房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及施工技術(shù)應(yīng)用

楊 寧

甘肅省建材科研設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司鑒定加固研究所

1 引言

房屋在使用過(guò)程中會(huì)受到各種各樣外在因素和人為因素的影響，它對(duì)房屋使用壽命的縮短是有很大影響的。由于長(zhǎng)期的風(fēng)吹日曬，再加之人為的破壞，房屋結(jié)構(gòu)會(huì)慢慢受到損壞，會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂的縫隙，這將大大降低房屋本身的穩(wěn)定性。為了避免由于房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，給房屋使用者帶來(lái)的生命和財(cái)產(chǎn)威脅，在房屋建筑和使用過(guò)程中，必須認(rèn)識(shí)到房屋加固的重要性，也要重視對(duì)加固技術(shù)的運(yùn)用，這樣不僅能夠延長(zhǎng)房屋的使用壽命，還能夠避免房屋結(jié)構(gòu)損壞對(duì)使用者的安全威脅。在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)和加固的過(guò)程中，首先是要用一些簡(jiǎn)單的辦法進(jìn)行修復(fù)和加固，如果遇到比較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞，必須遵循維持原有房屋建設(shè)特性和結(jié)構(gòu)的原則，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修復(fù)。而且在房屋結(jié)構(gòu)修復(fù)之前，還需要對(duì)房屋現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行全面的分析和研究，掌握詳細(xì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，制定適合房屋結(jié)構(gòu)完善的辦法，在權(quán)衡利弊之后，選擇最為合適的房屋加固方案。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工中的不足

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

目前很多的房屋結(jié)構(gòu)存在設(shè)計(jì)不合理的問(wèn)題，這主要是由于在前期的建筑施工過(guò)程中，很多施工人員本身不具備專(zhuān)業(yè)的施工能力，對(duì)工程建設(shè)的性質(zhì)和各方面施工細(xì)節(jié)都掌握不到位。而且，很多建筑工程在施工的過(guò)程中還很少有現(xiàn)場(chǎng)考察的習(xí)慣。很多技術(shù)人員只是對(duì)數(shù)據(jù)和理論進(jìn)行分析和研究，并不能夠結(jié)合建筑的實(shí)際建設(shè)環(huán)境和工程建設(shè)需要進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，這導(dǎo)致建筑的建設(shè)與實(shí)際應(yīng)用出現(xiàn)很大偏差。另外，施工人員和設(shè)計(jì)人員的交流和探討不是很全面，很多施工人員并沒(méi)有與設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通，他們對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的根本意圖和一些細(xì)節(jié)的地方是沒(méi)有把握到位的。在施工的過(guò)程中對(duì)施工技術(shù)的運(yùn)用也不是很先進(jìn)，這導(dǎo)致很多工程會(huì)由于一些細(xì)節(jié)的問(wèn)題延誤工期，也降低工程建設(shè)的質(zhì)量，不但會(huì)影響施工進(jìn)度，還會(huì)導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)質(zhì)量的降低[1]。

2.2 施工人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)較差

雖然當(dāng)前從事房屋建筑工程施工的工作人員非常多，但是其中大多數(shù)的施工人員技術(shù)能力都存在不足，其掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和能力有所欠缺。當(dāng)前社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給施工過(guò)程帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇，房屋建筑標(biāo)準(zhǔn)的提高也給施工人員的技術(shù)能力帶來(lái)新的標(biāo)準(zhǔn)。但是由于施工人員技術(shù)能力參差不齊，許多人員對(duì)新型施工設(shè)備和材料的研究和使用都不是很積極，所以大多數(shù)的施工人員依舊使用古板的施工技術(shù)進(jìn)行建設(shè)。這種生搬硬套的工作方法導(dǎo)致很多施工人員都消極怠工，沒(méi)有積極的工作理念，對(duì)工程進(jìn)度地把握和質(zhì)量監(jiān)管也不是很到位[2]。再者，當(dāng)前大多數(shù)的施工人員都是農(nóng)民工，他們不僅專(zhuān)業(yè)施工技術(shù)能力有所不足，而且自身的文化素養(yǎng)是非常欠缺的，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的集體意識(shí)也不夠強(qiáng)，只能夠從事簡(jiǎn)單的體力工作。為此，對(duì)施工人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)和文化素養(yǎng)的訓(xùn)練是非常重要的，這樣是做好房屋結(jié)構(gòu)加固建設(shè)的保障。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

現(xiàn)如今，鋼結(jié)構(gòu)在房屋建筑中的使用費(fèi)最為廣泛的，換句話說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)本身的特性決定著建筑施工的整體質(zhì)量。但是由于很多設(shè)計(jì)者并沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)知識(shí)，導(dǎo)致他們本身對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)知度也是相對(duì)欠缺的，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中的合理使用認(rèn)知度也不夠，這導(dǎo)致很多設(shè)計(jì)者在鋼材料使用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中出現(xiàn)不合理的問(wèn)題，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)缺乏規(guī)范性和科學(xué)性。

