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西南商业大厦改造工程植筋锚杆和粘钢加固的监理控制技术要点 |
| 2008-2-27 11:42:01 进入评论 |
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作者：潘利强 来源：云南城市建设监理有限公司
一、概述
2004年5月我在西南商业大厦中担任项目总监理工程师。该工程位于昆明市中心地段，为90年代建成大型商场。因时代不断进步，该商场硬件设施已无法满足市场要求，建设单位决定改造该商场。基本思路为：改造一至七层的大庭；从增加垂直电梯、自动扶梯的数量和位置，以改善原大厦错层、交通不便的情况；扩大东、西区两个小中庭的空间，原剪刀梯改为平行梯；增大钢结构使外围一、二层的经营面积，使大厦位于一个垂直平面。
由于结构的改造工程量相对较大，难度较高，设计在结构改造工程以上部位中大量采用植筋锚杆和粘钢加固技术。根据国内十多年的实践表明，将强度高的钢筋（锚杆）植入钢筋混凝土中，将钢板粘贴于被加固的钢筋混凝土梁、柱受力部位，不仅能保证砼和钢板作为一个新的整体共同受力，而且能充分发挥粘钢的强度。封闭粘贴部位加固构件裂缝，约束砼变形。从而有效地提高加固构件的刚度与抗裂性；同时可以根据设计需要而施工，有效的发挥被加固构件的抗弯、抗剪及抗压性能，受力均匀，不会在砼中产生应力集中现象。
针对多点、多面的植筋锚杆和粘钢加固，以西南商业大厦改造工程为例，我总结了监理过程中应明确实施和控制的一些要点及具体做法。
监理控制重点概述为：施工单位进场时核查分包单位的营业执照、企业资质等级证书、专用许可证、岗位证书；审批其施工方案（应含有可实施的安全措施）；施工前核查建筑结构胶厂家的资质、产品合格证、检测报告；核查钢板、焊条及螺栓的材质报告，操作人员上岗证；另应对作业者操作关键部位采取巡视、旁站等方法，全面监控工序过程，从而确保工程质量，最终满足工程改造要求。
二、监理应首先明确植筋锚杆及粘钢加固在本工程的适用范围
本工程在以下部位施工中，采用了植筋锚杆和粘钢加固技术：
1、大中庭结构补平，原砼主梁设置钢板套箍注胶、并安装钢牛腿；
2、大中庭原周边砼梁、柱粘钢加固；
3、大中庭观光梯钢结构与原砼梁联结；
4、建筑物周边一、二层钢柱与原砼粱采用植筋焊接联结，结构梁挑板植筋；
5、东、西区小中庭扩大前周边次梁底粘钢加固；
6、东、西区小中庭扩大后增设钢牛腿、工字钢粱使残留次梁、楼板钢筋与钢梁共同受力；
7、中庭、东、西区小中庭增设自动扶梯部位外包钢灌胶加固原砼梁，根据扶梯尺寸设置钢牛腿；
针对以上部位必须对其质量进行监控，确保施工质量，达到验收标准。
三、工程实施前应依据以下文件规范编制监理实施细则
1、工程设计图纸；
2、《建设工程监理规范》（GB50319-2000）；
3、《混凝土结构加固技术规范》（CECS25：90）；
4、《砼结构工程旋工及验收规范》（GB50204－2001）；
5、《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205－2001）；
6、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300－2001）；
7、已批准实施的本工程监理规划。
四、在工程中细则明确的质量监控过程重点与监控内容
1、技术准备与控制
(1)熟悉图纸及说明、设计变更和设计修改通知等有关内容。
(2)在实施前必须报施工资质证明文件、施工方案送总包单位和监理审批。审查原则具体问题具体分析，方案切实可行、施工措施严谨、组织机构到位。
(3)要求总包组织对专业分包进行书面技术交底、安全交底，并报监理备案。
(4)施工前，监理部对施工方所采购的各种材料，包括结构胶、钢材、螺栓等主要原材的材料准用证、出厂质量证明等进行审核签认。签认时应特别注意提供建筑结构胶耐久年限的相关证明文件，与建筑物的使用年限对比。
