建材发展导向２０１１年０８月 施工技术 对建筑结构工程中粘钢加固技术的探讨 朱惠 （广东茂名５２５０００） 摘要：粘钢加固技术是国外研究和应用最早的“一种粘贴加固技术”，工程应用始于２Ｏ世纪６０年代，现已经广泛应用于桥梁和房屋结构中。粘钢加固 方法安全可靠、施工方便、既可补强加固，又可加大刚度，大幅度提高其承载力，增强其延性。以下本文详细介绍了粘钢加固技术的工艺过程以及如何进行施 工组织和质量检查。 关键词：钢筋混凝土结构：粘钢加固技术；工艺过程；质量标准 现金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直， 结构粘钢加固是一种建筑结构工程的加固新技术。粘钢加固技术 其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。（８）大面积锈蚀的钢板，须先用适度盐酸浸泡２０ｍｉｎ，使锈层脱落，再 中，要选择可靠的粘结剂和合理的粘贴工艺。严格按照工艺规范施工，切 实做好混凝土表面处理、钢板除锈和粘贴后加压固定等工作，以保证补 用石灰水冲洗，最后用平砂轮打磨出纹道。１．３配胶 强加固的可靠性。混凝土结构加固用胶，强度高，粘结力强，耐老化。弹性 ２．目前各种结构加固用胶粘剂通常分为主剂、固化剂双组分，将主剂、 模量高，线膨胀系数小，具有一定的弹性，胶本身强度及其粘结强度大于 混凝土的强度。国内粘钢加固技术的研究始于２０世纪７０年代，不少学 固化剂两组分别倒入干净容器，容器内不得有油污，利用手提电钻搅拌， 者做了大量的试验和研究，并广泛地运用于工程实际，取得良好的效果。 或采用人工搅拌，搅拌至色泽完全均匀为止。２．１．４粘贴 与其它几种传统加固方法相比较，粘钢加固有一些特殊的优点： 胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在己处理好的混凝土表面和钢板 （１）基本不增加构件及结构的荷载，不改变原设计的结构体系和受 贴合面，为使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面，宜先用少量胶在 力形式。 结合面来回刮抹数遍，再添抹至所需厚度（１～３ｍｍ），中间厚边缘薄，然后 （２）胶粘剂硬化时间快，施工周期短，基本不影响正常的生产。 （３）胶粘剂强度高于混凝土本体强度，可以使加固体与原构件共同 将钢板贴于预定位置，若是立面粘贴，为防止流淌，可加一层脱蜡玻璃丝 工作，受力均匀。 （４）粘钢加固一方面补充了原构件钢筋的不足，有效提高原构件的 承载力；另一方面还通过大面积的钢板粘贴，有效地保护了原构件的混 凝土，裂缝的开展，提高了原构件的刚度和抗裂能力。 （５）节约成本，采用此方法比其他传统加固方法降低造价约１０％左 右。 布。 １粘钢加固技术的优点 ２．１．５固定与加压 钢板粘好后，应立即用特制Ｕ形夹具夹紧或用支撑顶撑或用膨胀螺 栓等固定，并适当加压，以使胶液刚从钢板边缘挤出为度。 ２．１．６固化 ２粘钢加固技术的工艺过程及质量标准 ２．１工艺流程 粘贴钢板处划线定位下料一被贴结构表面打磨至混凝土坚实基 层一加固构件表面及钢板表面除锈打毛一被加固构件的卸荷一配制胶 及粘贴表面涂胶一粘贴钢板，固定加压１．５ｋｇ／ｍ２－－ｄＮ化３ｄ一加固面防护 处理。 （１）在常温条件下（２０℃）固化２４ｈ，便可达到最高强度值的６０％以 上，４８ｈ固化完全，３ｄ后可使用。 （２）混合后的结构胶，随着环境温度升高，固化速度将加快。试验表 明：当环境温度为１０℃时，９０ｍｉｎ固化；２Ｏ℃时，６０ｍｉｎ固化；３Ｏ℃时，３０ｍｉｎ 固化。 ２．１．