建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固施工分析

吳偉耀

(廈門市杏林建設(shè)開發(fā)公司，福建 廈門 361000)

1 良好的施工性是加固工程方案必須考慮的基本條件

加固工程方案首先要把是否施工作業(yè)方便作為必要條件。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性，但是，由于其方案施工作業(yè)不方便，施工難度大，致使施工工期長，勞動用工大，安全系數(shù)低，其結(jié)果影響到加固質(zhì)量。例如，某辦公樓十架大梁嚴(yán)重裂縫，需要進(jìn)行加固，原方案之一是采取簡易修補(bǔ)法，即將大梁裂縫處出現(xiàn)的酥松混凝土鑿除，露出鋼筋，將銹蝕的鋼筋周圍進(jìn)行除銹后，用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封閉，達(dá)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，以提高構(gòu)件的強(qiáng)度、鋼度、穩(wěn)定性和抗裂性，達(dá)到修補(bǔ)裂縫的目的。經(jīng)分析，這兩種方案除具有工程造價低的優(yōu)點外，主要不足之處:①技術(shù)可行性差。由于此大梁跨度大，鑿除混凝土梁則須分段進(jìn)行，要用大量的臨時支撐進(jìn)行安全防護(hù)。②勞動強(qiáng)度大。在鑿除混凝土梁時，因分段施工，只能鑿一米挪一米，成倍增加了勞動強(qiáng)度。③工效低。大量的重復(fù)勞動導(dǎo)致勞動效率下降。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，安全性大大下降。⑤加大了生產(chǎn)成本，減少了生產(chǎn)效益。⑥加大的截面影響了房屋外觀和減少了空間尺寸?；谏鲜鲈?，經(jīng)與甲方和設(shè)計院商討，改變十架大梁加固方案，采用先進(jìn)的外包鋼加固施工方法，應(yīng)用QR型建筑工程結(jié)構(gòu)膠粘錨技術(shù)，由于技術(shù)先進(jìn)，加固性能好，占用空間小，施工周期短，材料消耗少，工藝簡便、安全，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了加固質(zhì)量，取得了良好的綜合效益。

2 對不同類型加固工程分析

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(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝進(jìn)行工程加固的方法應(yīng)運(yùn)而生，如化學(xué)灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法等開始廣泛應(yīng)用于各類加固工程中。具體哪個方案最能體現(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。

2.1 框架梁的加固

筆者認(rèn)為，較為合理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)先進(jìn)的加固方案當(dāng)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(fèi)用高外，則各種優(yōu)勢盡顯其中，主要表現(xiàn)在:自重輕，材料自身幾乎不增加重量；強(qiáng)度高，固化后的碳纖維強(qiáng)度比鋼材高十幾倍；勞動強(qiáng)度小，一個作業(yè)面只需1～2個人操作即可；施工工期短，熟練工人每人每天可完成近200m2左右。但是，該方法應(yīng)用于負(fù)彎矩部位其加固效果不如鋼板性能好。

2.2 框架柱的加固

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(jìn)行加固，這樣既不增大混凝土截面尺寸，又可大幅度地提高混凝土柱的承載力，該方法分干式加固法與濕式加固法兩種形式。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(xué)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(dá)到外包鋼材與混凝土相結(jié)合。兩種作業(yè)方法相比較，干式加固法施工更為簡單，價格低，施工時間短，但其承載力提高不如濕式加固法好。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(dāng)?shù)姆桨高M(jìn)行加固。如，某賓館由于功能改變，一層柱子采用了干式加固方案，用L100×6的角鋼包于柱子四周并用綴條連接，完全滿足了加固需求；而某機(jī)電工程學(xué)校四、五層柱子，由于內(nèi)置鋼筋銹蝕，致使混凝土柱產(chǎn)生裂縫，采取了濕式加固方案，對局部柱角用石英砂配置的高標(biāo)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(dá)到整體加固補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)筋加固法、套箍加固法、噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法等可供選擇，每種加固方法各有其特點及適應(yīng)范圍，只要行之有效，技術(shù)成熟，既滿足加固要求，又經(jīng)濟(jì)實用，均可采用。

3 加固工程方案要在工法上體現(xiàn)“三性”，要注意引進(jìn)新技術(shù)、新材料、新工藝

加固工程方案要在工法上體現(xiàn)“三性”(可行性、科學(xué)性、先進(jìn)性)。一些加固工程采用過時的加固方法要耗費(fèi)大量的人力、物力和時間，已不能滿足當(dāng)前加固工程質(zhì)量、工期、安全、經(jīng)濟(jì)的要求，而化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)法不失為當(dāng)前加固工程中一種最為先進(jìn)的工法，越來越以其明顯的優(yōu)勢成為加固工程中的優(yōu)選方案，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(xué)補(bǔ)強(qiáng)方法中，除粘鋼加固外，碳纖維加固工藝也不失為一種先進(jìn)的加固工法。

4 幾種典型加固方法的工程施工要求

工程加固就是要通過加固施工達(dá)到修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)、提高承載力、增強(qiáng)使用功能、滿足使用要求的目的，因此，選擇加固方案要以提高加固工程質(zhì)量為根本目的。不同的加固方案也有不同的施工方法和質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)。依照施工經(jīng)驗，對《CECS25:90混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》中的幾種加固方法的施工要求簡述如下。

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；采用濕式加固施工，應(yīng)先對鋼板除銹、混凝土除塵，并用丙酮或二甲苯清洗鋼板及混凝土表面，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(xué)灌漿料，進(jìn)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調(diào)直校正，拉桿尺寸和安裝位置必須準(zhǔn)確，張拉前應(yīng)對焊接接頭、螺桿、螺帽質(zhì)量進(jìn)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(qiáng)度水泥砂漿進(jìn)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(jìn)行防腐。

4.3 改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法

增設(shè)的支點若采用濕式連接，對接點處梁及支柱與后澆混凝土的接觸面，應(yīng)進(jìn)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)用水泥砂漿坐漿，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。一要特別注意對混凝土和鋼板的表面處理。對于舊、臟嚴(yán)重的混凝土構(gòu)件的粘合面，先用硬毛刷沾高效洗滌劑清洗，刷除表面油垢污物后用水沖洗，再對粘合面進(jìn)行打磨，除去2～3mm厚表層，露出平整新面，將粉塵清除干凈，再用丙酮擦拭表面；對于混凝土表面較干凈的，則可直接對粘合面進(jìn)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。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(jī)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，然后用丙酮擦拭干凈。二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。三要注意在配膠、粘貼過程中的細(xì)節(jié)。膠粘劑要嚴(yán)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。四要注意在固化階段不能對鋼板有任何擾動。

[1]閻旭東.混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生及防治[J].山西建筑，2007(9).

[2]石清輝.某工程結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)[J].重慶建筑，2006(4).