混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)研究

劉松齡 徐郭亮

(襄陽(yáng)市慧江混凝土有限公司 441000)

混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)研究

劉松齡 徐郭亮

(襄陽(yáng)市慧江混凝土有限公司 441000)

為貫徹國(guó)家節(jié)能減排政策,實(shí)現(xiàn)資源的合理化利用以及貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針,節(jié)約成本,減少投資,避免拆除重建造成的環(huán)境污染,滿足新的使用要求及安全性,建筑結(jié)構(gòu)的改造加固日趨重要。本文對(duì)現(xiàn)有常見的混凝土結(jié)構(gòu)形式的加固技術(shù)進(jìn)行了較為全面的研究。旨在通過(guò)對(duì)既有建筑物的改造與加固技術(shù)進(jìn)行研究,提出能使用于實(shí)際工程的、為大部分工程技術(shù)人員所接受的成套改造加固技術(shù),并從實(shí)際工程和實(shí)驗(yàn)理論的角度出發(fā),探討既有建筑物改造加固中的若干關(guān)鍵問(wèn)題,用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)、施工、維修加固、改造。本文系統(tǒng)分析了混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因,闡述了加固工程的特點(diǎn),分析了常見的幾種加固方法,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，可為工程技術(shù)人員提供較好的指導(dǎo)和幫助。

混凝土;加固;方法;特點(diǎn)

0 引言

建筑物都有一定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,我國(guó)建筑物的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)使用期是50年。建國(guó)60多年來(lái),大量房屋已經(jīng)或開始進(jìn)入50年的基準(zhǔn)使用期。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)存的各類建筑物總面積在100億平方米以上,而且半數(shù)以上的建筑物投入使用已經(jīng)超過(guò)20年。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)建造過(guò)程中，由于錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)、低劣的施工、不適當(dāng)?shù)氖褂玫仍蚴菇ㄖ锊荒軡M足正常的使用,所以對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)進(jìn)行研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-3]。為貫徹國(guó)家節(jié)能減排政策,實(shí)現(xiàn)資源的合理化利用以及貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針,節(jié)約成本,減少投資,避免拆除重建造成的環(huán)境污染,滿足新的使用要求及安全性。本文系統(tǒng)分析了混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因,闡述了加固工程的特點(diǎn),分析了常見的幾種加固方法,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，可為工程技術(shù)人員提供較好的指導(dǎo)和幫助。

1 混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因

1.1 人為因素

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工驗(yàn)收階段，相關(guān)的工程技術(shù)人員沒有嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行操作，在建筑物運(yùn)營(yíng)階段，使用人員又沒有注意建筑物的維護(hù)和保養(yǎng)，造成混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早的出現(xiàn)裂縫變形等工程質(zhì)量問(wèn)題，需要進(jìn)行加固處理才能正常的使用[4-5]。

1.2 自然環(huán)境因素

建筑物投入使用后，一般會(huì)長(zhǎng)期暴漏在露天條件下，雨雪天氣會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成一定的損傷，特別是酸雨，具有一定的腐蝕性，雨雪造成的晝夜溫差過(guò)大會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形和破壞[6]。另外還有一些微生物寄生在混凝土結(jié)構(gòu)中，對(duì)建筑物的安全造成了一些威脅，還有混凝土結(jié)構(gòu)還有收縮徐變現(xiàn)象，一定結(jié)構(gòu)變形超過(guò)了規(guī)范要求的范圍，就需要進(jìn)行加固處理。

1.3 使用功能改變

建筑物建筑完成之后，可能由于種種原因需要改變其使用功能，而原來(lái)的設(shè)計(jì)以及施工不能滿足新功能的需要，這個(gè)時(shí)候也需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。

2 常用加固方法分析

2.1 加大截面加固法

加大界面加固法是目前應(yīng)用最為廣泛的加固方法，顧名思義，加大截面加固法就是采用與原混凝土結(jié)構(gòu)一樣的混凝土和鋼筋，將原來(lái)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面擴(kuò)大，以提高其承載力和剛度。該方法施工簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、加固效果明顯，廣泛的應(yīng)用在梁、板、柱等各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固中；缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)較多，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)人員的生活和工作會(huì)帶來(lái)一定的影響，養(yǎng)護(hù)也較為困難，施工周期較長(zhǎng)。施工時(shí)，原有混凝土表面應(yīng)沖洗干凈，澆注混凝土前，原混凝土表面應(yīng)以水泥漿或其他界面劑進(jìn)行處理。

