碳纤维布加固混凝土结构技术原理

　　碳纤维布加固混凝土结构的技术原理

　　1．前言

　　碳纤维增强材料，简称碳纤维，是近十年来在发达国家新兴的一种加固混凝土结构的新材料，以其优异的力学性能在工程领域日渐受宠，被人们称为“结构加固的新星”。采用碳纤维加固技术具有如下几个特点：

　　1.1强度高。碳纤维片材的抗拉强度一般都在3500MPa以上，远高于钢材；抗拉弹性模量为230000～430000MPa，亦高于钢材。因此它的比强度（即材料的强度与其密度之比）可达到2000MPa/g/cm3以上，而Q235钢的比强度仅为59MPa/g/cm3左右，比模量也比钢材高。

　　1.2 施工简便、快捷。使用碳纤维加固构件不需大型施工机构及周转材料，易于操作，施工周期短，经济性好。

　　1.3 抗酸碱盐类介质的腐蚀，应用面广。加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性，可以应用于各种工作环境的构件加固。

　　1.4 可以有效的封闭混凝土结构的裂缝，延长结构的使用寿命。

　　1.5 易于保持结构原状，基本不增加结构自重及截面尺寸。

　　2．材料

　　碳纤维加固钢筋混凝土技术所涉及的材料主要有两种：一是碳纤维布；二是配套树脂类粘结材料。

　　2.1碳纤维增强材料（CFRP）

　　CFRP乃英文Carbon Fibire Reinforcement Polymer 的首字母缩写，意为碳纤维增强材料。碳纤维丝的产生，是通过氧化有机聚合物（通常是聚丙稀硝胺纤维或乳化沥青），只留下碳素材料，其碳原子沿原有纤维长度排列整齐而形成碳素纤维。每根碳纤维丝由3000～12000个碳原子丝以绞线或麻绳的方式排列而成，其粗细仅相当于人的1根头发丝。

　　碳纤维成品可以制成不同的型材如纤维布、纤维板、棒材、短纤维等，根据不同工程的不同部位和需要而定。在加固工程中应用量最大和最普通的还是碳纤维布。

　　2.2配套树脂类粘结材料（粘结剂）

　　粘结材料是施工成功的重要保证。为了使被加固构件与碳纤维布共同受力，要求粘结剂对被粘贴界面和碳纤布有较高的粘结力和强度，抗拉、抗压特别是粘贴抗剪强度应高于混凝土相应的强度，而且粘结材料对界面和碳纤维布都要有良好的渗透性和相容性，还能够抗冲击、耐疲劳抗老化等。

　　采用碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时，通常选用配套底层树脂、找平材料、浸渍树脂和粘结树脂，所选材料除满足上述要求外，尚应满足施工简易的要求。一般要求底层树脂及找平材料的正拉结强度大于2.5MPa且不小于被加固混凝土拉结强度的标准值ftk

　　3．碳纤维的补强、加固原理

　　粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面，使两者共同工作，提高结构构件的（抗弯、抗剪）承载能力。

　　用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，其抗拉强度约为普通钢材的10倍；但是，碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到补强、加固的目的。

　　值得注意的是，使用碳纤维进行加固时，具体粘贴层数要通过计算确定，考虑到各层的共同工作系数，抗疲劳的能力和避免脆性破坏，一般不宜超过5层。另外，从受力性能角度而言，单层优于多层，窄幅优于宽幅；必要时纵向可以搭接，搭接长度不能少于100mm，而且要保证碳纤维端部有可靠的锚固，除计算要求外，还应有必要的构造措施。

　　4．碳纤维布在混凝土结构加固中的机理分析

　　碳纤维加固技术应用广泛，适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构，要求基层混凝土的强度等级不低于C15即可，这里着重介绍碳纤维布加固钢筋混凝土抗弯、抗剪、抗震构件的机理作用，其它从略。

