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摘要：随着高层建筑、深基础工程的增多，建筑施工现场越来越多地采用组合式塔机基础。本实例工程就组合式塔机基础混凝土承台结构因设计失误、施工错误、荷载增加、使用功能改变等使结构和构件承载力不足，所采用了碳纤维片材、外粘钢板进行复合截面加固处理技术。直到主体结构封顶，该塔吊安全使用性能良好。
关键词：大型塔吊；碳纤维；粘钢；加固；钢筋混凝土
中图分类号： TU528 文献标识码： A
一、工程概况
无锡世界贸易中心（二期）工程为两幢单体建筑，地上主体：世贸大厦47层，建筑高度199.95m；国际公寓搂27层，建筑高度94.40 m；地下二层。总建筑面积169089m2，其中地上建筑面积为130264 m2；地下建筑面积为38825 m2。世贸大厦结構类型为钢框架-钢筋混凝土筒体结构，最大单体钢构件重11吨。施工总平面布置如图1。
图1图2
二、(D800-42) 塔式起重机基础布设概况
根据施工组织设计部署，本工程在-×-轴范围内安装一台中联重科D型800tm(D800-42) 塔式起重机，组合式基础，塔吊桩基平面定位如图2，塔机工作高度234.6米，采用支腿固定附着式，工作幅度70米。
组合式基础由基桩→格构式钢柱→混凝土承台组成。承台混凝土强度C40,钢筋级别Ⅱ级,承台长度或宽度6.00m；承台厚度2.00m；承台箍筋间距180mm,保护层厚度50mm
混凝土灌注桩直径0.90m，桩间距4.80m, 格构柱截面尺寸550*550㎜，长度18m，主肢采用20号角钢b×d×r=200×24×18mm，缀板采用450*300*20㎜钢板，材质均为Q235B，柱间距4.80米。
塔吊承台顶面相对标高取-3.000m，桩顶相对标高为-11.850m(10.850m)，塔吊桩基在地下室区域采用钢格构柱形式。塔吊基础采用钻孔混凝土灌注桩加格构柱钢桩及混凝土承台的组合式。组合式混凝土承台如图3、图4。塔吊基础格构柱支撑加固如图5、图6。
根据江苏省地矿勘察院《无锡世贸中心二期工程岩土工程勘察报告》，塔基地质采用3-3’工程地质剖面图中的孔K9号静力触图所示资料。持力层采用5-1粉质粘土，5-1层面绝对标高为-39.34桩长加至34m(35m)，则桩端进入持力层深度2.01m。
图3图4
图5图6
三、组合式基础混凝土承台裂缝的出现
地下室施工期间的塔机使用中，对组合式基础进行沉降观察、格构式钢柱焊接及混凝土承台、塔身与承台连接螺栓预紧力的定期检查且有记录，发现有塔吊混凝土承台有细微的裂缝的出现时。项目部立即对(D800-42)塔吊采取停止使用措施，经加固补强验收合格后方可使用。
组合式基础混凝土承台复合截面加固处理技术
承台混凝土结构加固委托有资格的专业技术人员亲临现场，查看塔吊基础、塔吊使用说明书、地勘报告、主体结构吊装方案后，按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》、《混凝土结构加固设计规范》进行加固设计，并由专业施工队伍按照加固施工技术方案和安全措施进行施工。
施工顺序：应先施工碳纤维加固，后进行外粘钢板加固。
一）采用碳纤维片材对塔基承台混凝土结构构件进行加固
1、塔吊混凝土承台六面体碳纤维加固范围及部位见设计图纸平面图如图7、立面图如图8。
图7图8
所用材料
碳纤维采用聚丙烯腈基（PAN基）12k或12k以下小丝束碳纤维片材、配套的改性环氧树脂胶粘剂和表面防护材料，胶粘剂采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂A级胶。
单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于 150g/㎡ ，且不得高于300g/㎡。
对已加固完毕的结构表面应进行防护处理。防护材料的粘结性能应与碳纤维片材表面涂刷的胶粘剂相容，并能可靠粘结。
施工工序
施工必须按照下列工序进行：施工准备→混凝土表面处理→配制并涂刷底胶→配制修补胶并对混凝土表面不平整处进行填补和找平处理→配制并涂刷结构胶粘剂→粘贴碳纤维片材→表面防护
施工要点
3.1施工宜在环境温度为 5℃以上的条件下进行，并应符合配套胶粘剂要求的施工使用温度。2011年1月份环境温度低于 5℃时，采用低温固化型的配套胶粘剂或采取升温措施。
3.2在进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前，按加固设计部位放线定位。
3.3 胶粘剂配制时，应按产品使用说明书中规定的配比称量并置于容器中，用搅拌器搅拌至色泽均匀。在搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污和杂质。应根据现场实际环境温度确定胶粘剂的每次拌和量，并按要求严格控制使用时间。
