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 房屋结构加固改造


16344518.jpg公司拥有建筑工程设计甲级、防水及特种专业工程(结构补强)等资质,在地基处理、结构加固、防水堵漏及钢结构等领域拥有设计、技术开发、施工等系统服务能力,为客户提供从技术策划到项目实施的全过程服务。

目前公司配置了ANSYS软件的Mechanical模块和Civilfem模块,已多年来为宝钢建设积累的技术底蕴做后盾,专业配备齐全、技术力量雄厚。

在市场竞争日益激烈的今天,公司凭借良好的企业信誉和自身综合实力争取到了越来越大的市场份额,参与实施了上海市第一批校安工程(天山二中、罗山中学等)的设计与施工以及世博会韩国馆锚杆静压桩等一大批重点工程项目,完成项目均得到了甲方(业主)及监理单位的一致好评。


一、服务内容 

 特种工程领域,公司主要承接工业民用建筑结构检测、鉴定及加固加层改造工程设计与施工。细分如下:

(1) 基础锚杆静压桩施工

(2) 钢筋混凝土切割、拆除

(3) 碳纤维加固、粘钢/包钢加固

(4)增大截面积加固

(5)置换混凝土法

(6)预应力加固法 

(7) 种植钢筋、化学锚栓

(8) 建筑物纠偏、平移

  二、加固特点:

1、一般流程是需先进行结构鉴定,然后根据鉴定报告进行加固设计、施工

2、加固应尽量少对原结构进行扰动、破坏,如可优先选用粘贴碳纤维、粘钢加固

3、加固前业主需提供房屋原建筑、结构图纸、地质资料;视工程具体情况提供相 关的房屋检测鉴定报告。资料越多越好

4、加固应尽量选择先进可靠技术,然后再考虑经济合理等因素。

5、加固工程施工前一般需要对原结构进行卸荷,尽量减少二次受力的影响。

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上海某办公大楼加层改扩建工程

 

(1)建筑物纠偏、平移

1、建筑物纠偏

   建筑物因地基不均、荷载不均或地基土受到扰动等原因导致倾斜。建筑物倾斜会影响使用,产生不安心理,甚至倾覆,因此需要处理。建筑物纠偏的方法有:顶升、迫降、阻沉或这些方法综合。

建筑物纠偏要在充分分析原因、发展趋势的基础上,制定详细的纠倾方案。施工过程中应进行严格的监控,严格控制纠倾速率。在接近纠倾目标时,要考虑微调过程。同时,在达到纠倾目标后,还需要采取加固措施,防止后续回倾发生。

   建筑物纠偏领域,我院近年来主要使用压桩掏土纠编法与顶升纠编法。

1)压桩掏土纠偏法

    压桩掏土纠偏法,系在建筑物沉降大的一侧用锚杆静压桩法先压桩,并立即将桩与基础锚固在一起,制止建筑物继续下沉,然后在沉降小的基础一侧进行掏土,减少基础底面下的承压面积,增大掏土一侧地基中的应力,使地基达到塑性变形,造成建筑物缓慢而均匀的下沉、回倾。

 

2)顶升纠偏法

顶升纠偏主要针对钢结构厂房倾斜纠偏,对部分沉降较大的柱子进行顶升抬高,对倾斜度大柱子进行单侧顶起,再做基础处理,达到厂房回倾,柱子纠偏的目的。

 

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压 桩 承 台 基 础 施 工
 

2、建筑物平移

   在城市改造中,常遇到既有建筑影响道路拓宽改造;还有是在旧城改造中,也有古建筑需要保护而不能就地拆除。因此,建筑物平移技术就为解决这些问题提供了很好的途径。但建筑物平移涉及环节多、技术复杂,风险较高,对施工过程的控制要求十分严格。
平移方法和技术:水平移位(按轨迹分三类包括直线、折线和曲线),升降移位(整体抬升移位、整体下降移位),组合移位(两种或两种以上方式组合)

 