(5)如采用新材料、新产品，监理部要核查鉴定证明和确认文件。主要指非规范推荐的建筑结构胶。
(6)监理工程师检验、核对上岗人员与所持证件是否相符。
(7)加强原材料的进场验收工作，核查每批材料产品合格证和出厂证明是否相符。按规定随机抽样检验、复试，凡不合格杜绝使用，包括钢、胶、钢材，同时进行见证取样试验包括钢筋、钢材等。
(8)要求施工方应及时认真收集、整理技术档案资料。做到记录真实、数据准确、分类归档、准时填写隐、预检等验收资料上报总包及监理予以确认，方可进入下一道工序。
(9)监督施工单位制定好成品保护措施，认真落实执行。
2、植筋锚杆施工操作的监控要点
(1)检测允许误差：
孔位：单栓：+5mm、－0mm；群锚：+2mm、－0mm；
孔深： +10mm、－0mm；
垂直度：±5°；
安装允许偏差（在设计无特殊要求时）：锚固深度：+5mm、－0mm；拧紧扭距：±15%。
孔径：根据本工程实际情况确定（见下表）。
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标称直径(mm) |
允许公差(mm) |
标称直径(mm) |
允许公差(mm) |
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6 |
+0.05－0.4 |
12－30 |
+0.1－0.55 |
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8-l0 |
+0.05－0.45 |
30以上 |
0.15－0.7 | (2)按设计图纸在构件上放出孔洞位置线，经核查后方可钻孔。应探明原结构主筋位置，确认钢筋是否与钻孔位置矛盾，否则通知设计单位协商解决。钻杆长度一般须大于锚固深度（按照设计要求确定）。
(3)清孔：采用高压空气吹射，清除孔内粉尘和细小颗粒。用电热棒烤干孔内积水。植筋前用棉丝浸泡丙酮液对孔底、孔壁擦除残留污渍。最后用棉丝封堵洞口。
(4)用钢筋刷除去钢筋或锚杆表面的污锈、污物。并用棉丝浸泡丙酮擦洗其表面，清除油污、粉尘等异物。处理后的钢筋，凉置于清洁支架上3～5min。
(5)植筋用建筑结构胶按说明书规定的A、B两组分配合比，及操作要求进行配制。检查胶体搅拌抽查是否均匀。
(6)垂直植筋：把胶灌入孔内，再插入钢筋至孔底，顺时针旋转钢筋使胶混合均匀。旋转约1～2分钟，调整好钢筋位置准确并加以固定。
水平植筋：钢筋插入后，孔口封堵。由灌胶孔及排气孔压力灌胶。
(7)按产品说明书的要求进行固化，在固化时间内保护钢筋不受扰动。
(8)对于失败孔，应填满化学粘接剂或高一个强度等级的水泥砂浆，再另选新孔。
3、粘钢加固施工操作的监控要点
(1)粘钢加固均设置M10胀栓，板宽小于200mm，胀栓间距300mm，板宽大于200mm双排梅花型布置。
(2)钢板加工采用切割机，按设计图及实际尺寸现场下料。
(3)水平向钢板粘贴，采用粘钢工艺；垂直向钢板粘贴，或有焊接部位采用压力灌胶工艺。
(4)粘钢工艺
①工艺流程：
钢构件装配制作→被粘砼面和钢板表面处理→粘结剂配制→涂胶（灌胶）与粘贴→固定加压→胶固化（拆支撑夹具）
②钢构件装配制作步骤：
根据设计图纸对被粘砼构件应放线钻孔（按规定选用钻头）→根据设计图纸对被粘钢板钻孔（于砼构件对应），并按要求弯曲或焊接成型（钢板拼装焊接采用45°斜角拼焊）→预埋缧栓或锚杆生根→对配制后的钢构件进行校直、校平处理，平直度＜2mm/m。
③被粘砼表面处理：
a．先进行凿毛、打磨、打平、除去2～3mm厚表层，直至完全露出砼。凿毛纹路与梁轴心线倾斜45°，凿毛点2～3个/cm。
b．在凿毛过程注意用平尺找平不垂直度允许偏差＜2mm。
c．用钢丝刷去掉凿毛、打磨过程中松散浮渣，再用气压机去处粉尘，用棉丝浸入丙酮擦拭表面，手摸无粉尘即可。
d．湿度较大的砼结构，尚需进行人工干燥处理。
