鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

吳榮華

（福建嶸馳建設(shè)發(fā)展有限公司，福建 將樂 353300）

0 引言

鋼筋混凝土材料本身具備良好的防火性和耐久性特征，這也使其在建筑行業(yè)之中得到廣泛應(yīng)用。我國土地遼闊，不同區(qū)域之間的氣候環(huán)境存在明顯差異，再加上近年來自然災(zāi)害出現(xiàn)頻率有所提升，容易影響鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，相關(guān)企業(yè)和工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)進(jìn)行深入研究，避免引發(fā)更多建筑問題。

1 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 提升建筑物耐久性

建筑物在使用過程中，容易受到各種因素影響，其中最為重要的當(dāng)屬人為因素和環(huán)境因素。常見的人為因素有人為機(jī)械影響、人為化學(xué)物質(zhì)影響等。環(huán)境因素則包括溫度、降雨量以及太陽直射時(shí)間等。提升建筑物穩(wěn)定性、耐久性不容忽視，這也是維護(hù)建筑物穩(wěn)定的基礎(chǔ)所在。通過利用鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)，能夠保證建筑物的穩(wěn)定性和耐久性，降低人為和環(huán)境因素對(duì)房屋建筑的影響，讓建筑物損害保持在最低水平[1]。

1.2 延長建筑物的使用時(shí)間

在房屋建筑質(zhì)量評(píng)斷上，涉及到很多專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中最為直觀的當(dāng)屬建筑物整體使用時(shí)間?，F(xiàn)階段，很多建筑物在施工結(jié)束后，會(huì)受到很多因素影響，從而導(dǎo)致房屋建筑使用壽命大幅縮短，造成資本消耗和浪費(fèi)。此時(shí)，結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⑸鲜鰡栴}合理解決，強(qiáng)化房屋建筑質(zhì)量的同時(shí)，延長建筑物的使用期限，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2 常見的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)灌縫技術(shù)

結(jié)構(gòu)灌封技術(shù)的應(yīng)用，與灌漿技術(shù)原理相似，適合對(duì)鋼筋混凝土建筑中的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，應(yīng)用針對(duì)性極強(qiáng)。在具體操作之中，主要應(yīng)用一些粘度低、拉伸性好的灌漿材料，來調(diào)和漿液，保證混凝土構(gòu)件中的裂縫和空洞得到修復(fù)。結(jié)構(gòu)灌縫技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，常見形式有兩種，其中一種為化學(xué)灌漿，通過加入不同比例的化學(xué)材料形成漿液，如環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯等等，再利用壓送設(shè)備將漿液灌入到混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，經(jīng)過擴(kuò)散和膠凝后，發(fā)揮出加固效果。另一種為水泥壓漿加固技術(shù)，實(shí)踐應(yīng)用時(shí)，可以借助壓力設(shè)備，將水泥漿液與結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫相結(jié)合，發(fā)揮出固結(jié)效果，該種水泥漿液成本低，運(yùn)輸存儲(chǔ)也十分方便，適合大范圍推廣?？偟膩碚f，該技術(shù)可以讓材料固結(jié)后產(chǎn)生較高的粘結(jié)力，與混凝土緊密相連，恢復(fù)鋼筋混凝土構(gòu)件效果，強(qiáng)化其耐久性，延長整體建筑物的使用時(shí)間。

2.2 碳纖維布加固技術(shù)

從特性角度來說，碳纖維布具備彈性好、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在具體鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固操作上，一般以≥300g/m2規(guī)格的碳纖維布應(yīng)用為主，該規(guī)格碳纖維布質(zhì)量可以滿足大多數(shù)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固需求。另外，該類操作還需要應(yīng)用到粘結(jié)膠，在選擇上，最佳應(yīng)用選擇為免底涂的粘結(jié)膠，實(shí)現(xiàn)對(duì)修補(bǔ)效果的進(jìn)一步優(yōu)化。應(yīng)用碳纖維布時(shí)，主要是借助于鋼筋混凝土構(gòu)件包裹形式，讓載荷力以及延性性能全面提升。作用原理如下：（1）碳纖維布的橫向包裹，能夠發(fā)揮出受剪箍筋的效果，承受更大的剪切作用力，讓構(gòu)件性能得到改善，承受更高的外力作用。（2）通過碳纖維布橫向包裹，可以保證對(duì)淺部混凝土進(jìn)行束縛，強(qiáng)化混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度，更為重要的是，當(dāng)混凝土構(gòu)件應(yīng)力值達(dá)到最大時(shí)，橫向膨脹速度和碳纖維環(huán)向應(yīng)力均能得到提升，保證結(jié)構(gòu)加固效果得到良好保障[2]。

