民用建筑混凝土結構的加固施工技術探討

文／段晨 山東交通學院頓河學院 山東濟南 250000

引言：

目前，我國已經進入到高速發展階段，同時也出現了明顯的地少人多的矛盾。想要維護城市發展，高層民用建筑建設顯得尤為重要。受地震等災害影響，人們對高層建筑質量提出了很高要求，且民用建筑與居民生命財產安全存在直接關系，同時也需要滿足民眾的精神文明需求，建立更好的居住安全和條件。在此背景下，加固技術得到了廣泛應用，在該類技術幫助下，能夠讓建筑中危險問題發生較高的位置得到專業防護，讓建筑安全系數大幅提升，幫助建筑企業爭取到更多經濟效益。

1.民用建筑混凝土結構的加固原理及加固施工要求

1.1 民用建筑混凝土結構的加固原理

鋼筋混凝土結構之中，常見的構件內容有鋼筋混凝土柱、剪力墻、梁板等等，各部件的承載力情況，與材料強度等級存在直接關系，與此同時，鋼筋用量、構件橫截面尺寸等同樣會對材料整體強度產生影響。需要注意的是，鋼筋混凝土結構之中，所涉及到的混凝土以及鋼筋強度等級往往是固定的。因此，開展民用建筑混凝土結構加固操作時，大多依靠鋼筋增加截面以及降低長度進行。相比之下，鋼筋混凝土結構構件的剛度有限，當構件長度保持不變，其橫截面尺寸設定顯得尤為重要。或者構件橫截面尺寸不變，整體構件長度或者是配筋率將會起到決定性作用。因此，針對民用建筑混凝土結構加固操作時，工作人員可通過剛度提升，以及降低長度或提升截面，滿足具體的加固需求[1]。

1.2 密碼用建筑混凝土結構加固施工要求

通過應用混凝土結構加固技術，能夠讓遭受損傷的建筑物使用功能得到恢復。在混凝土結構加固操作時，常見形式包括兩方面，即直接法和間接法。其中，直接加固操作階段，主要是根據工程實際情況，設定合理的置換操作，或者是通過纖維復合材料粘貼等形式來實現。間接加固法則是應用外加預應力等手段，具體表現形式有增加截面加固或者是外粘型鋼加固等等。對于加固工程的改在，常見內容有設計和施工，設計時管理者應保證對新舊結構協同問題進行考慮，理解原結構中存在的力學性能，將內部損傷等問題展示出來。在施工方面，工作人員應重點關注進度和質量，通過卸荷措施，讓原結構內力得到緩解。總的來說，舊建筑改造加固與新建項目不同，對施工技術工藝應用提出了更高要求，整體設計程序也會受到原有力學性能影響，在結構設計階段，應設定合理的施工條件，避免出現結構性能下降等問題，對于加固設計施工的執行，工作人員應結合結構體系總體以及加固方案，進行先鑒定后加固。總的來說，加固之后的混凝土結構抗力性能與原有結構不一致，且原結構的應力應變存在一定的壓縮變形情況，經過加固改造后，結構會出現二次受力情況，隸屬于新舊結構的重新組合，相比之下，混凝土結合面抗剪能力也要比澆筑砼低出很多，在加固設計計算方面也與新建結構存在本質性區別。另外，房屋建筑混凝土結構加固操作內容主要包括以下幾方面，即可靠性檢定、加固方案設計以及施工驗收等等，具體施工階段，工作人員需要做到多種加固方式的結合應用。為了讓原有結構受力體系更加完整，在加固方案設計階段，管理者還需要將經濟性問題考慮其中。

2.民用建筑混凝土結構加固操作開展的原因

2.1 施工人員的原因

民用建筑工程施工過程中，各類施工人員會直接參與其中，這也使得施工人員個人素質和工作能力與建筑工程質量存在直接關系。但從具體工作角度來說，部分建筑工程中的一線工作者以農民工群體為主，其自身文化水平不高，再加上認識淺顯，很難將建筑施工中存在的問題及時排除，進而導致建筑工程質量受到影響。更為重要的是，上述問題一旦出現，后期需要進行大量修復，影響到主體民用建筑工程的安全和質量，增加建筑企業的成本投入數額。如果建筑施工企業能夠利用好混凝土結構加固技術，即使存在施工人員工作不到位情況，只要及時采取加固與修復操作，同樣能夠將后期維修環節規避，節省一部分人力、物力資源投入數量。從這里也能夠看出，民用建筑混凝土結構加固操作必不可少[2]。