　　4.1 碳纤维加固钢筋混凝土抗弯构件。

　　钢筋混凝土受弯构件的抗弯加固，是通过将碳纤维布粘贴于构件受拉区，代替或补充钢筋的受拉性能，从而提高构件的抗弯承载力。粘贴碳纤维后，在构件受拉区混凝土开裂前，碳纤维的应变很小；在混凝土开裂后，碳纤维布逐渐参www.pmceo.com与共同工作，应变增长加快；而在钢筋屈服后，碳纤维布充分发挥作用，应变增长迅速加快，其高强高效的性能得以充分体现。

　　4.2 碳纤维加固钢筋混凝土抗剪构件。

　　钢筋混凝土的抗剪加固，是将碳纤维粘贴于构件的受剪区，这里碳纤维的作用类似于箍筋。在构件屈服前，碳纤维的应变发展缓慢，所达到的最大应变值也较小；在构件屈服后，箍筋的作用逐渐被碳纤维代替，碳纤维的应变发展加快，应变值要高于箍筋的应变值，而箍筋所起的约束作用减小，其应变发展缓慢。

　　4.3 碳纤维加固钢筋混凝土抗震柱。

　　应用碳纤维对混凝土柱进行抗震加固，是通过用碳纤维布横向包裹钢筋混凝土柱来提高其延性而实现的。碳纤维的主要作用是对其内部混凝土起到了约束作用，这种约束是一种被动约束，随着混凝土柱轴向压力的增大，横向膨胀促使外包碳纤维布产生环向伸长，从而提高侧向约束力。约束机制取决于两个因素：混凝土的横向膨胀性能和外包碳纤维布的环向约束能力。碳纤维布约束混凝土表现出两阶段受力过程：第一阶段，混凝土处于类似素混凝土的线弹性阶段，横向变形小，故碳纤维横向变形也很小，分界点在素混凝土峰值应力附近；第二阶段，构件达到极限承载力后，混凝土横向膨胀变形急剧增加，碳纤维环向应变显著增长，环向约束力增加，混凝土极限压应变得以提高，因而推迟了受压区混凝土的压碎，充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能，显著改善了构件的延性。

　　我国是一个地震多发国家，建筑物的抗震加固技术是工程抗震领域研究与应用的一个重要方面。碳纤维补强加固混凝土技术对混凝土柱的抗震加固在工程中应用最多。

　　5．结语

　　粘贴碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术，已经得到较为广泛的应用，并已产生较大的经济效益，我国已经制定了相关的技术标准及规程（即《CECS146－20**碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》），为这门技术的应用和健康发展奠定了基础。

采编：www.pmceo.cOm

篇2：论隧道衬砌碳纤维加固

　　论隧道衬砌碳纤维加固

　　一般隧道大多采用直墙拱顶结构的，其中半园顶在结构受力上是不应该损坏的，正常情况下，它是不需要加固的，除非是施工质量不过关，出现施工质量问题，如果是这样，碳纤维加固是起不了多大作用的，如果隧道净空较大，有空间进行二次衬砌加固，则采用二次衬砌加固。

　　对于直墙部分，如果有损坏，可以用碳纤维加固，编写专项施工方案，请设计、监理、甲方等相关单位确认后，找一家专业施工队伍施工，千万不能找一个不懂碳纤维加固，特别是不懂加固的施工队伍，那样就会带来更多的麻烦。

　　如果隧道采用的不是直墙拱顶结构，而是矩形截面形式，那你的隧道顶部有可能也需要加固的，这个加固也可以采用碳纤维加固的。

　　不管你是采取的什么样的结构形式，隧道的哪个部位损坏，采取哪种方式进行加固，对地下工程而言，加固处理只能局限于内部处理，隧道外部一般情况下是没有办法处理的，所以就会带来新的问题，就是防水问题，在被复工程开裂损坏或存有施工质量问题时，还没有什么好的办法能堵住地下水，保证地下水不往隧道里面渗漏的，因为地下水的水压太大了，所以你如果要在隧道的内部进行碳纤维加固的话，施工上也是一个难题。

　　对于地下工程，出现问题后，正常情况下第一考虑的，仍然是采取第二层被复，当然必须是在结构安全的情况下，如果结构本身就不安全，那必须先进行结构加固处理，使结构安全。再进行二层被复，可在二层被复与一层被复之间采取排水措施，确保隧道内部的安全与正常使用。