3.4 按设计要求对裂缝进行灌注或封闭处理；被粘贴的混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧曲率半径不应小于 20mm。
3.5 按胶粘剂生产厂家提供的工艺条件配制底胶，采用滚筒刷将底胶均匀涂抹于混凝土表面。在底胶表面指触干燥时，立即进入下一工序的施工。
3.6按产品生产厂家提供的工艺条件配制修补胶对混凝土表面凹陷部位用修补胶填补平整，不应有棱角。宜在修补胶表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。
3.7 应按下列步骤和要求粘贴碳纤维布：
3.7.1应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布；
3.7.2应按生产厂家提供的工艺条件配制结构胶粘剂，并均匀涂抹于粘贴部位；
3.7.3将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使胶液充分浸透碳纤维布；滚压时不得损伤碳纤维布；
3.7.4多层粘贴时应重复上述步骤，并应在纤维表面的结构胶粘剂指触干燥时立即进行下一层粘贴；
3.7.5应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹结构胶粘剂。
二）采用外粘钢板（暗梁式）对塔基承台混凝土结构构件进行加固
外粘钢板加固法用于需要大幅度提高截面承载力的钢筋混凝土加固。塔吊混凝土承台底面外粘钢板范围及部位见设计图纸如图9。
图9
2、钢板采用Q235-B级钢，胶粘剂采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂A级胶。
3、施工要点
3.1混凝土面层处理：对塔吊混凝土平台底面应先凿除混凝土垫层，用清水冲洗干净，再对粘合面用金刚石角磨机进行打磨，除去2-3mm厚表层，直至完全露出新的混凝土面，用无油压缩空气吹去粉尘，或清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面2—3遍。
3.2钢件处理：用平砂轮将钢板粘贴面打磨．打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢件受力方向垂直（视情况一般沿长向打磨）。然后用脱脂棉沾丙酮擦拭2－3遍。
3.3钢件加工、制作：被贴钢件应按照设计尺寸准确下料〈还应结合现场实际情况），对于需加胀栓或螺栓部位，可采用台钻或磁力钻对钢件成孔，成孔一定要符合设计图纸及有关技术规定。
3.4预贴：钢件、混凝土面处理经验收合格后预贴，预贴时钢件与混凝土面应吻合，并与粘贴线〈见定位放线〉吻合，对有设胀栓或螺栓处，可对混凝土面成孔，成孔符合相应要求，并用无油压缩空气丙酮清孔。如预贴不合格（不完全吻合）可进行人工处理，处理方法有两种：一种对偏差较大的采用人工剔凿、打磨，并对经剔凿产生的凹凸处用高强树脂砂浆修补，使其完全吻合。另－种对偏差不大的，可直接采用高强树脂砂浆修补，使其完全吻合。预贴时应考虑到胶层厚度。
3.5涂胶、粘贴：基层经检验验收合格后，方可进行粘贴。胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面，要用力薄薄抹一层。钢板表面涂抹厚度应1－3mm，中间厚边缘薄为宜，然后将钢件贴于预定位置。若是立面站贴，为防止流淌，建议加一层脱蜡玻璃丝布。粘好钢件后，可用手锤沿粘贴面轻轻敲钢件，如无空间声或胶沿钢件四周溢出，表示巳粘贴密实。否则应剥下钢件，补胶重新粘贴。
3.6固定与加压：钢件粘贴好后立即用钢顶撑固定，压力保持为0.05-0.1MPa，以使胶液刚从钢件边缘挤出为度。若用膨胀螺栓固定，膨胀螺栓一般是钢件的永久附加锚固，其埋设孔洞应与钢件一道于涂胶前配钻预留。
严格执行碳纤维片材加固混凝土结构施工质量的现场检验及合格评定标准。
六、施工安全
1、碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施。
2、施工过程中应避免碳纤维片材弯折。
3、碳纤维片材配套胶粘剂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。
4、胶粘剂的配制和使用场所应保持通风良好。
5、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。
七、结论
本实例工程就组合式塔机基础混凝土承台结构因设计失误、施工错误、荷载增加、使用功能改变等使结构和构件承载力不足，所采用了碳纤维片材、外粘钢板进行复合截面加固处理技术。直到主体结构封顶，该塔吊安全使用性能良好。
参考文献
[1] 王永刚， 粘钢技术结合碳纤维加固方法的工程应用， 国外建材科技， 2008年第29卷，第5期， P55-57页。
