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[摘要]介紹了蘇州市蠡河水利樞紐工程混凝土閘墩因過往船只超重、擠壓等原因造成的露筋、斷筋等現(xiàn)象。論述了粘鋼加固法的技術(shù)特點和施工工藝及其在蠡河水利樞紐工程墩墻加固中的應(yīng)用。探討了粘鋼加固法在水利工程中應(yīng)用的質(zhì)量控制要點和應(yīng)注意的問題。

[關(guān)鍵詞]粘鋼加固法；墩墻加固；植筋技術(shù)；TJ結(jié)構(gòu)膠；改性TJ結(jié)構(gòu)膠；蠡河水利樞紐工程

1概述

蠡河水利樞紐工程位于蘇州市望虞河立交工程的下游，在望虞河北岸與京杭運河溝通。工程建成于1994年，由一座凈寬8m的節(jié)制閘和一座8m（12）×135m×2.0m船閘組成，船閘設(shè)計船型為50t級。工程運行幾十年來，因原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，建筑物沉降，過閘船只多，超設(shè)計噸位船舶過閘，對樞紐工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生碰撞、擠壓和摩擦，導(dǎo)致樞紐工程的墩墻結(jié)構(gòu)在水位變化區(qū)及以上一定范圍內(nèi)破損嚴(yán)重，混凝土閘墩出現(xiàn)露石、露筋和斷筋現(xiàn)象，漿砌石閘室墻出現(xiàn)表層塊石脫落，混凝土擋浪墻局部撞裂，危及樞紐工程結(jié)構(gòu)及通航安全。經(jīng)江蘇省水利廳“蘇水管[2005]1號”文批復(fù)，決定采用粘鋼加固法結(jié)合植筋錨固技術(shù)，對混凝土閘墩、翼墻及漿砌石閘室墻進行加固，以達到對墩墻結(jié)構(gòu)進行長久和有效防護目的，增強樞紐工程抗撞耐磨能力，改善樞紐工程結(jié)構(gòu)通航防護條件，確保結(jié)構(gòu)安全、完好。

2粘鋼加固法施工工藝

粘鋼加固法結(jié)構(gòu)簡單、快捷，既不影響原來結(jié)構(gòu)的形狀，對現(xiàn)有建筑的影響也小，不僅適用于普通建筑物，也適用于水利樞紐工程的加固。與傳統(tǒng)的加固相比，具有以下特點：（1）施工簡便，快捷。只需要對加固構(gòu)件的部位進行一般性處理，鋼板與結(jié)構(gòu)件之間通過結(jié)構(gòu)膠粘成整體，使得鋼板與原結(jié)構(gòu)件可以相互協(xié)調(diào)一致地工作，無需特殊設(shè)備，涉及施工人員較少，工藝簡單快捷[1]。（2）加固施工對場地?zé)o過高要求，且結(jié)構(gòu)膠硬化速度快，整個加固過程不影響生產(chǎn)。（3）加固效果明顯。通過對鋼板和構(gòu)件的有效粘貼，可以有效地解決原建筑物結(jié)構(gòu)承載力不足的問題，并且使加固過的部位不再繼續(xù)產(chǎn)生裂縫或使得已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫得到有效的控制，從而有效地加強了結(jié)構(gòu)件的穩(wěn)定性和整體的承載能力[2]。

2.1粘鋼加固法

粘鋼加固法常用于靜力作用的受拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件及壓彎構(gòu)件的拉區(qū)加固，一般要求混凝土強度等級不低于C15、環(huán)境溫度不超過60℃、相對濕度不大于70%且無化學(xué)腐蝕。本工程采用粘鋼法加固的構(gòu)造物處于水位變化區(qū)及其以上部位，檢測報告結(jié)果表明老構(gòu)造物混凝土強度為26.5~29.3MPa，主要受船只撞擊動力影響，且加固施工期間不能影響每天通航。因此對粘鋼加固法施工工藝、結(jié)構(gòu)膠性能、施工組織安排等提出了更高的要求。為保證粘鋼加固質(zhì)量，另采取了植筋錨固技術(shù)，其作用一是增加了鋼板與墩墻的結(jié)合力，二是在結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板時起固定及加壓作用，提高結(jié)構(gòu)膠粘接強度。

