建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用

邸曉輝

摘 要：房屋建筑主要結(jié)構(gòu)形式以混凝土為主，因設(shè)計缺陷、施工質(zhì)量、使用功能改變、維護不當?shù)雀鞣N原因，導(dǎo)致建筑物承載力不能滿足正常使用要求，因此，如何加固建筑物結(jié)構(gòu)極為關(guān)鍵。本文主要對建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、加固方式及技術(shù)應(yīng)用進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：建筑工程；混凝土結(jié)構(gòu)；加固技術(shù)

1 建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從上世紀50年代起，我國逐步實施混凝土結(jié)構(gòu)加固處理。尤其是近十幾年來，這門技術(shù)發(fā)展非常迅速。目前，我國已頒布了《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》等規(guī)范。這些規(guī)程的制定從大量工程實踐出發(fā)，對加固的基本原則、加固的材料和常用的加固方法及要求、施工安全以及工程驗收等環(huán)節(jié)作了明確的規(guī)定。這對促進我國混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用起到了很大的推動作用。但是一直以來，人們已習(xí)慣于原有的加固經(jīng)驗，在混凝土結(jié)構(gòu)加固實踐中往往就事論事，缺乏深層次的理論研究與探索分析，以致加固水平提高不快。為此，必須根據(jù)加固工程本身的特點，加固設(shè)計要做到技術(shù)安全可靠、經(jīng)濟合理、施工簡便、并滿足使用要求。加固設(shè)計應(yīng)盡量保留和利用原有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，避免不必要的拆除和更換，保留部分要保證其安全性和耐久性。還應(yīng)考慮綜合技術(shù)經(jīng)濟指標，從設(shè)計和施工組織上采取有效措施，盡量縮短施工工期，減少停產(chǎn)、停工，盡可能不影響或少影響建筑物的正常使用。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固除滿足承載力要求外，還要有足夠的抗震能力，不應(yīng)存在因局部加固或剛度突變而形成新的對抗震不利的薄弱層或薄弱部位，同時也要注意由于結(jié)構(gòu)剛度的增大而導(dǎo)致地震力增大所帶來的影響。結(jié)構(gòu)加固還應(yīng)滿足抗震有關(guān)要求和提高結(jié)構(gòu)的延性和整體性。加固設(shè)計除必須對結(jié)構(gòu)的分析和承載力的校核和計算外，還要求構(gòu)造合理、連接可靠、施工簡單方便。加固設(shè)計在可能的條件下考慮建筑美觀，結(jié)合立面造型和室內(nèi)裝修，進行必要的建筑藝術(shù)處理，盡量避免遺留加固的痕跡。

2 建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固方式

1、增大截面法

該方法在砼結(jié)構(gòu)加固中最為常用，具體做法就是：在建筑物的構(gòu)件外部外包砼，并增加該構(gòu)件的截面面積與配筋數(shù)量，以提升構(gòu)件的承載力的結(jié)構(gòu)加固方法。在建筑工程中應(yīng)用這一砼結(jié)構(gòu)加固方法具有施工工藝簡便和適用范圍廣的特點，因而被廣泛用于建筑砼結(jié)構(gòu)中的梁、柱、板、墻等的加固。但應(yīng)用這一方法具有較大的濕作業(yè)量，需要較長的施工和養(yǎng)護時間。此外，還對結(jié)構(gòu)外觀和構(gòu)筑物空間也有一定的影響。

2、增加支承點

應(yīng)用這一方法主要是用于減少結(jié)構(gòu)的計算跨度，以改善結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，從而提升其承載力的結(jié)構(gòu)加固法。主要適用于那些構(gòu)筑物的凈空沒有限制的跨度較大的梁板、網(wǎng)架等的加固，應(yīng)用該方法具有簡單可靠的優(yōu)點，而缺點就是使用的空間會受到一定的限制。根據(jù)所增設(shè)支承結(jié)構(gòu)變形的性能，可分為彈性和剛性兩種支點。

3、鋼板粘貼法

應(yīng)用這一方法主要是在砼構(gòu)件表面應(yīng)用特殊的建筑結(jié)構(gòu)粘結(jié)膠與鋼板粘結(jié)，從而一道受力，進而提升結(jié)構(gòu)承載性能的加固方法。也就是通過體外配筋提升原有構(gòu)件的配筋量，從而全面提升構(gòu)件在抗拉、抗剪、抗壓、抗折以及剛強度等方面的性能。該方法主要適用于那溫度和濕度正常且承受靜力荷載的構(gòu)件的加固，具有速度快且對結(jié)構(gòu)沒有影響的優(yōu)點，而缺點就是鋼板的自重大、鋼獨大，在施工過程中具有一定的難度。