2.2 環境條件的原因

環境一詞具備綜合性特點，重要包含的內容有濕度、溫度以及采光等等，如果這些因素對建筑工程建設產生影響，均可稱之為環境影響因素。從人們生活角度來說，環境影響力巨大，對建筑行業同樣如此。執行施工任務時，如果施工環境適宜，施工質量也能得到更多保障。另外，倘若建筑應用時的環境良好，建筑使用壽命同樣能夠得到延長，從這里也能夠看出，想要更好的維護民用建筑工程建設質量，相關企業應做好環境因素設定。在家建筑施工階段，容易出現一些不良環境因素，如粉塵、有毒氣體、噪音等等，因此，施工時需要對周圍環境因素進行考慮，避免導致民用建筑建設質量大幅下滑。例如，溫度對房屋建設工程存在很大影響，溫度過低時，水泥容易出現凝固，此時，施工操作很難正常執行。其次，風雨腐蝕也會導致建筑物使用性能大幅下滑，嚴重時還會出現相關安全事故，所以說，工作人員應盡可能建立良好的施工環境，并根據實際情況，制定民用建筑混凝土結構加固措施，降低質量問題出現的可能性[3]。

2.3 施工技術方面的原因

隨著社會的不斷發展，科技隨之進步，呈現出很多新的科技成果，讓很多傳統結構變得更加完善。在建筑施工階段，同樣需要建立起完善的施工過程，例如，在加固操作階段，相關人員需要對之前的加固標準進行提升和修改，并提升對民用建筑混凝土結構加固施工的重視程度，盡可能將施工技術問題徹底規避。

3.混凝土結構直接加固施工技術

3.1 加大截面加固技術

在混凝土結構加固施工階段，增大截面加固技術形式十分常見。在該技術幫助下，建筑構件截面尺寸大幅提升，工作人員可根據實際需求，引入合適數量的受力配筋，保證構件具備足夠的承載能力，讓建筑結構變得更加穩定。從以往施工過程中能夠了解到，該形式能夠在多個構件加固施工中得到應用，如梁柱加固施工、樓板加固施工等等。截止到目前為止，增大截面加固技術的發展成熟度較高，不會對施工人員提出更多要求，主體施工流程更加便捷，能夠呈現出較高的可靠性，還能讓構件抗力更好的展示出來，提升建筑結構柱的穩定性。需要注意的是，加大截面加固技術在應用時，存在一些不足之處，實際施工階段，會占用一部分建筑空間，現場施工作業量較大，養護期較長，進而對建筑外觀產生很大影響。

3.2 置換混凝土加固技術

倘若遇到民用建筑混凝土結構中的梁柱等承重構件，或者是受壓區其他構件在密實度和強度上與相關規范要求不相符，置換混凝土加固技術的應用顯得尤為重要。具體施工階段，工作人員可將建筑結構中承重力與相關標準要求不符的部位拆除，并重新制定施工計劃，引入新的混凝土，保證混凝土質量和承重能力滿足各項要求。一般情況下，置換加固施工技術并不會對建筑結構布局產生影響，更不會占據其他建筑空間。但該技術對應的施工周期較長，工作量巨大，需要消耗較多時間將之前的混凝土清理出去，具體施工階段，還要對周圍結構進行加固，避免周圍結構出現更多問題[4]。

3.3 外包鋼加固技術

如果原構建截面尺寸不能繼續增加，相關人員可借助于外包鋼加固施工技術完成民用建筑混凝土結構加固任務。在施工階段，管理者應提前準備好專用材料，用于對待加固構件進行包裹，如結構柱等等，對應的包裹材料以鋼材為主，常見形式有角鋼、鋼板等等。當包裹工作完成后，構件自身會具備更強的抗壓能力。執行具體的外包鋼加固施工技術時，常見的加固方式包括以下兩種形式：第一，干式外包鋼加固施工技術，依靠焊接方式，將原構件以及外包型鋼連接在一起，用于對原構件進行約束，讓原有構件具備更強的抗變形優勢；第二，濕式外包鋼加固施工技術，該技術形式在應用階段，工作人員需要提前準備好相關應用材料，常見材料類型有水泥砂漿、環氧樹脂等等，在這些材料幫助下，外包鋼與原構件之間能夠緊密粘結在一起。雖然該方式對應的作業任務量巨大，但所呈現出的加固效果良好，操作便捷，但需要消耗較高成本，無法在高溫環境下進行施工。

