混凝土結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)應(yīng)用研究

李新明

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300000）

1 引言

隨著混凝土結(jié)構(gòu)加固研究的深入，在工程實(shí)際中加固技術(shù)的應(yīng)用逐漸增多，我國(guó)針對(duì)建筑加固先后發(fā)布了一些國(guó)家規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程，加之國(guó)內(nèi)建筑物加固技術(shù)的發(fā)展和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，使混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)逐漸完善。

2 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法與技術(shù)

建筑加固技術(shù)方法總體上分為2種：一種是直接通過(guò)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力、結(jié)構(gòu)剛度等基本力學(xué)性能進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固的直接加固法，比如，加大截面、置換混凝土、外粘鋼板/型鋼、粘貼纖維復(fù)合材以及高強(qiáng)度鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層[1]；另一種是通過(guò)構(gòu)件或局部措施，利用原有的結(jié)構(gòu)體系，對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力方式和力的傳遞途徑進(jìn)行改變，充分發(fā)揮建筑構(gòu)件組件的內(nèi)在潛力，提高結(jié)構(gòu)的整體性，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和加固目的的間接加固法，比如，增設(shè)支點(diǎn)加固和外加預(yù)應(yīng)力法。除此之外，還有配合上述結(jié)構(gòu)加固的方法的加固技術(shù)，如裂縫修補(bǔ)、混凝土錨固（植筋技術(shù)）及阻銹等方法[2]。

3 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法與技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 加大截面法

該方法適用于加固鋼筋混凝土受彎、受壓構(gòu)件。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中情況不同，相應(yīng)的處理方法也不同，當(dāng)原截面結(jié)構(gòu)配筋不足時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加截面抗拉受力鋼筋；當(dāng)截面承載力不足時(shí)，應(yīng)增加截面高度；當(dāng)混凝土強(qiáng)度不足或者結(jié)構(gòu)配筋較多時(shí)，應(yīng)增加受壓區(qū)截面面積；當(dāng)構(gòu)件需要全截面進(jìn)行加固時(shí)，則考慮構(gòu)件截面加寬和加高；當(dāng)構(gòu)件受剪承載力較小或者截面超限，則對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行斜截面承載力的加固。

鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的加固，通過(guò)增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土層厚度實(shí)現(xiàn)。新增混凝土層的最小厚度，板不應(yīng)小于40mm；梁、柱，采用人工澆筑時(shí)，不應(yīng)小于60mm，采用噴射混凝土施工時(shí)，不應(yīng)小于50mm[3]。

3.2 置換混凝土法

適用于承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件中出現(xiàn)的受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度低、構(gòu)件局部嚴(yán)重缺陷。置換偏心受壓結(jié)構(gòu)構(gòu)件或受彎結(jié)構(gòu)構(gòu)件受壓區(qū)混凝土?xí)r，要區(qū)分是否置換的混凝土深度小于加固后的受壓區(qū)高度。

3.3 外加預(yù)應(yīng)力法

外加預(yù)應(yīng)力法適用于加固梁、板、柱及桁架構(gòu)件，如構(gòu)件截面較小、需增大設(shè)計(jì)荷載、構(gòu)件處于高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)并且不能直接卸載的情況以及需改變構(gòu)件使用性能的情況。

梁體構(gòu)件當(dāng)正截面的受彎承載力不夠時(shí)，可以設(shè)置預(yù)應(yīng)力水平拉桿；當(dāng)正截面、斜截面的承載力都不足時(shí)，可以采用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力鋼筋或角鋼拉桿；除此之外，可以采用組合式補(bǔ)強(qiáng)方法，即預(yù)應(yīng)力水平拉桿與下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)合的加固方法[4]。

3.4 外粘鋼板/型鋼法

適用于當(dāng)梁、柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力需大幅提高或提高構(gòu)件抗震性能的情況以及一般的鋼筋混凝土受彎、受拉或大偏心受壓構(gòu)件，但是對(duì)素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和最小配筋率比現(xiàn)行規(guī)范要小的構(gòu)件則不適用。

