一、工程概況

湖北省武漢市某新建住宅小區(qū)由于施工不當(dāng)——少放、漏放鋼筋，澆筑混凝土?xí)r隨意澆水，振搗、養(yǎng)護(hù)不周或使用假冒偽劣產(chǎn)品等，致使工程竣工后不久，發(fā)現(xiàn)多棟、部分樓層現(xiàn)澆板出現(xiàn)細(xì)微裂縫，局部較為嚴(yán)重；經(jīng)政府質(zhì)量監(jiān)督檢測部門抽芯、取樣、試壓、回彈和超聲波檢測發(fā)現(xiàn)：部分鋼筋混凝土現(xiàn)澆板強(qiáng)度遠(yuǎn)沒有達(dá)到設(shè)計要求，而且存在少筋現(xiàn)象，特別是缺少樓板陽角處的放射鋼筋。為了滿足使用功能和結(jié)構(gòu)安全上的要求，必須對其進(jìn)行加固處理。

二、加固方案

2.1 方案選定結(jié)構(gòu)加固與新建不同，設(shè)計、施工均有其特殊性。加固設(shè)計不僅包括原結(jié)構(gòu)的驗算和加固設(shè)計計算，還要求考慮新舊結(jié)構(gòu)材料的粘結(jié)能力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和使用壽命的均衡性以及新舊結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作等問題；而且，加固施工一般是在建筑物使用過程中進(jìn)行，或只能短期停業(yè)施工，要求施工速度快，現(xiàn)場澆筑濕作業(yè)少，同時受施工場地、相鄰構(gòu)件、設(shè)備等空間環(huán)境的制約，所以選擇合理的加固方法、提高加固效益顯得至關(guān)重要。

當(dāng)前，國內(nèi)外工程應(yīng)用中，常用的加固改造技術(shù)主要有以下幾種：(1)加大截面法;(2)外包鋼加固法;(3) 外貼鋼板加固法; (4) 改變結(jié)構(gòu)傳力法; (5)預(yù)應(yīng)力加固法; (6)碳纖維加固法等。其相關(guān)加固效益和性能參數(shù)的比較結(jié)果綜合上表比較結(jié)果可知：碳纖維加固法具有耐腐蝕，抗疲勞，自重輕，施工方便、快捷，節(jié)約空間和成本等優(yōu)點；另外，實踐證明它還具有高強(qiáng)度、高模量等良好的力學(xué)性能。為此，經(jīng)過市質(zhì)監(jiān)站、設(shè)計院和施工單位等各方專家多方面研究、討論和反復(fù)的計算、驗證，最后一致決定運(yùn)用粘貼碳纖維布法對其進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。

2.2 方案設(shè)計根據(jù)《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[2]的具體規(guī)定和其它強(qiáng)制性文件的相應(yīng)條款進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計:加固樓板底部雙向單層粘貼寬的CF-HS-200R 索奇牌高性能碳纖維布，同時四邊端頭壓條50mm；碳纖維配套粘貼樹脂采用JGN-P 和JGN-C系列建筑結(jié)構(gòu)專用樹脂。

三、工程施工

3.1 施工準(zhǔn)備粘貼施工前應(yīng)認(rèn)真閱讀相關(guān)設(shè)計文件，嚴(yán)格按照設(shè)計要求做好計劃安排；并對所要使用的碳纖維布、配套樹脂、儀器機(jī)具等逐一檢驗、測試，以確保工期進(jìn)度、施工材料和配套設(shè)施符合加固要求。

3.2 板面處理

1）敲掉結(jié)構(gòu)板面風(fēng)化、剝落、疏松、蜂窩或露筋部位的劣質(zhì)混凝土層，并用高壓水流清洗，充分干燥。

2）細(xì)微裂縫處，直接灌漿處理，當(dāng)裂縫較大時，先封縫，后用注射器進(jìn)行壓力灌漿；對于蜂窩麻面、凹凸空洞，需采用高強(qiáng)水泥砂漿填充，而當(dāng)大面積混凝土缺損時，則用無收縮膨脹水泥砂漿修補(bǔ)；對于轉(zhuǎn)角處，還要進(jìn)行倒角處理，以便貼片。

3）按照設(shè)計要求進(jìn)行合理的打磨放線。

4）待填補(bǔ)砂漿強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，混凝土板面用角向磨光機(jī)、砂輪或鋼絲刷打磨，去掉1～2mm 的表面粉刷層或雜質(zhì)層，直至完全露出新面；后用毛刷或高壓氣槍將碎屑及粉塵去掉，并用丙酮清理、晾干，保證混凝土板面清潔、平整、干燥。

3.3 底涂施工

1）按照3:1 準(zhǔn)確稱取專用配套樹脂JGN-P 膠AB 兩組分，在干凈容器中充分?jǐn)嚢? 分鐘，混合均勻。

2）在40min 內(nèi)，用滾筒或毛刷把樹脂膠均勻的涂于混凝土板面，厚度不超過0.4 mm，且不能出現(xiàn)漏刷、氣泡和流淌等不良現(xiàn)象（如圖1-2 所示）。

3）樹脂干燥后，板面凹陷處用修補(bǔ)膠（JGN-C 膠 +2 倍的粉料制作）重新找平，找平時要盡量減少高差，且不宜出現(xiàn)棱角；樹脂膠初期固化后，才能進(jìn)行下一道工序（粘貼碳纖維布）。

