混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法

《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》是上海建工股份有限公司、天津市建工工程總承包有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是江遐齡、王美華、周軍、龔斌、程金蓉；該工法的適用範圍是工業、民用建築混凝土結構改建加固過程中鋼板厚度在3～6毫米厚度範圍的鋼板粘鋼加固施工。

《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》主要的工法特點是：加快工期、貼上牢固質量可靠、操作便捷。

2009年10月19日，《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法
• 工法編號：GJEJGF042-2008
• 完成單位：上海建工股份有限公司、天津市建工工程總承包有限公司
• 主要完成人：江遐齡、王美華、周軍、龔斌、程金蓉
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2007-2008年度）

形成原因

截至2007年，改建項目中混凝土結構鋼板粘鋼加固法套用比較廣泛，它是在混凝土構件表面用建築結構膠貼上鋼板，以提高結構承載力的一種加固方法。隨著工程項目的設計要求不斷的提高，當粘鋼鋼板厚度需要達到3~6毫米範圍內時，常規採用多層鋼板貼上的方式由於粘結的層數過多，不僅施工繁雜，還影響到混凝土結構的加固質量。

中國民生銀行大廈改擴建工程核芯筒剪力牆表面粘鋼鋼板厚度設計要求為3~4毫米，在施工過程中上海建工股份有限公司聯合設計單位和大專院校開展科技創新，經過不斷的試驗探索形成了《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》。

工法特點

《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》的工法特點是：

1.加快工期

常規多層鋼板粘鋼加固的工藝形式，需在結構表面粘結數層鋼板，工序重複，耗時耗工。3~6毫米鋼板粘鋼的施工工法貼上層數僅需一層，無需重複多次的粘鋼步驟，能夠加快工期。

2.貼上牢固質量可靠

通過化學螺栓或對拉螺桿及角鋼、木鍥等夾具進行鋼板的固定，有利於鋼板與結構表面之間的結構膠粘結牢固，達到較高的加固質量。

3.操作便捷

施工步驟簡單，操作方便靈活快速，不影響結構外形，施工時對生產和生活影響較小。

操作原理

適用範圍

《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》適用於工業、民用建築混凝土結構改建加固過程中鋼板厚度在3~6毫米厚度範圍的鋼板粘鋼加固施工。

工藝原理

《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》以常規粘鋼加固為基礎，利用結構膠作為膠粘劑，使結構膠排除其界面上吸附的空氣後滲入混凝土結構表面的空隙內，與表面打磨過的鋼板進行粘結。而表面打磨的鋼板能夠使表面粗糙化，有利於結構膠對混凝土結構表面的浸潤，達到提高粘結強度的效果。

同時在粘結區域設定植化學錨栓或對拉螺栓，並通過角鋼、木鍥等夾具進行輔助，將補強用的鋼板牢固地粘接在各種混凝土結構構件上。壓力作用下膠體深入混凝土結構深孔和毛細管中形成根系，從而達到鋼板、混凝土、結構膠和螺栓能夠較好地共同受力，滿足結構承載力的要求的目的。

施工工藝

• 工藝流程

《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》的工藝流程是：

混凝土結構表面處理→測量放線→螺栓定位→鑽孔→清孔、螺栓處理→化學螺栓施工（或對穿螺桿施工）→鋼板打磨→鋼板定位→鋼板現場鑽孔→鋼板預安·膠料配製→貼上→夾具固定加壓→固化及養護→檢驗。

• 操作要點

《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》的操作要點如下：

1.對混凝土結構表面處理需清除混凝土貼上面上浮灰、塵土、油漬、污垢。表面蜂窩、凹凸不平處用結構膠修補嵌平。打磨後露出結構本體，用丙酮擦淨。

2.粘鋼部位按照施工圖對著現場進行定位彈線，同時按照施工圖螺栓的間距在混凝土結構表面進行螺栓孔位的定位標註。

3.根據設計圖紙、施工規範及供應商提供的螺栓相關參數進行鑽孔，鑽孔深度必須符合設計要求。

4.鑽孔後用吹氣筒吹淨孔內粉塵，並用毛刷清孔。如遇到潮濕環境要進行孔洞乾燥處理。在螺栓植入前，螺栓植入部位應擦乾淨，表面應無雜物、水漬、油漬。

5.驗孔合格後，根據設計要求放入管裝錨固膠植化學螺栓的或注入植筋膠植對穿螺栓，螺栓植入後不得觸動，經固化後方可受力使用。化學螺栓或對穿螺栓施工均需滿足相關規範要求。

