湖北工廠加固施工方案一、工程概況1.1建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀本工程為位于湖北省武漢市的某重型機(jī)械廠既有廠房加固項目，始建于1995年，總建筑面積18600㎡，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，檐口高度12m，跨度24m，柱距6m。經(jīng)檢測，主要結(jié)構(gòu)問題包括：①3-7軸區(qū)域混凝土柱碳化深度達(dá)40mm，鋼筋銹蝕率超過15%；②屋面梁出現(xiàn)貫通裂縫，最大縫寬0.35mm；③基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致墻體傾斜，最大偏差達(dá)18mm；④車間地面因重型設(shè)備碾壓出現(xiàn)大面積龜裂，承載力不足。1.2地質(zhì)氣候條件場地位于長江一級階地，地質(zhì)勘察顯示場地土層分布為：①素填土（厚0.5-1.2m）；②淤泥質(zhì)黏土（厚2.3-5.7m，天然含水量42%，壓縮模量2.8MPa）；③粉質(zhì)黏土（厚3.5-8.2m，地基承載力特征值180kPa）；④石灰?guī)r（中風(fēng)化，埋深8.5-15.6m）。地下水位埋深1.2-2.5m，對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降水量1260mm，6-8月為梅雨期，最大小時降雨量達(dá)85mm；基本風(fēng)壓0.45kN/㎡，地面粗糙度B類；抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計基本地震加速度0.05g，設(shè)計地震分組第一組。二、加固設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)2.1設(shè)計依據(jù)本工程加固設(shè)計嚴(yán)格遵循現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)及湖北省地方規(guī)定，主要包括：《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50550-2010、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2013、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》JGJ116-2009、《湖北省建筑結(jié)構(gòu)加固工程技術(shù)規(guī)程》DB42/T501-2020等。2.2結(jié)構(gòu)安全等級加固后結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0，設(shè)計使用年限30年。地基基礎(chǔ)設(shè)計等級乙級，抗震設(shè)防類別丙類，加固后廠房抗震能力需達(dá)到《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-2009中B類建筑要求。2.3材料性能指標(biāo)碳纖維布：采用Ⅰ級單向碳纖維布，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值≥3400MPa，彈性模量≥2.3×10?MPa，伸長率≥1.7%，單位面積質(zhì)量300g/㎡結(jié)構(gòu)膠：抗拉強(qiáng)度≥30MPa，彈性模量≥3.5GPa，粘結(jié)抗剪強(qiáng)度（混凝土內(nèi)聚破壞）≥3.0MPa，耐濕熱老化性能滿足90天強(qiáng)度保持率≥85%植筋膠：鋼-鋼粘結(jié)抗剪強(qiáng)度≥14MPa，約束拉拔條件下帶肋鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度≥11MPa（C30混凝土，d=20mm）灌漿料：初始流動度≥340mm，24h抗壓強(qiáng)度≥30MPa，28d抗壓強(qiáng)度≥60MPa，豎向膨脹率0.02%-0.1%三、主要加固技術(shù)方案3.1柱體加固針對混凝