外粘鋼板或型鋼時(shí)，要求待加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際混凝土強(qiáng)度不能低于C15，混凝土表面正拉黏結(jié)強(qiáng)度不低于1.5MPa，并且正截面的受彎承載力提高幅度不能超過(guò)40%，構(gòu)件使用時(shí)長(zhǎng)期環(huán)境溫度不能超60℃。

3.5 粘貼纖維復(fù)合材法

適用于加固一般的受彎鋼筋混凝土構(gòu)件、軸心受壓構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件、小偏心受壓構(gòu)件以及受拉構(gòu)件，但是對(duì)于素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和最小配筋率比現(xiàn)行規(guī)范要小的構(gòu)件則不適用。

當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件受彎加固時(shí)，應(yīng)采取縱向粘貼纖維復(fù)合材于構(gòu)件的受拉區(qū)；當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件受剪加固時(shí)，應(yīng)采取進(jìn)行封閉式粘貼或U形粘貼；當(dāng)針對(duì)抗震加固時(shí)，應(yīng)采取封閉式粘貼加固。

3.6 增設(shè)支點(diǎn)法

適用于需要減小跨度的梁、板、桁架及網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。支點(diǎn)形式具體可分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)2種。

3.7 高強(qiáng)度鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層加固法

該方法主要是將網(wǎng)片與角鋼或槽鋼連接，并通過(guò)錨栓將角鋼或槽鋼與原構(gòu)件或相鄰構(gòu)件錨固連接，然后張拉向原構(gòu)件提供一定的反向預(yù)應(yīng)力,使加固構(gòu)件受到約束，從而提高其結(jié)構(gòu)的受彎、受剪承載力及位移延性等。類似體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

3.8 混凝土錨固技術(shù)

適用于一般鋼筋混凝土構(gòu)件，但素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和縱向鋼筋配筋率小于最小配筋率的構(gòu)件不適用。如果錨固新增的是懸挑構(gòu)件，則原有結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度不低于C25，其他形式的構(gòu)件不低于C20；鋼筋必須為帶肋鋼筋；黏結(jié)劑應(yīng)采用改性乙烯基脂類或者環(huán)氧類。

3.9 阻銹技術(shù)

適用于混凝土結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的混凝土密實(shí)性較差、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)比設(shè)計(jì)要求低2檔以上；經(jīng)過(guò)探測(cè)內(nèi)部鋼筋已經(jīng)“有腐蝕”；混凝土保護(hù)層厚度的平均值低于規(guī)定厚度的75%；重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用條件和環(huán)境改變?cè)斐山Y(jié)構(gòu)耐久性嚴(yán)重降低的情況。

混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋宜用噴涂型阻銹劑防銹；承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜用氨基類或者烷氧基類的噴涂型阻銹劑；對(duì)于在修復(fù)面上阻銹劑能產(chǎn)生附加陽(yáng)極的材料不得使用。

3.10 裂縫處理

對(duì)于混凝土硬化早期產(chǎn)生的收縮裂縫和沉縮裂縫應(yīng)采取壓實(shí)抹平；對(duì)于混凝土硬化后出現(xiàn)的數(shù)量較多、表面裂縫寬度小于0.3mm并且裂縫深度不大的裂縫應(yīng)采取涂刷環(huán)氧液。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法很多，在實(shí)際工程中選擇結(jié)構(gòu)加固方法，確定加固施工方案時(shí)應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、可靠性鑒定、加固的效果、便于施工以及經(jīng)濟(jì)因素。同時(shí)，施工質(zhì)量也關(guān)系到加固結(jié)構(gòu)的安全性能，所以也要加強(qiáng)施工工藝、工程質(zhì)量，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量管理，按現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，保證加固工程的質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上應(yīng)不斷加強(qiáng)加固技術(shù)的研究，改進(jìn)施工工藝，研發(fā)新技術(shù)、新材料，促進(jìn)建筑行業(yè)加固技術(shù)的不斷發(fā)展。