混凝土結(jié)構(gòu)加固裂縫修補方法

郭成

摘 要：混凝土結(jié)構(gòu)一般在使用30～50年以后會產(chǎn)生明顯的劣化與損傷。已有建筑物的鑒定，改造加固已經(jīng)成為經(jīng)濟發(fā)達國家的建設(shè)重點之一，由此也產(chǎn)生并推動了加固技術(shù)的不斷發(fā)展。在我國，在經(jīng)過幾十年大規(guī)模的基本建設(shè)后，已有建筑物的維修、改造和加固必將占據(jù)其應(yīng)有的重要地位。因此，將其視為一個體系加以研究和探討。已經(jīng)成為我國對現(xiàn)有建筑物實施管理的一項完整對策。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；加固；裂縫修補方法

1 前言

結(jié)構(gòu)在長期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的作用下，其功能必然逐漸減弱，因此要求我們能夠科學地評估結(jié)構(gòu)損傷的客觀規(guī)律和程度，并采取有效的方法保證結(jié)構(gòu)的安全使用，于是結(jié)構(gòu)的加固成為一項重要的工作。本文主要介紹現(xiàn)今工程中常見的混凝土結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)，及裂縫修補技術(shù)及其成本控制。

2 傳統(tǒng)加固方法

即加大截面法，是在現(xiàn)有混凝土構(gòu)件外加鋼筋混凝土，增大原混凝土構(gòu)件截面面積，達到提高結(jié)構(gòu)承載力的目的，加大截面法的優(yōu)點是容易施工，適用面廣，可廣泛用于一般梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護期較長，對生產(chǎn)和生活有一定影響；對結(jié)構(gòu)外觀及房屋凈空也有一定影響，且嵌入的鋼筋銹蝕和混凝土劣化的危險性很大。加在截面法的加固效果與原結(jié)構(gòu)在加固時的應(yīng)力水平，結(jié)合面構(gòu)造處理，施工工藝，材料性能以及加固時是否卸載等因素直接相關(guān)。加大截面法在設(shè)計構(gòu)造方面必須解決好新加部分與原有部分的整體工作共同受力問題。試驗研究表明，加固結(jié)構(gòu)在受力過程中，結(jié)合面會出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等各種復(fù)雜應(yīng)力，其中關(guān)鍵是剪力和拉力。

3 常規(guī)加固方法

粘鋼加固法。用薄鋼板或其它鋼襯通過一種雙組份環(huán)氧粘合劑粘于混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生三相材料，混凝土—膠—鋼板的復(fù)合系統(tǒng)。該法具有方案設(shè)計及結(jié)構(gòu)計算簡單，不損傷原混凝土構(gòu)件，施工方法簡便，周期短，現(xiàn)場作業(yè)量小，對原構(gòu)件外形尺寸影響小等優(yōu)點。在國際上是一種適用面較廣的先進加固方法，不僅建筑，而且公路橋梁也普遍采用。已經(jīng)證明粘在混凝土梁受拉表面的鋼板能提高抗彎能力，同時也能提高抗彎剛度并相應(yīng)減少撓度和開裂。

預(yù)應(yīng)力加固法也可稱為反彎矩法。預(yù)應(yīng)力加固具有加固、卸載、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果，適用大跨結(jié)構(gòu)加固。用預(yù)應(yīng)力鋼筋在構(gòu)件外進行張拉，可以起到增加主筋，提高正截面及斜截面強度，同時也提高了剛度，是一種積極的加固方法。但預(yù)應(yīng)力鋼筋中的預(yù)應(yīng)力設(shè)置多少，卻要受結(jié)構(gòu)受力年限而定，即要考慮混凝土徐變的影響。預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力不宜大于150MPa，對于已負荷很久的超靜定結(jié)構(gòu)，宜為50MPa～100MPa。外加預(yù)應(yīng)力技術(shù)已成功地應(yīng)用于校正現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中超出的不滿意的撓度，改進對疲勞和開裂的抗力。

