鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加固技術(shù)應(yīng)用研究

李 銳

（中鐵十六局集團(tuán)城市建設(shè)發(fā)展有限公司， 北京 100018）

曹妃甸職教城項(xiàng)目為多層民用公共建筑，設(shè)計(jì)建筑高度為31.1 米，設(shè)立抗震設(shè)防烈度為7 度，主要采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在具體施工過(guò)程中為了保障框架結(jié)構(gòu)能夠有效滿(mǎn)足建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，在一些情況下需要對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理?？茖W(xué)合理的加固方法有助于顯著提高框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和建筑工程的應(yīng)用價(jià)值，有效避免施工問(wèn)題的產(chǎn)生。為了保障該項(xiàng)目的順利安全實(shí)施，本文對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加固技術(shù)進(jìn)行探討。

1 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固過(guò)程中注意事項(xiàng)

在加工施工方案設(shè)計(jì)中考慮到原有建筑工程的承重情況，往往需要采用分離式外套鋼結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)為了避免在施工過(guò)程中對(duì)原有建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，通常對(duì)加層部分使用獨(dú)立的新建地基。在新建地基過(guò)程中需要應(yīng)用角磨機(jī)將黏附在基層混凝土上的各種材料清理干凈，并且有效清除在打磨過(guò)程中生成的粉塵[1]。如果對(duì)混凝土表面采用高壓水槍進(jìn)行清洗，那么要開(kāi)始下一步混凝土結(jié)構(gòu)表面的恢復(fù)工作需要在混凝土表面干燥后才能開(kāi)展，同時(shí)需要應(yīng)用專(zhuān)用的修補(bǔ)砂漿來(lái)修復(fù)混凝土表明的缺陷問(wèn)題。在修補(bǔ)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)有裸露的鋼筋，則首先需要對(duì)這些鋼筋開(kāi)展除銹工作。為了保障混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，在施工中需要特別關(guān)注新舊交接層的施工，務(wù)必使新舊交接層形成合力受力體系。除此之外，在具體的施工過(guò)程中要提高管理力度，主要原因在于加固施工與新建筑施工具有明顯的差異，加固施工過(guò)程中具有更多的不確定性因素。因此通過(guò)有效的現(xiàn)場(chǎng)管理，確保施工過(guò)程嚴(yán)格按照方案進(jìn)行，才能有效保障加工施工質(zhì)量。

2 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 直接加固技術(shù)

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接加固技術(shù)具體包括增大截面技術(shù)、混凝土置換技術(shù)、外粘型鋼技術(shù)、粘貼鋼板技術(shù)、粘貼碳纖維布加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)和噴射修補(bǔ)加固技術(shù)等，下面逐一進(jìn)行分析。

（1）增大截面技術(shù)

該技術(shù)是直接加固技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，該技術(shù)的主要思想為擴(kuò)大現(xiàn)有的鋼筋混凝土框架截面積，并基于原有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)適當(dāng)增加鋼筋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而有效提升鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。該技術(shù)在具體應(yīng)用中主要適用于那些受壓結(jié)構(gòu)以及受彎結(jié)構(gòu)，應(yīng)用效果顯著，并且施工較為簡(jiǎn)單。該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中需要注意的是，該技術(shù)在提高框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)也會(huì)增加框架結(jié)構(gòu)的體積，進(jìn)而框架結(jié)構(gòu)的占據(jù)空間以及自身重量均會(huì)相應(yīng)的增大。

（2）混凝土置換技術(shù)

混凝土置換技術(shù)在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接加固中也較為常用，該技術(shù)的核心思想為清除掉原有結(jié)構(gòu)上不合格不滿(mǎn)足施工要求的鋼筋混凝土，然后對(duì)于清除部位重新進(jìn)行混凝土澆筑，進(jìn)而提高框架結(jié)構(gòu)的承載力[2]。在具體應(yīng)用中混凝土置換技術(shù)主要應(yīng)用于那些施工不達(dá)標(biāo)或者施工后遭受外力破壞的鋼筋混凝土框架。該技術(shù)在施工過(guò)程中需要注意的是確保重新搭建的結(jié)構(gòu)模板與原始的結(jié)構(gòu)尺寸以及原始結(jié)構(gòu)的建筑材料保持高度的一致，只有這樣才能確保新搭建的結(jié)構(gòu)模板與原有的結(jié)構(gòu)有效結(jié)合到一起，提高框架結(jié)構(gòu)的綜合強(qiáng)度。此外混凝土置換技術(shù)的施工工程量較大，在施工完成后的養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，這會(huì)在一定程度上影響整個(gè)項(xiàng)目的工期。

（3）外粘型鋼技術(shù)

