建筑工程施工過程中混凝土裂縫的加固

丁 華（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 037000）

混凝土加固方法主要包括加大截面加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、注漿加固法等，施工人員需要分析施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在此基礎(chǔ)上選擇合適的加固方式，按照施工工藝流程進(jìn)行作業(yè)，注意施工中的操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的加固質(zhì)量。

1 建筑工程施工中混凝土裂縫的成因

在建筑工程施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題是不可避免的，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)顯著降低建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。因此，需要對(duì)混凝土裂縫成因進(jìn)行分析，以便采取有效的加固方法對(duì)裂縫進(jìn)行加固處理?；炷亮芽p原因包含以下幾種：

首先是收縮影響。引起收縮裂縫的原因分為兩種，其一是混凝土結(jié)構(gòu)缺乏較強(qiáng)的抗拉性能，在完全凝固前，一旦遇到高溫天氣或者大風(fēng)天氣，在外部因素影響下，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的收縮力度增強(qiáng)，自然而然地出現(xiàn)裂縫問題；其二是混凝土固化過程中會(huì)產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，消耗大量的水分，水分補(bǔ)給不足的情況下就會(huì)改變混凝土形狀，導(dǎo)致塑性收縮裂縫的產(chǎn)生。

其次是溫度影響。混凝土遇熱會(huì)膨脹，受冷就會(huì)收縮，一旦混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度出現(xiàn)變化，混凝土就會(huì)出現(xiàn)變形情況，當(dāng)外界約束了它的變形，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力作用，結(jié)構(gòu)應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就產(chǎn)生了。

最后是原材料質(zhì)量不合格，影響了混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。混凝土材料是建筑工程施工過程中不可或缺的建筑材料，它的質(zhì)量高低會(huì)對(duì)建筑工程的建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。在混凝土配制中，如果沒有嚴(yán)格把控水泥、砂子、石子等原材料質(zhì)量，那么澆筑的混凝土必然會(huì)出現(xiàn)裂縫問題。比如，水泥的安定性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么氧化鈣的氧化速度就會(huì)大大降低，不僅給混凝土的凝固速度帶來不利影響，也無法有效提升混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

2 建筑工程施工中混凝土裂縫的加固措施

2.1 加大截面加固法

加大截面加固法是指在建筑工程施工過程中加大原始混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積，或者在原始混凝土結(jié)構(gòu)中通過增設(shè)鋼筋方式來補(bǔ)強(qiáng)受力鋼筋，也可以通過改變?cè)炷翗?gòu)件的自振頻率來進(jìn)行加固處理，從而確保混凝土結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的承載能力和剛度。該混凝土加固技術(shù)已廣泛應(yīng)用在建筑工程加固改造中，加固處理位置適用于建筑基礎(chǔ)、建筑梁柱構(gòu)件等，如果加固處理的空間位置比較大則能取得較為理想的加固修復(fù)效果。根據(jù)原混凝土構(gòu)件受力特點(diǎn)、面積大小、實(shí)際施工情況的不同，加大截面加固法可以設(shè)計(jì)為多種增大的構(gòu)件截面，常見的有單面加大、雙面加大、三面加大以及四面加大截面法。比如，單面加大主要是對(duì)混凝土構(gòu)件的上面或者下面進(jìn)行加固，如果混凝土梁構(gòu)件缺乏良好的支座抗彎能力，或者混凝土梁的跨中彎矩達(dá)不到規(guī)定要求時(shí)，就可以使用上面加固加厚處理方式，當(dāng)然也可以加厚梁下截面面積10cm，并對(duì)配筋量進(jìn)行重新計(jì)算。此外，混凝土梁構(gòu)件出現(xiàn)裂縫時(shí)也可以使用三面加大法，三面加大法能夠控制混凝土的收縮，讓原本的梁體進(jìn)一步箍緊牢固，有效結(jié)合新舊混凝土，從而使得混凝土梁體的剛度、抗剪能力、抗彎能力得到顯著提升。為了確保原始混凝土結(jié)構(gòu)與補(bǔ)加的鋼筋混凝土保持同步協(xié)調(diào)工作，需要嚴(yán)格按照規(guī)定要求配置構(gòu)造鋼筋，充分發(fā)揮出兩者的合力作用。如果采用的是增大鋼筋面積的加固方式，不僅需要配置構(gòu)造鋼筋，提高鋼筋保護(hù)層的密實(shí)性，還需要適當(dāng)增加截面面積，從而有效保證補(bǔ)加鋼筋混凝土的正常協(xié)同工作。

