小議建筑物結(jié)構(gòu)的加固與改造

邸紅偉

摘要：介紹了混凝土建筑物加固改造中目前常用的施工技術(shù)，為新、舊建筑物的加固改造提供了可供選擇的幾種施工方法。

關(guān)鍵詞：建筑物加固改造；植筋；碳纖維；噴射混凝土；裂縫

中圖分類號：TV543文獻標識碼： A 文章編號：

0前言

近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速增長，建筑領(lǐng)域里，不斷出現(xiàn)越來越多的混凝土建筑物由于設(shè)計變更、施工質(zhì)量、使用功能改變或經(jīng)受災(zāi)害破壞等原因，而必須對原建筑物進行加固改造?，F(xiàn)對目前常用的幾種施工方法進行簡單的介紹，供業(yè)主及設(shè)計人員在工程項目改造時選擇。

1植筋

植筋，即鋼筋的后生根技術(shù)。作為鋼筋錨固用的化學(xué)材料，現(xiàn)在市場上通用的均為結(jié)構(gòu)膠，以取代純環(huán)氧樹脂或水泥砂漿。結(jié)構(gòu)膠作用機理較為復(fù)雜，在此可簡化理解是由鋼筋與膠、膠與混凝土之間的粘結(jié)力共同作用產(chǎn)生的錨固力，來完成整體（鋼筋與混凝土）受力的目的。錨固力包含：膠與鋼筋表面的粘結(jié)力、膠與混凝土界面的粘結(jié)力、膠體自身膠結(jié)力、各介質(zhì)之間的摩阻力等。

通過對錨固鋼筋抗拉力值的檢測，其主要破壞形式有以下三種：（1）鋼筋破壞：在錨固深度大于或等于建議錨固深度時，錨固膠及錨固質(zhì)量為合格；（2）膠體破壞：表現(xiàn)形式為鋼筋與膠體脫離、膠體與基材脫離，多發(fā)生于錨固深度小于建議錨固深度，且后者多發(fā)生于前者；（3）基材破壞：在不同錨固深度下均可發(fā)生，與基材強度有直接關(guān)系。從破壞形式可判定材料整體性能及施工質(zhì)量是否合格。

2粘碳纖維復(fù)合材料、粘鋼加固

當結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪承載力不夠或建筑抗震達不到要求時，引起原因有：設(shè)計失誤、施工錯誤、混凝土強度過低等，都可以采用在混凝土結(jié)構(gòu)外面粘貼碳纖維布（板）或鋼筋的方法進行補強。粘鋼板的施工工法已被業(yè)內(nèi)廣為熟悉，在《混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)加固規(guī)范》中已有明確闡述。

碳纖維片材、板材在我國研究和應(yīng)用是近幾年開始發(fā)展起來的，但發(fā)展非常迅速，工程應(yīng)用范圍不斷擴大。這種高科技的符合材料也越來越被更多的業(yè)內(nèi)人士認同。目前國內(nèi)碳纖維加固使用的碳纖維布大部分是國外進口產(chǎn)品，其性價比較好。上述兩種材料使用的膠粘劑一般是國產(chǎn)產(chǎn)品，性能與國外同類產(chǎn)品基本相同但價格便宜的多。碳纖維片材對混凝土的加固原理與粘鋼板相同。但其獨有的特殊性能是鋼板無法取代的，諸如：質(zhì)量輕、施工便捷、不增加構(gòu)件截面積、強度高、耐腐防銹等。

3噴射混凝土擴大混凝土截面

建筑物加固也經(jīng)常使用加大原有結(jié)構(gòu)截面積的方法來提高結(jié)構(gòu)的承載力。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)的鋼性提高較多且施工成本較低，缺點是增大了原結(jié)構(gòu)的體積和重量，施工比較煩瑣。增大截面的混凝土層通常較薄，采用一般的混凝土施工方法很難做到混凝土自身密實，也很難達到和原由混凝土面結(jié)合牢固，因此經(jīng)常使用噴射混凝土的方法。二十世紀七十年代，我國首先在煤炭系統(tǒng)應(yīng)用噴射混凝土方法用于地下工程中。隨著技術(shù)日臻成熟，該方法在地面建筑物加固、建筑基坑和巖石邊坡護坡等工程中得到廣泛應(yīng)用，滿足了工程的需要。噴射混凝土具有以下特點：建筑物加固時，常采用在結(jié)構(gòu)（梁、柱、板、墻）表面增加一層鋼筋混凝土擴大原有結(jié)構(gòu)的截面積來提高承載力。由于噴射混凝土粘結(jié)性強，有較高的強度，故與原有結(jié)構(gòu)面粘結(jié)牢固，達到共同承載的目的。在某些情況下，模板的組裝是困難的，且要大量時間做準備。而采用混凝土噴射工藝，雖然每立方米噴射混凝土成本較高，但從節(jié)省的準備費用和時間上講，該法還是比傳統(tǒng)的立模澆灌混凝土經(jīng)濟適用。從噴射方式劃分施工可以分為兩種：