3 房屋建筑施工中結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的作用

延長(zhǎng)房屋建筑使用年限。房屋建筑使用年限是判斷房屋整體建設(shè)質(zhì)量的最直接的標(biāo)準(zhǔn)。雖然當(dāng)前房屋施工建筑技術(shù)在不斷提高，使用的建設(shè)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，但是在房屋建筑完成之后，房屋本身質(zhì)量依然會(huì)受到各種因素的影響，它會(huì)大大縮短房屋的使用期限，嚴(yán)重者甚至?xí)斐山?jīng)濟(jì)和人身的安全。為此，在施工過(guò)程中重視對(duì)建筑進(jìn)行加固技術(shù)的運(yùn)用是非常必要的，它能夠大大緩解外在因素和內(nèi)在因素對(duì)房屋質(zhì)量的影響，也能夠更多地發(fā)揮房屋的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

提升耐久性。人為因素和環(huán)境因素是影響房屋建筑耐久性的兩種重要因素。在房屋使用的過(guò)程中，保持房屋不被經(jīng)常損壞，保持長(zhǎng)期的溫度，就是耐久性，它也是檢測(cè)房屋質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。對(duì)房屋一些關(guān)鍵建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，也能夠達(dá)到提高耐久性的作用。

提高抗震能力。隨著當(dāng)前生態(tài)環(huán)境的惡化，地質(zhì)活動(dòng)越來(lái)越頻繁，地震的次數(shù)也在不斷增加。在房屋建設(shè)的過(guò)程中，提高房屋的抗震能力也是非常值得重視的[3]。在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要更加重視對(duì)房屋設(shè)計(jì)的抗震性設(shè)置，降低地質(zhì)對(duì)房屋穩(wěn)定性造成的影響。如果房屋結(jié)構(gòu)受到地震災(zāi)害的影響，它勢(shì)必會(huì)給大眾的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，也直接導(dǎo)致房屋質(zhì)量的破壞。當(dāng)前建筑必須堅(jiān)持這樣建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，避免由于設(shè)計(jì)問(wèn)題，導(dǎo)致抗震能力不足，導(dǎo)致墻面出現(xiàn)裂縫和坍塌的現(xiàn)象。

4 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)施工的原則

整體性原則。在房屋結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的過(guò)程中，堅(jiān)持整體性的原則是非常必要的，也是首要的一項(xiàng)原則。整體性是指在加固方案制定過(guò)程中，充分考慮和研究房屋本身的結(jié)構(gòu)和整體的設(shè)計(jì)，使得在進(jìn)行房屋某些地區(qū)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和加固之后，不對(duì)其他結(jié)構(gòu)和某些構(gòu)建造成損壞，依舊能夠保持房屋建筑整體的完整性和抗壓程度。而且，某個(gè)單獨(dú)部位結(jié)構(gòu)的加固，勢(shì)必會(huì)給周?chē)囊恍?gòu)件和結(jié)構(gòu)造成一些影響，也會(huì)造成相應(yīng)內(nèi)力和剛力的變化[4]。在加固設(shè)計(jì)的初期階段，要將這些影響因素都考慮在內(nèi)，對(duì)房屋整體的穩(wěn)定性作出測(cè)算，要設(shè)計(jì)出盡量減少對(duì)周?chē)Y(jié)構(gòu)影響較小的方案，防止由于加固設(shè)計(jì)影響房屋整體的穩(wěn)定性。

科學(xué)合理的經(jīng)濟(jì)性原則。在確保房屋結(jié)構(gòu)加固穩(wěn)定的前提下，對(duì)房屋整體加固設(shè)計(jì)做出科學(xué)合理和經(jīng)濟(jì)性質(zhì)的原則要求是必要的。對(duì)于當(dāng)前的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其主要是為了延長(zhǎng)房屋壽命，提高房屋使用的穩(wěn)定性。從實(shí)際施工實(shí)踐來(lái)看，對(duì)某些構(gòu)件進(jìn)行加固之后，建筑整體受力如果能夠達(dá)到預(yù)期的要求和標(biāo)準(zhǔn)，那么這種加固是比較成功的。但是，如果在某些構(gòu)件進(jìn)行加固之后，建筑整體的穩(wěn)定性并沒(méi)有得到提升，這就需要更加房屋建設(shè)現(xiàn)狀，對(duì)關(guān)鍵部分的構(gòu)件進(jìn)行加固。而如果這個(gè)時(shí)候依舊無(wú)法滿足要求，就必須對(duì)具備或者整體的構(gòu)件進(jìn)行再次加固，并且需要遵循現(xiàn)實(shí)性和經(jīng)濟(jì)性的原則。