使用加大截面加固法時(shí)，需要高度匹配現(xiàn)場(chǎng)施工條件，嚴(yán)禁隨意盲目施工，施工過程中還需要采取有效措施來提高新舊混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的粘結(jié)質(zhì)量，最大限度發(fā)揮出整體加固構(gòu)件的工作性能。如果施工環(huán)境處于濕度高、溫度高或者腐蝕性高的條件下，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和施工環(huán)節(jié)必須采取有針對(duì)性措施來防治外界環(huán)境帶來的不良影響，切實(shí)提高混凝土加固質(zhì)量，降低裂縫問題產(chǎn)生的概率。加大截面加固法的施工流程為，首先鑿毛處理原有的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其次在配置新增鋼筋，確保有效連接原始鋼筋，再次開展模板施工，澆筑新增的混凝土，后澆筑的混凝土與原結(jié)構(gòu)的混凝土需要密切結(jié)合在一起，最后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)達(dá)標(biāo)后拆除模板，施工驗(yàn)收合格后即為完成?？偟膩碚f，加大截面加固法整體的施工工藝比較簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，而且施工經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)比較成熟，能夠取得顯著的加固效果。

2.2 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法也是常用的混凝土加固方式，主要是在裂縫位置使用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在混凝土構(gòu)件表面，讓二者有效粘合形成一個(gè)自然的整體，這樣鋼板就可以承擔(dān)一部分的外荷載，借助于鋼板良好的抗拉性能來達(dá)到混凝土裂縫的加固效果。粘貼鋼板加固法中使用的粘貼劑主要是環(huán)氧樹脂，輔助材料為增塑劑，以此來確保粘貼劑的黏度得到顯著提升，確保加固效果。粘貼鋼板加固技術(shù)能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，確?；炷亮芽p加固工程擁有較高的質(zhì)量，而且該加固技術(shù)能夠快速完成施工任務(wù)，施工現(xiàn)場(chǎng)可以開展無濕作業(yè)或者少量的濕作業(yè)，不會(huì)給周圍環(huán)境帶來太大的干擾，同時(shí)施工方式靈活多樣化，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性能。雖然使用粘貼鋼板加固技術(shù)會(huì)在一定程度上影響建筑物的空間和外形，但是就整體而言，加固效果顯著，值得在建筑工程施工過程中大力推廣。

粘貼鋼板加固法的施工注意事項(xiàng)：第一，嚴(yán)格要求施工環(huán)境的溫度和濕度，施工溫度條件為5℃～35℃，如果在冬天寒冷天氣施工，需要采取相應(yīng)的保溫措施；施工環(huán)境的濕度要求不能超過70%，如果混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件比較潮濕，濕度大于70%，則需要先對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行烘干處理后再進(jìn)行加固處理。第二，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度具有相應(yīng)的等級(jí)要求，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度需要達(dá)到C15及以上，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5MPa，如果混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定的等級(jí)要求就不能采用此加固技術(shù)。第三，需要調(diào)配合適的粘鋼膠用量，只有保證拌合量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，才能有利于揮發(fā)反應(yīng)熱，延緩反應(yīng)速度，從而提高加固施工質(zhì)量，延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用年限。第四，膠粘劑調(diào)制過程中，需要使用專用的調(diào)制容器，嚴(yán)格按照調(diào)配比例進(jìn)行，同時(shí)使用攪拌器不停地?cái)嚢瑁z粘劑的色澤呈現(xiàn)均勻狀態(tài)時(shí)就可以停止調(diào)制。攪拌容器、攪拌機(jī)的表面都不能留有雜質(zhì)和污漬，調(diào)制完成的膠粘劑需要盡快使用，使用時(shí)間以30min內(nèi)為宜。第五，需要選擇合適的鋼板，A3鋼板、工業(yè)用的16Mnq鋼板都是不錯(cuò)的選擇，鋼板厚度范圍為2mm～6mm，當(dāng)然此厚度并不是固定不變的，可以根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況合理確定鋼板厚度，必要情況下可以適當(dāng)選擇加厚的鋼板來確保良好的加固效果，鋼板材料的各種性能指標(biāo)必須達(dá)到行業(yè)的規(guī)范要求，確保滿足建筑工程加固需求。

2.3 碳纖維加固法

碳纖維加固法作為一種新型的加固技術(shù)，在建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固中有著重要的應(yīng)用體現(xiàn)。使用碳纖維加固法加固建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠有效約束混凝土的變形，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的延性能力、承載能力、抗震性能、耐久性能得到顯著提升，從而有效提高建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。相比于傳統(tǒng)的加大截面法和粘貼鋼板加固法，碳纖維加固技術(shù)施工操作簡(jiǎn)單方便，施工現(xiàn)場(chǎng)不需要固定大型的加固設(shè)備，加固后不會(huì)增加結(jié)構(gòu)面積，也不會(huì)增加混凝土結(jié)構(gòu)整體重量，對(duì)建筑使用空間不會(huì)造成任何影響；而且使用的是非金屬碳纖維布材料，此種材料具有較強(qiáng)的耐腐蝕性和耐久性能，即使在外界化學(xué)腐蝕或者惡劣環(huán)境作用下，加固結(jié)構(gòu)質(zhì)量也不會(huì)受到任何影響?？偟膩碚f，在建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)中使用碳纖維加固法，可以提高加固施工效率，確保建筑物的使用質(zhì)量和安全，這也是碳纖維加固法受到廣泛關(guān)注和青睞的主要原因。

