混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)要點(diǎn)

李俊峰

摘 要：隨著建筑物修復(fù)加固工程在建筑行業(yè)的比重逐年增加，混凝土建筑出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)必須采取有效的加固技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)和維護(hù)，提高建筑物的承載能力與穩(wěn)定性。本文介紹混凝土建筑結(jié)構(gòu)工程的加固技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞：混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；加固技術(shù)；要點(diǎn)

1 前言

混凝土建筑是當(dāng)今社會(huì)建筑領(lǐng)域最為普遍的建筑類型，在施工過(guò)程中受多種因素的制約與影響，很容易產(chǎn)生各種質(zhì)量問(wèn)題，例如建筑施工中所使用的混凝土標(biāo)號(hào)不符合建筑設(shè)計(jì)要求，則可能使建筑結(jié)構(gòu)的承載力下降。當(dāng)建筑物的梁、柱以及樓板所放配筋達(dá)不到工程建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的使用性能，隨著使用時(shí)間的增加，建筑結(jié)構(gòu)中便會(huì)出現(xiàn)裂縫，影響建筑結(jié)構(gòu)的正常使用功能。當(dāng)混凝土建筑出現(xiàn)上述問(wèn)題時(shí)必須采取有效的加固技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)和維護(hù)，提高建筑物的承載能力與穩(wěn)定性。目前我國(guó)建筑領(lǐng)域存在的加固技術(shù)有很多，但加固技術(shù)在實(shí)施的過(guò)程中要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體情況與建筑結(jié)構(gòu)問(wèn)題的嚴(yán)重程度而具體問(wèn)題具體分析，針對(duì)不同的建筑采用不同的加固技術(shù)，制定適合建筑結(jié)構(gòu)的最佳加固方案，提高建筑工程的質(zhì)量。

2 混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固步驟

2.1 資料收集與勘察現(xiàn)場(chǎng)

相關(guān)資料的收集、勘察現(xiàn)場(chǎng)是整個(gè)加固工程的基礎(chǔ)工作，有助于掌握、熟悉工程的實(shí)際情況，有利于進(jìn)行正確的分析及判斷。還需進(jìn)入建筑工程的現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)實(shí)際工程的情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察工作，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及業(yè)主新的使用要求，應(yīng)作好記錄。

2.2 結(jié)構(gòu)性能的鑒定及質(zhì)量檢測(cè)

檢測(cè)工作，需通過(guò)擁有相關(guān)資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)完成，還需提出符合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求的書(shū)面檢測(cè)報(bào)告。鑒定的工作，需由原工程設(shè)計(jì)單位或擁有更高資質(zhì)等級(jí)的單位來(lái)完成，還需在經(jīng)過(guò)充分的驗(yàn)算、分析后提出鑒定意見(jiàn)書(shū)。

2.3 選擇方案

在加固方案的制定時(shí)，應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)、工期要求、環(huán)境等相關(guān)因素，并嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)規(guī)范與準(zhǔn)則，根據(jù)建筑的功能要求、使用要求以及檢測(cè)、鑒定的結(jié)果，既而決定相對(duì)適宜的加固方案。

2.4 加固設(shè)計(jì)

在加固方案確定后，應(yīng)進(jìn)一步深入的進(jìn)行加固方案施工圖的設(shè)計(jì)，并提出更為詳細(xì)的加固施工圖紙。在進(jìn)行加固圖紙的設(shè)計(jì)時(shí)，需注意保證新舊結(jié)構(gòu)之間的協(xié)同工作及連接，盡可能的發(fā)揮新舊結(jié)構(gòu)的共同作用。在加固設(shè)計(jì)文件的使用前，還需經(jīng)過(guò)法定施工圖設(shè)計(jì)審查機(jī)構(gòu)的審查。

2.5 施工組織

在實(shí)施加固工程前，需先熟悉結(jié)構(gòu)加固圖紙的內(nèi)容，根據(jù)其內(nèi)容全面的考慮實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)情況，從而組織、制定切實(shí)可行的施工方案，其方案需具有針對(duì)性、可操作性。科學(xué)、合理的施工方法與操作流程，對(duì)加固工程的施工有著指導(dǎo)、組織的作用。施工加固工程的施工單位，應(yīng)具有加固工程專項(xiàng)施工資質(zhì)。

2.6 驗(yàn)收

在竣工后，建設(shè)單位應(yīng)組織監(jiān)理、施工、設(shè)計(jì)等相關(guān)單位，進(jìn)行工程質(zhì)量的驗(yàn)收。在驗(yàn)收時(shí)，需針對(duì)工程的關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測(cè)。

3 混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)要點(diǎn)