土柱碳化及鋼筋銹蝕問題，采用"外包鋼+碳纖維復(fù)合加固法"：基層處理：人工鑿除柱表面碳化層（深度≥5mm），采用高壓水槍（壓力≥15MPa）清理表面浮渣，對裂縫采用環(huán)氧樹脂壓力注漿處理外包鋼施工：選用8mm厚Q235B鋼板，制成U型箍與縱向鋼板焊接形成封閉骨架，鋼板間距200mm，節(jié)點處加密至100mm，鋼板與原結(jié)構(gòu)間采用無收縮灌漿料填充碳纖維加固：在鋼板外側(cè)粘貼2層300g/㎡碳纖維布，纖維方向與柱軸線垂直，搭接長度≥200mm，采用專用滾筒排除氣泡，確保粘貼密實3.2屋面梁加固對開裂屋面梁采用"預(yù)應(yīng)力碳纖維板+增大截面聯(lián)合加固法"：預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)安裝：在梁底設(shè)置2條100mm×3mm預(yù)應(yīng)力碳纖維板，采用兩端張拉方式，控制張拉應(yīng)力1200MPa，錨固端采用化學(xué)錨栓（M12×160mm）固定截面增大施工：梁底新增150mm×200mm混凝土疊合層，配置4Φ16縱向鋼筋及Φ8@150箍筋，新舊混凝土結(jié)合面鑿毛深度≥6mm，植入Φ10@300抗剪鋼筋，采用界面劑處理裂縫處理：寬度≥0.15mm的裂縫采用環(huán)氧樹脂壓力注漿，壓力控制在0.2-0.4MPa，注漿完成后表面粘貼碳纖維U型箍（寬150mm）封閉3.3地基基礎(chǔ)加固針對不均勻沉降問題，采用"高壓噴射注漿+錨桿靜壓樁復(fù)合地基處理"：高壓旋噴樁：沿基礎(chǔ)外圍布置Φ600mm旋噴樁，樁長9m，樁距1.2m，采用雙重管法施工，水泥用量450kg/m，水灰比1.0，樁身28d抗壓強(qiáng)度≥20MPa錨桿靜壓樁：在柱下基礎(chǔ)設(shè)置400mm×400mm鋼筋混凝土承臺，植入4根Φ20錨桿，采用200t液壓千斤頂壓入300mm×300mm預(yù)制鋼筋混凝土樁，單樁承載力特征值≥350kN，樁長12m，終壓值控制在800kN基礎(chǔ)注漿：對原基礎(chǔ)采用壓力注漿加固，注漿孔間距1.5m梅花形布置，注漿壓力0.3-0.5MPa，水灰比0.8-1.0，水泥用量200kg/m33.4地面及墻體加固地面改造：清除原破損地面（厚200mm），采用Φ12@200雙向鋼筋網(wǎng)+200mm厚C30混凝土（摻聚丙烯纖維0.9kg/m3）澆筑地面設(shè)置6m×6m分格縫，縫寬10mm，內(nèi)嵌聚氨酯密封膠重型設(shè)備基礎(chǔ)區(qū)域增設(shè)300mm厚C35鋼筋混凝土墊層，配置Φ16@150雙層雙向鋼筋墻體加固：對傾斜墻體采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固，面層厚40mm（內(nèi)配Φ6@200雙向鋼筋網(wǎng)），鋼筋網(wǎng)與原墻體采用Φ8膨脹螺栓固定，間距600mm×600mm門窗洞口四角設(shè)置L100×8角鋼護(hù)角，與鋼筋網(wǎng)焊接連接墻體與柱連接部位植入Φ12@500拉結(jié)筋，植入深度15d，采用植筋膠錨固四、施工組織設(shè)計4.1施工總體部署本工程采用"分區(qū)分段、立體作業(yè)"施工模式，將車間劃分為A、B、C三個施工段，每個施工段按"基礎(chǔ)加固→柱體加固→梁板加固→地面墻體施工"流程組織，各工序間隔時間≥72h。施工總工期控制在150天，關(guān)鍵線路為：地基處理（45天）→結(jié)構(gòu)加固（60天）→設(shè)備復(fù)位（20天）→竣工驗收（25天）。4.2主要施工設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量功率用途液壓千斤頂YCQ-2004臺7.5kW錨桿靜壓樁施工高壓注漿機(jī)HJB-63臺4kW裂縫注漿、地基處理碳纖維布專用滾筒Φ100mm8個-碳纖維布粘貼鋼筋切斷機(jī)GQ402臺5.5kW鋼筋加工高壓水槍QL-154臺3kW基層清理混凝土輸送泵HBT601臺75kW灌漿料、混凝土澆筑全站儀TS061臺-施工測量4.3勞動力計劃本工程高峰期投入勞動力85人，其中：項目經(jīng)理1人，技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，安全員2人，質(zhì)量員2人，施工員3人，特種作業(yè)人員（焊工、起重工等）15人，普工61人。