土木工程中混凝土的修補與加固施工的探討

張曉德

（中澤建工集團有限責任公司 山西太原 030032）

土木工程中混凝土的修補與加固施工的探討

張曉德

（中澤建工集團有限責任公司 山西太原 030032）

社會的快速發(fā)展，帶動了居民對于土木工程建設(shè)要求不斷的提高，土木工程中混凝土建筑物在施工過程中，由于設(shè)計圖紙的變更或施工材料質(zhì)量問題等原因?qū)е禄炷两ㄖ锍霈F(xiàn)使用功能變化或質(zhì)量安全等問題。為了提高土木工程中混凝土建筑的使用安全性，本文對混凝土的修補與加固施工方法進行研究。

土木工程；混凝土；修補；加固；施工

引言

近年來，社會經(jīng)濟快速的發(fā)展，帶動我國城市建設(shè)工作不斷的增多。在不斷拔地而起的高樓背后，不少的建筑物卻面臨著老齡化的局面。建筑物結(jié)構(gòu)的老齡化不僅存在極大的安全隱患，威脅人員財產(chǎn)的安全，同時也是對社會資源的一種浪費。因此，必須采取行之有效的措施對其進行修復(fù)加固。

1 土木工程中混凝土的修補施工技術(shù)分析

當前，我國的混凝土建筑物常常有裂縫的產(chǎn)生，主要的原因是混凝土建筑物受到長時間的自然環(huán)境與超負荷的使用的雙重影響，致使混凝土的某些材料發(fā)生變化，最終導(dǎo)致混凝土建筑物裂縫的產(chǎn)生。裂縫的產(chǎn)生會對建筑物結(jié)構(gòu)安全造成影響，如若放任裂縫不管，長此以往必然會導(dǎo)致混凝土建筑結(jié)構(gòu)破壞程度加深，進而致使建筑物無法安全使用。

就目前而言，我國現(xiàn)存的混凝土建筑工程中，裂縫修補的主要方式主要有兩種，分別是裂縫表層修補法和裂縫內(nèi)部修補法。①裂縫表層修補法，該方法主要通過采用具有粘合力較強的粘結(jié)碳纖維布粘在建筑物裂縫處。這種處理方式成本較低，但由于粘結(jié)碳纖維布易于受到長時間風吹日曬，導(dǎo)致其對于建筑物裂縫修補作用不大。②裂縫內(nèi)部修補法，該方法大多數(shù)情況下采取通過結(jié)構(gòu)膠壓力注射的方式，使得低結(jié)構(gòu)膠可以打進到建筑物的裂縫去，等待結(jié)構(gòu)膠干了就可以讓建筑物的裂縫修復(fù)好，從而使得建筑物的裂縫在結(jié)構(gòu)膠的粘合力作用下得到修復(fù)，同時，由于壓力注膠技術(shù)是修補的是建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而有效的杜絕水分以及有害氣體造成建筑物的結(jié)構(gòu)破壞。壓力注膠修補法相比較于以往利用環(huán)氧樹脂修補，不僅具有膠體性能更穩(wěn)定、稀稠度一致等特性，同時壓力注膠可以保證裂縫注膠的均勻，使得建筑物裂縫的修補效果良好。

在土木工程中，混凝土原材料的質(zhì)量十分重要，做好其質(zhì)量控制工作，同樣能夠減少工程后期混凝土出現(xiàn)相關(guān)結(jié)構(gòu)問題的可能性。要嚴格依照建筑施工的要求對混凝土原材料的粘度、含水量、顆粒大小等把控，確保原材料可以符合工程需求。針對壓力注膠法修補建筑物裂縫所選用的結(jié)構(gòu)膠，我們的選用標準是膠體流動性好，同時化學性能穩(wěn)定、抗壓強的。得益于這些結(jié)構(gòu)膠的特點，使得結(jié)構(gòu)膠具有極強的粘合力，實現(xiàn)混凝土建筑物裂縫修補質(zhì)量的提高，從而保證混凝土建筑物的結(jié)構(gòu)安全。當前，在結(jié)構(gòu)膠修補裂縫中，大多選擇專用膠和封縫膠按比例混合。在應(yīng)用壓力注膠修補混凝土建筑的裂縫時，所使用的工具較為簡便，對于施工十分有利，同時結(jié)構(gòu)膠的價格也不算高，因此該方法修補裂縫成本不大。最后，得益于結(jié)構(gòu)膠極強的粘合力，使得壓力注膠法成為當前修補混凝土建筑物裂縫的最佳選擇。

