鋼筋混凝土結構加固技術分析及在實際工程中的應用

陳曉帆+楊小平

摘要：在工程項目建設中，做好對鋼筋混凝土結構加固技術的應用工作有極為重要的意義與價值。文章結合實際情況，重點針對鋼筋混凝土結構加固技術的相關實施要點展開分析與探討，同時結合工程實際案列，研究了鋼筋混凝土結構加固技術的應用。

關鍵詞：鋼筋混凝土；結構加固；工程應用

中圖分類號：TU746?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0081-03

對比一般意義上的混凝土而言，鋼筋混凝土材料具有耐久性、可塑性、耐火性以及整體性等多個方面的優勢，故而在當前的建筑工程作業中得到了極為廣泛的應用。對于我國而言，由于幅員遼闊，海岸線綿長，區域性氣候變化較大，且部分區域位于地震構造帶之上，高發的地震因素加上環境因素影響，使得鋼筋混凝土結構所處的運行條件相當惡劣，結構穩固性方面存在的缺失也對鋼筋混凝土所作用工程的整體使用壽命產生了不小的影響。故而，展開對鋼筋混凝土結構加固技術的應用與創新是至關重要的。結構加固技術需要確保方案的可行、安全與可靠，避免施工難度過大，同時消除各種內外部因素對結構整體性產生的不良影響，兼顧建筑適用功能與美觀性的實現。綜合對以上因素的考量，現針對鋼筋混凝土結構加固技術及其應用要點進行分析與探討：

1鋼筋混凝土結構加固技術分析

在建筑結構發生承載力不足或者是正常使用功能受損以及使用功能改變的情況下，需要結合建筑工程的實際工況與特點，采取相應的加固方案進行結構加固。結構加固的最主要目標在于：使鋼筋混凝土結構構件的強度得到合理的提升，優化結構耐久性以及穩定性，使結構運行更加的安全，消除結構運行中潛在的質量事故與隱患，并達到提升結構使用壽命的目的。在現階段的技術條件支持下，常見的鋼筋混凝土結構加固技術可以歸納為以下七個方面：

1.1截面加大加固技術

截面加大加固技術的實施要點在于：在鋼筋混凝土構件外部外包新增的鋼筋混凝土，對混凝土構件所對應的截面積進行合理的提升，起到增加結構受力的作用，按照工程實際需求，在受彎構件受壓區域內增加一定比例的鋼筋混凝土截面面積，達到提高結構整體界面抗彎性能、斜截面抗剪性能的目的。在工程實踐中，需要嚴格遵循《混凝土結構設計規范》中的相關要求進行本項加固設計，且加固過程當中對于混凝土的增設需要考慮能夠滿足混凝土結構構造方面的要求。還需要特別注意的一點是：在以圍套方式進行截面加大加固的過程當中，需要在受壓區內設置一定的封閉箍筋，而在以單側增加截面方式進行截面加大加固的過程當中，則需要在受壓區設置一定的U字型箍筋。同時，為確保加固施工的順利進行，還需要在受力鋼筋焊接前卸除荷載或者是增加支撐裝置，配合涂刷混凝土界面劑的方法，確保既有混凝土與新澆筑混凝土粘接的牢固。本加固方案的應用優勢在于：加工工藝簡單，具有較強的實用性，施工經驗與設計經驗均發展成熟，可廣泛作用于對各類構造物的加固實踐中。劣勢在于：截面加大厚度不宜太薄，否則砼施工質量將會受到影響。會對建筑物凈空產生一定影響，濕法作業時間長。

1.2置換混凝土加固技術

置換混凝土加固技術的實施要點在于：將待加固工作面中部分陳舊的混凝土予以剔除，并將其置換成為全新的混凝土原料。相較于陳舊混凝土原材而言，新混凝土原材無論是從結構，從構建，還是從強度等級上來說，均有一定的提升，故而可以達到鞏固鋼筋混凝土結構穩固性水平的目的。本加固方案的應用優勢在于：加工工藝簡單，具有較強的實用性，且加固施工完成后不會對建筑物的自身凈空產生影響，當前多作用于受壓區混凝土強度較低或存在自身缺陷結構的梁、柱和板混凝土加固作業中。劣勢在于：濕法作業時間耗時較長，對卸載及支撐裝置的要求較高。