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(2)钢筋混凝土切割、拆除

 建筑物变动中结构切割加固技术是对建筑结构及构筑物改造、静力拆除、加固、维护所采用的专用技术。由于科学研究的深入发展和大量工程实践,已是成熟技术,广泛地应用到建筑工程中,并已编制了专业技术规范。

 无损切割技术是利用绳锯、墙锯等专业切割设备,对要拆除的钢筋混凝土结构进行切割分离,是目前最先进的混凝土结构切割分离技术。传统的建筑改造或局部拆除所采用的方法一般是用剔、凿和水钻钻孔等方法。传统方法分离的钢筋混凝土结构不但无法实现整齐分离截面,而且对后续的加固施工造成一定的困难。利用绳锯等专业切割设备可真正实现整齐分离、无损切割,大大提高施工效率,缩短施工工期。

切割采用的机具主要有:

金刚石液压绳锯切割机、液压碟锯切割机(又名液压墙锯切割机)、电动墙锯切割机、手持链锯切割机、马路切割机、大型马路切割机、水钻钻切设备、超高压水切割机(又名高压水枪切割机:由于造价及施工昂贵,目前市场尚未大量使用)等机具对混凝土进行切割施工。

 

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(3)种植钢筋、化学锚栓
   一、植筋技术

 植筋就是种植钢筋,为了加固建筑物或是续建,在原建筑上钻孔,插入钢筋,用特用胶水灌缝,使钢筋锚固在其中,钢筋和原建筑将成为一体。

“植筋”技术是一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;现已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。 


二、植筋的工艺流程

 弹线定位→钻孔→洗孔→注胶 →植筋→固化养护→抗拔试验→绑筋浇混凝土 

 植筋加固适用于以下锚固:钢筋、金属构件、拖架、机器基板、道路护栏、模板的固定、隔音墙墙脚的固定、路牌的固定、枕木的固定、楼板护边、重型支撑粱、屋面装饰构件、窗户、护网、重型电梯、楼板支撑、施工支架的固定、穿传输系统、轨枕的固定、支架和货架系统的固定、防撞设施、汽车拖架、支柱、烟囱、重型广告牌、重型隔音墙、重型门的固定、成套设备的固定、塔吊的固定、管道的固定安装、重型拖架、导轨的固定、钉板的连接、重型空间分割装置、货架、遮阳蓬固定等。


(4)碳纤维加固、粘钢/包钢加固

碳纤维加固 

碳纤维加固技术分粘贴纤维板施工和粘贴纤维布施工,其施工分干作法和湿作法两种。干作法施工亦称预固化系统施工,是将预先用树脂固化的纤维增强聚合物薄片以配套胶粘剂粘贴于混凝土表面。湿作法施工是在现场将饱和树脂浇注于加固纤维布上,通过树脂将纤维固化产生加固效果,粘贴纤维板和粘贴纤维布均可单层或多层加固。与传统的加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法等相比,碳纤维加固具有施工速度快、材料重量轻、加固效果可靠的特点,是又一种新型的结构加固技术。

碳纤维加固特点 

碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。

 (1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。

 (2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。

 (3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。

(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。

 碳纤维加固适用范围

1)混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。

2)混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。

3)隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。

4)受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。

工艺流程:

施工准备→放设施工线 →基面处理 →刷抹漆底胶 →刮腻子 →粘贴碳纤维布 →表面养护→涂刷碳纤维专用胶。
 

(5)包钢加固

外包钢加固技术是指在原混凝土构件外包以型钢与钢板,从而大幅度提高构件承载能力的一种加固方法,主要用于柱、梁的加固。该法适用于不显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。竣工验收结构胶固化后用小锤轻轻敲击钢材表面,从音响判断粘接效果,如有个别空洞声, 表明局部不密实,须再次高压注胶方法补实。

适用范围:   

1.本方法适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。   

2.本方法以环境温度不超过60℃,相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的适用条件为限,否则应采取有效防护措施。   