④钢板表面处理：
a．钢板粘结前，必须进行除锈和粗糙处理。可用喷砂、平砂轮打磨。直至出现金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。
b．用棉丝浸泡丙酮擦拭钢板表面。
⑤建筑结构胶配制：
按说明书进行，因各施工环境、条件温度等不同，粘贴施工前现场应按规定配比。再次进行试配固化试验，观察其固化状况是否正常。包括有效期一个月以上的原料。
⑥涂胶
a．用毛刷粘清胶，对己处理的砼构件表面均匀涂刷底胶一次。
b．对己处理好的钢板粘结面均匀涂刷底胶一次并来回无规则抹数次。将已配制好的结构胶用开刀涂抹在钢板（或砼结构粘结面上）表面周边厚2～3mm，中间厚3～5mm（中间厚边缘薄），然后将钢板贴于预定位置。
⑦灌胶（压力）
灌胶工艺：砼构件与钢板粘结后表面处理→拼装或焊接成型→封缝→压力灌胶。
a．砼构件与钢板粘结前表面处理同前。
b．拼装或焊接成型：按图纸要求安装或焊接且与砼构件粘结面留l～3mm间隙。并与砼构件固定牢靠。
c．封缝：对易流失结构胶的有关部位用胶泥封堵严密，以保证压力灌胶密实度。
d．压力灌胶：
封缝胶泥固化后将配制好的结构胶放于注胶罐内，压紧罐盖。接上输气管和贮胶罐，用压缩空气（气压机或氧气）将贮胶罐中结构胶压力注入砼和钢板间隙中，保证胶体在各部位的密实度。
压力灌胶的气压力一般控制在0.2～0.3Mpa，注胶口由下而上依次排列，一般从下开始每500mm一个。排气孔设置在最高端部，孔径Φ10。
压力灌胶完成后，取注胶管时应用硬胶泥或木塞封堵进胶口及有关部位排气口，防止结构胶流失。
⑧固定加压
钢板粘贴好后，立即用卡具支撑或膨胀螺栓固定，并适当加压。以使胶液从钢板边缘挤出为度，膨胀螺栓一般兼作永久附加锚固措施。
⑨胶固化（拆支撑夹具）
一般建筑结构胶在常温（20℃）24小时固化即可拆除夹具或支撑，3d可受力作用。若低于20℃或冬季，固化时间延长根据试验决定。
4、施工的质量标准与验收
(1)植筋锚杆
①采用探杆进孔内检查，必要时用手电照明确认孔内无异物和颗粒物。
②手指摸试孔壁无粉尘，孔壁清洁。
③钢筋表面无浮锈、污物，并露出金属光泽。
④插入钢筋后应有适量胶液溢出，确认不欠缺胶量。
⑤根据设计要求进行拉拔试验，应由有资质单位进行。现场检验用随机抽样办法进行，一般选在受力较小部位，非破坏性试验。拉拔值为设计值1.1～1.3倍，数量3‰。
(2)粘钢加固
①保证项目：
a．钢材品种、型号、规格和数量必须符合设计要求；
b．焊条必须符合要求；
c．建筑结构胶性能满足设计要求，建议采用《砼结构加固技术规范》（CECS25：90）中推荐的JGN型建筑结构胶，若采用新型结构胶应经设计书面同意；
d．胶体配制必须严格执行实验室下达的配合比；
e．焊缝表面不得有裂缝、夹渣、焊瘤、烧穿、咬边。
②基本项目：
a．按照《砼结构加固技术规范》（CECS25：9）标准执行；
b．粘结有效面积：锚固区90％，非锚固区70％；
c．粘钢外观平整、焊缝均匀、无焊渣、无飞溅物。
五、施工安全的监控工作重点：
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，戴防护口罩和手套。
4、工作场所应配备各种必要的灭火器以备救护。
5、高空作业须配备相应的安全器械
六、总监理工程师应协调作好以下几点：
1、粘贴钢板被加固结构应进行卸荷，以提高结构加固效果。
2、由于原砼结构质量较差，在正式大量加固前，应进行结构检测后进行。
3、压力灌胶方法参照《砼结构加固技术规范》（CECS25：90）中附录二裂缝修补方法进行。
4、细则对加固工程划为特殊分项工程，应采用加强巡视、重点灌胶部位应安排监理人员旁站等监督措施。其中植筋、粘钢、灌胶在结构胶实施前列为控制的停止点，在监理工程师验收合格后方可实施结构胶的施工。 |
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