1.3粘接外包鋼加固技術

粘接外包鋼加固技術的實施要點在于：將型鋼或鋼板外包在需要進行加固處理的鋼筋混凝土構件外部，同時，兩者之間通過對包括錨栓及灌注結構粘鋼膠等在內粘接技術的合理應用，構成受力整體。依照此種方式，使鋼筋混凝土構件所承受部分作用力能夠同步由外包型鋼所負擔。此種加固技術的應用，由于鋼筋混凝土構件所對應的受拉工作區、受壓工作區鋼材截面積水平明顯增大，故而達到了提高結構性能的目的。本加固方案的應用優勢在于：加工工藝簡單，受力安全可靠，現場工作量較低，當前多作用于對受條件限制不能夠增加原鋼筋混凝土構件截面尺寸，但需要顯著提高承載力水平的結構加固工作中。劣勢在于：鋼材消耗量大，且若需要在高溫環境及高腐蝕環境中應用的，需要設置相應的防護保障措施。

1.4碳纖維布加固技術

碳纖維布由于其強度高、彈性模量大，用于橫向包裹鋼筋混凝土柱時，可以有效地提高柱的承載力和延性性能。使用碳纖維布對鋼筋混凝土結構進行加固處理的作用機理有兩個方面：首先，碳纖維布橫向包裹，作用機理受剪箍筋類似，與箍筋共同發揮對剪切作用力的承受價值，以此種方式來實現對抗剪承載力的合理提升。受這一因素的影響，還在改善構件變形性能方面有確切的價值；其次，橫向包裹碳纖維還會對其淺部的混凝土起到有效的約束作用，提高了混凝土的抗壓強度。當受壓混凝土達到相當高應力值時，其橫向膨脹變形急劇增大，碳纖維環向應變顯著增大，環向約束力隨之增大，同時實現對極限壓應變作用力的提升，使縱向鋼筋塑性變形性能得到有效的提升，最終達到結構加固的功效。

1.5結構灌縫技術

結合相關工程實踐經驗來看，結構灌縫加固技術的主要操作原理在于：針對需要進行結構加固的區域，采用低粘度、高抗拉強度灌漿材料，通過壓力灌漿的方式，將制備形成的灌漿材料直接注入混凝土構件的裂縫、空洞中，擴散、膠凝、固化，達到粘結作用，恢復構件整體性的目的，是理想的原位加固技術。適用于混凝土結構所出現的裂縫，恢復其整體性和使用功能。固化后的灌漿漿液具有較高的粘結強度，與混凝土能較好地粘結，從而增強了構件的整體性，使構件恢復使用功能，提高耐久性，達到防銹補強的目的。endprint

1.6結構植筋技術

化學法結構植筋是指建筑工程化學法植筋膠植筋，簡稱植筋，是建筑結構抗震加固工程上的一種鋼筋后錨固利用結構膠種植鋼筋的連接技術，是結構植筋加固與重型荷載緊固應用的最佳選擇。結構植筋技術的實施過程當中以混凝土等為基材，在需要的混凝土構件上按照結構受力分析確定鋼筋數量、型號、位置，在結構物上經過鉆孔、清孔、注入高強化學劑，然后植入所需鋼筋。本加固技術方案的優勢在于：施工期間錨固快捷有效，安全可靠，能夠迅速達到共同作用整體受力的加固改造目的。

1.7體外預應力加固技術

相對于體內預應力技術而言，體外預應力技術的特點在于：預應力筋直接布置在主體結構以外。通過對體外預應力加固技術的應用，能夠在發揮對鋼筋混凝土結構加工圖效果的同時，兼顧荷載卸除以及結構內力改變這兩個方面的價值。常見的體外預應力加固方案有外部預應力鋼絲束加固技術、下撐預應力拉桿加固技術、外部預應力鋼絞線補強加固技術以及縱向張拉預應力補強加固技術等多種類型。通過對體外預應力加固技術的靈活應用，一方面能夠使既有鋼筋混凝土結構的承載能力得到合理的提升，使加固后的荷載等級能夠滿足整個建筑結構的安全運行要求；另一方面能夠在合理提高結構受力的同時，縮短工期，降低加固成本。兼顧實現良好的綜合效益水平。