3.本方法所用胶粘剂是指有充分试验依据且性能满足使用要求的,并经过国家有关部门鉴定的结构胶。  

4.当构件的混凝土强度低于C15,不宜采用本方法进行加固。
 

粘钢加固

粘钢加固亦称粘贴钢板加固,是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面,使钢板与混凝土形成统一的整体,利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。

粘钢加固特点:

1、施工简便、快捷、基本不增加被加固构件断面尺寸和重量。

2、建筑结构胶将钢板(型钢)与混凝土紧密粘接,将加固件与被加固体合为一体,结构胶固化时间短,完全固化后即可以正常受力工作。

粘钢加固适用范围

1、适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。

2、使用环境温度不超过5~60℃,相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的使用条件为限,否则应采取有效的防护措施。

3、当构件混凝上强度等级低于Cl5 时,不宜采用本法加固

粘钢加固施工工艺

粘贴面处理 → 加压固定及卸荷系统准备(根据实际情况和设计要求,卸荷步骤有时省去) → 胶粘剂配制 → 涂胶和粘贴 → 固化、卸加压固定系统 → 检验 → 维护。


(6)裂缝修补

裂缝处理是现阶段建筑修复、加固领域中常常会遇到的一个问题。裂缝处理是针对建筑物产生的裂缝、裂纹进行灌浆、填充、修补修复的过程。 

钢筋混凝土构造物产生的各种龟裂现象和裂缝损坏,采用环氧树脂低压灌注浆加固修补,在不影响生产营运的条件下,可以达到预期的强度,延长结构物的使用寿命。施工快捷方便,不需要大型机械作业,加固效果安全可靠。

裂缝修补方法:

1 表面封闭法: 对混凝土表层微细独立裂缝(ω≤0.2mm) 和网状裂缝,可采用低黏度且具有良好渗透性的修补胶液封闭裂缝通道。

2 注射法:以一定的压力将低黏度、高强度的裂缝修补胶液。注入裂缝腔内。实用与0.1≤ω≤1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷的补强和封闭。

3 压力注浆法:用于大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷和深而蜿蜒的裂缝。

4 填充密封法:在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深不少于20mm和槽宽不小于15mm的V形沟槽,然后用改性环氧树脂砂浆或弹性填缝材料填充。用于处理ω≥0.5mm的活性裂缝和静止裂缝。
  

(一)加固定义

 加固指对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施,使其具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。


(二)加固过程中要点分析

1、加固通常需要考虑强度、刚度、稳定性问题。

2、加固结构分析:混凝土结构、砌体结构、钢结构、桥梁加固、房屋加固等。

3、需了解常用的结构受力模型。


(三)加固特点

1、一般流程是需先进行结构鉴定,然后根据鉴定报告进行加固设计、施工。

2、加固应尽量少对原结构进行扰动、破坏如可优先选用粘贴碳纤维、粘钢加固。

3、加固工程施工前一般需要对原结构进行卸荷,尽量减少二次受力的影响。

4、加固前业主需提供房屋原建筑、结构图纸、地质资料;视工程具体情况提供相关的房屋检测鉴定报告。资料越多越好。

5、加固不仅要考虑技术可靠,还要考虑经济合理。


(四)工程示例:天山二中(教学楼)抗震加固工程

项目概况:本工程为四层砖混结构,建筑面积为4433m2,建造于1964年。根据国家及上海市相关规定,为明确该房屋的抗震能力,上海市房地产科学研究院对此房屋进行了抗震鉴定。结果发现,窗角墙体开裂,平顶预制板搭接缝及粉刷空鼓开裂损伤现象,教学楼圈梁、构造柱、墙段尺寸、抗震承载力等不符合规范要求。为保证建筑物震后的安全使用,需要对建筑物的结构进行加固。

加固施工的主要内容有:

1、新增构造柱和圈梁;

2、墙体绑扎钢筋网片并粉刷加固;

3、门窗洞口钢筋和钢板网片加固;

4、楼板与墙和梁的固定。



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