淺談鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究與應(yīng)用

文/王鋼、范晨晨 煙臺市第三水利勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 山東煙臺 265500

對比普通的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土材料有著耐火性、可塑性、耐久性和整體性等多項(xiàng)優(yōu)勢，所以很受我國建筑界的青睞，被廣泛應(yīng)用與當(dāng)前建筑工程之中。但隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛使用和各類不確定因素的相繼出現(xiàn)，導(dǎo)致鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到了影響，也提高了其加固工作的必要性。在對其進(jìn)行加固時，不但需要采用各種手段保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，還要盡量減少施工難度，保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。

1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用在建筑工程的過程中，有時會發(fā)生使用功能改變、功能受損及承載不足等問題，這時需要結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，采用對應(yīng)的加固方案開展框架結(jié)構(gòu)加固工作，從而有效提升混凝土建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性，清除結(jié)構(gòu)中潛在的事故隱患，從而達(dá)到延長混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命，保證建筑結(jié)構(gòu)安全的目的，相應(yīng)的加固技術(shù)包括以下三個方面：

1.1 擴(kuò)大截面加固技術(shù)

擴(kuò)大截面加固技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)是要在鋼筋混凝土構(gòu)件外部外包新增的鋼筋混凝土，以此來擴(kuò)大結(jié)構(gòu)的橫截面面積，從而提升混凝土結(jié)構(gòu)整體的受力作用，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，要結(jié)合工程中的實(shí)際情況在構(gòu)建的受壓區(qū)域內(nèi)按照一定比例擴(kuò)大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，從而有效地提升結(jié)構(gòu)整體界面的抗彎性和抗剪性。在工程實(shí)踐中，為了保證工程順利進(jìn)行，在進(jìn)行受力鋼筋的焊接工作前，需要先做好支撐裝置和荷載的卸除工作，再運(yùn)用涂刷混凝土界面劑并采用構(gòu)造鋼筋箍筋連接的方式來講原有的混凝土結(jié)構(gòu)與新澆筑的混凝土機(jī)構(gòu)緊密的粘接在一起。

擴(kuò)大截面加固技術(shù)有著：加工工藝簡單，實(shí)用性高，施工經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)均具備很高成熟度，可廣泛應(yīng)用于各類構(gòu)造物的加固實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)。但同時其也有著需要控制好截面增加的厚度，否則會影響施工質(zhì)量的缺陷。

1.2 置換混凝土加固技術(shù)

置換混凝土加固技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)是將待加固的混凝土結(jié)構(gòu)工作面中陳舊的、低強(qiáng)度的混凝土剔除，并在原有位置上重新添加新的混凝土材料，這樣在相對于舊結(jié)構(gòu)材料而言，新的混凝土材料無論是從性能、剛度和強(qiáng)度來說都會有一個質(zhì)的提升。從而達(dá)到提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)固水平的加固目的，可以有效增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的承載力。

置換混凝土加固技術(shù)有著操作簡單、實(shí)用性強(qiáng)，在完成施工后不會對建筑物自身凈空產(chǎn)生影響的優(yōu)點(diǎn)，且該加固技術(shù)施工方便、成本較低，不會對建筑物的外觀及使用功能造成太大影響，被廣泛應(yīng)用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度較低或自身存在缺陷結(jié)構(gòu)的梁、柱和板的混凝土加固作業(yè)中。但同時其也有著濕法作業(yè)時間較長，對卸載和支撐裝置要求較高的缺陷。

1.3 粘接外包鋼加固技術(shù)

粘接外包鋼加固技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)是在需要進(jìn)行加固的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外面包上型鋼或鋼板，并通過運(yùn)用灌注結(jié)構(gòu)粘鋼膠或錨栓等技術(shù)獎外包鋼材與原混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個受力整體，使構(gòu)件所承受的部分作用力能夠同步由外包型鋼所負(fù)擔(dān)。在應(yīng)用這種加固技術(shù)的過程中，由于鋼筋混凝土構(gòu)建所對應(yīng)的受拉工作區(qū)和受壓工作區(qū)的面積都會相應(yīng)的增加，從而很好地提升了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