１钢板下料制作 按设计图纸要求，根据混凝上构件的实际尺寸对钢板进行下料、成 型、钻孔（钻孔以混凝土构件上螺栓孔位置为准）。 ２．１．２基底处理 表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理。 混凝土构件结合面，应根据构件表面的新旧、坚实、干湿程度等，分 别进行处理： （１）表面有浮油污物的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾丙酮 刷除表面浮油污物，后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去２－３ｒａｍ 厚表层，直至完全露出新面，并用压缩空气吹除粉粒，处理后，若表面凹 凸不平，可用高强树脂砂浆修补。 （２）表面已碳化的旧混凝土构件的粘合面，直接对粘合面进行打磨， 去掉１－２ｒａｍ厚表层，用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净，待完全干 燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。 （３）新混凝土粘合面，先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷 沾洗涤剂洗刷表面，或用清水冲洗，待完全晾干后即可。 （４）湿度较大的混凝土构件或龄期在３个月内的混凝上构件，因一 般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘结强度会大幅度降低，故除满足上述 要求外，尚须进行人工干燥处理。 （５）露筋的混凝土表面，需用钢丝刷将钢筋表面的锈蚀除去，再剔除 松动的混凝土，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补。 （６）本身空鼓的混凝土构件，应将空鼓处剔除，用清水冲洗润湿，用 高强树脂砂浆修补混凝土。 （７）未生锈或轻微锈蚀的钢板，可用喷砂、砂纸或平轮打磨，直至出 因此，使用结构胶时要严格执行操作程序，做好充分的准备工作，防 止混合好的结构胶由于搁置时间过长而固化，失去粘结性。反之，随着温 度降低，结构胶固化速度也随之降低，这样会延长工期，增加施工的难度 和费用。经验证明，粘钢加固施工的最理想温度是２Ｏ。Ｃ左右。 ２．１．７防腐处理 外部粘钢加固，应按设计要求对钢板进行防腐处理。一般采用刷防 锈漆、钢板网抹灰、喷防火涂料、环氧砂浆涂抹等方法进行保护，并且间 隔一定周期进行检查与重处理。 ２．１．８注意事项 （１）由于配置好的结构胶发热较大，经常导致结构胶快速固化，所以 应用导热较好的容器，每次配胶时不应过多（３～５ｋｇ），应及时涂抹，不应 间隔太长时间而导致结构胶固化。结构胶属于易燃物品，在施工过程中 应注意防火。 （２）在涂抹已处理好的混凝土表面和钢板时，注意在中心轴线位置 可以多涂抹些结构胶厚度在２－３ｍｍ，然后往两边厚度逐渐减小，在加压 挤胶时，有利于胶体均匀分布，避免中心位置形成空鼓或胶体厚度不够。 （３）当钢板面积较大时，在放置时应快速倾斜下放，避免胶体流淌和 整块钢板整面接触到结构胶而在混凝土上胶体和钢板胶体之间由于空 气的阻断而产生空鼓 （４）在加压时，最好在钢板面上放置压条，然后再每间隔５００ｍｍ位 置上置上夹具，加压时夹具两边应同时施力，且间隔一个夹具加压，然后 再把剩余夹具进行加压，这样可以避免沿钢板纵向胶体不均。 （５）处理端部锚固时，首先应注意Ｕ型锚固环下料时应精确，避免过 大造成结构胶厚度过厚导致粘结强度下降，或过小而造成锚固环套不 上。