改造項目結(jié)構(gòu)加固工程技術要點分析

王 超 周 楠

（1.新興際華資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司，北京 100160；2.北京北辰實業(yè)股份有限公司，北京 100101）

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)加固技術規(guī)范以及抗震加固技術規(guī)程等各項行為規(guī)范的出臺，使得建筑工程結(jié)構(gòu)加固技術變得更加成熟，對于我國建筑行業(yè)發(fā)展而言也有著積極影響。但因為部分單位仍然過度依賴傳統(tǒng)加固經(jīng)驗，在加固過程中，可能會因為人為或者其他方面因素影響，而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固不理想的問題，所以需要通過對改造項目進行結(jié)構(gòu)分析的方式做好配套加固處理，確保加固技術應用的合理性以及有效性，進而為整體工程的安全使用奠定扎實的基礎。

1 結(jié)構(gòu)加固原因分析

1.1 人為方面

如果設計人員在進行工程設計中存在考慮不周的問題，會因為整體設計問題導致結(jié)構(gòu)承載能力無法達到預期，而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足的問題。同時，如果存在載荷漏項問題，或者施工過程中的實際荷載超過設計數(shù)值，也會造成施工質(zhì)量不達標的問題。在施工過程中，施工管理混亂、施工人員技術水平有限、操作不規(guī)范等，會使施工質(zhì)量出現(xiàn)嚴重偏差，導致結(jié)構(gòu)質(zhì)量無法達到要求，進而出現(xiàn)各種安全隱患，需要進行加固處理。在建筑物交付使用一段時間之后，如果相關單位沒有進行妥善管理，存在環(huán)境管控不良或者擅自改變建筑物用途等方面的問題，沒有做好定期維護工作，也會使結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量受到干擾，需要進行加固操作[1]。

1.2 環(huán)境方面

環(huán)境因素也是不可忽視的重要影響因素，在建筑結(jié)構(gòu)投入使用之后，會因為環(huán)境因素的干擾而出現(xiàn)外部介質(zhì)受侵蝕和材料狀況惡化等方面的問題[2]。微生物以及細菌等腐蝕木材，而凍融循環(huán)和高溫等變化也會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。地震和颶風等自然災害會使建筑物遭受嚴重破壞，對結(jié)構(gòu)耐久性以及安全性產(chǎn)生直接干擾，需要展開維修和加固處理，以便保證工程使用壽命和質(zhì)量。

2 常用改造項目結(jié)構(gòu)加固技術

2.1 碳纖維材料粘貼加固技術

碳纖維材料屬于有機母體纖維材料，是在高溫環(huán)境中運用高溫分解法，在惰性氣體作用之下進行除碳以外其他元素處理的新型非金屬材料制品。材料耐高溫性能以及耐疲勞等方面性能較為突出，整體比重相對較小，具有質(zhì)量輕以及強度高等方面的優(yōu)勢。材料具有較好的纖度，在力學性能以及熱學性能等方面也較為突出，運用其性能進行結(jié)構(gòu)加固處理，是現(xiàn)代較為常用的工程處理手段。該處理技術主要應用于因長時間使用所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破壞維修處理，由于碳纖維材料的整體化學性質(zhì)相對較為穩(wěn)定，所以在使用該材料進行維護處理過程中，能夠達到良好耐久性能以及耐腐蝕性能的目的，可以在完成加固處理之后，有效延長結(jié)構(gòu)使用壽命，更好地解決化學腐蝕問題[3]（見圖1）。

圖1 碳纖維材料粘貼加固

2.2 新增梁施工技術

在進行梁荷載統(tǒng)計過程中，需要對裝修吊頂荷載以及新增墻體荷載進行統(tǒng)計。如果使用輕質(zhì)隔墻，整體荷載要以裝修吊頂自重為主。為保證墻體局部承載能力可以達到要求。在梁穿過墻體時，在其下方位置設置混凝土梁墊。在進行新增梁的施工過程中，需要在相應墻體部位進行開洞處理，并在相反方向放置預制混凝土梁墊。在穿過洞口位置設置鋼筋，通過設置頂支撐以及模板的方式，配合在梁上端樓面板開小斜孔，將高強無收縮混凝土灌入其中，在混凝土強度達到設計要求70%左右時，拆除模板和支撐，進而保證墻體的加固效果。