3.4 粘貼鋼板加固技術

民用建筑混凝土結構加固施工階段，有時會應用到黏結劑以及錨栓，在這些材料以及工具幫助下，鋼板粘貼效果能夠得到更好展示，讓鋼板和構件能夠緊密連接在一起。很多時候，針對建筑混凝土結構梁板構建的加固施工操作，往往會應用到粘貼鋼板加固技術，相比之下，該加固施工工藝的成熟度較高，加工效果良好。但從具體應用中能夠了解到，該技術對于環境溫度提出了更高要求，極容易出現腐蝕問題，后期養護操作程序較多。如果遇到鋼筋密度大，且結構相對復雜的情況，粘貼鋼板加固技術并不是最佳選擇[5]。

3.5 粘貼纖維復合加固技術

常見的纖維復合材料包括三種，即玻璃纖維、碳纖維以及芳綸纖維。對于建筑結構加固施工操作的執行，工作人員往往會選擇碳纖維材料。相比之下，碳纖維植物強度較高，能夠讓混凝土結構性能得到充分改善。再加上碳纖維的彈性模量良好，抗拉能力較高，相比于鋼材料，碳纖維材料的抗疲勞能力更強，質量相對較小，耐久性和抗腐蝕性優勢明顯，即使遇到較為復雜的混凝土結構，加固效果同樣能夠得到展示。很多時候，受拉構件以及受彎構件承載性能不足時，該技術往往能夠發揮巨大作用，依靠纏繞約束形式，讓受壓構件得到加固。需要注意的是，粘貼纖維復合加固技術在應用時，需要具備較高的防護要求，且在火災出現后，該技術作用無法得到良好展示。

3.6 噴射混凝土加固技術

對于噴射混凝土加固技術應用，施工人員需要專門準備相應的噴射機械，借助于壓縮空氣等模式，保證材料得到拌制，在拌制材料時，工作人員還要控制好材料比例。噴射機械在高速噴射時，混凝土會逐漸轉變為凝結硬化狀態，借助于該手段制作混凝土，能夠呈現出較高的黏結強度，力學性能也能得到良好展示，還能完成拉應力以及剪應力傳遞[6]。

3.7 結構膠植筋加固技術

借助于結構膠植筋加固施工操作，相關人員需要在現有混凝土構件上執行鉆孔操作。與此同時，還要保證鉆孔深度得到控制，并將受力鋼筋引入到構件孔洞內部。之后，將結構膠打入其中，即化學膠黏劑，保證鋼筋和構件的牢固性。另外，鋼筋抗拉性能還能讓構件承載力大幅提升。總的來說，結構膠植筋加固施工技術所呈現出的錨固效果良好，在補埋鋼筋或者是后埋鋼筋階段，該技術的應用頻率較高。

4.混凝土結構間接加固施工技術

4.1 增加支撐加固技術

當支撐點增加后，工作人員還需要對建筑結構內力分布情況進行充分分析，依靠增加支撐對混凝土結構內力分布情況進行調整。與此同時，還要適當將結構之間的跨度降到最低，提升混凝土結構承載能力，該項加固技術的應用，主要是讓主體民用建筑結構的支撐力有所提升。總的來說，該技術的受力更加明確，且施工過程簡潔，但會對建筑空間及功能帶來一定影響。

