淺談結構加固技術在工程中的應用

雷漢銀

【摘 要】?對混凝土結構常用加固設計技術中的增大截面法、粘貼碳纖維加固法、粘鋼加固法、混凝土置換加固法的工藝流程及操作要點進行研究梳理，并對目前結構加固施工中存在的普遍問題進行了系統闡述。文章結合某在建項目出現混凝土強度不足需加固處理的工程實例對粘鋼加固法、增大截面法的應用作了詳細介紹。

【關鍵詞】結構加固技術; 耐久性; 承載力; 混凝土強度

隨著人們對房屋功能性和舒適性要求的不斷提高，對既有建筑進行改造加固的需求也日益突出，而結構加固技術是確保這一需求得以實現的技術支撐和前提條件。合理準確地利用結構加固處理技術，讓既有建筑改造在滿足功能性、結構安全性的同時也能滿足經濟性的要求將是既有建筑工程結構改造加固的重要發展方向[1-3]。

1 常見的結構需加固原因

1.1 結構老化

現有建筑物中有的已超過了設計使用年限。由于以往的施工技術相對落后，使用的材料強度較低。經過長時間不斷變化的外部環境和服務環境，以及缺乏定期維護和專業維修，建筑材料的強度嚴重惡化，大大降低了其承載力。

1.2 施工質量問題

工程建設中所出現的質量問題主要有裂縫、蜂窩、孔洞、混凝土強度不足等，需要通過加固技術進行處理。造成影響施工質量安全問題的因素很多，如施工人員的技術不成熟、建筑材料質量不合格、使用的設備陳舊老化、施工單位盲目追求經濟利益、質量監管人員的失職等。

1.3 使用功能變化

隨著社會的發展，業主單位會根據自身發展的需求，對建筑物的使用功能進行調整。“5·12”地震后國家對地震區的抗震設防要求進行了調整，不少老舊的建筑物難以滿足新的使用功能需求及抗震要求。這些使用要求的變化會導致原有結構的安全性、適用性和耐久性滿足不了現有的規范要求，只能通過結構加固后才能正常使用。

2 常用的結構加固技術及操作要點

2.1 增大截面法

施工工藝流程：支撐架搭設—混凝土表面鑿毛處理—補配鋼筋—支模—濕潤混凝土表面—澆筑混凝土—養護—脫模—喇叭口剔除—養護

增大截面法主要是在原混凝土構件外部澆筑新的混凝土，并增加鋼筋量，從而達到增大截面面積的目的。該種加固方法不僅具有良好的可靠性，而且能夠提升構件的承載力，剛度也能顯著提高，確保結構的穩定性。這種加固方法的重點及難點是新增鋼筋的錨固及混凝土澆筑;鉆孔植筋時不能損傷原結構鋼筋且錨固深度需達到設計要求或規范要求，因此鉆孔前先探清原結構鋼筋的位置，再進行鉆孔作業;混凝土新增截面較小時，混凝土灌注避免不密實或空洞現象。

2.2 碳纖維加固法

施工工藝： 混凝土表面處理—配制和刷底層樹脂膠—配置流平材料和修補不平整部位—配制和刷涂粘合劑—粘貼碳纖維布—表面保護

該種加固方法具有強度高、質量輕、耐腐蝕性較好、使用范圍廣、施工成本低的特點，已經成為一種流行的加固技術。但由于碳纖維膠粘劑耐高溫性能較差，一般要求在60 ℃以內的場所使用，因此需要采取防高溫措施。

2.3 粘鋼加固法

施工工藝：混凝土和鋼板表面處理—粘結劑配制—涂敷結構膠—粘貼—固定、加壓—固化

粘鋼加固法在鋼板粘貼面應進行除銹和糙化處理，鋼板粘貼完畢，膠水固化后，表面掛鋼絲網，抹砂漿進行防腐防銹處理。粘貼鋼板加固法的主要優勢：粘貼鋼板不僅能增強構件抗剪能力，還能加強構件的承載力和剛度，且工期較短[4]。