碳纖維加固法的施工流程：第一，施工前需要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。了解施工現(xiàn)場(chǎng)的施工圖紙，全面掌握施工要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在此基礎(chǔ)上合理選擇施工用料，為后續(xù)加固施工順利進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。第二，徹底清潔處理混凝土結(jié)構(gòu)表面。在使用碳纖維加固法時(shí)，需要仔細(xì)清理混凝土構(gòu)件表面的殘留部分和松脫部分，確保剔除干凈，露筋的銹塊和其他雜物也需要同樣清理干凈，確保粘貼表面具有良好的堅(jiān)固性，這樣才能保證碳纖維粘貼的有效性。同時(shí)，需要嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度，溫度條件需要超過-10℃，相對(duì)濕度要大于85%，如果溫度條件和濕度條件不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，必須采取有效措施后才能進(jìn)行加固施工。第三，按照調(diào)配比例科學(xué)配置環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠，配制完成后就可以將環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠涂刷在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面。涂刷過程中一定要確保底層粘接劑充分滲透到混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面中，這樣才能提高二者的粘接強(qiáng)度。第四，碳纖維布粘貼。在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂刷樹脂結(jié)構(gòu)膠后，就可以將相應(yīng)大小的碳纖維布料粘貼在上面，粘貼過程中需要仔細(xì)小心，輕輕地粘貼在混凝土構(gòu)件上，粘貼后為了排除中間的氣泡，最好使用專用的滾筒進(jìn)行推壓操作，等樹脂結(jié)構(gòu)膠完全結(jié)合碳纖維布料后就可以停止操作。第五，粘貼完成后，就需要對(duì)碳纖維布表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7d～14d，當(dāng)然也可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件進(jìn)行合理調(diào)整，養(yǎng)護(hù)過程中需要定期檢查。樹脂結(jié)構(gòu)完全固化后，還可以將防曬漆或防火漆涂刷在碳纖維表面，以此來提高混凝土結(jié)構(gòu)的防火性能。

2.4 注漿加固法

建筑工程施工過程中如果出現(xiàn)混凝土裂縫問題，還可以采取注漿加固法。注漿加固法主要是在混凝土裂縫或者孔隙中注入膠結(jié)材料配制而成的漿液，等漿液凝結(jié)硬化后，就能夠膠結(jié)、堵塞、加固裂縫，有效恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗?jié)B透性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。施工方式比較簡(jiǎn)單方便，施工過程不會(huì)受到天氣或者季節(jié)的限制影響，大大提高了施工效率，減輕了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且在不影響混凝土原本結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上達(dá)到良好的加固效果，進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)強(qiáng)度。硅化法、堿液法、水泥注漿法、高分子化學(xué)注漿法等是常用的注漿方式，以堿液法為例，此方法僅僅需要配備簡(jiǎn)單的施工設(shè)備，而且整體的加固成本并不高。硅化法的優(yōu)勢(shì)在于使用的漿液具有較強(qiáng)的滲透性，漿液材料無毒性，不會(huì)污染環(huán)境。因此，施工人員可以綜合考慮混凝土加固建設(shè)要求和施工成本，合理選擇注漿方式。如果加固方式選擇的是高分子化學(xué)注漿法，施工人員一定要合理選擇高分子化學(xué)漿材的具體品種，這是因?yàn)楦叻肿踊瘜W(xué)漿材品種多樣化，部分漿材品種雖然具有良好的可灌性，但是含有一定的毒性，會(huì)對(duì)地下水和空氣產(chǎn)生嚴(yán)重污染。

注漿法的施工流程：首先，仔細(xì)測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)裂縫大小和寬度，并標(biāo)記好裂縫位置。其次，在保留排氣孔和進(jìn)漿孔的基礎(chǔ)上，封閉處理混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫位置或者孔隙位置，避免其他雜物掉落到裂縫中，從而影響加固效果。再次，使用液壓泵將配置好的漿液注入混凝土結(jié)構(gòu)裂縫中，待其在縫隙中慢慢凝結(jié)硬化。最后，漿液注入完成后，還可以在裂縫加固位置鋪蓋一層保護(hù)膜，避免外界因素影響固化效果。為了確?；炷亮芽p的加固效果，漿體完全凝固后可進(jìn)行閉水試驗(yàn)檢測(cè)和壓水試驗(yàn)檢測(cè)，科學(xué)檢驗(yàn)施工成效。使用注漿法時(shí)，需要注意以下幾個(gè)問題：第一，選擇注漿材料時(shí)，需要考慮到注漿材料的可行性、可靠性、易操作性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，這樣才能確保注漿簡(jiǎn)單便捷，而且不會(huì)增加過多的施工成本，同時(shí)也不會(huì)給周圍環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。第二，需要根據(jù)裂縫大小配置適量的漿液，注漿過程中需要合理控制注入量和注漿壓力，仔細(xì)觀察注漿的實(shí)際情況，避免漿液外溢。

3 結(jié)語

綜上所述，建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有多種，每種加固技術(shù)適用的條件不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)，施工人員需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和加固要求合理選擇加固技術(shù)，并嚴(yán)格按照各加固技術(shù)的施工要求和施工流程開展作業(yè)，確?；炷两Y(jié)構(gòu)取得顯著的加固效果，從而提高建筑工程整體質(zhì)量。