2鋼筋混凝土結構加固技術工程應用分析

某綜合辦公樓層高為2層，建筑結構設計為鋼筋混凝土框架結構，抗震設防烈度為8度，單層層高為4.6m，整體建筑高度為9.2m，無地下室結構。結構基礎為獨立模式。該工程結構示意圖如下圖所示（見圖1）。如圖1，施工至封頂階段時，按照建設方要求，需要對9軸C、D較差位置柱體結構加以拆除，以達到擴大結構空間的目的。

圖1本工程基礎結構示意圖

從基礎加固的角度上來說，如圖1所示，在柱體結構取消后，周邊柱體結構所表現出的受力明顯提升，故而使得本建筑結構既有基礎底面積尺寸無法滿足結構受力要求。結合本工程前期對施工區域的地質勘探資料分析認為：由于本工程所處區域的地質條件相對穩定，土質結構均勻性較佳，地基承載力高，持力層穩定，故而在對鋼筋混凝土結構進行加固的過程當中，選擇加固方案為截面加大加固技術方案。整體加固思路為：加固區域內基礎底面對稱性增寬300.0mm，對應提高臺階高度。加寬時要對新增基礎墊層下的地基土進行夯實處理，加寬區域與基礎區域主筋結構進行焊接或植筋處理。同時，為了使新增混凝土與既有混凝土的緊密粘接，要求在本區域混凝土澆筑作業實施前，預先進行基礎鑿毛以及刷洗作業，同時還需要涂刷界面劑，以滿足加固效果。

從柱體結構加固的角度上來說，如圖2所示，本工程所采取的柱加固方案為截面加大加固技術方案，對周邊梁采用的是粘接外包鋼加固技術方案。加固過程當中，柱縱向鋼筋下端伸入基礎錨固，上端穿過樓板后與上柱腳連接，形成穩固整體。在此基礎之上，為保證在后加荷載作用下新舊混凝土的應變變化一致，新舊柱的結合面須可靠粘結。外包的混凝土可采用支模澆注，也可采用噴射混凝土的方法。

圖2主體結構加固示意圖

3結語

綜合本文以上分析認為：對于鋼筋混凝土結構而言，在加固改造過程當中所涉及到的技術方法類型眾多，常見的鋼筋混凝土結構加固技術包括截面加大加固技術、置換混凝土加固技術以及粘接外包鋼加固技術、碳纖維布加固技術、結構灌縫技術、結構植筋技術、體外預應力加固技術等加固方法。在工程實際應用中，需要根據工程具體情況的不同，采取對應的加固技術方案，確保所選取方案實施下的結構安全、經濟合理、且施工簡便。本文重點針對鋼筋混凝土結構加固技術及其實際工程應用中的關鍵要點展開了分析與探討，希望能夠為同類工程實踐作業的開展提供一定的參考與借鑒。

參考文獻

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[6]?；鄧江東，宗周紅，黃培彥，等.FRP-混凝土界面?；疲勞性能分析[J].復合材料學報，2010，27?；（1）：155-161.endprint

1.6結構植筋技術

化學法結構植筋是指建筑工程化學法植筋膠植筋，簡稱植筋，是建筑結構抗震加固工程上的一種鋼筋后錨固利用結構膠種植鋼筋的連接技術，是結構植筋加固與重型荷載緊固應用的最佳選擇。結構植筋技術的實施過程當中以混凝土等為基材，在需要的混凝土構件上按照結構受力分析確定鋼筋數量、型號、位置，在結構物上經過鉆孔、清孔、注入高強化學劑，然后植入所需鋼筋。本加固技術方案的優勢在于：施工期間錨固快捷有效，安全可靠，能夠迅速達到共同作用整體受力的加固改造目的。