篇3：粉砂土地基加固处理方法

　　浅述粉砂土地基加固处理方法
　　随着国家宏观调控政策的加强，目前土地已经成为各个城市发展的瓶颈。如何利用荒山、海涂等有限的土地资源，摆在了政府各级部门的面前。其中，利用海涂的土地资源，是目前一种比较现实的思想，但海涂绝大部分是由粉砂组成，地基承载力可能达不到建筑施工所要求的数据。本文介绍一种比较实用，施工相对方便，比较成熟的加固方法——高压旋喷桩地基加固处理。

　　一、制浆

　　按设计配比进行浆液搅制，在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不少于30秒，一次搅拌使用时间亦控制在4小时以内。

　　喷射提开。当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆、气，待注入浆液冒出孔口时，按设计的提开方式及速度自下而上提开，直至提开到设计的终喷高程。喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：接、卸管要快，防止塌孔和堵嘴；喷射因故障中断，应酌情处理；因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆；如中断时间超过1小时，要采取补救措施；恢复喷射时，喷射管要多下0.3米，保证凝结体的连续性。

　　二、回灌

　　喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固结后墙顶标高，回灌浆液一般用邻孔高喷冒浆静压充填。

　　记录。施工中钻孔，高喷灌浆的各道工序应详细、及时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格。28天后取芯进行无侧限抗压强度试验，2%，不少于两根。

　　三、高压旋喷桩施工工艺

　　定孔位。在定孔位时，一定要严格按照设计放样定孔位，其误差不大于2厘米，并用木桩固定。在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩，同时在施工轴线5～10米范围设控制桩。

　　造孔把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架，钻机的垂直度满足精度要求，经技术人员验测合格后方可开钻。如发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻。采用合金钻头进施工，钻孔直径Φ130.钻进过程中，遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地质变化、颗粒大小、硬度等要详细记录、钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一个孔的钻进。

　　下喷射管。将喷射台移至成孔处，先在地面进行浆、气试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。

　　喷射材料。采用P.O32.5普通硅酸盐水泥搅制同，水泥应为新鲜无结块，通过0.08毫米方孔筛的筛系量为≤5%，每批进场水泥必须有生产厂家产品合格证，并根据有关规定进行抽查检验。制浆用水必须保证清洁无污染，符合拌制水工砼的要求。

　　四、工艺参数

　　高压喷射灌浆属于隐蔽性工程施工，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工质量，因此根据工程的实际地质情况，拟采用如下工艺参数进行施工：1）高压水泥浆。压力35~38Mpa，流量Q=70~80立升/分；2）压缩气。压力为0.6~0.8Mpa，气量60~80立方米/小时；3）浆液比重。浆液采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥搅制，浆液比重1.4~1.5；4）提开速度。旋喷提开速度为10~15厘米/分；5）旋转速度。旋转速度为12~15n/分；6）质量保证措施。由于高压旋喷桩施工难度大，特制定施工细则，在施工中严格遵守，以保证施工质量。钻机就位与设计位置偏差要求小于2厘米，垂直度偏差度小于1%.采取钢尺丈量和吊锤球的方式检测，满足精度要求后方可进行钻孔施工。

　　施工时严格控制各种施工参数，发现问题及时汇报处理。现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。

　　高压旋喷应全孔连续进行，若中途拆卸喷射管，则应进行复喷，搭接长度不少于200毫米。供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小，且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。在施工时严格遵守操作规程，班长和技术员严格进行质量自检。

篇4：办公大楼加固装修工程工地用电安全措施

　　办公大楼加固装修工程工地用电安全措施

　　(1) 所有电工均需持证上岗，且穿绝缘鞋和配带其他安全用具。

　　(2)现场所有配电箱应防尘、防水、防晒，且能上锁，箱体应涂安全标志配电箱统一编号，箱内无杂物，不使用的配电箱应切断电源，箱门上好锁，箱体、配电板均需做好接地处理。