外粘型鋼技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新型的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固技術(shù)，其核心思想為在原有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)表面再形成一層外包形的鋼骨架。外包形的鋼骨架的形成一方面能夠有效避免原有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，另一方面能夠顯著提升整個(gè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，提高框架結(jié)構(gòu)對(duì)于外部沖擊的承受能力。外粘型鋼技術(shù)主要適用于那些施工工期相對(duì)較短的建筑工程，該技術(shù)可以在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)原有的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)起到快速的加固作用[3]。需要注意的是該技術(shù)在施工過(guò)程中需要用到大量的鋼材，因此施工成本較高，同時(shí)鋼材耐高溫性較差，因此該技術(shù)形成的外包形鋼骨架不耐高溫，如果發(fā)生火災(zāi)，鋼骨架可能在較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)坍塌。

（4）粘貼鋼板技術(shù)

粘貼鋼板技術(shù)在一定程度上與外粘型鋼技術(shù)一致，均以鋼結(jié)構(gòu)作為主要的施工原材料。該技術(shù)與外粘型鋼技術(shù)的不同主要體現(xiàn)在該技術(shù)采用粘膠劑作為鋼板與原鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的黏結(jié)劑，這樣能夠使得鋼板直接貼合在原鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)表面，有效替代原有的受力結(jié)構(gòu)，粘貼鋼板與原有的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一的新的承載系統(tǒng)，有助于提高框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。粘貼鋼板技術(shù)在具體應(yīng)用中主要適用于那些受到彎力以及拉力較強(qiáng)的框架結(jié)構(gòu)，比如鋼筋混凝土梁體結(jié)構(gòu)等。該技術(shù)的不足與外粘型鋼技術(shù)一樣，由于鋼結(jié)構(gòu)不耐高溫，因此在高溫環(huán)境下該技術(shù)難以應(yīng)用。

（5）粘貼碳纖維布加固技術(shù)

粘貼碳纖維布加固技術(shù)也是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新型的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固技術(shù)，該技術(shù)主要以碳纖維材料為施工材料。該技術(shù)的核心思想為將碳纖維材料通過(guò)一定的粘合劑粘貼在原有的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)表面上，碳纖維材料與原有的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形成一個(gè)新的整體結(jié)構(gòu)，有效提高結(jié)構(gòu)對(duì)外界壓力的承受能力。目前粘貼碳纖維布加固技術(shù)在梁結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用較為廣泛，并且具有良好的應(yīng)用效果。粘貼碳纖維布加固技術(shù)的不足同樣在于耐高溫性較差，在溫度較高的情況下該技術(shù)所加固的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)的下降。

（6）預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

任何機(jī)構(gòu)都會(huì)有相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的核心思想為在原有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中添加新的預(yù)應(yīng)力鋼筋，改變?cè)伎蚣芙Y(jié)構(gòu)內(nèi)部初始狀態(tài)的應(yīng)力分布情況，顯著提高框架結(jié)構(gòu)對(duì)外部壓力的承受能力，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要適用于那些具有較大跨度的梁體結(jié)構(gòu)以及主要的承重分壓結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)的操作均具有較高的要求，因此需要提高操作人員的業(yè)務(wù)能力。

（7）噴射修補(bǔ)加固技術(shù)

噴射修補(bǔ)加固技術(shù)的核心思想為應(yīng)用高速?lài)娚湓O(shè)備，對(duì)于原始的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)表面噴射泥漿，泥漿凝固之后便可以對(duì)原始的框架結(jié)構(gòu)形成支撐，提高原始框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的作用。噴射修補(bǔ)加固技術(shù)對(duì)于新舊結(jié)構(gòu)接縫處理方面具有顯著的應(yīng)用效果。

2.2 間接加固技術(shù)

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)間接加固技術(shù)主要有增設(shè)構(gòu)件技術(shù)和增設(shè)剪力墻加固技術(shù)。增設(shè)構(gòu)件技術(shù)的核心思想為在原有機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上新增加部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件，從而有效均攤原有框架結(jié)構(gòu)的受壓情況，降低原有框架結(jié)構(gòu)承載力，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。增設(shè)構(gòu)件技術(shù)操作簡(jiǎn)單方便，施工速度快，成本較低，對(duì)于多種建筑工程均適用，其不足主要體現(xiàn)在該技術(shù)施工會(huì)占據(jù)一定的空間。增設(shè)剪力墻加固技術(shù)的核心思想為在和合適位置增設(shè)剪力墻，與原來(lái)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形成一個(gè)有機(jī)整體，提高結(jié)構(gòu)抗壓能力和抗震能力。增設(shè)剪力墻加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要適用于那些建筑高度相對(duì)較低的建筑工程。需要注意的是該技術(shù)在施工中會(huì)增加結(jié)構(gòu)占地面積。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于以上分析，在曹妃甸職教城項(xiàng)目鋼筋混凝土框架機(jī)構(gòu)加固中施工過(guò)程中可以應(yīng)用多種加固技術(shù)，而不同技術(shù)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，需要在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合項(xiàng)目具體情況進(jìn)行合理選擇，有效提高鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。