粘接外包鋼加固技術(shù)有著工作量低、操作簡單、且可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在因條件限制無法擴(kuò)大原混凝土結(jié)構(gòu)截面面積、但又必須要提升結(jié)構(gòu)整體承載力的情況下被廣泛使用。但同時其也有著鋼材消耗量大、成本費(fèi)用較高且在高溫或高腐蝕環(huán)境中使用需要設(shè)置防護(hù)措施的缺陷[1]。

2、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用

某地新建一座兩層樓高的建筑，樓高兩層，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有八級抗震烈度，建筑單層高4.6米，建筑總高9.2米，不設(shè)地下室，整體建筑結(jié)構(gòu)為獨(dú)立模式。工程結(jié)構(gòu)如圖1所示：

在施工到了封頂階段時，建筑方要求對9軸C和D兩處（圖1畫方框位置）柱體結(jié)構(gòu)加以拆除以擴(kuò)大建筑的整體結(jié)構(gòu)空間，從基礎(chǔ)加固的角度上來說，在取消了柱體結(jié)構(gòu)之后，其周圍柱體結(jié)構(gòu)都將出現(xiàn)受力提升的現(xiàn)象。這將使該建筑結(jié)構(gòu)原有的基礎(chǔ)底面積尺寸無法滿足實(shí)際的結(jié)構(gòu)受力需求。結(jié)合工程建設(shè)前期通過對該地區(qū)進(jìn)行的地質(zhì)勘探分析，建筑人員發(fā)現(xiàn)該地區(qū)地質(zhì)條件穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)均勻，具備較高的承載能力。因此在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開展加固作業(yè)時，選擇擴(kuò)大截面技術(shù)為加固方案。實(shí)施的加固步驟如下：

1）將加固區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)底面的對稱性擴(kuò)展300毫米，并對應(yīng)提高臺階高度。在擴(kuò)展過程中，同時還要夯實(shí)處理新增基礎(chǔ)墊層下的地基土，并對基礎(chǔ)區(qū)域主筋結(jié)構(gòu)與加寬區(qū)域做焊接或植筋處理。

2）此外，為了確保新增混凝土結(jié)構(gòu)可以同原有混凝土結(jié)構(gòu)粘接緊密，還需要在實(shí)施混凝土灌漿作業(yè)之前預(yù)先做好基礎(chǔ)底面的鑿毛和刷洗工作，并涂刷界面劑，以保證加固效果可以達(dá)到理想程度；

而在對周邊的柱體、梁體和樓板的加固過程中，應(yīng)當(dāng)選用粘接外包技術(shù)為加固方案，在加固過程中，柱體下端伸入基礎(chǔ)錨固，上端穿過樓板后連接上柱腳，形成一個穩(wěn)固的整體。以此為基礎(chǔ)，為保證新舊混凝土在加固后符合要求，必須要將新舊混凝土的結(jié)合面緊密粘牢。外包混凝土可采用噴射混凝土或支模澆筑的方法進(jìn)行作業(yè)[2]。

圖1 本建筑基礎(chǔ)工程示意圖

總結(jié)：

綜上所述，本文集中研究了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用情況，通過研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用本文所列舉的加固技術(shù)可以取得提高建筑結(jié)構(gòu)承載力、保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性從而促進(jìn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的良好效果。希望本文的研究可以更好地提升我國鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的整體水平，為我國土木工程行業(yè)取得更廣闊的發(fā)展前景做出貢獻(xiàn)。

[1]陳曉帆,楊小平.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)分析及在實(shí)際工程中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014(18):81-83.

[2]向昕.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及應(yīng)用工程研究[J].建材與裝飾,2016(23):27-28.