所有特種作業(yè)人員均需持證上崗，崗前培訓(xùn)不少于24學(xué)時。五、關(guān)鍵工序施工工藝5.1碳纖維布加固施工施工流程：基層處理→涂刷底膠→修補(bǔ)找平→粘貼碳纖維布→表面防護(hù)操作要點：基層處理采用角磨機(jī)打磨混凝土表面，露出新鮮骨料，表面平整度誤差≤3mm/m底膠按A:B=3:1（重量比）配制，攪拌時間≥3min，采用滾筒均勻涂刷，用量0.2-0.3kg/㎡，表干時間控制在2-4h找平膠采用環(huán)氧砂漿，對表面凹陷處修補(bǔ)，圓弧過渡半徑≥20mm碳纖維布粘貼前進(jìn)行試鋪，采用刮板沿纖維方向多次刮壓，確保膠液充分浸潤纖維，嚴(yán)禁出現(xiàn)氣泡自然養(yǎng)護(hù)溫度≥5℃，養(yǎng)護(hù)時間≥7d，養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁碰撞和加載5.2植筋施工鉆孔參數(shù)：孔徑：d+4-8mm（d為鋼筋直徑），本工程Φ20鋼筋采用Φ28鉆頭孔深：15d（受拉區(qū)）、10d（受壓區(qū)），本工程取300mm孔距：≥3d，排距≥2d，邊距≥5d施工要點：鉆孔采用金剛石鉆頭，垂直于構(gòu)件表面鉆進(jìn)，孔內(nèi)粉塵采用高壓氣泵（壓力≥0.5MPa）清理，反復(fù)吹洗不少于3次植筋膠采用注射槍從孔底向上緩慢注射，注膠量為孔體積的2/3鋼筋采用旋轉(zhuǎn)插入法（轉(zhuǎn)速≤10r/min），插入后靜置≥24h，7d內(nèi)禁止擾動植筋完成后按1%比例抽樣進(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗，非破壞性試驗荷載取0.9×fyk×As5.3高壓噴射注漿施工工藝參數(shù)：注漿管直徑：Φ50mm，噴嘴孔徑2×Φ2.5mm提升速度：15-20cm/min，旋轉(zhuǎn)速度：20-25r/min注漿壓力：高壓水泥漿20-25MPa，壓縮空氣0.7MPa質(zhì)量控制：水泥采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0-1.2，注漿過程中每小時檢測一次漿液比重樁位偏差≤50mm，垂直度偏差≤1%相鄰樁施工間隔時間≥48h，間隔距離≥1.5m施工完成后7d進(jìn)行輕型動力觸探（N10）檢測，28d抽取2%樁數(shù)進(jìn)行鉆芯取樣試驗六、質(zhì)量安全與環(huán)保措施6.1質(zhì)量控制要點材料進(jìn)場檢驗：碳纖維布、結(jié)構(gòu)膠等主要材料需提供出廠合格證、檢測報告，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣復(fù)驗（碳纖維布每1000㎡為一批，結(jié)構(gòu)膠每5t為一批）灌漿料、混凝土等按規(guī)定留置試塊，每工作班不少于1組，每組3塊植筋膠、碳纖維膠等需進(jìn)行現(xiàn)場粘結(jié)強(qiáng)度測試，粘結(jié)強(qiáng)度≥3.0MPa（混凝土內(nèi)聚破壞）過程質(zhì)量控制：隱蔽工程驗收：包括基層處理、植筋鉆孔、鋼筋焊接等關(guān)鍵工序，需留存影像資料施工允許偏差：碳纖維布粘貼位置偏差≤10mm，鋼板焊接長度偏差+5mm/-0mm，植筋孔位偏差≤5mm檢測要求：加固完成后進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能檢測，包括混凝土強(qiáng)度回彈、鋼結(jié)構(gòu)焊縫探傷、碳纖維布粘結(jié)性能抽檢等6.2安全生產(chǎn)管理專項安全措施：高空作業(yè)（≥2m）設(shè)置臨邊防護(hù)欄桿（高度1.2m）及安全網(wǎng)（網(wǎng)目密度≥2000目/100cm2），作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶臨時用電采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱設(shè)置二級漏電保護(hù)（動