從應(yīng)用角度來說，為了能夠充分發(fā)揮碳纖維布加固作用，工作人員首先要做的就是對(duì)加固表面進(jìn)行處理，去除雜物的同時(shí)，保證外表面的清潔平整，之后利用丙酮等有機(jī)溶劑擦拭、晾曬后，用修補(bǔ)膠修復(fù)裂紋或者裂縫，再進(jìn)行糙化處理。當(dāng)上述工作全部結(jié)束后，方可開展碳纖維布粘貼。（1）處理好鋪層，將樹脂均勻涂抹在混凝土表面。（2）開展常溫固化處理，當(dāng)外表面達(dá)到干燥狀態(tài)后，進(jìn)行找平粘貼，之后借助于專用滾筒在纖維布上碾壓，保證粘貼的均勻性。作業(yè)時(shí)，如果出現(xiàn)碳纖維布空鼓問題，工作人員應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，避免對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生影響。

2.3 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

對(duì)于體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用過程，主要是將預(yù)應(yīng)力筋與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，讓結(jié)構(gòu)內(nèi)力和荷載均能有效去除，將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加工圖效果發(fā)揮到最大狀態(tài)，強(qiáng)化建筑項(xiàng)目改造成效。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，工作人員也可以借助于支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將整體結(jié)構(gòu)受力分散開來，保護(hù)受力點(diǎn)，這樣一來，整體結(jié)構(gòu)承載力得到提升。除了開展項(xiàng)目改造施工，很多現(xiàn)有建筑項(xiàng)目也會(huì)對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，保證鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固項(xiàng)目施工工期大幅縮短，降低維護(hù)成本。

2.4 截面加大加固技術(shù)

截面加大加固技術(shù)主要是在原有鋼筋混凝土構(gòu)件基礎(chǔ)上，重新包裹一層鋼筋混凝土，保證鋼筋混凝土構(gòu)件截面積提升，強(qiáng)化構(gòu)件穩(wěn)定性。在該類操作幫助下，整體建筑結(jié)構(gòu)抗壓能力穩(wěn)步強(qiáng)化，賦予主體結(jié)構(gòu)更強(qiáng)的抗彎性能和截面抗剪力，讓原有建筑項(xiàng)目更為穩(wěn)定。相比之下，該項(xiàng)施工工藝并不復(fù)雜，而且具備較高實(shí)用性。也正是由于該優(yōu)勢所在，該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，在很多混凝土建筑項(xiàng)目中得到應(yīng)用。值得注意的是，對(duì)于原構(gòu)件應(yīng)用，其外側(cè)包裹的鋼筋混凝土厚度需滿足實(shí)際條件，不能太薄也不能太厚，以此來維護(hù)工程施工質(zhì)量[3]。

2.5 粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)

想要將粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)效果展示出來，相關(guān)工作人員需要在鋼筋混凝土構(gòu)件外側(cè)包裹一層鋼板或者是型鋼，在內(nèi)粘結(jié)技術(shù)作用下，可以保證鋼材和混凝土構(gòu)件緊密結(jié)合在一起。鋼材自身抗拉性和抗壓性得到穩(wěn)步提升，分散鋼筋混凝土構(gòu)件受到的外力壓迫，這也能夠讓鋼筋混凝土荷載力越來越低，維護(hù)構(gòu)件承載力。相比之下，該項(xiàng)技術(shù)的整體應(yīng)用過程同樣相對(duì)簡單，工作人員的工作量不高，但期間會(huì)消耗很多鋼材，進(jìn)一步增加了施工成本，而且溫度和濕度會(huì)對(duì)粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)產(chǎn)生很大影響，無法讓鋼筋混凝土構(gòu)件截面得到合理加固。

2.6 置換混凝土加固技術(shù)

在置換混凝土加固技術(shù)作用下，鋼筋混凝土之中很多多余混凝土能夠被清理，為后續(xù)澆筑工作開展創(chuàng)造有利條件。尤其是現(xiàn)階段混凝土技術(shù)的更新，在使用年限、使用效果等方面優(yōu)于之前建筑施工中的混凝土，當(dāng)置換工作結(jié)束后，不但能夠?qū)⒏玫募庸绦Ч尸F(xiàn)出來，還能讓建筑項(xiàng)目使用時(shí)間大幅延長。總的來說，該類技術(shù)應(yīng)用具備很強(qiáng)的實(shí)用性，施工步驟不復(fù)雜，相比之下，作業(yè)時(shí)間會(huì)有所延長，對(duì)于卸載和支撐裝置要求較高，這些均需要施工人員在執(zhí)行工作時(shí)格外關(guān)注。

