加固混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工及優(yōu)選方案

摘要：根據(jù)我在混凝土施工方面經(jīng)驗及施工中所遇到的加固施工方案及施工方法，對不同方案進行優(yōu)化比較。

關(guān)鍵詞：混凝土；結(jié)構(gòu)工程；加固

混凝土建筑物因出現(xiàn)功能性改變，如接層、增加荷載等，或出現(xiàn)質(zhì)量問題，如配筋不足、四川地震的混凝土災(zāi)后修補，、混凝土強度不夠等，都需要進行加固。其加固施工及加固方案的制定非常重要，為此應(yīng)根據(jù)建筑物的客觀情況制定最佳的加固方案，并要遵循安全、經(jīng)濟、快捷、施工方便的原則，只有這樣，加固工程才能收到良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

最佳的加固方案應(yīng)體現(xiàn)其施工作業(yè)方便、施工技術(shù)先進、經(jīng)濟效果好、加固質(zhì)量高等方面的特點。

1 施工可行性是加固工程方案必須考慮的條件之一

加固工程方案的優(yōu)劣，首先要把是否具有施工作業(yè)方便作為必要條件，沒有良好的施工可行性是阻礙加固工程施工的一個攔路虎。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性，但是，其方案在施工過程中增加了一定的施工難度，而造成施工工期長，勞動用工大，安全系數(shù)低的弊端，結(jié)果是達不到預(yù)期效果，從而影響到加固質(zhì)量。例如，我公司某泵站因冬季施工，摻加不合格防凍劑，超標的氯離子破壞了鋼筋鈍化膜，致使大梁產(chǎn)生嚴重裂縫，需要進行加固，原施工設(shè)計方案之一是采取簡易修補法，即將大梁裂縫處出現(xiàn)的酥松混凝土鑿除，露出鋼筋后，將銹蝕的鋼筋進行除銹后，用環(huán)氧砂漿進行封閉，達到加固目的；方案之二是采取加大截面加固法，即通過增大構(gòu)件的截面和配筋，用以提高構(gòu)件的強度、鋼度、穩(wěn)定性和抗裂性，并達到修補裂縫的目的。

2不同類型加固工程與加固方案分析

一般來說，加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法等，隨著科學技術(shù)的不斷進步，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝進行工程加固的方法，如，化學灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法應(yīng)運而生，并開始廣泛應(yīng)用于各類加固工程中。具體那個方案最能體現(xiàn)加固工程所要求的短、平、快、省的特點，應(yīng)根據(jù)需要加固的構(gòu)件情況，綜合確定加固方案。

2．1以框架梁的加固為例，我認為，較為合理、經(jīng)濟、技術(shù)先進的加固方案當屬粘鋼錨固法和碳纖維加固法，前者以造價低，施工簡單，占用空間小，加固效果好，明顯優(yōu)于加大截面法和預(yù)應(yīng)力加固法，后者除材料費用高外，則各種優(yōu)勢盡顯其中，重要表現(xiàn)在自重輕，材料自身幾乎不增加重量；強度高，固化后的碳纖維強度比鋼材高達十幾倍；勞動強度小，一個作業(yè)面只需一至兩人操作即可；施工工期短，熟練工人每人每天可完成近200m2左右。但是，應(yīng)用其在負彎矩部位進行加固效果不如鋼板性能好。

2．2以框架柱的加固為例，較為常見的加固方法有外包鋼加固法，即在混凝土柱四周包以型鋼進行加固，這樣既不增大混凝土截面尺寸，又大幅度地提高混凝土柱的承載力，具體方法又分干法作業(yè)與濕作業(yè)法兩種形式：干式加固法是將型鋼（一般是角鋼）直接外包于需要加固的混凝土柱四周，型鋼與混凝土之間無連接，由于與混凝土沒有形成一個整體，所以不能確保結(jié)合面?zhèn)鬟f剪力。濕式加固法一是用乳膠水泥漿或環(huán)氧樹脂化學灌漿等材料，將角鋼粘貼在混凝土柱上，二是角鋼與混凝土之間留一定間距，中間澆筑混凝土，達到外包鋼材與混凝土相結(jié)合。兩種作業(yè)方法相比較，干式作業(yè)法施工更為簡單，價格低，施工時間短，但其承載力提高不如濕式作業(yè)法好。在方案選擇時，應(yīng)根據(jù)加固要求和原構(gòu)件情況，合理挑選適當?shù)姆桨高M行加固。如，我市鐵路賓館由于功能改變，原設(shè)計一層柱子采用的是干式加固方案，將L100×6的角鋼包于柱子四周并用綴條連接，已完全滿足加固需求；而我市某工程四、五層柱子，由于內(nèi)置鋼筋銹蝕，致使混凝土柱產(chǎn)生裂縫，采取的是濕式加固方案，對局部柱角用高標號水泥砂漿和環(huán)氧砂漿將L80×6的角鋼粘貼到混凝土柱四周，達到整體加固補強目的。兩種加固方法均取得良好效果。

