混凝土結(jié)構(gòu)工程加固施工及方案的優(yōu)選

付　磊　劉素梅

摘要：本文根據(jù)作者的施工經(jīng)驗，介紹了目前混凝土結(jié)構(gòu)工程加固施工中所遇到的加固施工方案及施工方法，并對不同方案進行優(yōu)化比較。

關鍵詞：混凝土；結(jié)構(gòu)工程；加固施工；方案

混凝土構(gòu)筑物因出現(xiàn)功能性改變，如接建、增加荷載等，或在出現(xiàn)質(zhì)量問題，如配筋不足、災后修補、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尤為重要，對于需要加固的構(gòu)筑物，應根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、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社會效益和經(jīng)濟效益。

優(yōu)秀的加固方案具體體現(xiàn)在其施工作業(yè)方便、施工技術先進、經(jīng)濟效果好、加固質(zhì)量高等四方面的特點。

1 良好的施工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，由于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)果是將影響到加固質(zhì)量。例如，筆者監(jiān)理的某工業(yè)廠房加固工程因冬季施工，摻加不合格防凍劑，超標的氯離子破壞了鋼筋鈍化膜，致使十架大梁產(chǎn)生嚴重裂縫，需要進行加固，原施工設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，將銹蝕的鋼筋周圈進行除銹后，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。經(jīng)對設計方案分析，此兩種方案除具有工程造價低的優(yōu)點外，還有以下不足之處：

1.1 技術可行性差，由于此大梁跨度大，鑿除混凝土梁則需分段進行，要用大量的臨時支撐進行安全防護，造成周轉(zhuǎn)材料不必要的浪費

1.2 勞動強度高，在鑿除混凝土梁時，因分段施工時，只能鑿一米挪一米，成倍增加了勞動強度

1.3 工效低，大量的重復勞動和落后的施工作業(yè)方法，延誤了施工工期并導致勞動效率下降

1.4 安全性差，因所有大梁必須將鋼筋鑿除外露，大梁承載力減小，在施工時，須時刻注意防護措施是否到位，麻痹大意則易出現(xiàn)意外事故

1.5 產(chǎn)值效益小，大量的周轉(zhuǎn)材料和人工費用的浪費，加大了生產(chǎn)成本，減少了生產(chǎn)效益。

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、預應力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法等，隨著科學技術的不斷進步，應用新技術、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、碳纖維加固法應運而生，并開始廣泛應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，應根據(jù)需要加固的構(gòu)件情況，綜合確定加固方案。

以框架梁的加固為例，筆者認為，較為合理、經(jīng)濟、技術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)于加大截面法和預應力加固法，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，應用其在負彎矩部位進行加固效果不如鋼板性能好。

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，巨化電石廠循環(huán)水車間由于功能改變，原設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；而巨化中學食堂柱子，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，對局部柱角用石英砂配置的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。

另外，對于加固工程，還有焊接補筋加固法、套箍加固法、噴射混凝土補強法、化學灌漿修補法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等，每種加固方法各有其特點及適應范圍，只要行之有效，技術成熟，既滿足加固要求，又經(jīng)濟實用，均可采用。

3 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重點做到：

3.1 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。

3.2 預應力加固法

采用預應力拉桿加固時，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；采用預應力撐桿加固時，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涂防銹漆進行防腐。

3.3 改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法

增設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，應將所有楔塊焊連，再用環(huán)氧砂漿封閉。

3.4 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。第三要注意在配膠、粘貼過程中的細節(jié)，膠粘劑要嚴格按照說明書要求的比例配制，尤其是要掌握好固化劑的用量，攪拌要均勻，同時在粘貼時要保證粘貼面的飽滿、密實。最后要注意在固化階段不能對鋼板有任何擾動。

結(jié)束語

就目前來看，這些混凝土結(jié)構(gòu)加固技術還有待于在實踐中進一步探索，隨著建筑科學技術的不斷進步，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。