加固技術(shù)在改造工程中的應(yīng)用

馬曉冬

（沈陽(yáng)市熱力工程設(shè)計(jì)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

前言：隨著我國(guó)建筑業(yè)和城市建設(shè)進(jìn)程化的迅速發(fā)展，導(dǎo)致原工程設(shè)計(jì)的使用功能不能滿足新的使用要求的情況經(jīng)常發(fā)生，因此，近年來(lái)結(jié)構(gòu)改造加固工程越來(lái)越多，與此同時(shí)加固設(shè)計(jì)方法及施工技術(shù)也迅猛發(fā)展，下面就將加固技術(shù)在改造工程中的應(yīng)用總結(jié)如下：

一、主要加固方法：

1、直接加固的方法：

1.1、加大截面加固法：

即采取增大混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的截面面積，從而提高構(gòu)件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到滿足正常使用和加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。加大截面加固法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，適應(yīng)于梁、板、柱等構(gòu)件和一般構(gòu)筑物的加固。但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

1.2、外包型鋼加固法：

即在混凝土構(gòu)件外部用環(huán)氧樹脂灌漿等方法把型鋼與被加固的構(gòu)件粘結(jié)成整體，以提高其承載能力和截面剛度的方法。施工前應(yīng)對(duì)鋼板進(jìn)行除銹，混凝土進(jìn)行除塵并用丙酮或二甲苯清洗鋼板及混凝土表面。此方法受力可靠、施工簡(jiǎn)單、但用鋼量比較大，當(dāng)采用化學(xué)灌漿外包鋼加固時(shí)，型鋼表面溫度不應(yīng)高于60℃，當(dāng)環(huán)境具有腐蝕性介質(zhì)時(shí)，應(yīng)有可靠的防護(hù)措施。此方法適應(yīng)于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

1.3、外部粘鋼加固法：

即在混凝土構(gòu)件外部粘貼鋼板，以提高其承載能力和滿足正常使用的一種加固方法。該方法施工方便、工期短、占用空間小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平，適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎、受拉構(gòu)件。

1.4、粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法：外粘纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域，使它與被加固截面共同工作，達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。此方法除了具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、不改變結(jié)構(gòu)尺寸及外觀、耐用、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)，但應(yīng)用其在負(fù)彎矩部位進(jìn)行加固效果不如鋼板性能好。

2、間接加固的方法：

2.1、預(yù)應(yīng)力加固法

即采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿（水平式拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式拉桿三種）或撐桿，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。適應(yīng)于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后占用空間小的混凝土承重結(jié)構(gòu)。此法不適合用于處在溫度高于60℃環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，否則應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理；也不適用于混凝土收縮徐變大的混凝土結(jié)構(gòu)。同時(shí)，規(guī)范要求用預(yù)應(yīng)力拉桿加固梁，其受彎承載力增量不應(yīng)比原梁承載力增大1.5倍；且梁內(nèi)受拉鋼筋與拉桿截面積的總和，不應(yīng)超過混凝土面積的2.5%。此加固方法加固效果好，安全可靠，可以減少或限制結(jié)構(gòu)的裂縫和其它變形；對(duì)橋梁營(yíng)運(yùn)使用的影響較小，可在不限制車輛通行的條件下完成加固施工；在人力、物力及資金的消耗等方面都具有明顯的經(jīng)濟(jì)合理性。

2.2、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法：

該方法通過增設(shè)支點(diǎn)以減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度和變形，以提高其承載力的加固方法。按支承結(jié)構(gòu)的受力性能分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)兩種。剛性支點(diǎn)法是通過支承構(gòu)件的軸心受壓將荷載直接傳給基礎(chǔ)或其他承重結(jié)構(gòu)的一種加固方法；彈性支點(diǎn)法是以支承結(jié)構(gòu)的受彎或桁架作用來(lái)間接傳遞荷載的一種加固方法。上述方法簡(jiǎn)單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)的加固。

3、與混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套使用的技術(shù)：

3.1、植筋技術(shù)