2.2 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法就是在受損或者需要增強(qiáng)的部位粘貼鋼板以提高其強(qiáng)度和剛度。該方法的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，施工周期短，對(duì)建筑物內(nèi)人員的生活生產(chǎn)影響不大，對(duì)原結(jié)構(gòu)凈空影響也較小。缺點(diǎn)是施工工藝要求較高，需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作，對(duì)施工環(huán)境，包括溫度、濕度、化學(xué)腐蝕等都有嚴(yán)格的要求。凝土結(jié)構(gòu)粘鋼加固的效果主要取決于加固施工質(zhì)量。粘鋼加固施工應(yīng)嚴(yán)格按下列工藝流程進(jìn)行，并由專業(yè)化施工隊(duì)伍施工，工藝流程如下：

定位放線→被粘混凝土和鋼板表面處理→結(jié)構(gòu)卸荷→鋼板預(yù)貼→配膠→粘貼、加壓→固化養(yǎng)護(hù)→自檢修補(bǔ)→表面防護(hù)

2.3 粘貼碳纖維布加固法

粘貼碳纖維加固法與粘貼鋼板加固法類似，只是粘貼材料為具有較高抗拉強(qiáng)度和較小質(zhì)量輕薄的碳纖維布。粘貼碳纖布后，與混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)成為一體，具有耐腐蝕性和耐潮濕性，并且不增加結(jié)構(gòu)自重，施工技術(shù)較為簡(jiǎn)單易懂，但是防火性能較差。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和被加固構(gòu)件混凝土實(shí)際狀況，擬定施工方案和施工計(jì)劃。對(duì)所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機(jī)具等做好施工前準(zhǔn)備工作。工藝流程如下：卸載→表面處理→涂底膠→找平→表面保護(hù)

2.4 防腐高強(qiáng)鋼絲加固法

防腐高強(qiáng)鋼絲加固方法是在混凝土構(gòu)件表面鋪上鋼絲網(wǎng)，用復(fù)合砂漿保護(hù)和錨固材料，使結(jié)構(gòu)承載力和剛度得到一定程度的提高。防腐高強(qiáng)鋼絲加固法從根本上說(shuō)其實(shí)就是一種增加配筋的加固方法，與傳承加固方法相比，防腐高強(qiáng)鋼絲加固法具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)，施工周期短，不需要大型器械；耐腐蝕性和耐久性好，后期維護(hù)花費(fèi)低；適用范圍廣，各類建筑結(jié)構(gòu)形式都適用；施工質(zhì)量容易得到保證，對(duì)結(jié)構(gòu)外觀不造成影響，經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)省成本。

2.5 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法，特點(diǎn)是通過(guò)預(yù)應(yīng)力手段強(qiáng)迫后加部分——拉桿或撐桿受力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，致使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除，因此，后加部分與原結(jié)構(gòu)能較好地共同工作，結(jié)構(gòu)的總體承載能力可顯著提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸荷、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果，適用于大跨結(jié)構(gòu)加固，以及采用一般方法無(wú)法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的大型結(jié)構(gòu)加固。但此法不宜用于處在高濕度環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)或混凝土收縮徐變較大的混凝土結(jié)構(gòu)的加固。

2.6 化學(xué)植筋技術(shù)

植筋技術(shù)，是一種新型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)改造加固技術(shù)，它是在原有結(jié)構(gòu)需要改造的部位(梁、板、柱、墻等構(gòu)件)，按設(shè)計(jì)計(jì)算的鋼筋數(shù)量、規(guī)格、位置，經(jīng)過(guò)定位、鉆孔、清孔、灌漿、植筋等工序過(guò)程實(shí)施結(jié)構(gòu)改造，使結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求，承受正常施工和使用荷載，并保持穩(wěn)定性的一種維修加固技術(shù)?；瘜W(xué)植筋加固法具有較高的抗拉和抗剪承載力，對(duì)基礎(chǔ)材料不造成破壞，施工周期也較短。

3 總結(jié)

隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，經(jīng)濟(jì)和工業(yè)進(jìn)程的進(jìn)一步加快，使得建筑的加固和改造的需求大大增加，生產(chǎn)的投入和和規(guī)模也與日俱增。本文正是適應(yīng)了這種國(guó)情，分析了多項(xiàng)改造加固技術(shù)，是對(duì)既有建筑物改造加固技術(shù)的重要完善和補(bǔ)充，具有廣闊的推廣前景，必將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文系統(tǒng)分析了混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因和工程特點(diǎn)，闡述了常用的幾種加固方法，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，以期為相關(guān)的工程技術(shù)人員以及科研人員提供加固思路和方法。

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K928

B

1007-6344（2017）10-0131-01

劉松齡，男，襄陽(yáng)，本科，工程師，建筑工程混凝土，

徐郭亮，男，技術(shù)員，本科，建筑工程混凝土