劉雅靜
摘要:混凝土材料具有良好的穩定性,在建筑工程中有著重要應用。根據建筑主體結構、功能需求,合理選取混凝土加固技術,是提高施工安全系數、保證結構體施工質量的必要條件。目前,適用于混凝土結構的加固施工技術較多,混凝土構筑物的功能需求,原材料的性能以及實際施工條件等,都將對加固技術的合理選擇帶來影響。本文擬對建筑工程中常用的加固施工技術的特征、適用條件等進行分析,希望對混凝土結構加固施工起到參考作用。
關鍵詞:建筑工程;混凝土;加固技術
引言
在建筑工程中,混凝土結構性能受到多種因素的影響。設計資料不完善,構筑物設計不合理,以及施工階段選取的原材料、混凝土制備方法不當,都可能影響到混凝土結構的力學性能。為控制上述風險,確保混凝土結構的穩定性,建筑施工必須合理選取加固技術,對混凝土結構進行加固施工。此外,業主對建筑體的使用功能呈現多元化發展趨勢,既有建筑的改造升級等任務,不可避免地會遇到混凝土結構加固難題。分析混凝土加固的考慮因素,以及各類加固技術的特征,具有重要意義。
1 混凝土加固相關因素
對混凝土進行加固處理,是混凝土結構質量的重要保障措施,同時也是滿足建筑體抗震加固需求的現實要求。作為混凝土結構的常用處理方式,加固方法的選擇,需要考慮方法的合理性,明確建筑物的使用功能、施工方案要求以及施工隊伍能力等影響因素。首先,功能不同的建筑體,在加固等級、防震抗震性能需求等方面有著一定的差異,要選擇恰當的加固技術,必須先根據建筑體規劃功能,確定其加固等級。其次,施工過程中混凝土加固的性價比,是施工方案設計的重要考慮因素,設計人員、管理層在對加固方法進行決策時,往往會受到施工合同、成本、施工條件等多種因素的影響。最后,在同種加固技術下,不同施工隊伍的實施效果可能存在較大差異,這主要與施工人員的服務口碑、施工能力等有關。
2 磚混凝土結構的加固方法
磚混凝土結構加固分為直接加固、間接加固兩種方式。
在直接加固方法中,加層加固是直接在混凝土結構的外層進行加固施工,屬于直接在建筑材料的截面進行加固的一類處理工藝。從施工過程來看,加層加固的工藝流程相對便捷,加固處理環節受到周圍環境的影響程度相對較低,對施工條件的適應能力相對較強,加固處理后結構體的承載能力將得到顯著提升。但加固過程的耗時較長,對于某些工期緊湊的項目并不適用。增設扶壁柱也是直接加固的常用方法,與加層加固類似,扶壁柱也是直接在混凝土結構的截面進行加固處理,整個加固過程的工藝流程相對簡單,同時加固成本也處在較低水平[1]。但增設扶壁柱需要注意建筑體結構的承載性能要求,對該加固方式的實際承載能力進行定量分析。
間接加固方法有預應力撐桿、無粘結外包型鋼兩種方式。利用預應力撐桿進行混凝土結構的加固,能夠明顯提升砌樁的承載能力,對混凝土結構起到良好的加固效果,但該加固方式對施工環境有著一定的要求。如遇施工環境存在高溫風險,技術人員應當盡量規避使用預應力撐桿進行加固。無粘結外包型鋼主要依賴鋼材的力學穩定性對結構體進行加固,該工藝的優勢主要為:(1)工藝流程相對簡單;(2)加工處理的耗時相對較低;(3)可有效提升結構體的承載能力。但間外包型鋼的加固策略仍然存在一些局限性,如施工成本過高,材料的性能將左右實際承載能力以及具體加固效果。
3 鋼結構加固方法