2.3 增大截面技術

增大截面技術是較為常見的結(jié)構(gòu)加固處理技術，也是一種較為傳統(tǒng)的加固處理模式。在處理過程中，會通過對原有加固結(jié)構(gòu)進行砂漿層或鋼筋混凝土承施工處理的方式，確保其能夠和原有結(jié)構(gòu)共同產(chǎn)生作用，繼而達到增強結(jié)構(gòu)承載能力的效果。整體施工操作相對較為簡單，且因為使用時間較長，所以經(jīng)驗較為豐富，能夠達到較為理想的施工處理效果。在使用過程中，需要保證原有結(jié)構(gòu)和新增混凝土結(jié)構(gòu)層之間的緊密度，保證新舊混凝土結(jié)合面能夠生成合力，形成有效抵御。為保證兩者之間的結(jié)合緊密度，需要在施工之前對舊結(jié)構(gòu)進行清潔處理，保證其表面的清潔度以及平整程度，確保其能和新結(jié)構(gòu)層形成有效連接。

2.4 外包鋼加固技術

在運用各種技術進行加固過程中，會對需要加固的結(jié)構(gòu)進行四角用型鋼包裹處理，利用綴板進行連接加固，保證型鋼的作用能夠得到完全發(fā)揮，進而保證最終結(jié)構(gòu)加固效果，主要分為干式處理方法以及濕式處理方法兩種模式，其中濕式處理方法會通過對環(huán)氧樹脂以及孔膠水泥等材料的應用，將角鋼粘貼在原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件之上，保證包裹型鋼能夠和原有構(gòu)件形成共同受力體。雖然此種處理方法的效果較為理想，但整體工作量相對較大，需要利弊權衡，確定是否應用（見圖2）。

圖2 外包鋼加固處理技術

干式外包處理技術并不會將構(gòu)件和型鋼連接在一起，會通過對水泥砂漿的運用進行填充，原有結(jié)構(gòu)和外包型鋼會獨自承受相應施加力。整體施工處理方法相對較為簡單，承載力相對有限，在不改變原有結(jié)構(gòu)截面面積基礎上，保證結(jié)構(gòu)物承載能力能夠得到提升，有效提高結(jié)構(gòu)剛度以及延性，主要用于屋架以及混凝土柱等結(jié)構(gòu)的加固。如果改造項目不允許對截面尺寸進行改變，可以運用此種技術，在不改變截面尺寸的前提下，達到提高構(gòu)件承載能力的目的[4]。整體施工相對較快，不僅安裝量較小，而且加固效果較為理想，但施工成本相對較高，需要進行綜合考慮之后，確定是否使用此種處理方案。

2.5 粘貼鋼掘加固技術

這種方法簡稱粘鋼加固處理技術，通過對特制建筑結(jié)構(gòu)膠的運用，將鋼板粘貼在需要加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面，確保其能夠和原有結(jié)構(gòu)形成共同受力，保證結(jié)構(gòu)承載能力可以達到要求，是一種體外增加配筋率的處理方案，能夠有效提高結(jié)構(gòu)強度以及剛度，增強結(jié)構(gòu)抵抗能力。該種處理技術對于建筑結(jié)構(gòu)膠的要求相對較為嚴格，需要具備高黏性以及高強度的結(jié)構(gòu)膠，具有良好的彈性模量以及耐老化等方面的特性，以便保證最終的使用效果。此種處理技術施工相對較為簡單，不會對原有結(jié)構(gòu)外形造成改變，整體作業(yè)空間要求相對較低，不會對正常生活產(chǎn)生影響，主要用于房屋結(jié)構(gòu)加固處理。但在使用過程中需要注意，該處理技術對于環(huán)境溫度存在一定限制，而且加固成本相對較高。

3 加固配套使用技術

3.1 托換技術

如果出現(xiàn)以下幾個方面問題，一般會采用托換技術進行處理：（1）在進行建筑建造過程中，可能會因為前期勘察不充分、設計或施工等環(huán)節(jié)存在不良狀況，導致基礎環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題；（2）因為周邊環(huán)境發(fā)生變化或者因為地下工程施工，對既有建筑產(chǎn)生危害，導致需要進行基礎加固；（3）在進行深基坑的挖掘過程中，因為古建筑維修，可能需要進行地基加固處理；（4）新規(guī)劃的建筑物存在和既有建筑物位置重合的情況，并且因為新規(guī)劃項目具有較高水平的社會意義以及經(jīng)濟性，無法進行修改，可以通過托換處理的方式，保證既有建筑物和新建筑使用的安全性。此種技術整體應用要求相對較高，對于人員的施工技術以及施工經(jīng)驗等都具有較高要求，強調(diào)需要進行全面化管控和科學部署，以便保證最終加固效果[5]。