外包鋼加固法。外包鋼加固法是以型鋼（一般為角鋼）外包于構(gòu)件四角（或兩角）的加固方法。優(yōu)點是：施工簡便，現(xiàn)場工作量較小，受力較為可靠，適用于使用上不允許增大原構(gòu)件截面足寸，卻不要求大幅度的提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。外包鋼加固分濕式和干式2種情況。濕式外包鋼加固：外包鋼與構(gòu)件之間是采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學灌漿等方泌粘結(jié)，以期型鋼與原構(gòu)件能整體工作共同受力；干式外包鋼加固：型鋼與原構(gòu)件之間無任何粘結(jié)，有時雖填有水泥砂漿，但并不能確保結(jié)合面剪力和拉力的有效傳遞，外包鋼架與原構(gòu)件不能整體工作，彼此只能單獨受力。與濕式外包鋼相比，干式外包鋼施工更為簡便，但承載能力提高不如濕式外包鋼有效。外包鋼加固結(jié)構(gòu)，尤其是框架結(jié)構(gòu)，節(jié)點區(qū)受力最為復(fù)雜，構(gòu)造處理相當別扭。

置換加固法。在梁或偏心受壓柱中，用置換法可以達到局部直接補強的效果。例如當成批構(gòu)件混凝土強度等級達不到設(shè)計要求時，通過檢測，選出最低等級的構(gòu)件，然后按彎矩圖確定最危險截面，這些截面的受壓區(qū)用高一級新混凝土置換老混凝土，切剖面應(yīng)成直角平整，然后用噴射混凝土灌滿，試驗證明，盡管僅在局部置換，仍是十分有效的。

4 混凝土的裂縫產(chǎn)生原因修補方法

4.1 裂縫的原因

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。

4.2 裂縫的修補方法

隨著施工經(jīng)驗的發(fā)展，現(xiàn)在混凝土裂縫修補的方法有很多：如表面修補法、灌漿嵌縫封堵法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等等，其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補法和涂膜封閉法三種

（1）低壓注漿法適用于寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—粘貼注漿咀和封閉裂縫—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。當裂縫數(shù)量較多時，先要在預(yù)計要貼的裂縫位置貼上醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷將封縫用漿沿裂縫來回涂刷。使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿咀用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補上，以避免注漿時漏漿。注漿操作一般在粘咀的第二天進行，若氣溫高的話半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿咀，用手推動補縫器活塞，使?jié){液通過注漿咀壓入裂縫，當相鄰的咀中流出漿液時，就可以拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端向另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿咀再次補漿。

（2）涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細裂縫的修補，也可用于混凝土外表面的裝飾和防水處理，以及防止混凝土保護層的炭化和有害離子對混凝土的腐蝕。工序為：清掃—刮膩子—涂刷底層涂料—涂刷主層涂料—涂罩面層?；炷帘砻媪芽p、氣孔和缺陷先用膩子填充補平，待干后用砂布磨平，再進行底層涂刷，涂料在使用前要通過鐵窗紗過濾，除去雜質(zhì)和團塊。主層涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且兩次涂刷方向最好是相互垂直。

（3）開槽填補法適用于結(jié)構(gòu)允許開槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫，如墩臺或路面混凝土的裂縫。工序為：開槽—涂刷界面處理漿—壓抹聚合物砂漿—養(yǎng)護。先用鑿子和扁鏟沿裂縫開槽，用刷子在槽底和兩壁均勻涂刷一層界面處理漿，在界面處理漿尚未硬化之前，將拌制好的聚合物水泥砂漿用抹刀壓入槽中，壓實抹平。在養(yǎng)護時不需要澆水，在濕空氣中即可，養(yǎng)護期間不得淋雨、日曬或風吹，最好覆蓋一層塑料薄膜。

5 結(jié)束語

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)的加固和裂縫修補都是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，但是在進行這兩項工作內(nèi)容的時候，也要注意成本控制，減少工程耗費。

參考文獻：

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