鋼結構加固的常用方法是改變結構計算圖形,其核心原理是通過增設支撐、施加預應力等策略,改變載荷的分布情況,達到對結構體進行加固的目的。對于結構體加固,技術人員需要分析結構體的空間結構,適當增加支撐,再對改變后的空間結構進行力學指標的驗算,盡可能形成相對穩定的空間結構。其次,在增加支撐的過程中,技術人員應當關注結構自振頻率、結構剛度等,必要時對增設方案進行調整,保證剛度等指標符合預期[2]。參考既往的加固經驗,對于排架結構,適當增加某一列柱的剛度,能夠有效提升整個結構體的載荷能力,并合理減少其他列柱分得的負荷。對于受彎桿件,改變結構計算圖形需要重點關注以下內容:(1)載荷分布情況的合理調整;(2)端部結構支撐情況的調整;(3)形成連續結構。對于鋼結構連接處的加固,常用連接方式主要有焊接、螺栓等,其加固方法主要是根據混凝土結構體的加固原因、實際加固需求,分析原有連接方法的合理性,并根據評估結果確定是否需要調整連接方法。一般情況下,焊縫連接、高強螺栓連接等是鋼結構比較常用的連接加固方法[3]。此外,裂紋的修復、加固也是鋼結構加固施工的重點,在材料、安裝操作以及載荷等多種因素的影響下,鋼結構可能出現裂紋問題,為保證鋼結構的穩定性,現場人員需要及時掌握裂紋出現的主要原因,以及可靠的修復手段,及時對裂紋進行修復。在修復完畢后,需要采取有效的措施進行加固,避免裂紋問題擴大,或者再次出現裂紋。
4 纖維復合材料加固方式
隨著社會的發展,對于混凝土加固施工技術也在進行著更新,近年來一種纖維復合材料在對混凝土加固施工中得到廣泛的使用。纖維復合材料在對混凝土進行加固時,可以大體上分為兩種方式:(1)在使用纖維復合材料進行加固時,將纖維復合材料附著在混凝土的接觸面,而對于纖維復合材料的選擇上,就分為單相碳纖維布、雙向碳纖維交織布等等,主要是針對不同的混凝土加固區域,選擇合適的纖維復合材料。在建筑工程的混凝土加固施工中,通常以單向碳纖維布為主,施工方式就要就是在混凝土澆灌之前,在混凝土的構件與接觸面上均勻的附著上纖維復合材料,以此來提高混凝土的穩固性能[4]。(2)在混凝土中直接按照比例添加纖維復合材料,這也是目前建筑工程中使用較多的方式,這種方式與第一種相比較為簡單,適合大面積的混凝土加固施工。在混凝土中混入纖維復合材料,能夠將混凝土中粘度得到提高,并且在混凝土成型之后分子之間的連接性也能夠得到較好的提升,從而在整體上提高混凝土的穩固性。
5 鋼絲網復合砂漿加固法
這種混凝土加固方式在我國建筑工程中應用的還比較少,但是對于加固的能力卻是很強的。利用鋼絲網復合砂漿加固法就是在混凝土表面上鋪設用鋼絲編織的網,之后在用復合砂漿將這些鋼絲網進行覆蓋,能夠對混凝土的穩固度得到很好的提升。這種方式所花費的時間與資金較多,不太適合我國的建筑工程;雖然有的建筑工程在利用此方法對混凝土進行加固,但實際的發展速度卻很慢。相信隨著此種加固方式的發展,一定能夠大規模的應用在我國建筑施工混凝土加固當中,以此來提高混凝土的穩定性。
6 結語
目前,適用于混凝土結構加固的施工技術種類較多,加固方法的選取,以及加固施工方案的制定,需要圍繞建筑體功能、加固對象等進行合理分析。在明確加固施工的原因與要求的基礎上,加固方案的選擇,應當從加固成本、加固工藝流程、加固效果等方面進行綜合分析,擇優選取加固方案,保證混凝土加固施工的質量。
參考文獻
[1] 顧曉晴, 倪青. 土木建筑工程項目的混凝土加固施工技術分析[J]. 混凝土, 2020, No.367(05):161-164.
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[4] 廖曉坤. 混凝土結構剪力墻置換加固技術與施工監控研究[J]. 安徽建筑, 2020, v.27;No.238(02):80-84.