6.鋼板的粘結面進行平整、除銹處理，粘結面打磨後應顯露金屬光澤，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，並用丙酮擦淨。

7.根據現場螺栓的孔位用硬紙板1:1對著打磨完畢的鋼板確定定孔位，將空位在鋼板上標記後用台鑽對著鋼板孔位進行鑽孔（圖1）。

圖1 鋼板開孔

8.鑽孔完畢後將鋼板對著螺栓位進行頂安，要求孔位合適，鋼板位置符合貼上要求。

9.根據使用說明調製結構膠，將各組分混合後充分攪拌直至均勻無色差，把配製好的膠料同時塗抹在已處理好的鋼板和混凝土面上，將鋼板與混凝土進行貼上。

10.鋼板貼上後即加壓固定，通過螺桿、角鐵、木鍥等輔助工具進行。在螺栓上設定臨時角鋼，角鋼與鋼板內用木鍥頂緊並加壓固定，直至鋼板周邊同時擠出膠液（圖2）。

圖2 加壓固定

11.現場局部區域如形狀複雜的牆體或柱轉角部位，可採用膠水灌注的方式進行粘鋼。即將鋼板通過螺栓或夾具等先固定於混凝土表面，再向混凝土與鋼板空隙間壓力灌注膠料。

12.膠水灌注時，先在拼裝後的製件上安置灌漿嘴排氣口，在拼裝後的製件周圍用封堵型結構膠封縫，再用壓縮空氣從灌漿嘴處輸入進行密封檢查，合格後用0.3～0.5兆帕的壓縮空氣將膠料從製件的進膠口壓入，排氣孔溢膠後逐一予以封堵，直至製件內充滿膠料，最後用結構膠對進膠口封堵（圖3）。

圖3 灌注法施工

13.鋼板橫向、豎向鋼板交錯粘鋼時，將上層鋼板在下層鋼板的兩邊進行彎折，彎折範圍控制在400毫米左右，彎折而產生的空隙用結構膠填滿密實（圖4）。

圖4 上下層粘鋼示意圖

14.鋼板加壓全過程不得中途局部減壓，經24小時後可卸壓，3天后可受力使用（根據天氣情況定）。

勞動力組織

施工單位採用《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》施工時，根據工作量合理安排勞動力，每10平方米範圍內混凝土結構3~6毫米鋼板粘鋼施工配備勞動力見表1。

材料設備

施工單位採用《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》所用的材料及設備明細如下：

1.按設計要求的鋼板、螺栓、膠粘劑。

2.電鑽、切割機、台鑽及砂輪機。

3.角鋼、木鍥、螺釘及小錘。

質量控制

施工單位採用《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》的質量控制要求如下：

1.工程質量控制標準

《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB50204一2002；

《建築工程施工質量驗收統一標準》GB50300一2001；

《高層建築混凝土結構技術規程》JGJ3一2002；

《混凝土結構加固技術規範》CECS25：90；

《混凝土結構加固設計規範》GB50367一2006。

2.質量保證措施

（1）施工前制訂混凝土結構鋼板粘鋼加固施工方案，並按方案進行技術交底。

（2）所用建築結構膠必須通過建設部全國建築物鑑定與加固標準技術委員會組織的專家鑑定，屬規範規定粘鋼加固所用結構膠。

（3）所用的粘鋼鋼板應選用國家大型鋼鐵企業產品，必須有產品質量證明書，應符合設計需要。

（4）混凝土表面清理後應露出結構本體、擦淨，鋼板打磨處理後，應露出金屬光澤，表面處理後不得沾上水漬、油漬和灰塵。

（5）膠料嚴格比例稱重，充分攪拌至色澤均勻不得有沉澱色差，容器內保證清潔，不允許灰塵、水分、和油漬混入。應根據現場環境溫度確定膠料每次拌合量，並按要求嚴格控制使用時間。

（6）配製後的膠料立即使用，塗抹膠料時，水平貼上應中間厚邊緣薄，豎向貼上上厚下薄，無漏抹。施工時適時地調整膠的黏度，膠的黏度較小時，施壓會導致過度流淌，造成缺膠，影響粘結強度。膠層過厚，易產生氣泡缺陷，容易引起早期斷裂。