2.4 置換混凝土法

施工流程：支撐卸載—鑿出不合格混凝土—置換混凝土的界面處理—支模—澆注混凝土或高強度灌漿料—拆模—養護

該加固方法首先根據現場實際情況進行支撐卸載方案編制及核算，根據方案對置換構件進行支撐卸載。支撐搭設完成經檢驗合格后才能進行混凝土置換施工。置換混凝土法的優點與加大截面法相似，加固后不改變原結構的尺寸。缺點是濕作業時間較長。采用置換混凝土法加固時，支撐卸載是至關重要的工作內容，支撐方案應在搭設前按實際情況進行承載力驗算出具支撐方案，并嚴格按照支撐方案施工[5-6]。

3 工程實例

3.1 工程概況

南充某工程為地下3層、地上26層框架剪力墻結構。修建至地上2層時，發現地下室-3層～-1層部分柱及剪力墻混凝土強度未達到設計要求C55。經檢測鑒定，部分構件混凝土強度等級低于C30。該工程對地下室剪力墻和混凝土柱的結構加固采用了截面加大法和外包鋼法。

3.2 加固處理方法

3.2.1 剪力墻外包鋼板

對于所有剪支墻和核心筒墻體采用外包鋼板和角鋼的做法，通過外包鋼板的做法對墻體進行補強，提高其豎向承載力及水平荷載。粘貼鋼板前，按設計規格間距放線在粘貼面上，然后將鋼板加工成型。用角磨機將加工好的鋼板打磨粗糙。提前將鋼板錨栓安裝部位鉆好孔。鋼板粘貼固化后，委托有資質的檢測單位對鋼板粘貼質量進行檢測并出具檢測報告。最后，再對鋼板表面施工防腐及防銹保護層。鋼板表面防護層施工前，先對鋼板進行除銹處理，然后懸掛鋼絲網，用噴涂機噴灑水泥砂漿。噴涂機噴砂漿不僅大大提高了勞動效率，而且保證了砂漿覆蓋的質量（圖1）。

3.2.2 混凝土柱截面增大

本工程地下室所有柱均采用增大截面法。柱體施工前，先在柱體周圍搭設支撐。在進行通過柱身鉆孔植筋前，先沿柱身四周將混凝土保護層剔除，直到露出原結構鋼筋，鉆孔時既避免了傷及原結構鋼筋，也能提高鉆孔的效率。孔內灰塵用空壓機和刷子清理干凈，驗收合格后進行植筋。為了保證孔內膠體飽滿，采用套管將膠體送入孔內，然后植入鋼筋。鋼筋植好后24 h內應避免對鋼筋造成擾動。待膠體完全固化后進行現場拉拔實驗，檢測合格后再進行鋼筋綁扎及模板工程施工。由于本工程層高較高，在澆筑混凝土時應分層澆筑，澆筑至層高的一半時停止澆筑，防止澆筑過快產生的壓力導致爆模及漲模現象，并在混凝土初凝前開始后半段澆筑。混凝土澆筑完畢后，待溫度降至室溫后方可拆除模板，以防止混凝土表面因溫度收縮而產生裂縫。模板拆除后，應安排專人澆水養護（圖2）。

4 結束語

結合工程實例的分析，結構加固施工過程中各個施工工序的質量控制都應嚴格按設計及規范施工，為避免原結構加固過程中受到損傷，應采取相應措施控制：

（1）鉆孔植筋時，避免傷及原結構鋼筋，應事先確定好原鋼筋位置，盡量采用干鉆成孔，避免水鉆成孔。

（2）截面加大時，對原結構混凝土剔鑿時，避免受上部荷載對原結構產生破壞，對加固構件周圍進行支撐卸載。在加固改造后不僅保證房屋能達到原結構要求，還能提升原結構質量。

參考文獻

[1] 潘治才.淺談房屋工程結構加固改造技術[J].科技風，2010（20）：184-185.

[2] 謝建軍.淺談房屋建筑結構加固技術[J].廣東建材，2012（8）：126-127.

[3] 彭大山，趙賢哲.房屋建筑結構加固施工技術探討[J].建筑工程技術與設計，2015（14）：2113.

[4] 王其敏.注膠法粘貼鋼板加固橋梁施工質量控制要點[J].廣西質量監督導報，2008（7）：10-11，13.

[5] 時永青.談多種加固技術在房屋建筑工程中的應用[J].城市建設理論研究，2015（29）：83-84.

[6] 謝少東，文曉，榮錘強.礐石大橋B高架橋牛腿維修加固工程施工技術[J].廣西城鎮建設.2007（10）：60-62.

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