結構加固技術在房建建筑施工中的應用探討

石蔚濤

陽泉市元承建業工程有限公司 山西 陽泉 045000

房建工程的各種建筑結構及各種構筑物因年代久遠，在正常使用過程因質量問題，及長期日曬雨淋使各種結構構件逐漸老化，造成諸多工程結構失穩等問題，這對于建筑物安全和居民人身安全都埋下了比較多的安全隱患。為此，必須及時采取相應結構加固措施，對危險性較大建筑物、構筑物進行改造處理，讓房建工程建筑結構及構筑物在合理使用的情況下延續其壽命。

1 結構加固技術在房建施工中的重要性

1.1 結構加固技術有利于提升房建施工的安全性

結構加固工程技術的主要目的是保證住宅建筑的整體結構安全穩定性，并保證房屋可以實現多種功能用途。從安全角度分析進行房屋建筑施工，過程中開展加固技術能夠有效提升房屋自身的質量和安全性。及時在房屋改造過程中運用加固技術，也能有效延長建筑物的使用壽命，是其提升自身對于外界影響因素的抵抗性。例如，房屋在實際建設過程中，會對自身的抗震性進行一定的考量，由于地震災害對房屋建筑的影響較大，并且存在不可控性毀壞，直接影響人們的生命財產安全，而應用加固技術能夠提高房屋的穩固性，強化其抗震性，在應對地震過程中能夠起到一定的緩沖作用，從而抵抗一定的地震等級。加固技術的應用能夠有效提升建筑物自身的延展性，利用構造柱塑性變形優勢消耗地震所產生的應力和壓力，從而提升房屋自身的安全性與穩定性[1]。

1.2 結構加固技術有利于提升房建工程的經濟效益

結構加固工藝可以有效地確保建筑施工效果，可以有效合理減少建筑生產成本，在確保工程質量大幅提升的情況下，降低了生產成本。正確的使用結構加固方法可以有效地減少建設資金損失，因為普通結構加固方法通過改善建筑構件品質和尺寸來確保建筑安全，而現代結構加固方法則巧妙利用鋼材，使建筑構件簡單化、結構材料多元化，保護效應較之以前更為突出，同時在國家提倡節約型社會建設的大背景下，結構加固技術無疑可以降低建筑生產成本，從而有效合理減少了工程造價，為項目建設留下更多地使用空間和帶來更大經濟效益的可能性[2]。

1.3 結構加固技術有利于建筑行業的進步與發展

結構施工技術是目前建筑業施工流程中的關鍵環節，對住宅建筑領域來說具有巨大的實用價值。由于結構施工技術能夠保證建筑施工安全穩固，特別現在隨著大規模的施工工程項目增多，在安全方面、結構方面都得以有效保護，從而能夠使建筑材料產品滿足市場需求，從而提高了建筑材料產業不斷進步。另外結構加固技術的普及，還能夠有效促進各產業科技交流融合，特別是對科研教育領域以及新型材料應用領域都具有劃時代的重要意義，能夠使各產業之間進行有效的科技交流，合理調控發展趨勢。因此應該說結構加固技術是現代建材行業的重大突破，全面提高了建材行業的開發水平。新時代更應把握住市場發展趨勢，不斷完善結構加固技術標準，促進建材行業的良好、穩步發展[3]。