作電流≤30mA，動作時間≤0.1s）焊接作業(yè)配備移動式滅火器（每50㎡配置2具4kg干粉滅火器），焊接點下方設(shè)置接火斗（防火棉厚度≥50mm）應(yīng)急預(yù)案：針對湖北地區(qū)臺風(fēng)、暴雨等極端天氣，制定專項應(yīng)急預(yù)案，配備應(yīng)急水泵（流量≥100m3/h）、應(yīng)急照明（連續(xù)照明時間≥12h）等設(shè)備現(xiàn)場設(shè)置醫(yī)療急救點，配備急救箱（含止血帶、繃帶等常用急救物品），與就近醫(yī)院（距離≤5km）簽訂應(yīng)急救援協(xié)議6.3環(huán)境保護(hù)措施揚(yáng)塵控制：施工現(xiàn)場主要道路硬化（C20混凝土，厚150mm），設(shè)置洗車平臺（含三級沉淀池），車輛出場前沖洗輪胎（水壓≥8MPa）切割、打磨作業(yè)采用濕法施工，作業(yè)面灑水降塵（含水率≥15%）易揚(yáng)塵材料（水泥、砂子等）采用密閉式倉庫存儲，運(yùn)輸車輛覆蓋篷布（覆蓋率100%）噪聲控制：高噪聲設(shè)備（如切割機(jī)、空壓機(jī)等）設(shè)置隔聲棚（降噪量≥25dB），作業(yè)時間限制在7:00-12:00、14:00-22:00敏感區(qū)域（廠界周邊50m）設(shè)置噪聲監(jiān)測點，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB施工人員佩戴耳塞（降噪值≥20dB），每2小時輪換作業(yè)七、施工進(jìn)度計劃與驗收標(biāo)準(zhǔn)7.1進(jìn)度計劃安排施工階段起止時間主要工作內(nèi)容工期（天）備注施工準(zhǔn)備第1-7天圖紙會審、材料進(jìn)場、設(shè)備調(diào)試7完成材料復(fù)驗地基處理第8-52天高壓旋噴樁、錨桿靜壓樁、基礎(chǔ)注漿45含28d養(yǎng)護(hù)期結(jié)構(gòu)加固第53-112天柱體、梁板、墻體加固60分區(qū)分段施工地面施工第113-132天地面破除、鋼筋綁扎、混凝土澆筑20含養(yǎng)護(hù)期設(shè)備復(fù)位第133-152天設(shè)備安裝調(diào)試、管線恢復(fù)20專業(yè)隊伍施工竣工驗收第153-177天分項驗收、結(jié)構(gòu)檢測、資料歸檔25第三方檢測7.2驗收標(biāo)準(zhǔn)分項工程驗收：碳纖維布加固：表面平整度≤5mm/m，無氣泡、褶皺，粘結(jié)面積≥95%植筋工程：抗拔力檢測合格率100%，最小抗拔力≥設(shè)計值的95%鋼結(jié)構(gòu)工程：焊縫外觀質(zhì)量等級Ⅱ級，超聲波探傷合格率100%混凝土工程：表面平整度≤8mm/2m，裂縫寬度≤0.2mm，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)率100%竣工驗收：結(jié)構(gòu)性能檢測：承載力試驗值≥設(shè)計值的1.1倍，最大撓度≤L/2500（L為跨度）沉降觀測：加固后1個月內(nèi)沉降速率≤0.1mm/d，6個月累計沉降≤5mm抗震性能：抗震構(gòu)造措施符合GB50011-2010（2016年版）要求，層間位移角≤1/550八、加固效果評估與監(jiān)測8.1監(jiān)測方案沉降監(jiān)測：在建筑物四角及中部設(shè)置12個沉降觀測點，采用DS05水準(zhǔn)儀（精度±0.5mm）測量，初始觀測3次取平均值施工期間每3天觀測1次，竣工后1個月內(nèi)每周1次，3個月內(nèi)每半月1次，之后每月1次，直至沉降穩(wěn)定（連續(xù)3個月沉降量≤0.3mm）結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測：在關(guān)鍵柱、梁部位粘貼振弦式應(yīng)變計（精度±1με），實時監(jiān)測加固構(gòu)件應(yīng)力變化監(jiān)測頻率：施工期間每小時1次，竣工后每天1次，數(shù)據(jù)通過無線傳輸至監(jiān)控中心8.2加固效果評估承載力提升：柱體加固后軸心受壓承載力提升≥45%，偏心受壓承載力提升≥35%梁體抗彎承載力提升≥50%，抗剪承載力提升≥40%地基承載力特征值由1