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環(huán)氧樹脂膠泥在抗震加固工程中的應(yīng)用
摘要:結(jié)合工程實例,介紹了環(huán)氧樹脂膠泥在民用房屋建筑抗震加固工程中的設(shè)計技術(shù)方案和錨固技術(shù)保證措施。
關(guān)鍵詞:抗震加固;樹脂膠合劑;錨固
引言
環(huán)氧樹脂膠泥作為一種重要的化工材料,被廣泛應(yīng)用于電子電器、LED燈飾、工藝飾品、體育用品、建筑建材等行業(yè),主要可起到灌注密封、粘接固定、封裝保護(hù)、絕緣防潮等作用。作為常用的化學(xué)灌漿材料,環(huán)氧樹脂膠泥具有化學(xué)穩(wěn)定性好、可以室溫固化、收縮小、強度高、粘結(jié)力強等諸多優(yōu)點,尤其是其粘結(jié)力和內(nèi)聚力均大于混凝土的內(nèi)聚力,因而常用作裂縫修復(fù)及建筑物結(jié)構(gòu)補強。例如某教學(xué)樓抗震加固工程于1997年7月開工,當(dāng)年9月竣工驗收投入使用,至今已正常使用12年。本文結(jié)合該工程的設(shè)計實踐,從工程的加固設(shè)計方案及錨固技術(shù)等方面,介紹環(huán)氧樹脂膠泥在民用房屋建筑抗震加固工程中的應(yīng)用。
1工程概況
山西省朔州市某小學(xué)教學(xué)樓為3層封閉外廊式磚混結(jié)構(gòu),于1989年竣工投入使用,到1997年初,校方發(fā)現(xiàn)3層樓走廊窗臺平面及窗臺上皮有水平裂縫,縫寬1mm左右,縱向通長。通過現(xiàn)場調(diào)查、觀測及圖紙審查后,認(rèn)為原結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防不符合新規(guī)范的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),該裂縫直接影響建筑物的使用年限。由于該地區(qū)為抗震7度設(shè)防區(qū),為防止裂縫繼續(xù)發(fā)展并控制其他裂縫的出現(xiàn),同時恢復(fù)并提高教學(xué)樓的安全性和耐久性,決定對該教學(xué)樓進(jìn)行抗震加固。
2抗震加固設(shè)計技術(shù)方案
該教學(xué)樓原抗震設(shè)計采用TJ11—78《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計規(guī)范》,不符合GBJ11—89《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。該建筑為3層封閉外廊式磚混結(jié)構(gòu),走廊通長③-⑿軸全長54.6m,僅有的4道圈梁因東西橫墻間距太大,不能有效地發(fā)揮環(huán)箍作用。內(nèi)橫墻少,從結(jié)構(gòu)上看屬于平面相對空曠的建筑結(jié)構(gòu),又因外廓式布置走廓處外墻缺少橫向連接,降低了房屋的水平剛度,這樣就不能將全部的水平地震力通過樓蓋傳遞給橫墻,造成縱墻在樓蓋支承處產(chǎn)生側(cè)移、外閃,從而增加了縱墻破壞的可能性。根據(jù)以上分析,決定加固的主要措施為:在南教學(xué)樓③-⑿軸線范圍增設(shè)27根附墻鋼筋混凝土壁柱,用環(huán)氧樹脂膠泥錨固技術(shù)使之與墻體及原鋼筋混凝土圈梁牢固連接,以提高墻體的抗剪強度和抵抗垂直地震荷載的能力,有效地提高原建筑物的空間剛度和整體性,從而使原有建筑形成較完整的抗震設(shè)防體系。具體做法是:用環(huán)氧樹脂膠泥將Φ18mm錨桿固定于墻體,錨桿另一端埋設(shè)于新增壁柱中,圈梁處埋設(shè)Φ12mm環(huán)箍,一端與圈梁主筋焊牢,另一端錨入新增的壁柱內(nèi)。