3.4 粘貼施工

1）按照設(shè)計要求的尺寸（長、寬）裁剪碳纖維布。

2）按照3:1 準(zhǔn)確稱取專用配套樹脂JGN-C 膠AB 兩組分，在干凈容器中充分?jǐn)嚢? 分鐘，混合均勻。及時將樹脂膠均勻地涂刷在需粘貼碳纖維布的底膠上，然后把已裁剪好的碳纖維布粘貼在放線確定的相應(yīng)部位，隨即在貼上的碳纖維布表面再涂抹一層2～3mm 厚的浸漬樹脂（JGN-C 膠）；再用專用滾筒沿碳纖維布的受力方向滾壓，擠出氣泡，并使樹脂充分滲透碳纖維布（如圖2-1 所示）。

3）初期固化后，才可繼續(xù)進(jìn)行垂直方向上碳纖維布的粘貼，方法同第一道。此外，碳纖維布的搭接長度為100mm，四邊端頭用橫向碳纖維布壓條50mm（如圖2-2 所示）。

4）施工結(jié)束，四周要適當(dāng)進(jìn)行圍護(hù)，并用塑膠布覆蓋24h 以上，防止碳纖維材料受到擾動、污染。

5）加固碳纖維完全固化后，才可進(jìn)行外保護(hù)層施工或涂刷防護(hù)、裝飾外漆。

3.5 注意要點

1）用滾筒滾壓碳纖維布時，應(yīng)始終由一邊向另一邊單向滾壓或由中間向兩邊分別單向滾壓，切不可雙向來回滾壓，以免損傷碳纖維布。

2）施工溫度在5℃～30℃范圍內(nèi)，相對濕度不大于70%。

3）環(huán)境平均溫度在10℃以下時，初期固化時間為2d，10℃～20℃時為1～2d，20℃以上時為1d，若迫于工期，則應(yīng)靜置2～3h 或指觸干燥為止；完全固化時間一般在環(huán)境溫度20℃左右時為7d，10℃左右時為14d。

4）加固工作室內(nèi)要保持良好的通風(fēng)，禁煙、隔火，并配備相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施；施工人員要穿特制的工作服，佩戴護(hù)目鏡、口罩及手套等。

四、加固檢測

4.1 材料檢驗

1）碳纖維布材料按照《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[2]中 3.2.2 和3.2.3條的規(guī)定檢驗合格。

2）專用配套樹脂按照《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[2]中3.3.2 和3.3.3條的規(guī)定檢驗合格。

3）表面防護(hù)材料按照《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[2]中3.4.1 和3.4.2條的規(guī)定檢驗合格。

4.2 樓板檢驗

1）最大試驗荷載綜合活荷載和扣除樓板自重，并加上后期裝修荷載和其它荷載后的恒荷載，計算取為3.5kN/m2。

2）在隨機(jī)抽檢的樓板上表面進(jìn)行均布、分級堆載，直至3.5kN/m2 且每級加載完成后，均停留30min 以上；加載完畢，對應(yīng)變片、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集儀等設(shè)備收集的相關(guān)數(shù)據(jù)整理、分析發(fā)現(xiàn)：樓板的最大撓度在3mm 左右，遠(yuǎn)小于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[3]中規(guī)定的撓度限值L/200；鋼筋應(yīng)力均小于設(shè)計強(qiáng)度210MPa，滿足承載力要求；碳纖維布最大應(yīng)力只有幾十兆帕，遠(yuǎn)小于其設(shè)計強(qiáng)度3000MPa 以上。另外，在加載過程中混凝土樓板沒有出現(xiàn)新裂紋；碳纖維布與混凝土粘結(jié)面之間也沒有出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，兩者協(xié)同受力效果良好。

為此，加固檢測合格，驗收通過，可以交付使用！

五、結(jié)束語

工程實踐表明：樓板表面粘貼碳纖維布能有效的提高其抗彎曲、抗剪切或沖切能力，加大結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度，對結(jié)構(gòu)的抗裂性和延性也有很好的改善；而且無須打孔穿洞（與傳統(tǒng)的加大截面法、外包鋼板法、纏繞鋼絲法相比），不會造成結(jié)構(gòu)的加固損傷，施工質(zhì)量易于保證，在后期使用過程中也不需要定期維護(hù)；同時具有輕巧美觀、操作簡單、方便快捷等優(yōu)點，綜合經(jīng)濟(jì)效益良好。

隨著碳纖維加固技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，其試驗及理論研究亦俯拾皆是；但由于試驗難度大，安全保障措施復(fù)雜等原因，對于混凝土板特別是現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的相關(guān)研究仍然有限。今后，還需要我們進(jìn)一步開展的工作主要有：

1）檢驗加固效果的均布加載方式還不完善，迫切需要尋找一種方便快捷、節(jié)省成本、容易控制、安全穩(wěn)定的加、卸載測試方法；

2）碳纖維布與加固樓板之間粘結(jié)、剝離破壞的計算理論尚不成熟，在今后的相關(guān)研究中有待進(jìn)一步的完善；

3）碳纖維布加固樓板在長期或反復(fù)荷載作用下的徐變、疲勞以及不同卸載情況下，混凝土、鋼筋和碳纖維布的各自受力性能仍需著力探討。

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