3新技術(shù)、新材料、新工藝上在加固工程方案中的優(yōu)勢

優(yōu)秀的加固工程方案要在工法上體現(xiàn)出其可行性、科學性、先進性。我認為，化學補強法不失為當前加固工程中首選的一種最為先進的工法。眾所周知，一些加固工程采用過時的加固方法需要大量的人力、物力和時間，已不能滿足當前加固工程質(zhì)量、工期、安全、經(jīng)濟的要求，而化學補強加固方法越來越以其明顯的優(yōu)勢成為加固工程中的優(yōu)選方案。例如，我市木材加工廠車間技改工程中的加固部分，就是采取化學補強的方法，應(yīng)用QR型建筑工程結(jié)構(gòu)膠粘劑，對其第四層、第五層框架梁進行粘鋼加固，滿足了該車間在樓層增高、設(shè)備增加，荷栽加大情況下的正常使用要求。充分顯示出新技術(shù)、新材料、新工藝在加固工程中的應(yīng)用成果。

在化學補強方法中，除粘鋼加固外，碳纖維加固工藝也不適為一種先進的加固工法，我水廠泵房大梁加固工程，由于環(huán)境濕度較大，最適于采用碳纖維加固，與其它加固工藝相比，更具有耐濕耐潮、抗腐蝕強、自重輕、強度高、施工便捷、質(zhì)量好的特點，加固性能均優(yōu)于目前其它加固方法。

可見，選擇加固工程方案要有針對性，不同的加固工程應(yīng)采取相應(yīng)的加固措施，其方案需要在進行價格比、性能比、質(zhì)量比的同時，還要體現(xiàn)出其工藝技術(shù)的科學性和先進性，這樣的加固方案才是優(yōu)秀的加固方案。

4 幾種典型加固方法的工程施工要求

工程加固的目的就是要通過加固施工達到修復、補強、提高承載力、增強使用功能、滿足使用要求，因此，選擇加固方案要以提高加固工程質(zhì)量為根本目的。對于不同的加固方案也有不同的施工方法和質(zhì)量評定標準。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》中幾種典型的加固方法，依照施工經(jīng)驗，不同的加固方法在施工時應(yīng)重點做到：

4．1外包鋼加固法要把表面處理包括加固結(jié)合面和鋼板貼合面處理作為加固施工過程中的關(guān)鍵，對于干式加固施工，為了使角鋼能緊貼構(gòu)件表面，混凝土表面必須打磨平整，無雜物和塵土；當采用濕式加固施工時，應(yīng)先在處理好的角鋼及混凝土表面抹上乳膠水泥漿或配制環(huán)氧樹脂化學灌漿料，對鋼板進行除銹，混凝土進行除塵并用丙酮或二甲苯清洗鋼板及混凝土表面，進行粘、灌。

4．2預(yù)應(yīng)力加固法采用預(yù)應(yīng)力拉桿加固時，在安裝前必須對拉桿事先進行調(diào)直校整，拉桿尺寸和安裝位置必須準確，張拉前應(yīng)對焊接接頭、螺桿、螺帽質(zhì)量進行檢驗，保證拉桿傳力正確可靠，避免張拉過程中斷裂或滑動，造成安全和質(zhì)量事故；采用預(yù)應(yīng)力撐桿加固時，要注意撐桿末端處角鋼（及其墊板）與混凝土構(gòu)件之間的嵌入深度傳力焊縫的質(zhì)量檢驗，檢驗合格后，將撐桿兩端用螺拴臨時固定，然后用環(huán)氧砂漿或高強度水泥砂漿進行填灌，加固的壓桿肢、連接板、綴板和拉緊螺栓等均應(yīng)涂防銹漆進行防腐。

4．3改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法增設(shè)支點若采用濕式連接，在接點處梁及支柱與后澆混凝土的接觸面，應(yīng)進行鑿毛，清除浮渣，灑水濕潤，一般以微膨脹混凝土澆筑為宜。若采用型鋼套箍干式連接，型鋼套箍與梁接觸面間應(yīng)用水泥砂漿座漿，待型鋼套箍與支柱焊牢后，再用較干硬砂漿將全部接觸縫隙塞緊填實；對于楔塊頂升法，頂升完畢后，應(yīng)將所有楔塊焊連，再用環(huán)氧砂漿封閉。

4．4混凝土構(gòu)件外部粘鋼加固法此法施工較為簡單，但首先需要著重注意混凝土和鋼板的表面處理，對于舊、臟嚴重的混凝土構(gòu)件的粘合面，應(yīng)先用硬毛刷沾高效洗滌劑，刷除表面油垢污物后用水沖洗，再對粘合面進行打磨，除去2～3mm厚表層，露出新面和平整，將粉塵清除干凈；對于混凝土表面較好的，則可直接對粘合面進行打磨，去掉1～2mm厚表層，使之平整，清去粉塵，再用丙酮擦試表面即可；鋼板表面處理應(yīng)根據(jù)其繡蝕情況，可用噴砂、砂布、砂輪機打磨，使鋼板出現(xiàn)金屬光澤，打磨紋路盡量與受力方向垂直，然后用丙酮擦試干凈。其次要注意對膠粘劑的選擇，目前國內(nèi)市場建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑魚龍混雜，對膠粘劑的選擇一定要慎重。

就目前來看，這些混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)還有待于在實踐中進一步探索，隨著建筑科學技術(shù)的不斷進步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。