淺談結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在工程中的應(yīng)用

雷漢銀

【摘 要】?對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)常用加固設(shè)計(jì)技術(shù)中的增大截面法、粘貼碳纖維加固法、粘鋼加固法、混凝土置換加固法的工藝流程及操作要點(diǎn)進(jìn)行研究梳理，并對(duì)目前結(jié)構(gòu)加固施工中存在的普遍問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。文章結(jié)合某在建項(xiàng)目出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不足需加固處理的工程實(shí)例對(duì)粘鋼加固法、增大截面法的應(yīng)用作了詳細(xì)介紹。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)加固技術(shù); 耐久性; 承載力; 混凝土強(qiáng)度

隨著人們對(duì)房屋功能性和舒適性要求的不斷提高，對(duì)既有建筑進(jìn)行改造加固的需求也日益突出，而結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是確保這一需求得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)支撐和前提條件。合理準(zhǔn)確地利用結(jié)構(gòu)加固處理技術(shù)，讓既有建筑改造在滿足功能性、結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)也能滿足經(jīng)濟(jì)性的要求將是既有建筑工程結(jié)構(gòu)改造加固的重要發(fā)展方向[1-3]。

1 常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)需加固原因

1.1 結(jié)構(gòu)老化

現(xiàn)有建筑物中有的已超過(guò)了設(shè)計(jì)使用年限。由于以往的施工技術(shù)相對(duì)落后，使用的材料強(qiáng)度較低。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間不斷變化的外部環(huán)境和服務(wù)環(huán)境，以及缺乏定期維護(hù)和專業(yè)維修，建筑材料的強(qiáng)度嚴(yán)重惡化，大大降低了其承載力。

1.2 施工質(zhì)量問(wèn)題

工程建設(shè)中所出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題主要有裂縫、蜂窩、孔洞、混凝土強(qiáng)度不足等，需要通過(guò)加固技術(shù)進(jìn)行處理。造成影響施工質(zhì)量安全問(wèn)題的因素很多，如施工人員的技術(shù)不成熟、建筑材料質(zhì)量不合格、使用的設(shè)備陳舊老化、施工單位盲目追求經(jīng)濟(jì)利益、質(zhì)量監(jiān)管人員的失職等。

1.3 使用功能變化

隨著社會(huì)的發(fā)展，業(yè)主單位會(huì)根據(jù)自身發(fā)展的需求，對(duì)建筑物的使用功能進(jìn)行調(diào)整?！?·12”地震后國(guó)家對(duì)地震區(qū)的抗震設(shè)防要求進(jìn)行了調(diào)整，不少老舊的建筑物難以滿足新的使用功能需求及抗震要求。這些使用要求的變化會(huì)導(dǎo)致原有結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性滿足不了現(xiàn)有的規(guī)范要求，只能通過(guò)結(jié)構(gòu)加固后才能正常使用。

2 常用的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及操作要點(diǎn)

2.1 增大截面法

施工工藝流程：支撐架搭設(shè)—混凝土表面鑿毛處理—補(bǔ)配鋼筋—支?！獫駶?rùn)混凝土表面—澆筑混凝土—養(yǎng)護(hù)—脫?！瓤谔蕹B(yǎng)護(hù)

增大截面法主要是在原混凝土構(gòu)件外部澆筑新的混凝土，并增加鋼筋量，從而達(dá)到增大截面面積的目的。該種加固方法不僅具有良好的可靠性，而且能夠提升構(gòu)件的承載力，剛度也能顯著提高，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種加固方法的重點(diǎn)及難點(diǎn)是新增鋼筋的錨固及混凝土澆筑;鉆孔植筋時(shí)不能損傷原結(jié)構(gòu)鋼筋且錨固深度需達(dá)到設(shè)計(jì)要求或規(guī)范要求，因此鉆孔前先探清原結(jié)構(gòu)鋼筋的位置，再進(jìn)行鉆孔作業(yè);混凝土新增截面較小時(shí)，混凝土灌注避免不密實(shí)或空洞現(xiàn)象。

2.2 碳纖維加固法

施工工藝： 混凝土表面處理—配制和刷底層樹(shù)脂膠—配置流平材料和修補(bǔ)不平整部位—配制和刷涂粘合劑—粘貼碳纖維布—表面保護(hù)

該種加固方法具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕性較好、使用范圍廣、施工成本低的特點(diǎn)，已經(jīng)成為一種流行的加固技術(shù)。但由于碳纖維膠粘劑耐高溫性能較差，一般要求在60 ℃以內(nèi)的場(chǎng)所使用，因此需要采取防高溫措施。

2.3 粘鋼加固法

施工工藝：混凝土和鋼板表面處理—粘結(jié)劑配制—涂敷結(jié)構(gòu)膠—粘貼—固定、加壓—固化

粘鋼加固法在鋼板粘貼面應(yīng)進(jìn)行除銹和糙化處理，鋼板粘貼完畢，膠水固化后，表面掛鋼絲網(wǎng)，抹砂漿進(jìn)行防腐防銹處理。粘貼鋼板加固法的主要優(yōu)勢(shì)：粘貼鋼板不僅能增強(qiáng)構(gòu)件抗剪能力，還能加強(qiáng)構(gòu)件的承載力和剛度，且工期較短[4]。