2.2粘鋼加固法工藝流程

3粘鋼加固法施工工藝過程

（1）基面處理。粘鋼加固法對混凝土基面的要求十分嚴(yán)格，是關(guān)鍵的工序，對粘結(jié)強度有很大影響。基面處理時采用角向金剛石磨光機對混凝土或砌石表面進行打磨，除去3～4mm厚表層（閘首墩墻人工鑿除2cm表層砼以保證通航孔凈寬），直至完全露出混凝土新面；用壓縮空氣吹除粉塵，再用高壓水清洗；干燥后涂一層TJ結(jié)構(gòu)膠作為底涂。基面處理時如發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破損，須先進行修補。修補時鑿除已破損區(qū)域混凝土直至露出主筋，對鋼筋進行除銹，檢查鋼筋銹蝕程度。如果鋼筋程度較輕，則在鋼筋表面涂二度環(huán)氧樹脂封閉；如果鋼筋銹嚴(yán)重，則在混凝土上開V型槽，割除銹蝕鋼筋，綁焊同規(guī)格的主筋，并用環(huán)氧砂漿修復(fù)，固化后再進行下道工序施工。如發(fā)現(xiàn)混凝土、漿砌石墻上存在裂縫，則用壓力注漿法進行封閉。（2）放樣。根據(jù)施工圖紙進行放線定位，確定鋼板及錨孔位置。（3）鉆孔及植筋。鉆孔及植筋工藝流程為：鉆孔→清孔→結(jié)構(gòu)膠配制→注漿與植筋→質(zhì)量檢查。鉆孔采用6臺DD-400型鉆機，在混凝土及塊石上鉆孔的孔徑25mm、深400mm。鉆孔完畢后，用壓縮空氣吹除粉塵土，再用丙酮對孔壁、孔底進行擦洗。植筋粘接劑采用上海華征復(fù)合材料有限公司產(chǎn)TJ結(jié)構(gòu)膠（其性能測試結(jié)果見表1），為雙組份，甲、乙膠配比一般為2∶1，可根據(jù)氣溫高低適當(dāng)微調(diào)，現(xiàn)場稱量，即配即用。植入筋采用M24×300mm膨脹螺栓，有效植入深度為250mm，其拉力試驗結(jié)果分別為49kN、45kN和40kN。植筋時將配制好的膠液注入孔內(nèi)，數(shù)量約為孔體積的1/3，再將螺桿旋轉(zhuǎn)5～10圈置入孔底，讓膠液充滿孔周圍空隙，在螺桿上套一橡膠墊片，封住孔口，以防膠液流失造成空缺。螺桿植入后，一般1.5h內(nèi)開始固化，10h后完全固化。完全固化后才能與膨脹管共同受力。植筋固化后，在現(xiàn)場隨機抽取3根植入塊石中螺栓進行抗拔拉力試驗，其JHL結(jié)合力特征值均達到95kN，試件牢固、無松動。（4）鋼板加工制作。鋼板采用1.2mm厚的A3冷軋鋼，按照施工圖紙要求進行切割分塊和開孔，開孔數(shù)量目每m2不低于5個。鋼板粘貼面進行除銹和粗糙處理，用砂輪打磨，直至出現(xiàn)金屬光澤，打磨粗糙度越大越好，后用脫脂棉沾丙醇擦拭干凈，待用。（5）結(jié)構(gòu)膠配制。粘貼鋼板用膠采用TJ結(jié)構(gòu)膠，考慮到本工程混凝土表面比較潮濕，水下部分處于完全浸濕狀態(tài)，現(xiàn)場配制時摻入適量的CaCO3粉和適量的聚硫橡膠進行改性，以提高強度、增加耐水防腐蝕性能。配制時，根據(jù)每一次用量準(zhǔn)確計量各組份，配制容器內(nèi)不得有油污，并按同一方向充分?jǐn)嚢杈鶆颉＃?）混凝土及鋼板結(jié)合面涂膠。粘接劑配好后，用抹刀同時涂抹已處理好的砼表面（涂布量為1kg/m2）和鋼板表面（涂布量為2kg/m2），厚度不小于3mm，中間厚邊緣薄。（7）粘貼鋼板、固定及加壓。將鋼板預(yù)留孔對準(zhǔn)已植好的膨脹螺栓，擰緊膨脹螺栓來固定、加壓鋼板，直至膠液從鋼板邊緣擠出。（8）固化。改性后的TJ結(jié)構(gòu)膠可在常溫下固化，粘貼鋼板固化12h后可正常使用。（9）檢查。粘好鋼板后用木錘沿粘貼面輕敲鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應(yīng)剝下鋼板，補膠后重新粘貼。（10）勾縫及防腐。鋼板粘貼全部結(jié)束后，對其接合縫進行勾縫處理，勾縫材料為TJ結(jié)構(gòu)膠。最后在鋼板表面涂刷3道防銹漆防腐。

