一种同时提高预制混凝土空心板楼盖强度、刚度和整体性的加固方法

本发明属于房屋建筑结构加固领域，具体涉及一种同时提高预制混凝土空心板楼盖强度、刚度和整体性的加固方法。

背景技术：

预制混凝土空心板在国内已有几十年的使用历史，在既有建筑中存量巨大。近年来，随着使用过程中的荷载不断增大，部分已建成的民用建筑物由于设计时荷载标准偏低以及环境和结构性能退化等因素，无法满足日益增加的使用需求，出现了不同程度的病害，给结构安全和耐久等方面带来严重的隐患。

现有技术中的加固技术一般均是应用在桥梁等大型建筑上，需要使用大型设备，且施工工期长，成本较高，无法将其用于老旧建筑的加固中去；同时现有的其他加固方法对于老旧建筑的破坏较大，成本较高，加固效能多较为单一，难以更好的推广应用。

因此，提供一种更加简便的提高现有预制混凝土空心板楼盖强度、刚度和整体性的加固方法，并将其应用于老旧建筑的加固成为本领域亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种同时提高预制混凝土空心板楼盖强度、刚度和整体性的加固方法，针对现有的普通预制混凝土空心楼板进行加固，具体是在普通预制混凝土空心楼板板底位置凿毛开槽并嵌入钢板带，钢板带上表面焊接有长螺杆，混凝土空心板上对应上述长螺杆的位置开设有通孔，将长螺杆穿出通孔后钢板带嵌入空心板板底，之后在空心板上表面设置钢管，上述长螺杆同时穿过钢管后利用螺母连接，从而完成对空心板的加固，相邻空心板间通过在对应长螺杆上连接加强钢板连接为一体；采用这种加固方法，得到的预制混凝土空心板，其强度、刚度、整体性可同时得到提升，具有轻质、运输安装方便、耐久性能优异、工艺简单、湿作业少、节约人力等特点。加固后预制混凝土空心板比未加固预制混凝土空心板的极限承载力、抗弯刚度都得到显著的提升，能够满足整体房屋的安全性和耐久性，同时面对突发灾害，比如地震，房屋的抗震性能也会大幅度提高。

本发明的具体技术方案是：

一种同时提高预制混凝土空心板楼盖强度、刚度和整体性的加固方法，所述方法针对现有的普通预制混凝土空心楼板进行加固，具体是在普通预制混凝土空心楼板板底位置凿毛开槽并嵌入钢板带，钢板带上表面焊接有长螺杆，混凝土空心板凿毛开槽内对应上述长螺杆的位置开设有通孔，将长螺杆穿出通孔后钢板带嵌入空心板板底，之后在空心板上表面设置钢管，上述长螺杆同时穿过钢管后利用螺母连接，从而完成对空心板的加固，相邻空心板间通过在对应长螺杆上连接加强钢板连接为一体；

同时在空心板上表面钻凿多排孔洞，从板端到板中心依次为注浆孔、出浆孔、封堵孔；上述孔洞均与空心板的中心孔洞连通；

具体施工时步骤如下：

(1)首先将现有的普通预制混凝土空心楼板上下表面清理干净，之后在混凝土空心板板底位置凿毛开槽，其中当混凝土空心板的中心孔洞为奇数个时，开槽位置在混凝土空心板中心孔洞的下方；当混凝土空心板的中心孔洞为偶数个时，开槽位置在混凝土空心板最外侧两个孔洞的下方；

这样设置可使得加固后的空心板受力更加均衡，对于原始空心板承担竖向面荷载的能力最好，且对于板体的抗剪切效果更好。

(2)开槽完成后，选择与开槽槽体大小厚度适合的钢板带，并在钢板带上表面上沿其长度方向均匀焊接长螺杆，之后在开槽槽体内钻凿与上述长螺杆位置对应的通孔，该通孔贯穿整个混凝土空心板；清理槽体后将上述长螺杆插入对应位置的通孔并将钢板带嵌装入开槽槽体内；优选的，在钢板带的上表面涂覆有胶黏剂，该胶黏剂优选为环氧树脂胶黏剂，这样当钢板带嵌装入开槽槽体后两者可以更好的贴合在一起，提高两者的粘结强度和共同工作性能，优选的，钢板带装入开槽槽体后其底面与混凝土空心板的底面持平，这样方便后期对混凝土空心板底面的涂覆和装饰；