加压时最好在锚固环开口处打上膨胀螺丝进行加压。 ２．２劳动力安全 ・２５１・ 施工技术 建材发展导向２０１１年０８月 对土钉支护施工技术的探讨 施瑞芳 （浙江省建工集团有限责任公司） 摘要：本文作者结合多年工作经验对土钉支护施工技术的探讨作出了相关的分析，以供同行参考。 关键词：土钉支护；特点；构造：施工 土钉支护技术始于法国，其名称原自法文（Ｃｌｏｕａｇｅｄｅ Ｓｏ１），２０世纪 钢管时，可在打入后管内注浆，增强土钉与土的粘结力，提高土钉的抗拔 ９Ｏ年代以来，我国有不少专家和学者对该项技术进行了深入地研究和实 力。注浆方式有低压注浆和高压喷射注浆。土钉长度一般为开挖深度的 际应用，证实它是一种安全可靠，经济效益可观的技术，在我国某些地 Ｏ．５～１．２倍，间距为１～２ｍ，与水平夹角为５～２０￣。适用的土钉墙墙面坡度 区，土钉支护最大垂直坑深已达２１．５ｍ。 不宜大于１：０．１。面层为土钉墙的重要组成部分。 土钉结构的面层虽不是结构的主要受力构件，但它是传力体系的一 ｌ土钉支护结构的特点及应用范围 土钉支以尽可能提高和最大限度地利用基坑边壁土体固有力 个重要部分，也起保证各土钉之间土体的局部稳定性，防止场地土体被 学强度、变土体荷载为支护结构体系的一部分为其基本原理，土钉主动 侵蚀风化的作用。面层应在每一阶段开挖后立即设置，以原位土体 支护土体，并与土体共同作用，具有施工简便、快速及时、机动灵活、适应 的减少并阻止原土的力学性质，特别是抗剪强度的降低。永久性的土钉 钢面板作为面层，以满足美观 性强、随挖随支，以及安全经济等特点，因而在基坑中得到了广泛地应 工程中已大量应用预制和现浇混凝土板、和耐久性的要求。目前常采用的面层为＋６ｍｍ～￣ｂｌＯｍｍ，间距１５０～３００ｒａｍ 用，取得了显著地社会和经济效益。但是在基坑支护过程中，也发生不少 地面开裂，坑壁塌方，坑地土隆失稳，邻近地下管破裂破坏等事故，因此， 的钢筋网，强度等级不低于Ｃ２０的喷射混凝土组成，面层厚度为８Ｏ～ 《建筑施工安全检查标准》（ＪＧＪ５９—９９）将基坑施ＺＹｄ为一项安全检查内 １５０ｍｍ。容，并要求对于较深的基坑必须进行专项设计和支护。目前，深基坑支护 ３复合土钉墙技术及其施工的一般原则和要求 已经有多种较为成熟的技术，而土钉支护是一项比较新颖的技术。 在土钉墙施工过程中，总结出一种经过改良的复合土钉墙技术，这 在工作机理上，土钉墙是高强度土钉、网喷混凝土面层及原状土三 种复合土钉墙在被加固的土体内，除了设置短而密的土钉外，还在基坑 者共同受力，增强了土体破坏延性，很好地改变了边坡突然塌方的性质， 的ｌ临空面设置有适当宽度并插入坑底一定深度的水泥搅拌桩。由于设置 有利于安全施工；在工艺上，采用了边开挖边支护的方法，工作面不受限 了水泥搅拌桩，防止了坑底的隆起和管涌，并建立了一道止水帷幕，形成 制，缩短了工期；在投资方面，因土钉利用了土体的自承载能力，使基坑 封闭的防水系统；其次，形成了自立高度，提高了基坑过坡开挖阶段的稳 定性。复合土钉墙是基坑支护设计的一种新技术，对于在类似软弱土层 周围土体转化为支护结构的一部分，经济效益可观。 土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排水措施后的素填 中进行支护设计起到重要的作用。 土、普通性粘土、粘性的砂土和粉土等较为均匀土体边坡。当场地同时存 土钉墙支护作为一种挡土结构应满足规定的强度、稳定性、变形和 在土层和不同风化程度岩体时，应用土钉墙支护特别有利。土钉墙支护 耐久性等要求。当土钉墙支护用于城市建筑密集地区的深基坑时，控制 与支护的变形就变得更为重要。