1.7體外預應力加固技術

相對于體內預應力技術而言，體外預應力技術的特點在于：預應力筋直接布置在主體結構以外。通過對體外預應力加固技術的應用，能夠在發揮對鋼筋混凝土結構加工圖效果的同時，兼顧荷載卸除以及結構內力改變這兩個方面的價值。常見的體外預應力加固方案有外部預應力鋼絲束加固技術、下撐預應力拉桿加固技術、外部預應力鋼絞線補強加固技術以及縱向張拉預應力補強加固技術等多種類型。通過對體外預應力加固技術的靈活應用，一方面能夠使既有鋼筋混凝土結構的承載能力得到合理的提升，使加固后的荷載等級能夠滿足整個建筑結構的安全運行要求；另一方面能夠在合理提高結構受力的同時，縮短工期，降低加固成本。兼顧實現良好的綜合效益水平。

2鋼筋混凝土結構加固技術工程應用分析

某綜合辦公樓層高為2層，建筑結構設計為鋼筋混凝土框架結構，抗震設防烈度為8度，單層層高為4.6m，整體建筑高度為9.2m，無地下室結構。結構基礎為獨立模式。該工程結構示意圖如下圖所示（見圖1）。如圖1，施工至封頂階段時，按照建設方要求，需要對9軸C、D較差位置柱體結構加以拆除，以達到擴大結構空間的目的。

圖1本工程基礎結構示意圖

從基礎加固的角度上來說，如圖1所示，在柱體結構取消后，周邊柱體結構所表現出的受力明顯提升，故而使得本建筑結構既有基礎底面積尺寸無法滿足結構受力要求。結合本工程前期對施工區域的地質勘探資料分析認為：由于本工程所處區域的地質條件相對穩定，土質結構均勻性較佳，地基承載力高，持力層穩定，故而在對鋼筋混凝土結構進行加固的過程當中，選擇加固方案為截面加大加固技術方案。整體加固思路為：加固區域內基礎底面對稱性增寬300.0mm，對應提高臺階高度。加寬時要對新增基礎墊層下的地基土進行夯實處理，加寬區域與基礎區域主筋結構進行焊接或植筋處理。同時，為了使新增混凝土與既有混凝土的緊密粘接，要求在本區域混凝土澆筑作業實施前，預先進行基礎鑿毛以及刷洗作業，同時還需要涂刷界面劑，以滿足加固效果。

從柱體結構加固的角度上來說，如圖2所示，本工程所采取的柱加固方案為截面加大加固技術方案，對周邊梁采用的是粘接外包鋼加固技術方案。加固過程當中，柱縱向鋼筋下端伸入基礎錨固，上端穿過樓板后與上柱腳連接，形成穩固整體。在此基礎之上，為保證在后加荷載作用下新舊混凝土的應變變化一致，新舊柱的結合面須可靠粘結。外包的混凝土可采用支模澆注，也可采用噴射混凝土的方法。

圖2主體結構加固示意圖

3結語

綜合本文以上分析認為：對于鋼筋混凝土結構而言，在加固改造過程當中所涉及到的技術方法類型眾多，常見的鋼筋混凝土結構加固技術包括截面加大加固技術、置換混凝土加固技術以及粘接外包鋼加固技術、碳纖維布加固技術、結構灌縫技術、結構植筋技術、體外預應力加固技術等加固方法。在工程實際應用中，需要根據工程具體情況的不同，采取對應的加固技術方案，確保所選取方案實施下的結構安全、經濟合理、且施工簡便。本文重點針對鋼筋混凝土結構加固技術及其實際工程應用中的關鍵要點展開了分析與探討，希望能夠為同類工程實踐作業的開展提供一定的參考與借鑒。

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[6]?；鄧江東，宗周紅，黃培彥，等.FRP-混凝土界面?；疲勞性能分析[J].復合材料學報，2010，27?；（1）：155-161.endprint