(3)长螺杆从混凝土空心板上表面穿出后首先利用螺母进行紧固，紧固过程与上述钢板带嵌装入开槽槽体的过程同步进行，可以更好的将钢板带固定住；之后选取长度小于混凝土空心板长度的钢管，优选采用截面为方形的钢管，在该钢管上钻凿与长螺杆位置相对应的孔洞，之后将钢管套装在长螺杆上，再用螺母对两者进行紧固，使钢管与混凝土空心板固定连接为一体；

(4)上述操作完成后，再对混凝土空心板的中心孔洞进行封堵和填充，至少保证中心孔洞的两端被完全封闭；具体的操作方法是：首先通过封堵孔向中心孔洞中心部分填充发泡胶，填充量根据中心孔洞的大小进行调整，优选可以只封堵住封堵孔周边的中心孔洞；之后再将中心孔洞的端部用普通凝胶材料完全封闭；最后通过注浆孔向中心孔洞内注入高强、无收缩灌浆料，直至浆料从出浆孔中溢出，说明浆料已经注满中心孔洞端部到封堵口发泡胶之间的中心孔洞，通过上述操作，可以将预制混凝土空心板的板端处空心孔洞填充密实，可以提升板端的抗剪承载力，同时避免填充全部中心孔洞带来的结构重量增加等问题；

其中所采用的高强、无收缩灌浆料为工程加固领域普遍应用的水泥基灌浆材料，发明人不再赘述；且方形钢管正下方的中心孔洞不在进行填充；

当需要对多块空心板进行拼接时，在上述操作的基础上，在上述步骤(3)放置钢管前，将加强钢板放置在相邻两块空心板对应位置的长螺杆上，所述加强钢板上设置有方便长螺杆穿过的通孔，且加强钢板放置在混凝土空心板上表面用于固定长螺杆的螺母上，之后再将钢管放置在加强钢板上，进行后续的固定工作；这样就可以将多块空心板拼接为一体；当混凝土空心板的孔洞为偶数个时，加强钢板只需设置在相邻混凝土空心板最外侧的相邻钢管之间。

上述工作完成后，可以根据需要对普通预制混凝土空心楼板板顶再次浇筑混凝土或轻质材料，直至覆盖长螺杆顶端，采用这种方式可以保持楼板面平整，利于铺设地暖、地板等装修；除此之外也可以选择不再对普通预制混凝土空心楼板板顶进行混凝土浇筑，而是对钢管内直接进行注浆；上述两种方式都可以提高普通预制混凝土空心楼板的刚度。

与现有技术相比，本发明的加固方法具备以下有益效果：

(1)通过在现有的普通预制混凝土空心楼板基础上固定钢管可以显著提供在役普通预制混凝土空心板楼盖的承载力；经检测，加固后预制混凝土空心板的极限承载力比未加固预制混凝土空心板刚度提高160％以上，抗弯强度提高300％以上。

(2)对紧固连接钢管的普通预制混凝土空心楼板采用混凝土和轻质材料分区域后浇，可以提升预制混凝土空心板的刚度，轻质材料的使用也会减轻加固后混凝土空心板的重量，具有重量轻、刚度大、运输安装方便等特点。

(3)根据预制混凝土空心板的使用要求，可以不再对板顶进行后浇，而是对钢管进行注浆，能达到同样的效果，可以提升预制混凝土空心板的刚度。

(4)预制混凝土空心板的板端处被灌注专用高强、无收缩灌浆料，将预制混凝土空心板的板端处空心孔洞填充密实，可以提升板端的抗剪承载力。

(5)预制混凝土空心板板与板之间的拼缝处设置加强钢板，可以提高预制混凝土空心板的整体性。

附图说明

图1为本发明实施例1所获得的加固后的预制混凝土空心板的结构示意图；

图2为本发明实施例1所获得的加固后的预制混凝土空心板的结构剖视图；

图3为图1中a处的结构放大图；

图4为本发明实施例1所获得的加固后的预制混凝土空心板相互拼接时结构示意图；

图5为本发明实施例2所获得的加固后的预制混凝土空心板的结构示意图；

图6为本发明实施例2所获得的加固后的预制混凝土空心板的结构剖视图；

图7为图5中b处的结构放大图；

图8为本发明实施例2所获得的加固后的预制混凝土空心板相互拼接时结构示意图；

图中1为注浆孔、2为出浆孔、3为封堵孔、4为预制混凝土空心板、5为钢管、6为长螺杆、7为螺母、8为钢板带、9为中心孔洞、10为板内纵筋、11为加强钢板。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明下述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中所采用的高强、无收缩灌浆料为凯必特k50通用型水泥基高强无收缩灌浆料；也可选用现有的其他水泥基高强无收缩灌浆料。