2 房建建筑結構加固施工技術主要應用

2.1 增大截面加固法

該技術在目前結構加固施工中應用最為廣泛，根據原結構構造和受力的實際情況，如果結構抗力由于混凝土強度不足、截面尺寸明顯偏小及軸壓比明顯偏高造成安全問題，則采用增大混凝土截面加固（圖1）方法比較有效。其優點是施工工藝簡單，適應性強，適用范圍廣。缺點是在施工期間建筑不能正常使用，且施工周期比較長，構件尺寸增大可能影響使用功能，還可能改變結構內力受力分布，也可能出現意外的不良效果。增大截面加固法，選用在受壓區或受拉區增設現澆鋼筋混凝土外加層的加固方式，在原結構增大截面面積，有效的改變了原結構的承載、受彎、受剪及受扭等受力，還可能改變結構內力受力分布。根據結構構件功能需要，在鋼筋混凝土結構構件的單個側面或者多個側面進行增大截面加固，必要時還可以將整體結構進行增大截面加固。加固施工技術及工藝流程：本方法選用的主要材料為鋼筋、植筋膠、混凝土、自流密實灌漿料等，及輔材為焊條、界面劑、扎線等材料；材料的選用對于結構加固尤為重要，應對加固材料的生產廠家進行實地考察，確認材料符加固合要求后再采購。采購材料進場后，工程管理參與單位必須對原材料進行取樣抽檢，經檢測合格后方能使用。按圖紙要求采用墨線進行定位放樣，鋼筋加工制作應按規格型號編號分類堆放，植筋位置控制點要準確按部鉆孔，清理孔內粉塵注入植筋膠按規范植筋。增大截面加固法，新舊混凝土接觸面的處理也是非常重要，如果處理不當將會影響整體結構不能同時工作；因此，原混凝土結構鑿毛后將粉塵清理干凈，清理松散混凝土及浮漿，涂刷界面劑后才能進行下一道混凝土澆筑。模板安裝及各項支撐桿件、拉桿、圍箍構件必須牢固，避免漲?；蛎撃，F象?；炷琳駬v確保密實度，確保新舊混凝土有效的粘結性，使加固后的結構構件能同時工作；在混凝土振搗時，應合理的分層分段使用插入式振動棒進行振搗，同時應在模板外側輕輕敲打，確?；炷亮鲃有约懊軐嵍取Ｗ⒁鈱炷吝M行養護，確保增大截面加固的工程質量[4]。

圖1 有效截面的加固技術的應用

2.2 外包型鋼加固法

外包型鋼加固法技術（圖2）主要是在建筑結構構件外部使用型鋼進行包裹加固的方法，采用角鋼、鋼板在混凝土構件截面以外包裹、挾持以增強承載力。連接的方式有兩種：干式或濕式，也就是無粘結外包型鋼加固法和外粘型鋼加固法。兩種方法均適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土柱及梁的加固。對于使用上不允許增大截面尺寸，而又需要大幅度地提高承載力和抗震能力的混凝土梁、柱，外包型鋼加固法是比較現實的選擇。外包型鋼加固方法是對鋼筋混凝土梁、柱構件進行外包型鋼、扁鋼焊接成鋼構架，形成對被加固構件的圍箍而約束原構件,從而達到構件整體受力的加固目的。外包鋼材加固結構的環境溫度不應高于60℃。（1）無粘結外包型鋼加固法施工技術及工藝流程材料的選用、進場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程是一致的。該技術選用的主要材料為型鋼、鋼板、鋼筋等，及輔材為焊條、錨件、除銹劑、防腐等。按要求對已裁切好的型鋼、鋼板進行分類按編號堆放，按圖紙要求采用墨線進行定位放樣，控制好尺寸，對型鋼、鋼板準確下料裁切；對圍箍的型鋼、鋼板按圖紙要求進行焊接，焊接搭接長度必須滿足規范要求，焊縫必須要飽滿，焊縫厚度一般為6mm，避免焊接部位出現氣泡、漏焊現象，焊接前必須將型鋼、鋼板的表面進行除銹及清理表面的油漬；當型鋼壁厚或鋼板厚度達到8mm時，應切割開坡口進行焊接。焊接完成后，應采用防腐、防銹、防火等防護措施。（2）外粘型鋼加固法施工技術及工藝流程材料的選用、進場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程是一致的。該技術選用的主要材料為型鋼、鋼板、鋼筋、結構膠、填補膠、粘鋼膠和結構灌注膠等，及輔材為焊條、除銹劑等。按圖紙要求采用墨線進行定位放樣，控制好尺寸，對型鋼、鋼板準確下料裁切；焊接前應對原鋼筋混凝土結構的表面進行打磨，清理缺陷處的松散混凝土及浮漿，清理表面粉塵，采取凸鑿凹填措施，填補材料應比原結構強度高一個等級。粘鋼膠的厚度控制在8mm以內，如果粘鋼膠太厚應在原結構進行補強，補強材料應比原結構強度高一個等級。首先對圍箍的型鋼、鋼板進行焊接，焊接搭接長度滿足規范要求，焊縫必須要飽滿，焊縫厚度一般為6mm，避免焊接部位出現氣泡、漏焊現象，焊接前必須對型鋼、鋼板的表面進行除銹及清理表面的油漬；型鋼、鋼板灌注結構膠必須飽滿，特別在兩端部600mm內不允許有氣泡空鼓現象，應按要求在型鋼上鉆孔灌注，型鋼外邊沿與混凝土結構連接的縫隙封閉密實，避免注漿時從縫隙外溢引起的局部空鼓，注漿時應分段分層開孔注漿，應不允許一次性注漿，這樣容易出現氣泡及空鼓現象。注漿完成后，外表面采用防火防腐材料進行防護措施[5]。