深基坑开挖土钉墙支护的施工特点 应用范围非常广泛，主要有： （１）土体开挖时的临时支护。用于高层建筑等深基坑开挖，地下结构 是：①施工过程中必须自始至终与现场的测试监控相结合，通过变形等 施工开挖，土坡开挖等： 测量数据和施工过程，不断发掘现场地质情况，及时指导下一步的施工。 （２）永久挡土结构。这类工程一般与施工开挖时的临时支护相结合， ②要充分考虑地表径流和地下水的影响。如施工时渗水严重就不能喷射 面层混凝土，容易引起塌坡和塌孔。当地下水的流量较大，施工时应采取 如隧道洞门端部挡墙和洞口两侧挡墙，桥台挡墙等； （３）现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固等； 专门措施降低地下水位。 （４）边坡稳定。用于加固可能失稳的堤坡。 ４应用实例 ２土钉墙的构造 工程地下室有３层，地上由３栋３０层和１栋２５层组成，其地下室 土钉墙结构由土钉和面层两部分组成，土钉主要包括钻孔注浆土钉 底板标高为一６．５ｍ，地面标高为６．４ｍ，基坑开挖深度约１２．９ｍ。该工程场 和打入式土钉两种形式。 地三边临街，一边有建筑物，其水文、地质情况如下： （１）钻孔注浆土钉最常用的土钉，一般采用６６ｒａｍ ￣ｂ３２ｍｍ的钢筋， ①拟建场地原地貌单元冲洪积阶地，后经人工整平改造，场地内地 势平坦。②根据钻探揭露，场地内分布情况有人工填土，第四系冲积层、 置于￣ｂ７Ｏｍｍ～￣ｂ１２０ｍｍ钻孔中，采用强度等级不低于Ｍ１０的水泥浆或水 泥砂浆注入孔中形成。水泥浆水灰比一般为Ｏ．５左右，水泥砂浆配合比一 冲洪积层及残积层，下伏基岩为燕山晚期花岗岩。③场地第四系冲洪积 般１：１～１：２。 中砂透水性强，是场地内主要的含水层，受大气降水及地表水补给，水位 （２）打入式土钉一般采用钢管材料打入土中形成，通常钉长较短，施 变化四季而异，现地下水埋藏较深。 根据该工程所在场地的工程、水文地质情况及周边环境，并综合考 工简单快速，但不易用于密实胶结土中。当打入钢管为周围带孔的闭口 面积，如出现空鼓等粘贴不密实的现象采用压力灌胶的方法进行补救， Ｏ％，非锚固区少于７０％（锚固区由设计计算确 （２）操作员应穿工作服，戴防护口罩和手套，施工人员严禁在现场吸 若粘结面积锚固区少于９烟。 定），则判定粘结无效，需重新施工。 （３）要定期对用电设备进行检查维修。 （４）对于重大工程，为真实检验其加固效果，尚需抽样进行荷载试 （４）丙酮必须远离火源操作或放置。 验，一般仅作标准使用荷载试验，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构 的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。 ２－３质量标准 （５）大面积粘贴前需做样板，待有关方面验证后，再大面积施工。 （１）工程验收时必须有钢板及建筑结构胶的材质证明、复试报告及 胶的抗拉拔试验报告。 ３结束语 （２）每一道工序结束后均应按工艺要求及时进行检查，做好相关的 结构粘钢加固是一种建筑结构工程的加固新技术。用特制的结构胶 验收记录，如出现质量问题，应立即返工。 粘剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的表面，与混凝土构件共同作用，提 （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。 （３）加固构件的粘钢质量，一般采用非破损检验，即从外观检查钢板 高构件的抗力，从而达到加固和增强原结构强度和刚度的目的。 边缘溢胶色泽，硬化程度，用小锤敲击钢板表面，以回音来判断有效粘接 ・２５２・