[2] 王鸿升，碳纤维布 (板 )在加固混凝土结构中的应用， 施工技术， 2008年12月，第37卷 增刊 P277-279页。
[3] 许佳， 碳纤维布在混凝土结构加固工程中的应用， 城市建设， P245页。
关键词：大型塔吊；碳纤维；粘钢；加固；钢筋混凝土
中图分类号： TU528 文献标识码： A
一、工程概况
无锡世界贸易中心（二期）工程为两幢单体建筑，地上主体：世贸大厦47层，建筑高度199.95m；国际公寓搂27层，建筑高度94.40 m；地下二层。总建筑面积169089m2，其中地上建筑面积为130264 m2；地下建筑面积为38825 m2。世贸大厦结構类型为钢框架-钢筋混凝土筒体结构，最大单体钢构件重11吨。施工总平面布置如图1。
图1图2
二、(D800-42) 塔式起重机基础布设概况
根据施工组织设计部署，本工程在-×-轴范围内安装一台中联重科D型800tm(D800-42) 塔式起重机，组合式基础，塔吊桩基平面定位如图2，塔机工作高度234.6米，采用支腿固定附着式，工作幅度70米。
组合式基础由基桩→格构式钢柱→混凝土承台组成。承台混凝土强度C40,钢筋级别Ⅱ级,承台长度或宽度6.00m；承台厚度2.00m；承台箍筋间距180mm,保护层厚度50mm
混凝土灌注桩直径0.90m，桩间距4.80m, 格构柱截面尺寸550*550㎜，长度18m，主肢采用20号角钢b×d×r=200×24×18mm，缀板采用450*300*20㎜钢板，材质均为Q235B，柱间距4.80米。
塔吊承台顶面相对标高取-3.000m，桩顶相对标高为-11.850m(10.850m)，塔吊桩基在地下室区域采用钢格构柱形式。塔吊基础采用钻孔混凝土灌注桩加格构柱钢桩及混凝土承台的组合式。组合式混凝土承台如图3、图4。塔吊基础格构柱支撑加固如图5、图6。
根据江苏省地矿勘察院《无锡世贸中心二期工程岩土工程勘察报告》，塔基地质采用3-3’工程地质剖面图中的孔K9号静力触图所示资料。持力层采用5-1粉质粘土，5-1层面绝对标高为-39.34桩长加至34m(35m)，则桩端进入持力层深度2.01m。
图3图4
图5图6
三、组合式基础混凝土承台裂缝的出现
地下室施工期间的塔机使用中，对组合式基础进行沉降观察、格构式钢柱焊接及混凝土承台、塔身与承台连接螺栓预紧力的定期检查且有记录，发现有塔吊混凝土承台有细微的裂缝的出现时。项目部立即对(D800-42)塔吊采取停止使用措施，经加固补强验收合格后方可使用。
组合式基础混凝土承台复合截面加固处理技术
承台混凝土结构加固委托有资格的专业技术人员亲临现场，查看塔吊基础、塔吊使用说明书、地勘报告、主体结构吊装方案后，按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》、《混凝土结构加固设计规范》进行加固设计，并由专业施工队伍按照加固施工技术方案和安全措施进行施工。
施工顺序：应先施工碳纤维加固，后进行外粘钢板加固。
一）采用碳纤维片材对塔基承台混凝土结构构件进行加固
1、塔吊混凝土承台六面体碳纤维加固范围及部位见设计图纸平面图如图7、立面图如图8。
图7图8
所用材料
碳纤维采用聚丙烯腈基（PAN基）12k或12k以下小丝束碳纤维片材、配套的改性环氧树脂胶粘剂和表面防护材料，胶粘剂采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂A级胶。
单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于 150g/㎡ ，且不得高于300g/㎡。
对已加固完毕的结构表面应进行防护处理。防护材料的粘结性能应与碳纤维片材表面涂刷的胶粘剂相容，并能可靠粘结。
施工工序
施工必须按照下列工序进行：施工准备→混凝土表面处理→配制并涂刷底胶→配制修补胶并对混凝土表面不平整处进行填补和找平处理→配制并涂刷结构胶粘剂→粘贴碳纤维片材→表面防护
施工要点
3.1施工宜在环境温度为 5℃以上的条件下进行，并应符合配套胶粘剂要求的施工使用温度。2011年1月份环境温度低于 5℃时，采用低温固化型的配套胶粘剂或采取升温措施。
3.2在进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前，按加固设计部位放线定位。
3.3 胶粘剂配制时，应按产品使用说明书中规定的配比称量并置于容器中，用搅拌器搅拌至色泽均匀。在搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污和杂质。应根据现场实际环境温度确定胶粘剂的每次拌和量，并按要求严格控制使用时间。
3.4 按设计要求对裂缝进行灌注或封闭处理；被粘贴的混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧曲率半径不应小于 20mm。