2 混凝土散裂、剝落和洞穴的修補

2.1 基層處理

基層處理是修補施工前的一項重要準備工作，能否正確處理好基層是保證所用聚合物水泥砂漿能否與基層表面結(jié)合牢固的關(guān)鍵，必須認真做好這項工作。

（1）首先必須保證基層有一定的強度，對于結(jié)構(gòu)疏松、已碳化或遭腐蝕的老混凝土或砂漿，在許可的情況下應(yīng)一律予以鑿除；對于在光滑平整的混凝土或磚面上修補，也就將表面打毛，然后用水沖洗干凈。

（2）聚合物水泥砂漿能夠在潮濕的基層上固化，但不允許基層有滲透水或壓力水，也不允許修補后在砂漿終凝前有流水沖刷砂漿表面。遇有滲透水或壓力水時，就事先堵漏或切斷水源。至于干燥的基層，必須灑水潤濕至表面不吸水為止，但不得留有積水。

（3）待修補表面必須潔凈，浮土灰塵等應(yīng)一律予以清除。遇有油污滲透的部位應(yīng)予鑿除；如不宜鑿除，也要用清潔劑將表面洗刷干凈。

（4）對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如待修補部位鋼筋有銹蝕，應(yīng)先除銹；嚴重銹蝕時應(yīng)采取加固措施。

2.2 聚合物水泥砂漿的配制

（1）聚合物水泥砂漿的配制應(yīng)按按圖1所示流程圖進行。

圖1 聚合物水泥砂漿的配制流程圖

（2）配制時注意事項

應(yīng)在潔凈的容器內(nèi)或地面上進行攪拌，攪拌揚地先用水潤濕。聚合物水泥砂漿的初凝時間較長，約3～4h，有較充分的時間施工。即使如此，一次拌料量也不宜太多，最多一次不宜超過水泥用量50kg。

（3）MA型聚合物水泥砂漿的配方

MA型聚合物乳液生產(chǎn)時已經(jīng)摻入了穩(wěn)定劑和消泡劑，使用時可直接與水泥、黃砂拌合。聚合物水泥凈漿和聚合物水泥砂漿的配方如下：

①聚合物水泥凈漿（重量比）：水泥（普硅#425或#525）100，MA型聚合物乳液50～100。②聚合物水泥砂漿（重量比）：水泥（普硅#425或#525）100，黃砂（潔凈）100～150，MA型聚合物乳液25，水（可飲用）6～12。

2.3 涂抹施工

聚合物水泥砂漿的涂抹施工工藝與普通水泥砂漿相似，但應(yīng)注意：

（1）應(yīng)在待修補表面先刷一道聚合物水泥凈漿，以增加基底與聚合物水泥砂漿的粘結(jié)力。若老混凝土內(nèi)部潮濕，表面易鋪開，凈漿的配合比可為水泥：乳液=100：50；若老混凝土內(nèi)部干燥且表面凹凸不平較難鋪開，則凈漿的配合比可為水泥：乳液= 100：100。其余根據(jù)情況而定。

（2）在修補面上涂刷一道凈漿以后，待其表面稍干（約10～ 30min）即可用聚合物水泥砂漿進行修補，補時要一次順一個方向邊壓實邊抹平；不宜在表面來回反復(fù)抹，以免破壞已結(jié)成的膜。

（3）修補成型后，也可再刷一道凈漿，有利于砂漿的養(yǎng)護。

（4）聚合物水泥砂漿的早期自粘性差，流動度大，因此在豎立面修補時每次涂層約5mm厚，自下而上用力壓實。

（5）聚合物水泥砂漿的施工溫度應(yīng)在5℃以上；施工后應(yīng)防止烈日曝曬和大雨沖刷，如遇烈日或大雨可加蓋薄膜等遮蓋物；終凝以后（4～5h后），室外修補面最好灑水養(yǎng)護3d。

3 土木工程混凝土加固技術(shù)