系一項(xiàng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)捷、有效的連接與錨固技術(shù)。可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋，已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程。如施工中漏埋的埋件，臨時(shí)需要增加的受力構(gòu)件梁及板，構(gòu)件需要加大截面加固的補(bǔ)筋，房屋加層接柱的植筋等。承重結(jié)構(gòu)植筋的錨固深度必須按《混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006第12.2節(jié)計(jì)算確定，嚴(yán)禁按短期拉拔試驗(yàn)或廠商技術(shù)手冊(cè)的推薦值采用。

3.2、裂縫修補(bǔ)技術(shù)：

根據(jù)混凝土裂縫的起因、形狀和大小，采用不同的封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ)，使結(jié)構(gòu)因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)的一種專門技術(shù)。適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對(duì)受力性裂縫，除修補(bǔ)外，尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。內(nèi)部修補(bǔ)法是用壓力泵把膠結(jié)材料壓入混凝土裂縫中，結(jié)硬后起到補(bǔ)縫作用，并通過其膠結(jié)性使原結(jié)構(gòu)恢復(fù)整體性，該方法適用于裂縫寬度較大，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性和安全性及耐久性等有影響，或有防水防滲等要求的裂縫的修補(bǔ)。

3.3、混凝土表面處理技術(shù)：

系指采用化學(xué)方法、機(jī)械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污漬、油跡、殘?jiān)约捌渌街锏膶ｉT技術(shù)。

3.4、混凝土表層密封技術(shù)：

系指采用柔性密封劑充填、聚合物灌漿、涂膜等方法對(duì)混凝土進(jìn)行防水、防潮和裂縫處理技術(shù)。

二、常用加固方案的應(yīng)用

1、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法

1.1、利用原有的梁、柱作為支座，在原有混凝土樓板板底，新增加較大洞口邊上增設(shè)鋼梁，將穿過該洞口并掛在樓板上的設(shè)備荷載和樓板傳來(lái)的荷載通過新增鋼梁傳遞到原結(jié)構(gòu)梁、柱上，這樣設(shè)備荷載不必通過樓板進(jìn)行傳遞，從而保證了樓板的承載能力。

1.2、對(duì)較大的固定集中荷載，采用在作用點(diǎn)板底專門設(shè)置鋼梁的辦法解決。

1.3、在對(duì)原有的較大洞口進(jìn)行封堵時(shí)，利用原有梁、柱作為支座增設(shè)鋼梁，其上現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。

1.4、新增板底鋼梁與原有樓板連接時(shí)，在鋼梁與樓板之間隔一定間距設(shè)一個(gè)脹錨螺栓，在脹錨螺栓與樓板的間隙處放入鋼墊片鍥緊，并用灌漿料填充密實(shí)。這樣處理一方面使梁的受壓翼緣與混凝土樓板牢固相連，從而保證了鋼梁的整體穩(wěn)定性；另一方面，灌漿料具有微膨脹性，可保證鋼梁與混凝土之間緊密接觸，均勻傳遞荷載。

2、粘鋼加固法

2.1、正截面受拉區(qū)加固，采取了在受拉區(qū)表面粘貼鋼板的方法；斜截面受剪承載力不足時(shí)，采取了粘貼U形箍板的方法。

2.2、該加固工程施工工藝流程為：混凝土梁及鋼板表面處理→膠粘劑配制（同時(shí)混凝土梁卸荷）→涂敷料→固定加壓→固化養(yǎng)護(hù)→防腐粉刷。在滿足上述工藝的同時(shí)，尚應(yīng)控制粘貼鋼板的時(shí)間間隔，保證粘貼的固化養(yǎng)護(hù)。

2.3、為增加粘貼的效果，對(duì)混凝土梁在清理污物后，進(jìn)行打磨，去掉1～2mm表層，并控制表面不平整度不大于3mm，對(duì)鋼板表面處理至無(wú)油、無(wú)水及無(wú)贓物，呈光亮色澤。

2.4、粘結(jié)劑要求粘結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好、具有一定彈性，其各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)經(jīng)檢測(cè)均符合規(guī)范要求。

綜上所述，優(yōu)秀的加固方案應(yīng)體現(xiàn)在施工作業(yè)方便、施工技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益好、加固質(zhì)量高等方面。對(duì)于需要加固的建筑物，應(yīng)根據(jù)具體情況制定具體方案。方案的確定要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]GB50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范.

[2]JGJ145-2004混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)范.

[3]CECS25-90混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范.