结构加固和防渗漏技术在既有建筑改造中的应用
欧活英
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欧活英,. 结构加固和防渗漏技术在既有建筑改造中的应用[J]. 工程与技术研究,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157889.
摘要: 在现有建筑改造领域,结构安全性的提升与渗漏问题的有效解决并驾齐驱。本研究旨在解析并分享碳纤维布加固法与保温防水屋面技术在此领域中实施的成功案例。碳纤维布加固作为一种关键技术,其在增强既有建筑结构稳定性方面的效益显著。同样,对于常见的渗漏问题,保温防水屋面处理技术提供了有效的防治策略。彼此交融的技术手段,确保了改造后建筑的整体性能,对同领域从业者的实操启示甚巨。
关键词: 既有建筑;加固改造;结构安全;渗漏水防治
DOI:10.12721/ccn.2024.157889
基金资助:

一、工程概况与工程性质

(一)工程概况

A有限公司拟定在某工业园区内对现有研发楼实施扩建及外观翻新,以期适应公司发展的新需求并打造一个符合全球认知度的企业形象。研发楼由地面五层框架结构构成,不含地下部分,内部空间兼顾办公、存储和生产。根据规划,该建筑需遵循七度抗震设防标准,确保1至5层拥有一级防水性能,而屋顶达到二级防水标准。建筑面积达3531平方米,总高22.7米,采取剪力墙结构法,并根据地面粗糙度分类为B类,改造工作涉及外立面窗扉更新、既有墙面由涂料粉饰变更为双层墙设计(内层为隔热断桥铝合金及彩钢板构成的幕墙系统,外层为玻璃幕墙结合电动百叶)。空间内部,从一层至五层,均将对楼梯、通道及房间的吊顶进行重做,采用矿棉板与石膏板材质,同时改善石膏板做成的隔断墙,以及橡胶质地的地坪。工程还包括一部新电梯的安装与相应的钢结构支撑系统,此外钢管桩一根用于支撑钢结构,及必要的梁柱加固,屋面防水处理以及屋顶瓷砖的铺设。

(二)工程性质

本工程为总承包范畴,覆盖了玻璃幕墙、彩钢板幕墙、铝合金门窗、钢质门、室内装修、水电暖设施安装、钢结构扩建、楼板与梁的强化、屋顶防水及保温、消防系统、电梯设置及桩基施工等众多专业施工项目。每一施工环节的紧密衔接成为筹划中的艰巨挑战。为了对各个子工程进行有效管理,必须制定各个子项的施工计划,合理规划不同工程部分的施工时间,以实现各部分工程的相互补充及无干扰的目标,确保整体工期的顺利完成。其中涉及的具体施工计划包括脚手架搭设、幕墙安装、钢结构建设、楼板与梁加固、屋顶防水处理、消防系统搭建、电梯基坑挖掘及补桩等专项方案。

二、屋面防水处理关键技术

(一)项目未改造前渗漏水的情况

在原有建筑物使用年限增长,室内外温差逐渐加大的环境中,屋顶层的混凝土结构仅仅采用沥青防水层和瓷砖覆盖,已无法有效阻挡雨季与春秋季节的水分侵蚀,特别是屋面断桥位置,冷凝水的形成和积聚导致水渗透现象时有出现,分布广泛而不局限于单一区域。为了根治这一问题,我们提出并实施了一项综合防水治理方案:拆除旧屋面所有材料,首先对裸露的混凝土表面施以均匀的防水剂涂层,继而铺陈防水卷材,为确保密封效果,防水卷材上方安装保温板和钢丝网结构,最后覆盖一层均匀的砂浆作为基层,销钉湿贴瓷砖。通过这一系列工艺措施,建筑顶层再未出现渗漏问题。

(二)改造过程中基层要求

施工队伍进驻现场后,首先对旧有屋顶的防水层实施拆卸作业,并彻底清除屋面积累的废弃物。紧随其后,对天沟、落水管口、泛水口、不同方位的转角以及伸缩缝等位置展开彻底的铲除工作。倘若发现裂痕,需借助凿具将其拓宽、深化,进而运用堵漏剂与水混合后填塞,此环节的养护时间不应少于1小时。完成上述准备后,选用具备弹性的防水材料,针对已铲除部分进行一层覆涂,以阻隔因气候变迁导致的水渗入。对原防水层的起鼓或空壳部分也同样要处理,而那些仍保持完好的防水层,则可以保留,但前提是必须洁净无余。