3.5 按胶粘剂生产厂家提供的工艺条件配制底胶，采用滚筒刷将底胶均匀涂抹于混凝土表面。在底胶表面指触干燥时，立即进入下一工序的施工。
3.6按产品生产厂家提供的工艺条件配制修补胶对混凝土表面凹陷部位用修补胶填补平整，不应有棱角。宜在修补胶表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。
3.7 应按下列步骤和要求粘贴碳纤维布：
3.7.1应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布；
3.7.2应按生产厂家提供的工艺条件配制结构胶粘剂，并均匀涂抹于粘贴部位；
3.7.3将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使胶液充分浸透碳纤维布；滚压时不得损伤碳纤维布；
3.7.4多层粘贴时应重复上述步骤，并应在纤维表面的结构胶粘剂指触干燥时立即进行下一层粘贴；
3.7.5应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹结构胶粘剂。
二）采用外粘钢板（暗梁式）对塔基承台混凝土结构构件进行加固
外粘钢板加固法用于需要大幅度提高截面承载力的钢筋混凝土加固。塔吊混凝土承台底面外粘钢板范围及部位见设计图纸如图9。
图9
2、钢板采用Q235-B级钢，胶粘剂采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂A级胶。
3、施工要点
3.1混凝土面层处理：对塔吊混凝土平台底面应先凿除混凝土垫层，用清水冲洗干净，再对粘合面用金刚石角磨机进行打磨，除去2-3mm厚表层，直至完全露出新的混凝土面，用无油压缩空气吹去粉尘，或清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面2—3遍。
3.2钢件处理：用平砂轮将钢板粘贴面打磨．打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢件受力方向垂直（视情况一般沿长向打磨）。然后用脱脂棉沾丙酮擦拭2－3遍。
3.3钢件加工、制作：被贴钢件应按照设计尺寸准确下料〈还应结合现场实际情况），对于需加胀栓或螺栓部位，可采用台钻或磁力钻对钢件成孔，成孔一定要符合设计图纸及有关技术规定。
3.4预贴：钢件、混凝土面处理经验收合格后预贴，预贴时钢件与混凝土面应吻合，并与粘贴线〈见定位放线〉吻合，对有设胀栓或螺栓处，可对混凝土面成孔，成孔符合相应要求，并用无油压缩空气丙酮清孔。如预贴不合格（不完全吻合）可进行人工处理，处理方法有两种：一种对偏差较大的采用人工剔凿、打磨，并对经剔凿产生的凹凸处用高强树脂砂浆修补，使其完全吻合。另－种对偏差不大的，可直接采用高强树脂砂浆修补，使其完全吻合。预贴时应考虑到胶层厚度。
3.5涂胶、粘贴：基层经检验验收合格后，方可进行粘贴。胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面，要用力薄薄抹一层。钢板表面涂抹厚度应1－3mm，中间厚边缘薄为宜，然后将钢件贴于预定位置。若是立面站贴，为防止流淌，建议加一层脱蜡玻璃丝布。粘好钢件后，可用手锤沿粘贴面轻轻敲钢件，如无空间声或胶沿钢件四周溢出，表示巳粘贴密实。否则应剥下钢件，补胶重新粘贴。
3.6固定与加压：钢件粘贴好后立即用钢顶撑固定，压力保持为0.05-0.1MPa，以使胶液刚从钢件边缘挤出为度。若用膨胀螺栓固定，膨胀螺栓一般是钢件的永久附加锚固，其埋设孔洞应与钢件一道于涂胶前配钻预留。
严格执行碳纤维片材加固混凝土结构施工质量的现场检验及合格评定标准。
六、施工安全
1、碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施。
2、施工过程中应避免碳纤维片材弯折。
3、碳纤维片材配套胶粘剂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。
4、胶粘剂的配制和使用场所应保持通风良好。
5、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。
七、结论
本实例工程就组合式塔机基础混凝土承台结构因设计失误、施工错误、荷载增加、使用功能改变等使结构和构件承载力不足，所采用了碳纤维片材、外粘钢板进行复合截面加固处理技术。直到主体结构封顶，该塔吊安全使用性能良好。
参考文献
[1] 王永刚， 粘钢技术结合碳纤维加固方法的工程应用， 国外建材科技， 2008年第29卷，第5期， P55-57页。
[2] 王鸿升，碳纤维布 (板 )在加固混凝土结构中的应用， 施工技术， 2008年12月，第37卷 增刊 P277-279页。
[3] 许佳， 碳纤维布在混凝土结构加固工程中的应用， 城市建设， P245页。