必要性原則。當(dāng)前房屋建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量在不斷提高。人們對(duì)房屋穩(wěn)定性的要求也在不斷上升。在建筑過(guò)程中，建筑施工和設(shè)計(jì)人員必須將結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)作為非常重要的施工部分，要將其作為建筑過(guò)程的必要設(shè)計(jì)。一般地，房屋受到日曬雨淋和老化開(kāi)裂，其本身的穩(wěn)定性一定會(huì)受到威脅，及時(shí)對(duì)房屋進(jìn)行加固施工是非常必要的。具體的施工方案制度和技術(shù)運(yùn)用，要根據(jù)實(shí)際的房屋質(zhì)量和損壞程度設(shè)計(jì)，要對(duì)其進(jìn)行必要施工，避免一些沒(méi)有效果的低質(zhì)量施工，使得加固施工技術(shù)真正能夠提高建筑整體的質(zhì)量[5]。

5 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固的方法

首先，加大截面加固法。在當(dāng)前加固施工過(guò)程中，大多數(shù)被運(yùn)用到的是加大界面加固法，它尤其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的施工適用。加大截面加固方法本身具有工藝簡(jiǎn)單、使用范圍不受限制的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)不斷地運(yùn)用更新，技術(shù)本身已經(jīng)得到成熟的發(fā)展。但是，此施工方法依然存在一些不足：第一，施工維持時(shí)間較長(zhǎng)，其他部分的建筑功能會(huì)受到影響。第二，此技術(shù)限制了建筑內(nèi)部施工的空間，也給施工帶來(lái)很大的不便利。

其次，外包型鋼加固法。外包型鋼加固法的使用主要遵循了減少增加原建筑結(jié)構(gòu)界面的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提高建筑整體的承載力。目前，外包型鋼加固法主要分為濕式外包和干式外包兩種。濕式外包型鋼技術(shù)操作簡(jiǎn)單，而且加固效果較為明顯。但是在施工過(guò)程中鋼材的使用量較大，會(huì)無(wú)形中增加加固施工的成本造價(jià)[6]。這種技術(shù)基本上是針對(duì)一些結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求非常高，而且加固面積不擴(kuò)大的建筑。比如，建筑物的柱、梁。

再次，粘貼鋼板加固法。此技術(shù)的運(yùn)用主要是針對(duì)靜力狀態(tài)下的建筑結(jié)構(gòu)加固。其主要優(yōu)勢(shì)是加固之后依舊能夠維持日常使用功能，而且不需要濕作業(yè)。再者，此加固技術(shù)施工期限較短，建筑的內(nèi)部使用空間不會(huì)被占用，對(duì)外觀的結(jié)構(gòu)的損壞也較小。該技術(shù)存在的缺點(diǎn)是，加固技術(shù)很難被控制，這主要是因?yàn)槟z粘水平對(duì)結(jié)構(gòu)加固效果作用影響大，如果控制不到位會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的加固差異。

最后，碳纖維加固法。碳纖維加固法主要是通過(guò)碳纖維板和碳纖維布材料來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力。在加固過(guò)程中還會(huì)使用到樹(shù)脂膠結(jié)合材料，它會(huì)將碳纖維材料粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。而且這種材料本身較輕，不會(huì)給結(jié)構(gòu)本身帶來(lái)很大的重量負(fù)擔(dān)，強(qiáng)度較大，施工也較為方便。其不足之處是材料的抗高溫性較差，因此不能夠在高溫環(huán)境下使用[7]。

6 加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)應(yīng)用措施

首先，加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員與施工人員的溝通。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程之前，必須做好實(shí)地勘測(cè)和研究，在房屋建筑基本特性有深刻研究之后，才能夠設(shè)計(jì)出合理有效地方案。在設(shè)計(jì)完成之后，施工人員必須做好溝通和對(duì)接工作，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)深入了解之后，在與設(shè)計(jì)人員溝通施工細(xì)節(jié)的過(guò)程中，做出合理的施工方案，保證按照設(shè)計(jì)圖紙嚴(yán)格施工。

其次，優(yōu)化房建結(jié)構(gòu)施工人員配置?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員的配置和對(duì)技術(shù)的良好運(yùn)用是保證施工質(zhì)量和效率的前提。但是，往往參與到施工設(shè)計(jì)的工作人員本身能力和素質(zhì)都參差不齊。所以為了均衡施工效果，提高工程整體的進(jìn)度，就必須對(duì)人員進(jìn)行優(yōu)化配置[8]?？梢园凑帐┕と藛T的種類(lèi)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)進(jìn)行分工，這樣能夠有效利用人力資源，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置。

最后，提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范合理性。鋼材料的使用是當(dāng)前結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)最為廣泛的一種。在施工的過(guò)程中，必須保證鋼材料結(jié)構(gòu)方法和工序的合理安排，高度重視鋼結(jié)構(gòu)的安裝，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案展開(kāi)一系列的選擇和布置，這樣才能夠保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整合理。

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)的加固是當(dāng)前提高房屋整體質(zhì)量的最為有效地方法，它對(duì)房屋建筑工程整體穩(wěn)定性和抗壓力的提高是非常有效地。在施工的過(guò)程中，必須做好各種資源的配置，保證加固工程科學(xué)合理有效地進(jìn)行。