4質(zhì)量控制要點

（1）鋼板、螺栓、結(jié)構(gòu)膠進場后，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范抽樣送檢，檢測合格后方可使用。（2）混凝土或塊石進行表面處理時必須完全露出新面，面上無浮層、松動層、油污等。破損混凝土修補時，鋼筋除銹徹底，綁焊質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范要求。（3）鋼板表面及混凝土或砌石結(jié)構(gòu)面孔位相對應(yīng)，孔徑、孔深符合設(shè)計要求，孔內(nèi)擦洗干凈，手摸無粉塵。（4）鋼板粘接面打磨至出現(xiàn)金屬光澤，手摸比較粗糙，并用脫脂棉沾丙擦拭干凈。（5）結(jié)構(gòu)膠專人配制，計量準(zhǔn)確，經(jīng)常檢驗計量器具的準(zhǔn)確性，膠液隨配隨用，攪拌均勻。（6）鋼板與砼或砌石結(jié)構(gòu)結(jié)合面膠液中間厚邊緣薄，鋼板加壓至膠液從鋼板邊緣擠出，粘好后，木錘沿粘貼面輕敲鋼板，必須無空洞聲，確保結(jié)合面密實。（7）植筋所用螺栓規(guī)格必須符合設(shè)計要求，膠液須充滿孔周圍空隙；植筋后應(yīng)按相關(guān)拉拔檢測試驗。（8）鋼板拼合縫均勻、美觀，縫內(nèi)膠體飽滿，表面平整度與鋼板一致；防銹漆材質(zhì)符合設(shè)計要求，漆層工藝、厚度滿足相應(yīng)規(guī)范要求，表面美觀。

5結(jié)語

蠡河水利樞紐工程墩墻加固粘貼鋼板數(shù)量為520m2，單價為1900元/m2。粘貼鋼板加固歷時60天，且不影響每天通航，船閘通航每天收費近3萬元。采用粘鋼法加固技術(shù)與其它加固方案相比，有工期短、不影響通航的優(yōu)點。經(jīng)過半年多的運行考驗，加固質(zhì)量達到了預(yù)期效果，值得在其它水利加固工程中推廣。

參考文獻

[1]李軼鵬，王元清，王秀麗，等.鋼結(jié)構(gòu)的粘鋼加固技術(shù)及其工程應(yīng)用[J].工業(yè)建筑，2017，47（11）：202-206，154.

[2]周錦福，顏貞明，鄭慶明，等.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)粘鋼加固修復(fù)施工技術(shù)[J].山西建筑，2017，43（23）：93-94.

作者：朱小琳;尤寬山;楊文艷；曾亞玲；陸海翔 單位：江蘇省水利機械制造有限公司