3.1 加大截面

在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，可增加截面有效高度，擴(kuò)大截面面積，從而提高構(gòu)件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。在適筋范圍內(nèi)，混凝土彎變構(gòu)件正截面承載力隨鋼筋面積和強(qiáng)度的增大而提高。在原構(gòu)件正截面配筋率不太高的情況下，增大主筋面積可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區(qū)加現(xiàn)澆混凝土圍套增加構(gòu)件截面，通過(guò)新加部分和原構(gòu)件共同工作，可有效地提高構(gòu)件承載力，改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工藝較簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場(chǎng)施工的作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

3.2 外包鋼加固

外包鋼加固法是用乳膠水泥、環(huán)氧樹(shù)脂化學(xué)灌漿或焊接等方法在梁柱四周包型鋼進(jìn)行加固，分干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式，外包鋼法可以顯著增加構(gòu)件的承載力，提高加固構(gòu)件的剛度和延性。對(duì)混凝土框架柱的加固，選用外包鋼加固法比較適宜，它對(duì)加固構(gòu)件的截面尺寸和外觀影響很小，承載能力提高較大，對(duì)靜力加固的結(jié)構(gòu)必須考慮結(jié)構(gòu)二次受力問(wèn)題。外包鋼加固法中一般選用低強(qiáng)鋼材，這樣可以減少加固構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變滯后現(xiàn)象而充分發(fā)揮后加部分的潛力；為提高二次組合結(jié)構(gòu)結(jié)合面的粘結(jié)性能，保證新舊兩部分能整體工作共同受力，加固結(jié)構(gòu)所用水泥及混凝土，要求收縮性小，最好微膨脹，與原構(gòu)件的粘結(jié)性好，早期強(qiáng)度高。對(duì)加固結(jié)構(gòu)新用的粘結(jié)劑，要求粘結(jié)強(qiáng)度、可灌性好、收縮性小、耐老化等。外包鋼加固柱具有良好的塑性，延遲裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，加固柱兩端的施工工藝質(zhì)量對(duì)加固效果的影響較大，應(yīng)注意處理好鋼材在端部與原構(gòu)件間的錨固處理。根據(jù)已有的大量試驗(yàn)和計(jì)算分析結(jié)果表明，外包角鋼加固柱可以明顯提高原構(gòu)件的極限承載力，加固后的極限承載力隨著應(yīng)力歷史的增大而減小，在加固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中須考慮應(yīng)力的影響。

3.3 粘貼鋼板法

外粘型鋼加固法，圓形組件，如混凝土柱或兩個(gè)面包鋼作為一個(gè)正方形或長(zhǎng)方形的柱，大多在四個(gè)角處加固處理，與飾面板和側(cè)面形成一個(gè)整體的四角。像這樣的結(jié)構(gòu)，如護(hù)套扁平鋼箍的方法。外粘型鋼加固法適用于需要大幅度提高承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱、結(jié)構(gòu)加固節(jié)點(diǎn)處。這種方法的優(yōu)點(diǎn)，可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度，不會(huì)造成更多的負(fù)荷增加，提高了抗震能力，我們可以使用的鋼箍，有效地提高了最終的應(yīng)變和混凝土磚和混凝土約束剪切能力，結(jié)構(gòu)變形能力大大提高；如果是帶包鋼的框架柱，改變?nèi)踔鶑?qiáng)梁，容易施工。

3.4 噴射混凝土法

其采用噴射機(jī)械，利用壓縮的空氣或別的動(dòng)力源，將經(jīng)過(guò)一定比例配合的拌合料，高速噴射到受噴面上硬化凝結(jié)。對(duì)于混凝土、鋼材、磚石，其噴射混凝土有著很高的黏合強(qiáng)度、耐久性以及較高的力學(xué)性能，并可在結(jié)合面上傳遞拉應(yīng)力與剪應(yīng)力。

3.5 預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固

預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過(guò)桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時(shí)，由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用，構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。由于水平提桿的作用，原構(gòu)件的截面應(yīng)力特征由受彎變成了偏心受壓，因此，加固后構(gòu)件的承載力主要取決于壓彎狀態(tài)下原構(gòu)件的承載力；鋼筋混凝土構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固定后，形成一個(gè)由被加固構(gòu)件和下?lián)问嚼瓧U組成的復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)體系，在外荷載和預(yù)應(yīng)力共同作用下，拉桿中產(chǎn)生軸向力并通過(guò)與構(gòu)件的結(jié)合點(diǎn)傳遞給被加固構(gòu)件，抵消了部分外荷載，改變了原構(gòu)件截面內(nèi)力特征，從而提高了構(gòu)件的承載能力。該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過(guò)減少受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度，達(dá)到減少作用在被加固構(gòu)件上的承載效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。此法簡(jiǎn)單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡文.既有建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)概述及應(yīng)用[J].建材世界，2011（3）.