实施例1

如图1-4所示，一种同时提高预制混凝土空心板楼盖强度、刚度和整体性的加固方法，所述方法针对现有的普通预制混凝土空心楼板进行加固，普通预制混凝土空心楼板是由混凝土浇筑而成，将板的横截面做成空心的混凝土板，其中设置有若干的中心孔洞9，且其底部设置有板内纵筋10；具体是在普通预制混凝土空心楼板4板底位置凿毛开槽并嵌入钢板带8，钢板带8上表面焊接有长螺杆6，混凝土空心板凿毛开槽内对应上述长螺杆6的位置开设有通孔，将长螺杆6穿出通孔后钢板带8嵌入空心板4板底，之后在空心板上表面设置钢管5，上述长螺杆6同时穿过钢管5后利用螺母7固定连接，从而完成对空心板的加固，相邻空心板间通过在对位长螺杆6上连接加强钢板11连接为一体；

同时在空心板4上表面钻凿多排孔洞，从板端到板中心依次为注浆孔1、出浆孔2、封堵孔3；上述孔洞均与空心板4的中心孔洞9连通；

具体施工时步骤如下：

(1)首先将普通预制混凝土空心楼板4上下表面清理干净，之后在混凝土空心板板底位置凿毛开槽，本实施例中的混凝土空心板的中心孔洞为5个，开槽位置在混凝土空心板中心孔洞的下方；

(2)开槽完成后，选择与开槽槽体大小厚度适合的钢板带，本实施例中采用的为5mm厚、80mm宽且长度与空心板相同的钢板，并在钢板带上表面上沿其长度方向均匀焊接长螺杆，之后在开槽槽体内钻凿与上述长螺杆位置对应的通孔，该通孔贯穿整个预制混凝土空心板；清理槽体后将上述长螺杆插入对应位置的通孔并将钢板带嵌装入开槽槽体内；在钢板带的上表面涂覆有胶黏剂，该胶黏剂为环氧树脂胶黏剂，这样当钢板带嵌装入开槽槽体后两者可以更好的贴合在一起，提高两者的粘结强度和共同工作性能；更进一步的钢板带装入开槽槽体后其底面与混凝土空心板的底面持平，方便后期对混凝土空心板底面的涂覆和装饰；

(3)长螺杆从混凝土空心板上表面穿出后首先利用螺母进行紧固，紧固过程与上述钢板带嵌装入开槽槽体的过程同步进行，可以更好的将钢板带固定住；之后选取长度小于混凝土空心板长度的截面为方形的钢管，在该钢管上钻凿与长螺杆位置相对应的孔洞，之后将钢管套装在长螺杆上，再用螺母对两者进行紧固，使钢管与混凝土空心板固定连接为一体；

(4)上述操作完成后，再对混凝土空心板的中心孔洞进行封堵和填充，至少保证中心孔洞的两端被完全封闭；具体的操作方法是：首先通过封堵孔向中心孔洞中心部分填充发泡胶，填充量根据中心孔洞的大小进行调整，优选可以只封堵住封堵孔周边的中心孔洞；之后再将中心孔洞的端部用普通凝胶材料完全封闭；最后通过注浆孔向中心孔洞内注入高强、无收缩灌浆料，直至浆料从出浆孔中溢出，说明浆料已经注满中心孔洞端部到封堵口发泡胶之间的中心孔洞，通过上述操作，可以将预制混凝土空心板的板端处空心孔洞填充密实，可以提升板端的抗剪承载力，同时避免填充全部中心孔洞带来的结构重量显著增加等问题；

对相邻的空心板进行拼接时，在上述操作的基础上，在上述步骤(3)放置钢管前，将加强钢板放置在相邻两块空心板对应位置的长螺杆上，所述加强钢板上设置有方便长螺杆穿过的通孔，且加强钢板放置在混凝土空心板上表面用于固定长螺杆的螺母上，之后再将钢管放置在加强钢板上，进行后续的固定工作；这样就可以将多块空心板拼接为一体；

经过上述加固后的预制混凝土空心楼板其抗弯刚度可提升20％以上，极限承载力可提升130％以上。

上述工作完成后，可以根据需要对普通预制混凝土空心楼板板顶再次浇筑混凝土或轻质材料，直至覆盖长螺杆顶端；固定钢管后并在混凝土空心楼板板顶再次浇筑混凝土后，与未加固的普通预制混凝土空心楼板相比其抗弯刚度可提升45％以上，极限承载力可提升200％以上。

