直接剪切型锚栓钢板在加固混凝土构件中的应用

侯江华 （四川外国语大学后勤基建管理处，重庆 400031）

1 工程概况

某大型厂房项目，总建筑面积3700m，主要功能区跨度为28m，长度60m。总体采用框架结构体系，屋盖采用钢结构。在施工过程中，因施工现场条件限制和施工作业管理不足等因素，混凝土拆模之后，出现严重蜂窝现象，尤其是在结构连接部位，这样将严重影响结构安全。针对这种现象，在满足结构安全要求同时，也能降低工程造价的前提下，在施工中我们用了直接剪切型锚栓钢板加固混凝土构件的方法。

2 混凝土加固主要依据

①原设计施工图纸

②结构检测报告

③《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2013）

④《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2010）

⑤《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）

⑥《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018-2002）

⑦《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）

⑧《建筑结构加固工程施工质量验收规范》（GB50550-2010）

3 加固技术方案

3.1 分区施工的原则

如果同一结构单元在不同的楼层使用直接剪切型锚栓钢板，当某一楼层完成了某一批次的直接剪切型锚栓安装，则在该批次直接剪切型锚栓安装完成后的6h内，相邻上下各三个楼层高度范围内不得进行电锤打孔、风镐拆除混凝土等高频率电动工具施工操作，以确保直接剪切型锚栓锚固剂不受扰动。

3.2 分批次施工的原则

同一楼层的全部直接剪切型锚栓钢板应分批次完成施工；任何一块锚栓钢板施工中，直接剪切型锚栓必须分两个批次安装。

3.2.1 梁体

同一梁体对应两侧面均使用直接剪切型锚栓钢板时，应分为两个批次完成；当其中一侧全部完成直接剪切型锚栓钢板安装，并确保锚固剂获得设计强度后，方可开展对应另一侧的混凝土钻孔和锚栓安装等施工程序。同一楼层的梁底直接剪切型锚栓钢板可按一个批次完成施工，也可根据实际情况分批次施工。

3.2.2 柱子

同一楼层的柱子直接剪切型锚栓钢板安装应分两个批次完成。当存在柱子四个面需要安装直接剪切型锚栓时，第一个批次针对柱子两对边安装；当第一个批次全部完成直接剪切型锚栓钢板安装，并确保锚固剂获得设计强度后，方可开展对应另一侧的混凝土钻孔和锚栓安装等施工程序。

3.3 直接剪切型锚栓钢板的施工方法

由于直剪型锚栓钢板加固处理方法是一种新型的加固专利技术，主要适用于混凝土结构的加固处理。直接剪切型锚栓在结构构造、施工工艺和安装方法、加固性能等方面完全不同于普通化学锚栓，其技术内涵和特征受国家专利法保护（国家授权发明专利号：ZL201210290563.X）。直接剪切型锚栓钢板加固成套技术施工遵循下述施工方法，并满足相应的技术要求。

主要材料的种类及数量表

3.3.1 主要材料及设备

主要材料的种类及数量需根据后期结构形式是否继续改变而做相应的调整。

3.3.2 混凝土表面处理

钢板安装范围的混凝土表面应进行打磨，清除表层浮桨，暴露出混凝土坚固基层。经打磨后的混凝土表面应能清晰显示粗骨料分布，表面应基本平整。经打磨后的混凝土表面应逐块进行确认并记录，在后续施工过程中应加强保护，不受水浸，不得污染。需要打磨的混凝土表面积应略大于钢板表面积。

3.3.3 破损混凝土处理

①将松散的混凝土剔除，剔打干净。

②用清洁自来水冲洗干净，去除浮沙及灰尘，保证原混凝土完整部分清洁，方便后续施工。

③对外露的钢筋进行除锈，若外露钢筋发生变形，则需进行矫正，恢复至损伤前。

④剔除和清洁处理完成后，需对有裂缝的位置进行注浆处理，施工方法及要求详灌浆法工艺流程。

⑤待灌浆强度达到后，按破损情况支模，采用高延性混凝土浇筑。

⑥养护一周，待强度达到后脱模并凿除多余混凝土，恢复原柱造型。

⑦用打磨机将混凝土打磨平整，并清洁干净，做好加固前准备。

3.3.4 混凝土裂缝处理

剔除表面后，首先应对裂缝进行全面检查、标注和治理。对于宽度<0.2mm的裂缝，采用改性环氧砂浆骑缝涂抹、封闭，当稀而少时可骑缝涂复修补（图1），对于细而密的裂缝应采用全部涂复修补。对于宽度≥0.2mm的裂缝，采用恒定低压压注改性环氧化学浆液（砌体裂缝修补胶）的方法进行修补（图2）。