3.2 裂縫修補技術

在工程項目建設過程中，現(xiàn)澆板可能會受各種原因影響而出現(xiàn)開裂狀況，需要運用裂縫修補技術對問題進行有效控制，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)大面積開裂的狀況。在進行裂縫修補的過程中，需要對裂縫產(chǎn)生原因以及發(fā)展整體態(tài)勢等各項情況進行詳細調(diào)查，根據(jù)具體的調(diào)查結(jié)果，確定相應修補方案，保證結(jié)構(gòu)物使用性能以及耐久性等均能恢復到理想狀態(tài)。裂縫修補技術主要用于建筑物裂縫的修補，能夠在對裂縫進行修補的同時，達到對其進行加固的效果。

3.3 化學植筋技術

植筋技術也被稱為種筋技術，主要用于抗震加固處理模式之中，按照鋼筋后錨固原理，利用結(jié)構(gòu)膠鎖鍵握緊力作用，展開連接操作。在重型荷載緊固以及結(jié)構(gòu)植筋加固處理中作用較為突出，在混凝土或者墻體巖石等材料中進行鉆孔，通過在其中注入高強植筋膠的方式，將基材和鋼筋連接在一起，實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)的加固。能夠用于鋼筋位置偏差補救處理，在房屋加層接柱以及高層建筑剪力墻設置等環(huán)節(jié)中均有突出表現(xiàn)[6]。

3.4 阻銹技術

能夠?qū)﹄姖B阻銹過程進行測量，通過對鋼筋極化電阻以及脫鹽率等內(nèi)容進行研究和控制，確定電滲電量以及混凝土技術參數(shù)等對電滲阻銹效果的具體影響。在運用電滲阻銹技術過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對鹽污染混凝土中氯離子的有效去除，阻止鋼筋表面產(chǎn)生銹蝕，對已經(jīng)產(chǎn)生腐蝕的鋼筋進行鈍化處理，防腐效果較為理想。對構(gòu)件以及混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋銹蝕問題進行有效治理，通過阻斷或者抑制有害離子對鋼筋進行侵蝕，運用阻銹劑進行噴涂和滲透，在混凝土或者鋼筋表面形成隔離層，實現(xiàn)對水分和有害離子的阻隔，避免其直接和鋼筋接觸，保證腐蝕電流下降速度達到預期，進而起到良好的阻銹效果，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，達到加固要求。

3.5 錨固技術

該項技術包括錨栓技術以及植筋技術兩部分，能夠用于承重結(jié)構(gòu)加固構(gòu)件的連接，可以對施工漏埋鋼筋以及鋼筋偏離等問題有效補償，將混凝土結(jié)構(gòu)和金屬構(gòu)件有機連接在一起，也可以運用纖維復合材料粘貼和外包鋼等技術進行加固處理，做好混凝土基層連接附加錨固操作[7]。整體施工技術操作相對較為簡單，且能夠?qū)崿F(xiàn)精準定位，但存在使用成本過高的問題，需要在確定工程造價允許范圍之后，明確是否使用此技術。

4 結(jié)語

由于改造項目的加固處理質(zhì)量會對后續(xù)的項目使用安全性以及壽命產(chǎn)生直接影響，所以需要明確加固方案的重要性，通過對工程基本情況的分析，確定施工環(huán)境以及新結(jié)構(gòu)要求，并以此為基礎制定出較為完善的加固方案，做好各項加固技術的應用。要加大對各種先進技術以及先進材料的研究和應用，不斷對房屋結(jié)構(gòu)的加固方案進行完善，做好加固技術的創(chuàng)新和優(yōu)化，確保改造項目加固工作開展水平能夠不斷提升，提高整體建筑物的綜合改造質(zhì)量，為廣大用戶帶來更加安全的工程項目應用體驗。