建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計(jì)策略探析

張永光 劉振濤

遼寧和祥特種混凝土股份有限公司 遼寧沈陽 110000

當(dāng)前出現(xiàn)大量的混凝土結(jié)構(gòu)提前失效的情況，混凝土耐久性達(dá)不到預(yù)期指標(biāo)，帶來大量維修以及重建費(fèi)用，使國家的財(cái)政壓力增加。因此，對(duì)影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的各種因素深入分析，并有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，是當(dāng)前亟待解決的問題。

1 建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程加固設(shè)計(jì)的重要性

對(duì)于建筑工程建設(shè)而言，對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與優(yōu)化，能夠有效實(shí)現(xiàn)建筑使用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值與環(huán)保價(jià)值的大幅提升，并且對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，能夠在確保建設(shè)質(zhì)量的前提下，減少建設(shè)資金投入，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程預(yù)算的有效控制。較之一般的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)過優(yōu)化后的設(shè)計(jì)除了能夠?yàn)轫?xiàng)目業(yè)主帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，還能使用戶獲得最佳使用體驗(yàn)。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工材料、設(shè)備、人員、資金等的優(yōu)化配置，提高資源利用效率，在實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)，更好地對(duì)施工進(jìn)行有效指導(dǎo)。通常，建筑層數(shù)越高，建筑面積越大；建筑工程穩(wěn)定性、可靠性要求越高，建筑單位面積建造成本越大。設(shè)計(jì)人員可通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，找到相關(guān)影響因素的平衡點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑工程建設(shè)價(jià)值的最大化[1]。

2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計(jì)策略

2.1 增大截面法

增大截面法施工工序主要有：清理、修整原結(jié)構(gòu)或構(gòu)件→安裝新增鋼筋（包括種植箍筋）并與原鋼筋、箍筋連接→界面處理（鑿毛或涂刷界面劑）→安裝模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)及拆?！┕べ|(zhì)量驗(yàn)收。增大截面法雖然具有工藝簡單、使用經(jīng)驗(yàn)豐富等優(yōu)點(diǎn)，但考慮到界面處理對(duì)增大截面法能否確保新舊混凝土共同工作十分重要，施工時(shí)應(yīng)該特別注意新舊混凝土界面的鑿毛處理及剪切-摩擦筋的植筋，該部分內(nèi)容可有效地保證新舊混凝土共同受力。另外應(yīng)特別指出的是，因鋼筋安裝及模板架設(shè)時(shí)間較長，已大大超出涂刷界面膠的可操作時(shí)間，界面膠往往容易失去其粘結(jié)能力，且起到反效果，故建議采用剪切-摩擦筋（剪切銷釘）來處理新舊混凝土界面的剪力傳遞問題。

2.2 外粘型鋼加固法

外粘型鋼加固法施工工序主要有：混凝土界面打磨及四角圓弧化處理→型鋼骨架制作安裝→環(huán)氧膠泥封縫→預(yù)埋排氣孔及灌漿嘴→環(huán)氧樹脂灌漿→封閉排氣孔及灌漿嘴→施工質(zhì)量驗(yàn)收。為保證型鋼有效受力，加固前應(yīng)盡量卸載，必要時(shí)采用千斤頂配合型鋼卸載，能更好地使后粘型鋼與原構(gòu)件協(xié)同受力，加固效果最好。同時(shí)應(yīng)著重注意混凝土和鋼板的表面處理，對(duì)于舊、臟嚴(yán)重的混凝土構(gòu)件的結(jié)合面，應(yīng)處理至露出光滑的混凝土面層，必要時(shí)鋼板及混凝土表面可以打磨與受力方向垂直紋路[2]。

2.3 壓力灌漿

根據(jù)裂縫具體情況劃定修補(bǔ)范圍，確定鉆孔位置及漿液用量，裂縫前的鉆孔必須沿著裂縫作業(yè)，并確保裂縫表面和鉆孔軸線呈30°以上夾角。鉆孔完成后，順著孔洞注入清水進(jìn)行清洗處理，并用壓縮空氣吹干鉆孔，將事先制備的漿液灌入混凝土后通過灌漿泵進(jìn)行灌漿修補(bǔ)施工。對(duì)于非貫通性裂縫，漿液很難注入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，注入壓力過大還有可能擴(kuò)大裂縫寬度，為此，建筑結(jié)構(gòu)裂縫應(yīng)采用低壓低速注漿，既能控制注漿量，又能保證漿液注入裂縫深部。若以環(huán)氧樹脂為灌漿材料，則應(yīng)充分考慮環(huán)氧樹脂材料黏度的不同，為保證漿液充分灌入裂縫可以增加溶劑量，但過大的溶劑量又會(huì)使?jié){液黏度降低而難以達(dá)到預(yù)期的填筑黏結(jié)目的。環(huán)氧樹脂的變形跟蹤屬性在延伸性裂縫中會(huì)變差，此類裂縫應(yīng)改用可撓性環(huán)氧樹脂材料。根據(jù)大量工程實(shí)踐，環(huán)氧樹脂材料和鋼爪釘結(jié)合使用能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)裂縫加固后的整體性，還能有效防止裂縫繼發(fā)。

2.4 合理選用混凝土材料，減水劑適量摻入

①合理選用混凝土各組成材料以及鋼筋，按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定嚴(yán)格檢驗(yàn)進(jìn)場的原材料，并對(duì)顆粒及配比進(jìn)行合理改善，有效保障混凝土的密實(shí)性。水泥類的材料中水泥砂漿的凝結(jié)硬化程度決定了其強(qiáng)度以及工程性能?；炷恋哪途眯詴?huì)因?yàn)樗嗍馐芷茐亩黄茐?。因此，在選擇集料時(shí)應(yīng)對(duì)其堿活性以及耐蝕性等進(jìn)行全面考慮，選擇級(jí)配合理的材料，使新拌混凝土的和易性得以有效改善，從而使混凝土的密實(shí)度提高。②摻入適量高效減水劑，在滿足新拌混凝土的流動(dòng)性的前提下，將用水量盡可能降低，使水灰比減少，從而有效降低混凝土的孔隙率。水泥加水?dāng)嚢韬髸?huì)有含較多拌和水的絮凝狀的結(jié)構(gòu)生成，會(huì)使新攪拌混凝土的工作性降低。高效減水劑的摻入能將水灰比降低到，從而使混凝土內(nèi)部的孔隙率減少。

2.5 嚴(yán)格控制混凝土框架結(jié)構(gòu)尺寸

在工程實(shí)施的過程中，合理控制施工環(huán)境溫度，過低或過高的施工溫度會(huì)在不同程度上影響施工材料的性能。施工材料在完成施工后，由于外部荷載等方面的因素，會(huì)發(fā)生一定的形變問題，導(dǎo)致混凝土框架結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，甚至發(fā)生混凝土開裂的情況。為了預(yù)防各類問題的出現(xiàn)，確?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性與科學(xué)合理性，尤其要嚴(yán)格掌控建筑結(jié)構(gòu)尺寸。重視結(jié)構(gòu)中涉及的非線性設(shè)計(jì)內(nèi)容，簡化其中過于冗雜的結(jié)構(gòu)，提升整個(gè)建筑受力的穩(wěn)定性與均勻性[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，在建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計(jì)中，相關(guān)工作人員需要始終圍繞工程實(shí)際，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化混凝土土工施工工藝，并及時(shí)處理突發(fā)問題，最大限度地提升混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，并加強(qiáng)該施工技術(shù)的創(chuàng)新和管理研究，促使其在建筑工程中發(fā)揮更大的作用，從而在建筑行業(yè)獲得更好地發(fā)展。