1.6結構植筋技術

化學法結構植筋是指建筑工程化學法植筋膠植筋，簡稱植筋，是建筑結構抗震加固工程上的一種鋼筋后錨固利用結構膠種植鋼筋的連接技術，是結構植筋加固與重型荷載緊固應用的最佳選擇。結構植筋技術的實施過程當中以混凝土等為基材，在需要的混凝土構件上按照結構受力分析確定鋼筋數量、型號、位置，在結構物上經過鉆孔、清孔、注入高強化學劑，然后植入所需鋼筋。本加固技術方案的優勢在于：施工期間錨固快捷有效，安全可靠，能夠迅速達到共同作用整體受力的加固改造目的。

1.7體外預應力加固技術

相對于體內預應力技術而言，體外預應力技術的特點在于：預應力筋直接布置在主體結構以外。通過對體外預應力加固技術的應用，能夠在發揮對鋼筋混凝土結構加工圖效果的同時，兼顧荷載卸除以及結構內力改變這兩個方面的價值。常見的體外預應力加固方案有外部預應力鋼絲束加固技術、下撐預應力拉桿加固技術、外部預應力鋼絞線補強加固技術以及縱向張拉預應力補強加固技術等多種類型。通過對體外預應力加固技術的靈活應用，一方面能夠使既有鋼筋混凝土結構的承載能力得到合理的提升，使加固后的荷載等級能夠滿足整個建筑結構的安全運行要求；另一方面能夠在合理提高結構受力的同時，縮短工期，降低加固成本。兼顧實現良好的綜合效益水平。

2鋼筋混凝土結構加固技術工程應用分析

某綜合辦公樓層高為2層，建筑結構設計為鋼筋混凝土框架結構，抗震設防烈度為8度，單層層高為4.6m，整體建筑高度為9.2m，無地下室結構。結構基礎為獨立模式。該工程結構示意圖如下圖所示（見圖1）。如圖1，施工至封頂階段時，按照建設方要求，需要對9軸C、D較差位置柱體結構加以拆除，以達到擴大結構空間的目的。

圖1本工程基礎結構示意圖

從基礎加固的角度上來說，如圖1所示，在柱體結構取消后，周邊柱體結構所表現出的受力明顯提升，故而使得本建筑結構既有基礎底面積尺寸無法滿足結構受力要求。結合本工程前期對施工區域的地質勘探資料分析認為：由于本工程所處區域的地質條件相對穩定，土質結構均勻性較佳，地基承載力高，持力層穩定，故而在對鋼筋混凝土結構進行加固的過程當中，選擇加固方案為截面加大加固技術方案。整體加固思路為：加固區域內基礎底面對稱性增寬300.0mm，對應提高臺階高度。加寬時要對新增基礎墊層下的地基土進行夯實處理，加寬區域與基礎區域主筋結構進行焊接或植筋處理。同時，為了使新增混凝土與既有混凝土的緊密粘接，要求在本區域混凝土澆筑作業實施前，預先進行基礎鑿毛以及刷洗作業，同時還需要涂刷界面劑，以滿足加固效果。

從柱體結構加固的角度上來說，如圖2所示，本工程所采取的柱加固方案為截面加大加固技術方案，對周邊梁采用的是粘接外包鋼加固技術方案。加固過程當中，柱縱向鋼筋下端伸入基礎錨固，上端穿過樓板后與上柱腳連接，形成穩固整體。在此基礎之上，為保證在后加荷載作用下新舊混凝土的應變變化一致，新舊柱的結合面須可靠粘結。外包的混凝土可采用支模澆注，也可采用噴射混凝土的方法。

圖2主體結構加固示意圖

3結語

綜合本文以上分析認為：對于鋼筋混凝土結構而言，在加固改造過程當中所涉及到的技術方法類型眾多，常見的鋼筋混凝土結構加固技術包括截面加大加固技術、置換混凝土加固技術以及粘接外包鋼加固技術、碳纖維布加固技術、結構灌縫技術、結構植筋技術、體外預應力加固技術等加固方法。在工程實際應用中，需要根據工程具體情況的不同，采取對應的加固技術方案，確保所選取方案實施下的結構安全、經濟合理、且施工簡便。本文重點針對鋼筋混凝土結構加固技術及其實際工程應用中的關鍵要點展開了分析與探討，希望能夠為同類工程實踐作業的開展提供一定的參考與借鑒。

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