（7）在鋼板粘結固化後，拆除夾具，隨即安排質量自檢工作，在各道主次梁及板底、板面粘鋼處進行小錘敲擊檢驗，對較大空鼓處採用剝下重新貼上，對較小空鼓則採用注漿修補。

（8）施工結束經養護後，對該分項工程進行質量檢驗，按照相關檢驗標準嚴格檢查，發現問題及時修復，認真做好檢驗記錄，確保粘鋼結構加固工程施工質量達到設計及相關規範要求，保證業主正常的功能使用要求。

（9）材料進場應檢查合格證、質保書、檢測報告，粘鋼施工檢驗批質量驗收及隱被工程驗收記錄表。

安全措施

施工單位採用《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.所有參加施工的作業人員必須經安全技術操作培訓合格後方可進入現場進行施工。特殊工種必須持有操作證上崗作業，嚴禁無證上崗作業。各工種、各工序施工前均應由施工人進行書面交底後方可進行施工作業。

2.施工現場的電氣設備設施必須制定有效的安全管理制度，現場電線，電氣設備設施必須應有專業電工經常檢查整理，發現問題必須立即解決。凡是觸及或接近帶電體的地方，均應採取絕緣保護以及保持安全距離等措施。

3.用電設備及線路絕緣良好，電氣設備及裝置的金屬部位保護接地。電箱開關、插座按規定位置固定，不歪斜不鬆動，接線端子接頭不鬆動，外殼作保護接零。

4.機械設備每次使用前必須經專人檢查確認完好可以使用後方可進行。所有機械設備的使用過程需遵循相關的機械設備使用規範規程要求。

5.電氣裝置遇到跳閘時，不得強行合閘，應查明原因，排除故障後再行合閘。線路故障的檢修時應掛牌告示並由專職電工負責，非專業人員不得檀自開箱合閘。

6.施工中操作工人必須配備必需正確配備勞防用品，操作工人穿戴工作服，佩戴安全帽。

7.施工全過程現場必須有專職人員全程監督。

環保措施

施工單位採用《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》的環保措施如下：

1.在該工法施工中主要的環境污染包括噪聲、廢料、粉塵等，在不同的施工地段，環境保護的要求和措施不同，除符合該施工工法外，在特殊環境下，還應符合當地特別要求。

2.噪聲的來源包括安裝打磨機械的噪聲、材料搬運的噪聲、加壓固定施工時敲擊的噪聲。在施工期間加強噪聲控制，嚴格按環保要求的控制指標組織施工，安排合適的施工時間，並設定必要的噪聲防護措施，減少對周邊的噪聲污染。

3.對於施工期間產生的廢料及其他污染物，主要為包裝材料廢料，應在指定地點集中堆放，在夜間按環保要求運輸至場外指定地點進行處理。

4.對場地內打磨過程中產生的粉塵，及時的進行灑水工作，降低粉塵等對周邊環境污染。

5.對產生的廢水需設定沉澱過濾裝置，滿足環保要求後方可排出。

效益分析

施工單位採用《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》的效益分析如下：

1.該工法操作方便，施工效率高，進度快。

2.該工法能夠避免常規粘鋼法的重複工序，並通過夾具進行3~6毫米鋼板的固定，使得鋼板與結構表面通過膠水粘結牢固，滿足結構承載力的要求，能夠達到較高的加固質量，具有一定的經濟效益和社會效益。

套用實例

施工單位採用《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》的套用實例如下：

中國民生銀行大廈改擴建工程（中商大廈）位於上海浦東新區陸家嘴金融貿易區內，浦東南路100號。工程由中國民生銀行股份有限公司投資，華東建築設計研究院設計，上海建科建設監理諮詢有限公司監理，上海建工股份有限公司總承包，上海市第七建築有限公司主建。

改建後結構框一筒形式不變，混凝土結構核芯筒剪力牆上大面積需要進行鋼板粘鋼加固施工。該工程剪力牆粘鋼鋼板材料為Q235B，厚度3~4毫米，寬度為300毫米，貼上間距為310毫米及600毫米兩種；植化學螺栓豎向間距310毫米，水平間距250毫米，對穿螺栓間距為200毫米；部分區域採用豎向粘鋼。絕大多數鋼板平整無彎折的剪力牆區域均通過鋼板貼上施工，而對形狀複雜的剪力牆角門洞、暗柱部位局部採用了膠水灌注的方式進行施工。該工程採用的《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》能夠加快施工進度，操作便捷靈活，加固施工的質量得到了控制。剪力牆粘鋼示意見圖5。

圖5 剪力牆粘鋼示意圖

榮譽表彰

2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《混凝土結構3mm～6mm鋼板粘鋼施工工法》被評定為2007-2008年度國家二級工法。