　　(3)潮湿的场所宜使用低压照明，电压不超过36V，特别潮湿的场所用12V 电压，电源线宜使用橡套电线。

　　(4)灯头与易燃物净距一般不少于30cm，流动性碘钨灯用金属作支架时，应有接地保护，并水平放置。

　　(5)电焊机应做到双线到位。

　　(6)对于塔吊和提升架以及架子管等在施工时应做好接地防雷保护。

　　(7)非专业电气工作人员，严禁乱动电气设备。

　　(8)凡未经检查的电气设备均不得安装和使用，露天使用的设备应有良好的防雨措施，凡被雨淋的电气设备应进行必要的干燥处理，经绝缘检测合格后方可使用。

篇5：办公大楼加固装修工程安全施工管理措施

　　办公大楼加固装修工程安全施工管理措施

　　一、安全施工目标：

　　不发生重伤事故，轻伤事故频率控制在1‰以内，创“北京市优质安全文明工地”。

　　二、管理体系

　　由单位安全部门负责对各工地安全工作的统一领导，各项目成立以项目经理为组长的“安全文明施工领导小组”，副组长由项目副经理和专职安全员担任，组员包括各专业施工队长和队安全员等，安全部每周组织一次巡查，并在当周工程例会上公布检查结果。

　　三、施工安全管理措施

　　1.现场安全准备工作

　　进场的首要工作，要熟悉现场外围的环境，其中包括高低压线路和其他危险地、物，现场内的安全治理和防护工作，此项工作就绪后，由项目经理，技术主管，和安全主管认真学习现场安全管理知识，参加劳动局考试，领取安全生产许可证。进场由技术部门联系劳务，人员落实后，进行安全培训，分为“三级”（项目、队、班组）之后由项目印试题统一考试，

　　建立安全教育记录，未受教育者，安全人员有权拒绝其上岗。

　　2.拆除工程施工阶段的安全管理

　　电气拆除工程施工前必须确保建筑物所有电源处于关闭状态，严格执行临时施工用电的各项规定。

　　给排水采暖工程拆除施工时，确保管道中无水、无气。严格按施工交底的内容进行拆除，不明情况的管线不能随意拆除。

　　室内拆除吊顶时，每一间房间要有专人负责，禁止一边拆除吊顶一边清运垃圾，待该房间的吊顶全部拆除后，统一清运垃圾。

　　室内墙体拆除的过程中，应按技术交底的顺序进行施工，每堵墙体拆除时，要确认另一侧没有施工人员和施工机具后，方可进行施工。

　　在室外拆除墙体及装饰面层时，严禁向下抛扔垃圾杂物，严禁上下同时交叉拆除，应从上至下依次拆除。

　　室内拆除楼板或地面的过程中，应由专门的保卫人员负责下一层的安全工作，禁止下一层室内的一切施工作业，防止楼板局部突然塌落伤人。

　　各拆除作业面要进行有效的防尘、降尘，及时洒水、提前湿润等。作好环境保护和员工个人保护工作。

　　3.基础工程施工安全管理

　　基坑完成后，四周做1.2～1.5m 高防护栏杆，刷红白漆，栏杆外围护安全网和做不低于30cm 的挡水墙。

　　进场材料在基坑边堆放，预先制定标准，并对护坡经常性自测和用水准仪测试，必要时要成立护坡观察小组，成员有技术、安全等部门组成，由安全部门每天写出观察结果。

　　教育施工人员向基坑下料时不从上向下扔，保证吊物必须有容器和捆绑，信号工指挥要认真执行“十不准吊”。

　　4.±0.00 以上结构及加固安全管理

　　根据施工要求由技术部门设计脚手架，安全部门参加，采取何种架子，提前绘制施工图，并报上级主管部门审核批准，并做安全技术交底。架子工进行培训，取证上岗。对结构的敞口处，设置固定的防护栏，统一达到高度1.2m，用红白漆涂刷。