图1 骑缝表面修补裂缝示意

图2 化学灌浆修补裂缝示意

3.4 灌浆法施工工艺流程

灌浆法施工应按以下工艺流程进行：

①埋设灌浆嘴（盒、管）。对于细（≤0.3mm）裂缝，可用钢丝刷沿缝进行表面刷毛和清洁处理，然后骑缝用环氧胶泥粘贴灌浆盒或灌浆嘴；对于宽（＞0.3mm）裂缝，宜沿缝开凿V形槽，然后骑槽粘埋灌浆嘴；盒、嘴间距400mm～1000mm，灌浆管距离为1000mm～2000mm，原则上，缝窄应密，缝宽可稀，但每条裂缝至少须有一个进浆孔和排气孔。

②封缝。对于不凿槽裂缝可用环氧胶泥封缝，先沿裂缝刷一道环氧树脂基液，后抹一层厚1mm左右、宽20mm～30mm的环氧胶泥；也可用环氧树脂粘贴1层～3层脱蜡玻璃丝布封缝，宽80mm～100mm。

对于凿U形槽裂缝，可用水泥砂浆封缝，为增强砂浆与界面的粘着力，应先于槽面上刷一层环氧树脂浆液，然后才嵌填水泥砂浆。密封检查；待封缝胶泥或水泥砂浆固化后，沿缝涂一层肥皂水，并从灌浆嘴向缝中通入压缩空气，若无冒泡现象，表示密封效果良好，否则应予修补。配制浆液；一次配制浆液数量，应视浆液凝固时间及灌浆速度而定。灌浆主要设备为灌浆泵，包括贮浆罐、贮气罐、空压机或手动气泵；附属设备包括灌浆嘴（或灌浆盒、灌浆管）、连接管道及搅拌器等。灌浆时应对全部设备进行检查，并接通管路，用压缩空气将孔道及裂缝内粉尘吹净。灌浆由缝的一端灌向另一端，竖缝由下往上灌。化学灌浆压力为0.2MPa～0.4MPa，水泥浆灌浆压力为0.4MPa～0.8MPa灌浆。压力应逐渐升高，防止骤然加压使裂缝扩大。每次灌浆以邻近贴嘴冒浆为准，冒浆后立即用木塞塞紧；依次压灌，直至最后一个贴嘴冒浆，并用木塞塞紧，保持恒压继续压灌。当吸浆率小于0.1L/min时，再续灌5min～10min后即可停止灌浆。灌浆结束后，应立即清洗管道及设备。封口结束；灌浆后，待缝内浆液初凝而不外流时，可拆下灌浆嘴（盒），用环氧胶泥或灌浆液水泥膏，对灌浆孔进行封口，并抹平。清除灌浆嘴（盒）上浆液，以备重复使用。采用压力灌浆对裂缝处理时，承包商应确保使用浆液的可注性，并根据裂缝深度、宽度和生产商提供的数据综合确定灌注压力；压力灌注前，应对裂缝进行可靠封闭，确保整个灌注过程顺利进行。

4 施工步骤及具体做法

4.1 钢筋扫描、钢板孔位确定与钢板安装框线定位

①根据设计规定的加固钢板尺寸，将钢板安装框线准确放样至构件表面。

②在经打磨后预备安装钢板的构件表面区域，采用钢筋扫描仪确定钢筋位置。

③在CAD图形系统中对比构件内钢筋分布与设计规定的锚栓孔位布置；当设计规定的锚栓孔位与构件内钢筋冲突时，应适当调整锚栓孔位，调整的距离应尽量小，以避开钢筋后能正确完成钻孔为度，同时施工单位应考虑到仪器设备不能准确探明钢筋位置带来的影响。调整过程中，钢板上设计孔位数不能减少。

4.2 直接剪切型锚栓钢板安装

钢板初始就位→钢板临时固定→完成单块钢板全部锚栓在混凝土构件内的安装孔成孔→第一批次直接剪切型锚栓安装→第二批次直接剪切型锚栓安装。

4.3 注胶与防护

直接剪切型锚栓钢板安装完成后，应采用压缩空气吹净钢板与混凝土面之间的浮灰，再采用专用环氧树脂胶将钢板周边与混凝土交界处的缝隙全部密封，同时在钢板上、下对角处安装注胶管和出胶管。

采用灌注型结构胶对钢板与混凝土之间的间隙进行压力注胶处理，钢板与混凝土面之间的间隙能灌注密实。

直接剪切型锚栓安装完成后，应对钢板表面进行防锈处理。钢板完成防锈处理后，应再进行防火涂层施工。防火涂层应能保证构件耐火等级达到一级的性能要求。

5 结语

在使用直接剪切型锚栓钢板加固混凝土构件工程中，我们严格执行上述标准和工艺流程，达到了预期质量要求，而且避免了大体积混凝土拆除对原有结构造成的二次伤害，降低拆除施工过程中的风险，同时降低工程造价。