(三)材料选用

选用由合成橡胶或塑性体改良的沥青制备的防水卷材,业内通称APP,其基质为沥青。该防水材料表现出了卓越的稳定性,能在高温环境下保持稳定无流淌状态,在低温条件下展现出良好的柔韧性。其防水能力极佳,抵抗老化过程缓慢,黏结性极强。该材料的各项性能测试结果均达到或超越国家规定的相关检测标准,用其施工,防水效果可长达十年之,因此成为市场上公认的优选防水材料之一。在施工过程所需的工具包括卷尺、扫帚、喷枪、液化瓦斯、刀具、剪刀以及抹刀和弹线等。在施工完成后,应着重强调防水层保护要求,避免在防水层上进行任何钻孔或挖洞等可能导致损坏的作业。

(四)施工步骤

在进行屋面防水施工前需确保基层表面洁净,无积尘与杂质,此项工作是保障后续施工质量的前提条件。基础的完整性检验也不容忽视,各排水设施、通气设备、管道接合部及伸缩缝等关键位置,须确认其稳固性,若有散动迹象,应立刻加以加固。一旦基层检验合格,方可涂刷底子油进行屋面预处理,确保各部位涂覆无遗漏,并待其干透后方可进入下一阶段。管道、落水口等预留部位以及伸缩缝与转角处,须依标准先施附加层。之后,从下坡口弹出基准线,进行定位,依序自下而上开始铺贴工序。卷材铺设时采用边滚边热法,施工者应使用液化气枪沿卷材背侧进行加热,使其表面达到熔融状态,并立即顺势推进卷材。铺贴过程中,要确保加热与滚压动作同步进行,避免加热过热或时间过长,以免损坏卷材。在紧压卷材的防止气泡和杂质掺杂。接缝工作尤为关键,接口部位应先去除面膜并通过喷枪处理以优化粘结效果。在接缝尚未冷却之时,利用抹子进行封口操作,并再次用喷枪进行细致的熔封。热熔焊接作为此次卷材的接合方式,无论是短边还是长边的搭接,均需保持超越50毫米的搭接宽度,并确保屋脊部位的搭接不小于100毫米。

三、碳纤维布加固关键技术

(一)项目未改造前结构的情况

本项目初期,作为一般办公用途,而改造后转变为承载重大专用设备的研发楼宇,自然导致楼面荷载显著增加。设计院依据楼层功能划分及荷载评估,识别出约20%的梁需进行强化处理。为了在不牺牲空间效率的前提下解决梁的承载问题,选用碳纤维布进行加固,此法不仅有效提升了梁的承载能力,也优化了空间利用率。综上所述,项目采纳碳纤维布加固技术,有效增强了结构梁的受力性能。

(二)项目加固情况

考虑到该工程项目中梁的加固需求,经详尽分析,确定采取五种手段确保结构稳固性。首先,对梁面进行加固,应用面积密度为300g/m2的碳纤维片材,结合厚度2mm的钢板和600mm间隔的压条相结合,运用M5型射钉进行锚固。遇到框架柱的情况,在阴角区域额外安装75mmX5mm的角钢以加强连接,使用M6型锚栓和M16型螺栓进行进一步固定。对于框架梁的底部,也选用同样密度的碳纤维片材实现全长粘贴,并且以100mm宽、400mm间隔的U形箍进行加固,仅对加密部分进行处理。必要时在压条上增加100mm宽的碳布,若梁高度超过600mm,则增设一道压条。楼板方面,采取类似于梁面的加固措施,使用300g/m2的碳纤维片材和2mm厚钢板,相同的间隔设置压条,并用M5型射钉实施锚固。

对于框架柱下部的加固则采纳纵向满贴,环向则利用宽为100mm的碳纤维片材。针对不同的加固区域,间距分别设定为250mm和500mm。对柱根部及梁与柱交接处均选用75mmX5mm的角钢,扁铁设施也是如此,一律采用螺栓锚固。特别是在柱与剪力墙交接的阴角,对角钢进行固定,平面处使用75mmX5mm的扁铁,以螺栓完成锚固。梁头加固方案为使用厚度5mm的钢板。鉴于钢板需要焊接,故采用后注环氧胶的方式。钢板与碳纤维的连接须适度搭接,但经验表明,焊接工艺易导致已固化的碳纤维胶发生熔化,引致碳纤维材料脱落或出现鼓泡。因此,建议改用其他连接手段,或者仅在非搭接部位进行满焊。

四 结语:

建筑改造在施工过程中,首要前提是确保结构的稳固安全,防止建筑物内外部发生渗透现象。本论文专注于介绍碳纤维增强技术及防水处理技术这两种在建筑改造过程中至关重要的技术。旨在通过探究这些关键技术,分享经验,促进业内人士对于安全和功能性问题,如防渗漏等,的重视,从而为城市建筑的安全管理做出贡献。

参考文献:

[1]朱丙严.提高建筑屋面泛水防渗漏的加固处理结构[J].电子乐园,2022(003).

[2]王善飞.装配式建筑结构连接点防渗漏施工技术[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023.

[3]张方平,谢青生,朱建斌,等.装配式建筑结构连接点防渗漏施工技术[J].建筑技术开发,2022(24).