　　支模与拆模，支模要严格按照操作规程，使用顶撑和满堂红架子时，要有二人以上合作，在拆模时，安排专职看护人员。施工人员有协作精神，拆完之后方可清理。

　　结构面的安全，人行马道上的碎混凝土块，垃圾等危险物品，每天安排人员清理。

　　不管在任何情况下，杜绝上下立体交叉作业，如出现这种情况，根据工程的缓急，指令停止一方。

　　5.装饰工程安全管理

　　处理结构的剔凿人员，必须戴好护目镜，注意周围的人员、机械安全，所搭设的临时架子，做到安全使用。

　　内装修所搭设的满堂红脚手架，严格按要求搭设，尺寸1.8m×1.8m×1.5m，满铺脚手板，不留空档，并做到工完场清，有临边敞口处绑两道防护栏杆，高度1.2m。

　　6.施工机械安全管理

　　施工电梯及提升机的安装地基和使用按原厂规定，并有验收手续，经检验合格后，方可使用，使用中，定期进行检测。

　　施工电梯及提升机的安全装置保证齐全、灵敏、可靠，做到定期不定期的检验。严格执行额定重量及定额人数制度。电梯底笼周围2.5m 范围内必须设置牢固的防护栏杆，进出口处的上部搭设足够尺寸的防砸棚。并作防雷接地处理。

　　搅拌机外壳应作接地保护，开关箱设漏电保护器，各转动部位有防护罩。运行前要试运转检查有无故障。搅拌机的固定基础要牢固稳定，并有防雨棚。

　　蛙式打夯机必须两人操作，操作人员必须戴绝缘手套和穿绝缘胶鞋，操作手柄应采取绝缘措施，夯机用后应切断电源，严禁在夯机运转时清除积土。

　　氧气、乙炔瓶防止曝晒、倒放，平时汽油、氧气和乙炔瓶的工作间的间距不小于5cm，两瓶同时焊时距离大于10m。各种气瓶应分类分别存放，不得靠近火源或热源。施工现场内严禁使用浮桶式乙炔发生器。

　　电锯的锯盘及传动部位安装防护罩，并设保险档、分料器、挡网或棘爪。凡长度小于50m，厚度大于锯盘半径的木料，严禁使用电锯。

　　砂轮机应使用单向开关。砂轮必须装设不小于180°的防护罩和牢固的工件托架。严禁使用不圆、有裂纹和磨损剩余部分厚度小于25mm 的砂轮。

　　平面刨安全防护装置齐全有效。对吊具、钢丝绳凡表面磨损、腐蚀、断丝超过标准的、死弯断股，油芯外露的不得使用。

　　各种小型手持电动工具的绝缘性能要符合规范的规定。工具自带的软线不准随意拆除或接长，插头不得随意更换，禁止使用不带插头的工具。

　　工具中运动（转动）的危险零件，必须按有关的标准装设防护罩不得随意拆除。

　　7.临时用电安全防护管理

　　临时用电必须按规范的要求，做施工组织设计（方案），建立必要的档案资料。临时用电必须建立针对现场的线路、设施的定期检查制度，并将检查、检验记录存档备查。

　　临时用电线路必须按规范架设整齐，架空线采用绝缘导线，不成束架空敷设，也不沿地面明敷设。

　　配电系统必须实行分级配电，各类配电箱、开关箱外观保持完整、牢固、防雨，箱体外涂安全色，统一编号，箱内无杂物，停止使用的配电箱切断电源，箱门上锁。

　　独立的配电系统必须按部标颁准采用三相五线制的接零保护系统，各种电气设备和施工机械的金属外壳、金属支架和底座按规定采取可靠的接零或接地保护，在采用接地和接零保护方式的同时，必须设两级漏电保护装置，实行分级保护，形成完整的保护系统。漏电保护装置按规定选择。

　　各种高大设施按规定装设避雷装置。

　　手持电动工具的使用符合国家的有关规定。保证工具的电源线完好。

　　电源线不任意接长和调换，工具的外绝缘完好无损，维修和保管专人负责。

　　在施工场所采用36V 电源、24h 全天

候照明。

　　电焊机单独设开关，电焊机外壳设接零或接地保护，一次线长度小于5m，二次线长度小于30m，两侧接线牢固，并安装可靠的防护罩。焊把线双线到位，不借用金属管道、金属脚手架、或结构钢筋做回路地线，焊把线完好，绝缘良好，电焊机设置地点防漏、防雨、防砸。