該種方法主要用于樓板的加固,對(duì)梁而言,僅在樓層或屋面允許梁頂面突出時(shí)才能使用。因此,一般只用于屋面梁、邊梁和獨(dú)立梁的加固,上部砌有墻體的梁雖然也可采用這種做法,但應(yīng)考慮拆墻是否方便。
二、在截面受拉區(qū)加固受彎構(gòu)件
這種方法主要針對(duì)受彎構(gòu)件受彎承載力不足的情況,由于受到二次受力的影響,其正截面受力性能與疊合式受彎構(gòu)件和混凝土受彎構(gòu)件正截面受力性能有所不同。
三、在截面受壓區(qū)和受拉區(qū)加固受彎構(gòu)件
這種加固主要針對(duì)受彎構(gòu)件的正負(fù)受彎承載力均不滿(mǎn)足要求的情況。
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