3.1 加大截面面積加固法

加大截面面積加固法是將混凝土澆注入建筑受彎及受壓區(qū)域，從而增加截面的高度和面積，達到提升構(gòu)件正截面與斜截面的抗彎能力及抗壓力的效果。加大截面面積加固法要根據(jù)建筑鋼筋的長度、面積及承受力來進行施工調(diào)整，主要是應(yīng)用于構(gòu)件的正截面。例如：澆注與建筑受拉區(qū)域相同的混凝土截面，或者是新舊構(gòu)件共同作用，都能改善建筑的使用情況，大大提升建筑混凝土的承載能力。該種加固方法施工方法比較簡單，但是施工時間比較長，會對使用者的生活與工作造成困擾。

3.2 外包鋼加固法

所謂外包鋼加固法，其主要指的是借助外焊接、環(huán)氧樹脂灌漿及澆水泥的方法將鋼材梁柱周圍的包型鋼進行加固。對提高建筑物的承載力及構(gòu)件的抗壓能力，延伸度有著重要的作用。采用外包鋼加固法不僅能解決建筑物受靜力加固所產(chǎn)生二次受力的問題，還能減少對建筑外觀的影響。外包鋼加固的基礎(chǔ)材料必須要有穩(wěn)定的性能，高強度粘結(jié)力，方便灌注，抗老化的優(yōu)點。外包鋼加固法主要有兩種方式：干式外包鋼及濕式外包鋼方式（具體濕式外包鋼加固形式如圖2，所以在基材的選用上應(yīng)分兩方面進行考慮：①低強的鋼材，用以降低結(jié)構(gòu)間的摩擦，增強二次組合結(jié)構(gòu)間的粘著力。②水泥及混凝土，增強基材的收縮性能，提高構(gòu)件部位的粘結(jié)性。根據(jù)多年實踐經(jīng)驗及數(shù)據(jù)結(jié)果表明，采用外包鋼加固法對構(gòu)件部位的承載力有提升作用，對建筑裂縫現(xiàn)象能起到延遲及預(yù)防的作用。該方法適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件。以環(huán)境溫度不超過60℃，相對濕度不大于70%及無化學腐蝕的適用條件為限，否則應(yīng)采取有效防護措施。其所用膠粘劑是指有充分試驗依據(jù)且性能滿足使用要求的，并經(jīng)過國家有關(guān)部門鑒定的結(jié)構(gòu)膠。當構(gòu)件的混凝土強度低于C15，不宜采用本方法進行加固。

圖2 濕式外包鋼加固的主要形式

3.3 置換混凝土加固法

一般情況下，置換混凝土的加固法和加大截面法十分相似，盡管采用此方法對建筑物進行加固對凈空不造成妨礙，和加大截面法一樣受困于長時間處于濕作業(yè)的施工條件；置換混凝土加固法能彌補混凝土在受壓區(qū)域強度不足的現(xiàn)象，增強建筑混凝土構(gòu)件的承重能力。置換混凝土法主要是針對既有混凝土結(jié)構(gòu)或施工中的混凝土結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)裂損或混凝土存在蜂窩、孔洞、夾渣、疏松等缺陷，或混凝土強度（主要是壓區(qū)混凝土強度）偏低，而采用挖補的辦法用優(yōu)質(zhì)的混凝土將這部分劣質(zhì)混凝土置換掉，達到恢復(fù)結(jié)構(gòu)基本功能的目的。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)加固后能恢復(fù)原貌，不改變使用空間。缺點是新舊混凝土的粘結(jié)能力較差，挖鑿易傷及原構(gòu)件的混凝土及鋼筋，濕作業(yè)期長。置換混凝土加固法適用于各種混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部加固處理（如圖3為置換加固法示意圖）。

圖3 置換加固法示意圖

4 結(jié)束語

綜上所述，在土木工程中，做好混凝土的修補與加固施工，能有效保證建筑的使用安全與質(zhì)量，對建筑結(jié)構(gòu)有裂縫的地方進行及時修復(fù)，有效的延長建筑物的使用壽命。在具體施工過程中，要做到具體情況具體分析，根據(jù)建筑施工的具體情況，來選擇最適合的加固施工方法。

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[2]李坤鵬.試論土木工程中混凝土建筑加固技術(shù)探析[J].江西建材，2015（18）：122.

[3]王昶卿.基于土木工程中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫處理技術(shù)的探討[J].建材與裝飾，2013（2）：76～77.

[4]王文超.淺談混凝土結(jié)構(gòu)工程修復(fù)加固技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2011：98～99.

TU746.3

：A

：1673-0038（2015）45-0013-02

2015-10-15

張曉德（1981-），男，中級，本科，主要從事施工技術(shù)工作。