3 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)在工程中的應(yīng)用

本文以福州高級(jí)中學(xué)求實(shí)樓加固改造工程為研究對(duì)象，該項(xiàng)目已由福州市發(fā)展和改革委員會(huì)以榕發(fā)改審批〔2017〕77 號(hào)批準(zhǔn)建設(shè)。該項(xiàng)目位于福州市倉山區(qū)樂群路18 號(hào)福建省福州高級(jí)中學(xué)校內(nèi)，求實(shí)樓加固改造工程面積約4427m2、檐口高度22.20m，地上6 層；主體施工樓體為奮進(jìn)樓，奮進(jìn)樓立面改造面積約2674m2、檐口高度21.6m，地上6 層；新建廁所面積約678m2，地上六層。工期方面，總工期為60 個(gè)日歷天，建設(shè)質(zhì)量要符合現(xiàn)行國家《工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》合格標(biāo)準(zhǔn)[4]。

3.1 進(jìn)行鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)檢測

為了保證建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土加固效果，損傷檢測必不可少，常見檢測手段有非破損法，形式為超聲脈沖法等等。超聲脈沖法在應(yīng)用時(shí)，主要是借助于波介質(zhì)傳遞時(shí)，由于不同介質(zhì)物理屬性不同，所呈現(xiàn)出的曲線描述也不同，可以通過曲線變化情況，判斷問題出現(xiàn)的具體位置，確定損傷位置所在。通常情況下，在超聲波檢測幫助下，混凝土構(gòu)件破壞情況能夠全面展示出來，為了更好完成相關(guān)工作，人們還要結(jié)合回彈法，了解混凝土構(gòu)件的具體強(qiáng)度，展示出加固技術(shù)的科學(xué)價(jià)值。

3.2 新材料和新工藝應(yīng)用

在現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展過程中，建筑材料市場也具備了多元化特點(diǎn)，尤其是在新材料和新工藝作用下，建筑質(zhì)量得到了大幅提升。例如，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固上，人們同樣會(huì)引用新的材料和工藝手段，主體作業(yè)質(zhì)量會(huì)得到保障。為此，在本次福州高級(jí)中學(xué)求實(shí)樓加固改造工程之中，管理者同樣需要注重新材料和新工藝的合理選擇，通過有效鑒定，讓工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 基礎(chǔ)加固

基礎(chǔ)加固時(shí)，如果柱體結(jié)構(gòu)減少，周圍柱體結(jié)構(gòu)的受力大幅提升，進(jìn)而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底面無法與后續(xù)結(jié)構(gòu)受力要求保持同步。為了避免上述問題出現(xiàn)，施工前期，相關(guān)工作人員需要對(duì)施工區(qū)域整體情況進(jìn)行分析，了解工程施工區(qū)域特點(diǎn)。對(duì)于福州高級(jí)中學(xué)求實(shí)樓加固改造項(xiàng)目，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻，能夠賦予地基良好的承載力。實(shí)際鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造上，最佳施工方式為大截面施工，具體施工要點(diǎn)如下：將加固區(qū)域基礎(chǔ)底面增寬，具體增加寬度為300mm，保證臺(tái)階得到相應(yīng)提高。增寬操作執(zhí)行時(shí)，還要保證基層下地基土得到全面夯實(shí)，改進(jìn)基礎(chǔ)區(qū)域鋼筋結(jié)構(gòu)，必要時(shí)還要進(jìn)行植筋和焊接操作。另外，澆筑施工上，還要提前進(jìn)行洗刷操作，讓界面劑涂刷量處于合理化狀態(tài)[5]。

3.4 具體加固方案的選擇

從實(shí)際建筑工程角度來說，確定加固改造方案時(shí)，應(yīng)提前明確加固改造工作開展的具體原因，以及結(jié)構(gòu)功能變化等情況，提供可靠性鑒定操作，與此同時(shí)，還要關(guān)注整個(gè)施工場地的地質(zhì)條件。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各企業(yè)主要以經(jīng)濟(jì)、施工便利程度和質(zhì)量等作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，開展一系列分析和對(duì)比，最終選擇合理的加固改造方案。例如，在福州高級(jí)中學(xué)求實(shí)樓加固改造中的靜力加固操作時(shí)，人們最先考慮的是承載力。想要真正提升抗震加固改造效果，需要梳理結(jié)構(gòu)整體性問題，消除各種影響因素。在探討加固改造費(fèi)用時(shí)，除了一次性加固改造投資外，還會(huì)涉及到加固改造后所產(chǎn)生的維修、保養(yǎng)投入。因此，材料的美觀程度和經(jīng)濟(jì)性同樣需要考慮，除此之外，還要盡可能展示出安全性和可靠性等特點(diǎn)。最終，通過各方面綜合比對(duì)和分析，確定最佳的建筑工程加固改造技術(shù)方案，做到效益最大化。

4 結(jié)束語

從鋼筋混凝土建筑自身結(jié)構(gòu)角度來看，人們?cè)诩庸毯透脑焐?，?huì)應(yīng)用到很多種技術(shù)，其中，最為常見的改造技術(shù)有大截面技術(shù)、結(jié)構(gòu)灌縫技術(shù)等。具體應(yīng)用操作時(shí)，工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)進(jìn)行合理選擇，確定最佳方案，避免混凝土建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響。