3抗震加固錨固技術(shù)保證措施
加固結(jié)構(gòu)屬于2次組合結(jié)構(gòu),要求新增設(shè)的27根附墻鋼筋混凝土壁柱與原建筑物必須整體工作,共同受力。整體工作的關(guān)鍵主要取決于結(jié)合面的構(gòu)造處理及施工方法。該項加固工程的關(guān)鍵是必須處理好鋼筋混凝土壁柱與墻體及圈梁的可靠錨固問題,因此,必須確保環(huán)氧樹脂膠泥的配制質(zhì)量及環(huán)氧樹脂錨桿的埋設(shè)質(zhì)量。施工中必須處理好以下幾點:
3.1環(huán)氧樹脂膠泥的配制
先將環(huán)氧樹脂加熱成流體,然后按1∶1加入滑石粉或石英粉及鄰苯二甲酸二丁脂(增塑劑)10%(與樹脂液質(zhì)量之比),強力攪拌均勻后即為環(huán)氧樹脂膠泥半成品,用密封容器貯存待用。現(xiàn)場正式使用時,根據(jù)當(dāng)時的氣溫再摻入6%~10%(與膠液質(zhì)量之比)的乙二胺(固化劑),攪拌均勻后按要求迅速填充孔洞。
3.2錨桿的施工要求
(1)在墻面上準(zhǔn)確標(biāo)定好錨桿位置。
(2)電鉆鑿孔直徑為22mm,孔深自磚墻表面深入≮180mm(不計抹灰層)。
(3)用皮老虎將孔內(nèi)的碎磚屑、浮渣吹掃干凈,再用濕手巾將孔內(nèi)清理干凈、涼干。因為環(huán)氧樹脂是憎水性材料,必須待孔洞完全干燥后方可進(jìn)行下道工序施工。
(4)將配制好的環(huán)氧樹脂膠泥強力攪拌均勻后迅速充填入孔洞內(nèi)。
(5)將錨桿用錘打入孔內(nèi)至底,再用環(huán)氧樹脂膠泥將錨桿周圍充填平實,膠泥凝固后可進(jìn)行綁扎鋼筋等工作。
4工程抗震加固效果
1997年9月抗震加固工程經(jīng)驗收合格,使用至今未發(fā)現(xiàn)墻體有其他裂縫,滿足安全使用要求,說明該抗震加固工程的設(shè)計和施工方案是可靠的。與其他方法相比,在該項抗震加固設(shè)計中應(yīng)用環(huán)氧樹脂膠泥錨固技術(shù),對原有建筑的開鑿范圍小,能大幅度降低工人的勞動強度,具有工期短、投資省、易實施、粘結(jié)強度和抗震可靠性較高等優(yōu)點。在該項工程中,充分利用了環(huán)氧樹脂漿液的抗壓、抗拉和粘結(jié)強度遠(yuǎn)高于混凝土強度的這一特性,將環(huán)氧樹脂膠泥作為錨固材料應(yīng)用于錨桿與墻體連接,確保了新增壁柱與原結(jié)構(gòu)的整體工作能力,達(dá)到了抗震加固的目的。
5結(jié)語
對環(huán)氧樹脂膠結(jié)劑在自動老化儀上進(jìn)行的仿大氣條件下經(jīng)受相當(dāng)于12年的老化試驗表明,環(huán)氧樹脂膠泥的抗壓、抗拉和粘結(jié)強度都很高,尤其是其抗拉強度和粘結(jié)強度遠(yuǎn)高于混凝土強度。應(yīng)用環(huán)氧樹脂膠泥錨固技術(shù)進(jìn)行工程抗震加固,可使新增的鋼筋混凝土壁柱與原有墻體充分錨接形成整體,新增的抗震柱與原有圈梁形成縱向、橫向交錯的完整的受力體系,有效地約束了應(yīng)力應(yīng)變,減小了溫度變形,提高了原建筑物的空間剛度及整體性,增強了墻體的抗剪能力,提高了建筑物的安全性及耐久性。該教學(xué)樓加固工程的實踐表明,環(huán)氧樹脂膠泥錨固技術(shù)可以廣泛地應(yīng)用于類似結(jié)構(gòu)的抗震加固工程中。