圖2 外包鋼加固技術應用

2.3 體外預應力加固法

本方法適用于連續梁和大跨簡支梁、一般簡支梁、柱的鋼筋混凝土結構構件加固。連續梁和大跨簡支梁加固，以無粘結鋼絞線為預應力下撐式拉桿加固；一般簡支梁加固，以普通鋼筋為預應力下撐式拉桿加固；柱的加固，以型鋼為預應力撐桿加固。加固以后，可以減小構件的撓度、縮小裂縫寬度甚至可以使其完全閉合。既有結構構件在相應的受拉區域通過加固的預應力筋施加預應力(體外預應力)來承擔拉力，增強承載能力,減小撓度,閉合裂縫。根據加固結構的具體情況,因地制宜地合理選擇施加預應力的方式，并進行相應的構造設計和工藝參數計算。加固施工技術及工藝流程：材料的選用、進場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程是一致的。該技術選用的主要材料為預應力筋（鋼絞線）、錨具、鋼墊板、鋼管套筒、對穿螺桿等，及輔材為焊條、除銹劑、防腐防火等。按圖紙采用墨線定位放樣，按要求對受力構件比對鋼絞線孔徑大小進行鉆孔，確保鋼絞線張拉時自由伸長，如孔徑過大很難保證張拉時的穩定性；鋼墊板應對準孔位安裝并固定牢固，鋼絞線應按順序從起端穿至終端錨固位置；預應力方向的轉折必須建立可以滑動的支點，先設置在端部的錨固鋼板或鋼墊板,焊接連接或螺栓連接的方式實施錨固。張拉前，將張拉端錨墊板清理干凈，夾片錨孔要保持清潔，工作夾片和工具夾片用鋼管套在鋼絞線上用力敲緊夾片，注意使其結合嚴密；檢查千斤頂及油表讀出是否正確，以確保加固張拉質量安全。張拉步驟，應從兩端同步張拉，先同時將每根體外索勻速張拉，張拉程序應分為：0→初始應力→40%控制應力→100%控制應力→錨固。防止“欠張”，或者“超張”。預應力筋必須采取保護措施，以保護體外預應力筋或鋼材兔遭腐蝕，并保護其耐久性[6]。

2.4 粘貼纖維復合材加固法

碳纖維復合材料加固法（圖3），該方法是目前應用比較廣泛的加固技術，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。本方法與其他加固材料相比，碳纖維材料穩定性更加突出，無論是剛度還是結構強度性能都遠超于其他加固材料，而且碳纖維的自身重量較輕，不會對主體結構施加很大的外部應力。加固施工技術及工藝流程：材料的選用、進場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程一致的。該技術選用的主要材料為碳纖維布、浸漬膠水、碳纖維片材（板材）、粘貼膠、結構填補膠、鋼板、鋼筋、粘鋼膠等，及輔材為焊條、除銹劑等材料。按圖紙要求采用墨線定位放樣，對原結構的表面進行修整、打磨，清理缺陷處的松散混凝土及浮漿，采取凸鑿凹填措施，填補料強度比原結構高一個等級，清理表面粉塵。當粘貼碳纖維片（板）材時，采用粘貼膠將碳纖維片（板）與混凝土結構連結并在板材表面輕輕敲打，粘貼膠厚度應控制在3～8mm以內。當使用碳纖維布粘貼時，使用滾筒浸泡浸漬膠水在加固構件上來回滾涂，還需在碳纖維布上滾涂一道，控制濕度及粘結度，碳纖維布粘貼在鋼筋混凝結構構件上應控制好其粘結性和平整度，避免出現氣泡、空鼓現象，碳纖維布加固端部應采用壓條固定，當梁柱采用碳纖維布環繞圍束時，抗剪受力端部必要時采取附加錨固措施。采用防火材料進行防護，避免碳纖維加固材料受到損害[7]。

圖3 碳纖維材料加固技術

3 結語

總而言之，隨著中國城鎮化建設進程的日益深入，中國建材行業也必將蓬勃蓬勃發展，住宅建筑設計的安全可靠性能的重要作用也必將顯得更加凸顯。住房建設施工單位在實際開展建筑施工的過程中，一定要重視對建筑物結構加固施工技術進行完善，借此有效地提升住房建筑物的壽命、耐久和防震技術能力，并合理運用住宅建筑結構加固技術，借此有效地提升建設工程的總體建筑品質，為全國人民創造一個更優質的生活環境，為建設施工單位的可持續健康發展打下更牢固的基石[8]。