（1）干式噴射混凝土：在該系統(tǒng)中，混凝土在現(xiàn)場進行干拌合，然后將混合料送入轉(zhuǎn)子噴射機，再由高速運動的壓風(fēng)將混合料沿軟管輸送，當?shù)竭_噴射時再加入水。由于是在輸料軟管的末端才加水，因此混凝土不會充分與水拌勻，在噴射過程中會產(chǎn)生相當數(shù)量的粉塵。這就要求正確地掌握加水量，這在很大程度上取決于噴射手的經(jīng)驗。為了獲得一定的噴射厚度，并增強“錘擊效應(yīng)”，該法需要在混凝土中加一定數(shù)量的骨料，因此，回彈量會達到30%。

（2）濕式噴射混凝土：在濕式噴射混凝土施工中，混凝土是在攪拌站進行拌合，然后將混合料送入濕式噴射機，再由濕式噴射機沿軟管輸送混凝土料，當?shù)竭_噴咀時壓風(fēng)將混合料噴射到結(jié)構(gòu)面。

4混凝土裂縫壓力注膠修補

工業(yè)與民用建筑主體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的。裂縫產(chǎn)生的原因也是相當復(fù)雜的。近年來，隨著商品混凝土的廣泛使用，混凝土中的一些添加成分也是引起裂縫的直接原因。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)可能進一步破壞的第一個信號，如果不及時進行修補，隨著時間的進行可能會造成結(jié)構(gòu)的嚴重破壞，影響到正常使用。修補可以有表面修補和內(nèi)部修補兩種工法，表面修補可以采用粘結(jié)碳纖維布的方法。

常用結(jié)構(gòu)內(nèi)部的修補方法是：采用壓力注射的方法將低粘度的高分子結(jié)構(gòu)膠注入結(jié)構(gòu)的裂縫中，結(jié)構(gòu)膠固化后將混凝土裂縫粘好，即可恢復(fù)混凝土的整體性又封閉了裂縫防止水及有害氣體對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的侵蝕。所使用的灌縫結(jié)構(gòu)膠流動性好，不收縮，抗壓、抗彎強度高，和混凝土有良好的粘結(jié)性，固化時間較長，可以通過注射器壓注充滿混凝土內(nèi)部。此種方法常用于修復(fù)0.2~2mm混凝土的裂縫。

裂縫修補施工近年來使用的多為專用灌注膠，配合封縫膠一起使用。專用灌注膠具有粘度低、粘結(jié)力大、無收縮等特點，可灌注時間加長至1~2小時。采用低壓注射法灌注施工比較簡單，不需要大型設(shè)備很適合在正在使用的建筑物改造加固中應(yīng)用?，F(xiàn)在市面上還推出一種專用灌注工具，具有體積小，施工便捷，成本低廉等優(yōu)點。前幾年在裂縫灌注施工中，多使用純環(huán)氧樹脂或自行調(diào)配過的環(huán)氧樹脂漿液。由于不能對化學(xué)原材料的質(zhì)量進行有效控制，通常使得所用膠體稀稠不一，贊成灌漿結(jié)果不夠理想。注膠處理過裂縫混凝土，可采用壓力注水來檢測密封性，必要時可做切塊送檢。必須指出的是，這種裂縫注膠工法，所適用的對象是混凝土結(jié)構(gòu)或具備一定強度的基材，而不適用于磚砌體結(jié)構(gòu)。

5結(jié)束語

由于篇幅有限，現(xiàn)僅對結(jié)構(gòu)加固的常用的幾種方法進行簡單的介紹。另外在結(jié)構(gòu)改造時經(jīng)常要拆除混凝土的某些部分，也可使用無振動的靜態(tài)切割的方法。此外體外預(yù)應(yīng)力發(fā)及隔震、消震法也是工程中經(jīng)常用到的施工方法，這些方法均屬加固改造的常用方法。

參考文獻：

[1]周新鋼，司偉建等.鋼筋混凝土植筋錨固構(gòu)件受低周反復(fù)荷載作用的恢復(fù)力特性[J].建筑結(jié)構(gòu)，2002（8）.

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