淺談混凝土結構加固方法及其應用

張新志 韓鵬飛

(鄭州大學，河南 鄭州 450001）

1 引言

目前，混凝土以其良好的塑性和耐久性等優點被廣泛應用于高層和超高層建筑中。但是，由于混凝土材料的抗拉性能低、對溫度的敏感性大等缺點，結構使用過程中經常會出現裂縫、撓度增大等規范所不允許出現的問題，這就不得不對既有結構進行加固。此外，為了較好地保存年代久遠的建筑以及保證結構在惡劣環境條件下施工時仍然具有足夠的可靠度，對結構進行加固處理十分必要。本文將結合《混凝土結構加固設計規范》以及工程實例對混凝土的幾種常用加固方法進行簡要的介紹。

2 混凝土加固技術及其應用

2.1 增大截面加固法

在建筑物建筑過程中，由于環境、材料強度不合格、外界因素諸如工業廠房等機器振動頻率接近建筑物固有頻率等因素會造成原有的結構承載力達不到設計要求或者是共振引起建筑物破壞。此種情況之下，增大截面法效果較好。

增大截面加固法通過增大原有構件的截面面積或者是增加原有構件的配筋來達到提高原有構件的承載力、剛度、改變原有構件自振頻率的目的。它是一種直接加固的方法，施工方便而且對于結構來說具有廣泛的實用性。但是增大截面會相應地減少建筑空間而且對于建筑物的美觀有影響。《規范》規定，未經技術鑒定或設計許可，不得改變加固后結構的使用環境。因此對建筑空間有較高要求的建筑物用此法效果并不好。另外增大截面也相應增加了建筑物自重，因此加固之前應當嚴格進行設計。

2.2 置換混凝土加固法

混凝土的組成成分復雜，且其強度受環境條件及施工方法影響較大。因此，工程實例中，混凝土達不到設計要求的情況屢見不鮮。此時就要對原有混凝土進行置換。

置換混凝土加固法是通過一定的技術手段將結構局部的劣質混凝土剔除，并重新以新的符合設計強度等級的混凝土材料填充進而滿足結構的可靠度。本方法適用于承重構件受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的局部加固。該方法適用范圍廣泛，幾乎可以用于所有構件的局部加固，效果顯著。加固之后構建可以恢復原貌，不會改變建筑物的使用空間。但是這種加固方法工作量太大，比較容易對結構的原構件造成破壞。《規范》規定：采用本方法時，要對原結構、構件在施工中的承載力進行驗算、觀測和控制，置換截面處的混凝土不應出現拉應力。要求非置換部分的混凝土強度現場檢測結果不低于設計強度。

2.3 粘貼纖維復合材料加固法

纖維復合材料是多種高強材料復合而成的一種高強、輕質的材料。由于其抗拉強度很高，因此可以用于提高受拉區出現裂縫構件的受拉承載力。該方法施工方便，安全可靠，適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構件的加固，不能用于加固素混凝土構件。但是復合材料容易老化且耐高溫性能差，因此《規范》規定：纖維復合材料不得直接暴露于陽光或有害物質中并且表面應當進行防護處理。采用此種加固方式的混凝土結構，其長期使用的環境溫度不應高于60℃。

2.4 植筋技術

植筋技術是指在混凝土構件上鉆孔，然后注入高強植筋膠，再插入鋼筋或型材，膠固后使之連為一體進行結構加固的技術。該方法施工便利，可以縮短工期，節省人力以及財力。加固完成后，鋼筋與混凝土之間的粘結力分布均勻，其力學特點與預埋構件十分接近。該方法實現了對已完成的混凝土構件的再加工，有效提高了原有構件對結構的適應能力。出于安全性的考慮，《規范》規定，采用植筋錨固時，錨固部位的原構件不得有局部缺陷，若存在局部缺陷，應該先修補再植筋并且該方法不能用于素混凝土結構。

2.5 外加預應力加固法

結構中的構件在裝配或者是使用過程中，由于裝配荷載或是其他荷載的作用，構件往往會出現不利的形變和應力。外加預應力加固法則通過對鋼筋混凝土梁、板、柱或桁架構件反向應力應變方向施加應力荷載，以抵消或是降低構件內部產生的應力、應變，從而增強構件承載能力的一種加固方法。在構件外部施加預應力鋼筋是外加預應力加固法最為常用的措施。該方法施工方便，改變了結構的內力分布，顯著降低了原結構的應力水平，經濟合理，適用于原構件截面偏小以及使用過程中承受荷載增大的混凝土結構的加固。但是由于鋼筋的易銹蝕性，此方法對周圍環境要求較高。《規范》規定，采用本方法是，新增的預應力桿等各種錨固件應當進行可靠的防銹蝕處理且加固的混凝土結構所在的長期環境溫度不宜高于60℃。

3 結語

總之，混凝土出現破壞的形式多種多樣，設計者應根據具體的環境條件和施工要求，選擇合理的加固方法。盡力使加固后的混凝土既可以達到承載力的要求又不擾動原有的相鄰結構。

[1] GB50367-2006，混凝土結構加固設計規范[S].

[2] 洪成偉,修海明.建筑結構檢測與加固施工技術的探討[J].民營科技,2011（1）:236.