实施例2

如图5-8所示，一种同时提高预制混凝土空心板楼盖强度、刚度和整体性的加固方法，所述方法针对现有的普通预制混凝土空心楼板进行加固，普通预制混凝土空心楼板是由混凝土浇筑而成，将板的横截面做成空心的混凝土板，其中设置有若干的中心孔洞9，且其底部设置有板内纵筋10；具体是在普通预制混凝土空心楼板4板底位置凿毛开槽并嵌入钢板带8，钢板带8上表面焊接有长螺杆6，混凝土空心板凿毛开槽内对应上述长螺杆6的位置开设有通孔，将长螺杆6穿出通孔后钢板带8嵌入空心板4板底，之后在空心板上表面设置钢管5，上述长螺杆6同时穿过钢管5后利用螺母7固定连接，从而完成对空心板的加固，相邻空心板间通过在对应长螺杆6上连接加强钢板11连接为一体；

同时在空心板4上表面钻凿多排孔洞，从板端到板中心依次为注浆孔1、出浆孔2、封堵孔3；上述孔洞均与空心板4的中心孔洞9连通；具体施工时步骤如下：

(1)首先将普通预制混凝土空心楼板4上下表面清理干净，之后在混凝土空心板板底位置凿毛开槽，本实施例中的混凝土空心板的中心孔洞为6个，开槽位置在混凝土空心板最外侧两个孔洞的下方；

(2)开槽完成后，选择与开槽槽体大小厚度适合的钢板带，本实施例中采用的为5mm厚、80mm宽且长度与空心板相同的钢板，并在钢板带上表面上沿其长度方向均匀焊接长螺杆，之后在开槽槽体内钻凿与上述长螺杆位置对应的通孔，该通孔贯穿整个混凝土空心板；清理槽体后将上述长螺杆插入对应位置的通孔并将钢板带嵌装入开槽槽体内；在钢板带的上表面涂覆有胶黏剂，该胶黏剂为环氧树脂胶黏剂，这样当钢板带嵌装入开槽槽体后两者可以更好的贴合在一起，提高两者的粘结强度和共同工作性能；更进一步的钢板带装入开槽槽体后其底面与混凝土空心板的底面持平，方便后期对混凝土空心板底面的涂覆和装饰；

(3)长螺杆从混凝土空心板上表面穿出后首先利用螺母进行紧固，紧固过程与上述钢板带嵌装入开槽槽体的过程同步进行，可以更好的将钢板带固定住；之后选取长度小于混凝土空心板长度的截面为方形的钢管，在该钢管上钻凿与长螺杆位置相对应的孔洞，之后将钢管套装在长螺杆上，再用螺母对两者进行紧固，使钢管与混凝土空心板固定连接为一体；

(4)上述操作完成后，再对混凝土空心板的中心孔洞进行封堵和填充，至少保证中心孔洞的两端被完全封闭；具体的操作方法是：首先通过封堵孔向中心孔洞中心部分填充发泡胶，填充量根据中心孔洞的大小进行调整，优选可以只封堵住封堵孔周边的中心孔洞；之后再将中心孔洞的端部用普通凝胶材料完全封闭；最后通过注浆孔向中心孔洞内注入高强、无收缩灌浆料，直至浆料从出浆孔中溢出，说明浆料已经注满中心孔洞端部到封堵口发泡胶之间的中心孔洞，通过上述操作，可以将预制混凝土空心板的板端处空心孔洞填充密实，可以提升板端的抗剪承载力，同时避免填充全部中心孔洞带来的结构重量显著增加等问题；

对相邻的空心板进行拼接时，在上述操作的基础上，在上述步骤(3)放置钢管前，将加强钢板放置在相邻混凝土空心板最外侧的相邻对应位置的长螺杆上，所述加强钢板上设置有方便长螺杆穿过的通孔，且加强钢板放置在混凝土空心板上表面用于固定长螺杆的螺母上，之后再将钢管放置在加强钢板上，进行后续的固定工作；这样就可以将多块空心板拼接为一体；

经检测，在相同荷载条件下(2.5kn/m²)，加固前的预制混凝土空心楼板的跨中下挠为2.70mm，经过上述加固工作后，预制混凝土空心楼板的跨中竖向变形仅为1.03mm，其抗弯刚度显著提升，极限承载力亦可提升近300％，且超过极限承载力后，楼板出现的裂缝数量较之未加固的明显减少且裂缝宽度明显较小。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。