淺議混凝土結構的修復與加固

李 偉,劉書偉

河南六建建筑集團（471000）

0 引言

長久以來,人們通常認為混凝土是一種特有的耐久性材料,用混凝土建造的建筑物或構筑物具有使用壽命長和無需維護的特點 。但是，在長期的工程實踐中人們發現，在很多情況下鋼筋混凝土結構由于各種原因而遭受的破壞也是相當迅速而又嚴重的。如設計的失誤，施工質量低劣，處于高溫、潮濕、腐蝕、超載等惡劣的使用環境，遭受地震、爆炸、火災等災害的破壞，均將使結構受到災難性的損壞，影響建筑物的耐久性和使用壽命。國內外都出現了相當多的混凝土結構物沒有達到預期的壽命而過早破壞的實例。因此，為了延長鋼筋混凝土結構的使用壽命,必須對老化和損傷的建筑物進行加固和修復。據報道目前在工業發達國家建筑工業總投資的40%以上用于現有結構的修補和維護,在我國也有為數眾多的鋼筋混凝土結構面臨急待維修、加固甚至重建的嚴峻現狀。所以對現有建筑物修復與加固的工作量是相當可觀的，合理、有效地開展鋼筋混凝土結構的加固和修復工作將具有重大的經濟和社會意義。

1 修復與加固的原理

建筑物或構筑物在長期自然環境和使用環境作用下將逐漸損壞，以致喪失其功能，這是一個不可逆的客觀過程。如果結構設計失誤、材料使用錯誤、施工與維護質量低劣，或者使用環境、荷載條件比設計時預計的差等都將造成結構物的承載能力隨時間延長急劇地下降,從而大大縮短結構的使用壽命。

對老化和損傷的鋼筋混凝土結構進行加固和修復能夠延長建筑物的使用壽命,且老化和損傷的鋼筋混凝土結構的使用壽命受修復與加固時間的影響。大量實踐證明，早期修復與加固的效果比晚期修復與加固要好。

結構的壽命意味著經濟效益,結構的壽命越長,其建設投資的經濟效益就越大,所以老化和損傷的鋼筋混凝土結構的修復與加固,對延長建筑物的壽命和防止重大事故的發生具有重大意義。

2 修復與加固的工作程序

由于鋼筋混凝土結構的修復與加固工作是在已有建筑特定的環境中進行的,因此它比新建房屋更復雜、更困難。一般修復與加固工程的工作程序可分為修復與加固前的鑒定、方案確定、設計、施工、驗收五個步驟。

2.1 加固前的鑒定

加固前的鑒定是已有結構修復和加固工作的基礎。它包括資料的收集、現場檢查監測、試驗室試驗分析、抗力的驗算、資料整理分析、編制鑒定報告與工作內容。在鑒定工作中必須盡可能多的收集調查、實測資料，以便對結構現狀作出比較客觀科學的評價。

2.2 方案的確定

修復與加固方案的優劣，直接影響到修復與加固工程的質量和經濟性。在選擇修復與加固方案時，應在結合鑒定情況的基礎上，認真聽取施工、使用等相關單位的意見，選擇加固可靠、對使用功能影響小、施工方便、修復與加固費用低、所需時間短的方案。

2.3 進行加固設計

加固設計是加固工作中的關鍵環節，其主要任務是根據已確定的加固方案，選擇所用材料、進行結構計算、構造處理和繪制施工圖。設計者應盡可能把設計意圖交代清楚，以利于施工,同時要充分考慮到施工期間對建筑物或構筑物正常使用可能產生的不利影響。

2.4 修復與加固施工

修復與加固施工不同于新建工程。由于施工現場狹窄，受設施、管道和原有構件的制約，有的還需在不停產的條件下進行修復和加固,因此該種施工是一項專業性很強的技術。施工前必須充分考慮到其復雜性和特殊性，認真做好施工組織設計,選擇有資質的具有專業經驗和信譽良好的施工單位，嚴格按圖施工，確保工程質量，全面實現設計者的意圖，滿足使用功能要求。

2.5 工程驗收

修復與加固工程完工之后，應由使用單位或其主管等相關部門組織專業技術人員進行驗收，為了保證加固效果，對一些重要部位或施工質量產生懷疑時,還要采取必要的檢驗手段對修復與加固效果進行檢驗。

3 常用的修復與加固方法

3.1 增大截面法

增大截面法是通過加大混凝土和鋼筋截面的面積，達到提高截面承載力和剛度的目的。該方法加固效果好，適用范圍廣，可廣泛用于鋼筋混凝土結構梁、板、柱等構件的加固，也可用來修補開裂截面。

3.2 外包鋼法

外包鋼也是一種常用的加固方法,它是在結構構件四周包以型鋼的方法。有干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。該方法能夠在基本不改變原構件截面尺寸的情況下大幅度的提高其承載力,特別適用于使用上不允許增大構件截面尺寸,而又需要大幅度提高承載力的軸心和偏心受壓構件的加固，其施工速度快、效果好，但用鋼量大，費用高。

3.3 外部粘鋼法

外部粘鋼法是用結構膠把鋼板粘貼在構件表面上的一種加固方法，此法可提高被加固構件的抗彎、抗剪能力，限制裂縫的發展。因該法施工簡單、速度快，可在結構不停止使用的條件下進行施工，構件截面尺寸變化不大，不影響凈空使用，故得到廣泛應用。但該法對施工工藝要求較高，需專業施工隊伍才能保證施工質量。

3.4 預應力法

預應力法是用外加預應力鋼拉桿或撐桿，對結構進行加固的方法。該法施工速度快，可在不停產的情況下施工，適用范圍廣，能夠消除或減緩后加桿件的應力滯后現象，使后加桿件有效地參與工作，減小原構件裂縫寬度和撓度。因此該法被廣泛用來加固混凝土受彎和受壓構件。

3.5 增設支點法

增設支點法是通過增設支點來改變結構傳力途徑的一種加固方法，該法可以縮小結構構件的計算跨度，提高其承載力，減小撓度和裂縫寬度，能較大幅度地提高原有結構的承載力，加固效果好。其缺點是影響凈空的使用。

3.6 托梁拔栓法

托梁拔栓法是在不拆或少拆上部結構的情況下，拆除或更換柱子，增大空間的一種加固方法，尤其適用于老廠改造。

3.7 化學灌漿法

化學灌漿法就是將一定的化學材料配制成漿液,用壓送設備將漿液壓入混凝土構件裂縫內的一種修補方法。由于固化后的化學漿液具有較高的粘結強度,與混凝土能較好地粘結，從而增強了混凝土構件的整體性,恢復其使用功能，保護鋼筋，提高耐久性。

4 結語

老化和損傷的鋼筋混凝土結構的修復與加固,是目前國內外的突出問題。對結構加固理論，加固材料、加固技術的研究,越來越受到國內外土木工程界的關注。對因設計失誤、施工錯誤、鋼筋銹蝕引起的結構或構件的損傷，以及對因老化、使用功能改變或因增加荷載的結構或構件進行加固，能夠延長建筑物的使用壽命，節約建設資金，對國民經濟的發展具有深遠的經濟和現實意義。