4、砼置換法

該方法主要適用于砼強度等級較低的砼結(jié)構(gòu)，尤其適用于砼強度等級在C10之下的砼結(jié)構(gòu)的加固，具有其它方法難以替代的職能，全面解決承重構(gòu)件所處受壓部位砼強度低的問題。其具有的優(yōu)點同增大截面法相似，且加固之后不會改變構(gòu)筑物的空間，也同樣存在較大的濕作業(yè)量。

5、外包鋼法

所謂外包鋼法，主要是在原有的砼構(gòu)件的四周包裹角鋼，并在角鋼與角鋼之間用扁鋼相連接，再進行結(jié)構(gòu)膠的灌注，從而與原有的結(jié)構(gòu)相粘結(jié)和鍵合，讓后來所加的型鋼同原有的結(jié)構(gòu)一起工作的結(jié)構(gòu)加固方法。該加固方法可分為干式和濕式的兩種方式。其中干式的外包鋼法主要是將型鋼直接外包在原有的構(gòu)件，同原有的構(gòu)件并不會粘結(jié)，亦或是即使填塞了水泥砂漿，也難以確保結(jié)合面的剪力得到有效的傳遞，難以實現(xiàn)整體的工作，因而只能單獨受力；而濕式的外包鋼法主要是應(yīng)用具有良好粘結(jié)性能和高強度的建筑結(jié)構(gòu)膠，將砼構(gòu)件與鋼板粘結(jié)在一起，以便形成牢固而又復(fù)合的整體型構(gòu)件，從而確保應(yīng)力傳遞的有效性，讓構(gòu)件能夠聯(lián)合工作，最終達到改善或提升結(jié)構(gòu)的強度與承載能力的目的。具有受力可靠、作業(yè)量小、施工方便，缺點就是成本較高，需要耗費大量的型鋼。主要適用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面不能顯著增大而且需要大幅度提升其承載能力的砼結(jié)構(gòu)。

3 建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用

1、梁柱加固

加固時柱從底層開始從下至上全高加固，主筋下部植入基礎(chǔ)承臺內(nèi)，保證新增豎向結(jié)構(gòu)承受的豎向荷載能夠順利傳給基礎(chǔ)，并保證剛度的連續(xù)性，柱子縱筋采用焊接。梁柱節(jié)點處，柱加固縱向鋼筋應(yīng)貫穿樓板不截斷，如有梁阻隔時可從框架梁兩側(cè)繞過，然后采用一定的坡度收至設(shè)計位置，在框架梁上下各增加附加鋼筋滿足豎向鋼筋間距要求；不被原柱阻礙的梁加固縱筋采用通長筋，有柱阻礙則采用植筋技術(shù)植入到原柱混凝土中。

增大截面法加固后結(jié)構(gòu)新、舊兩部分整體工作的關(guān)鍵，主要在于界面能否有效的傳遞和承擔(dān)界面的應(yīng)力（主要是剪力和拉力）。而界面粘結(jié)強度低、離散性大，界面所具有的粘結(jié)抗剪和抗拉力有時遠不能滿足受剪和受拉承載力的要求，因此需在梁柱表面設(shè)置一定數(shù)量的銷釘，保證界面粘結(jié)效果。

2、樓面板加固

通常需要改造加固的工程，預(yù)應(yīng)力空心板的混凝土強度降低，預(yù)應(yīng)力筋松弛，撓度變形較大。對于Ⅲ、Ⅳ級損傷的預(yù)應(yīng)力空心板，不宜作加固后繼續(xù)承載，故采用自密實混凝土樓板置換處理；對于Ⅱ級損傷空心板，主要考慮底部做疊合板處理和置換兩種方案，由于底部疊合板的扎筋支模難度大，且澆注的時候需在空心板上鉆澆筑孔，對原板造成二次損傷，加固質(zhì)量也較難保證，因此決定也采用置換處理。樓面板處理時新增鋼筋不能與相鄰樓板鋼筋形成通長筋的，其端部必須按規(guī)范要求植入四周原梁混凝土中，負彎筋端部也需植入原梁中。在以上加固中，Ⅰ級損傷的梁、板、柱構(gòu)件均不做結(jié)構(gòu)處理。

3、墻體加固

在加固砌體結(jié)構(gòu)中，鋼筋網(wǎng)水泥砂漿法具有較突出的優(yōu)勢，同時結(jié)合鋼筋網(wǎng)復(fù)合砂漿課題研究成果，用抗裂復(fù)合砂漿替代水泥砂漿。由于復(fù)合砂漿擁有較高的拉強重量比和較高的韌性、延展性及耐久性，比普通水泥砂漿有較大的抗裂能力，因此可以減小涂抹厚度和對加固鋼筋的更好保護。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑工程加固設(shè)計時應(yīng)對具體工程情況進行分析比較，選擇合適的加固方法，同時還應(yīng)考慮其是否具有良好的施工性、是否經(jīng)濟等方面。隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)會有更大發(fā)展，加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

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