2.4 置換混凝土法

施工流程：支撐卸載—鑿出不合格混凝土—置換混凝土的界面處理—支模—澆注混凝土或高強(qiáng)度灌漿料—拆?！B(yǎng)護(hù)

該加固方法首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行支撐卸載方案編制及核算，根據(jù)方案對(duì)置換構(gòu)件進(jìn)行支撐卸載。支撐搭設(shè)完成經(jīng)檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行混凝土置換施工。置換混凝土法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相似，加固后不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的尺寸。缺點(diǎn)是濕作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)。采用置換混凝土法加固時(shí)，支撐卸載是至關(guān)重要的工作內(nèi)容，支撐方案應(yīng)在搭設(shè)前按實(shí)際情況進(jìn)行承載力驗(yàn)算出具支撐方案，并嚴(yán)格按照支撐方案施工[5-6]。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

南充某工程為地下3層、地上26層框架剪力墻結(jié)構(gòu)。修建至地上2層時(shí)，發(fā)現(xiàn)地下室-3層～-1層部分柱及剪力墻混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求C55。經(jīng)檢測(cè)鑒定，部分構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C30。該工程對(duì)地下室剪力墻和混凝土柱的結(jié)構(gòu)加固采用了截面加大法和外包鋼法。

3.2 加固處理方法

3.2.1 剪力墻外包鋼板

對(duì)于所有剪支墻和核心筒墻體采用外包鋼板和角鋼的做法，通過(guò)外包鋼板的做法對(duì)墻體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高其豎向承載力及水平荷載。粘貼鋼板前，按設(shè)計(jì)規(guī)格間距放線在粘貼面上，然后將鋼板加工成型。用角磨機(jī)將加工好的鋼板打磨粗糙。提前將鋼板錨栓安裝部位鉆好孔。鋼板粘貼固化后，委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)鋼板粘貼質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)并出具檢測(cè)報(bào)告。最后，再對(duì)鋼板表面施工防腐及防銹保護(hù)層。鋼板表面防護(hù)層施工前，先對(duì)鋼板進(jìn)行除銹處理，然后懸掛鋼絲網(wǎng)，用噴涂機(jī)噴灑水泥砂漿。噴涂機(jī)噴砂漿不僅大大提高了勞動(dòng)效率，而且保證了砂漿覆蓋的質(zhì)量（圖1）。

3.2.2 混凝土柱截面增大

本工程地下室所有柱均采用增大截面法。柱體施工前，先在柱體周圍搭設(shè)支撐。在進(jìn)行通過(guò)柱身鉆孔植筋前，先沿柱身四周將混凝土保護(hù)層剔除，直到露出原結(jié)構(gòu)鋼筋，鉆孔時(shí)既避免了傷及原結(jié)構(gòu)鋼筋，也能提高鉆孔的效率。孔內(nèi)灰塵用空壓機(jī)和刷子清理干凈，驗(yàn)收合格后進(jìn)行植筋。為了保證孔內(nèi)膠體飽滿，采用套管將膠體送入孔內(nèi)，然后植入鋼筋。鋼筋植好后24 h內(nèi)應(yīng)避免對(duì)鋼筋造成擾動(dòng)。待膠體完全固化后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)合格后再進(jìn)行鋼筋綁扎及模板工程施工。由于本工程層高較高，在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)分層澆筑，澆筑至層高的一半時(shí)停止?jié)仓?，防止?jié)仓^(guò)快產(chǎn)生的壓力導(dǎo)致爆模及漲?，F(xiàn)象，并在混凝土初凝前開(kāi)始后半段澆筑?；炷翝仓戤吅螅郎囟冉抵潦覝睾蠓娇刹鸪０?，以防止混凝土表面因溫度收縮而產(chǎn)生裂縫。模板拆除后，應(yīng)安排專人澆水養(yǎng)護(hù)（圖2）。

4 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合工程實(shí)例的分析，結(jié)構(gòu)加固施工過(guò)程中各個(gè)施工工序的質(zhì)量控制都應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范施工，為避免原結(jié)構(gòu)加固過(guò)程中受到損傷，應(yīng)采取相應(yīng)措施控制：

（1）鉆孔植筋時(shí)，避免傷及原結(jié)構(gòu)鋼筋，應(yīng)事先確定好原鋼筋位置，盡量采用干鉆成孔，避免水鉆成孔。

（2）截面加大時(shí)，對(duì)原結(jié)構(gòu)混凝土剔鑿時(shí)，避免受上部荷載對(duì)原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，對(duì)加固構(gòu)件周圍進(jìn)行支撐卸載。在加固改造后不僅保證房屋能達(dá)到原結(jié)構(gòu)要求，還能提升原結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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