4.2 預應力加固技術

執行預應力加固施工操作時，應確保外預應力拉桿得到更好的安裝，當拉桿受力之后，建筑混凝土結構內力分布情況也會發生變化，內力水平大幅下降，混凝土結構也會呈現出更強的承載力。預應力加固施工技術的最大效果就是將建筑混凝土結構內力分布情況改變，保證其結構得到有效加固，更為重要的是，該技術還能將應力應變滯后等問題解決，往往在跨度較大或重型結構中應用該項技術，倘若混凝土結構保持在高應變狀態，人們可借助于預應力加固施工技術進行處理。但該項技術具備明顯缺陷，當加固操作執行后，建筑結構外觀會發生很大變化，在溫度較高的環境下，也盡可能規避預應力加固技術應用[7]。

5.混凝土結構梁板加固施工技術

5.1 混凝土結構梁板承載力較低的原因

從設計工作開展角度來說，計算數值與梁板真實受力情況存在較大差異，且部分荷載無法算入其中，最終導致計算結果準確度不足。另外，工作人員也不會對細節問題以及其他附加荷載進行充分考慮，導致設計方案合理性不足，建筑結構梁板承重要求無法得到體現。從施工角度來說，構件界面尺寸有限，材料質量不足，很難按照相關規范應用材料，導致混凝土強度大幅下滑，再加上構件自身存在很多缺陷，在鋼筋植入時，還會出現誤配、少配等問題，讓鋼筋位置發生改變。焊接時，無法保證焊接牢固性特點，與錨固要求不相符。部分管理者在發現該類問題后，不會進行集體討論，選擇直接更改施工方案，最終導致鋼筋出現腐蝕性問題，養護管理也會出現問題，進而對梁板承載力產生影響。在使用方面，當空間功能發生變化后，承載力也會超過預計范圍，導致現有梁板結構無法滿足實際需求，部分工作人員會選擇將構件私自拆除，最終導致構件受到破壞，或者是出現腐蝕等問題，在此狀態下，混凝土結構梁板承載力大幅下滑，為了避免該類問題出現，人們需要做好混凝土結構梁板加固操作[8]。

5.2 混凝土結構板梁加固施工要點

混凝土結構板梁部位加固操作的執行，常見形式包括增大截面、粘鋼加固等等。針對截面加固施工操作，人們可以在構件一側執行混凝土加固梁補澆操作，必要時，還需要增加部分鋼筋，提升民用建筑整體承載力。施工時，工作人員應規避控制板不平情況，依靠分段焊接模式，讓鋼筋安裝和模板支設變得更加規范，當澆筑工作結束后，工作人員還要對其表面進行沖洗，將銹跡鏟除。在粘鋼加固階段，需要應用相應的粘貼膠，保證鋼板和構件能夠黏結在一起，此時，一部分壓應力會轉移到鋼板上。除此之外，在增補受拉鋼筋施工階段，對應的連接方式同樣有很多，如全焊接補筋、半焊接補筋等等。

6.混凝土結構柱加固施工技術

根據以往民用建筑混凝土結構加固施工經驗，如果小偏心受壓柱出現破壞后，壓應力較大的區域會出現很多裂縫，最為常見的裂縫形式為縱向裂縫。當軸心壓柱被破壞后，會先出現縱向裂縫，之后保護層混凝土也會發生變化，起殼后被剝落，增加混凝土被壓碎的風險。針對混凝土結構柱加固操作，可應用的加固施工技術類型有很多。其中，外包混凝土加固操作主要有單面外包、雙免外包以及四周外包。針對外包鋼加固操作，工作人員需要提前準備好鋼板和型鋼，對柱子兩側或者是四角進行包裹，可應用干式外包或者是濕式外包，應用好型鋼套箍以及綴板，確保原構件得到合理約束。置換加固施工完成后，可開展局部置換操作，也可將缺陷位置全部置換，此時，新老混凝土將會處于更加均衡的狀態。同時，相關人員還需要在接觸面位置進行界面劑涂刷操作，或者是將純水泥漿涂刷其中，為民用建筑混凝土結構加固施工效果提升創造良好條件[9]。

結語：

綜上所述，在加固施工技術幫助下，民用高層建筑混凝土結構承載能力能夠得到提升，讓混凝土表面結構更具穩定性，保證房屋建筑的應用安全。與此同時，也可以應用增加截面、增補鋼筋等形式。由于加固施工技術不同，所呈現出的加固效果不一致，相關人員可根據施工方案特點進行選擇，保證混凝土結構承載性大幅提升。