民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的加固施工技術(shù)探討

文／段晨 山東交通學(xué)院頓河學(xué)院 山東濟南 250000

引言：

目前，我國已經(jīng)進入到高速發(fā)展階段，同時也出現(xiàn)了明顯的地少人多的矛盾。想要維護城市發(fā)展，高層民用建筑建設(shè)顯得尤為重要。受地震等災(zāi)害影響，人們對高層建筑質(zhì)量提出了很高要求，且民用建筑與居民生命財產(chǎn)安全存在直接關(guān)系，同時也需要滿足民眾的精神文明需求，建立更好的居住安全和條件。在此背景下，加固技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在該類技術(shù)幫助下，能夠讓建筑中危險問題發(fā)生較高的位置得到專業(yè)防護，讓建筑安全系數(shù)大幅提升，幫助建筑企業(yè)爭取到更多經(jīng)濟效益。

1.民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的加固原理及加固施工要求

1.1 民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的加固原理

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之中，常見的構(gòu)件內(nèi)容有鋼筋混凝土柱、剪力墻、梁板等等，各部件的承載力情況，與材料強度等級存在直接關(guān)系，與此同時，鋼筋用量、構(gòu)件橫截面尺寸等同樣會對材料整體強度產(chǎn)生影響。需要注意的是，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之中，所涉及到的混凝土以及鋼筋強度等級往往是固定的。因此，開展民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固操作時，大多依靠鋼筋增加截面以及降低長度進行。相比之下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度有限，當(dāng)構(gòu)件長度保持不變，其橫截面尺寸設(shè)定顯得尤為重要?；蛘邩?gòu)件橫截面尺寸不變，整體構(gòu)件長度或者是配筋率將會起到?jīng)Q定性作用。因此，針對民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固操作時，工作人員可通過剛度提升，以及降低長度或提升截面，滿足具體的加固需求[1]。

1.2 密碼用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工要求

通過應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，能夠讓遭受損傷的建筑物使用功能得到恢復(fù)。在混凝土結(jié)構(gòu)加固操作時，常見形式包括兩方面，即直接法和間接法。其中，直接加固操作階段，主要是根據(jù)工程實際情況，設(shè)定合理的置換操作，或者是通過纖維復(fù)合材料粘貼等形式來實現(xiàn)。間接加固法則是應(yīng)用外加預(yù)應(yīng)力等手段，具體表現(xiàn)形式有增加截面加固或者是外粘型鋼加固等等。對于加固工程的改在，常見內(nèi)容有設(shè)計和施工，設(shè)計時管理者應(yīng)保證對新舊結(jié)構(gòu)協(xié)同問題進行考慮，理解原結(jié)構(gòu)中存在的力學(xué)性能，將內(nèi)部損傷等問題展示出來。在施工方面，工作人員應(yīng)重點關(guān)注進度和質(zhì)量，通過卸荷措施，讓原結(jié)構(gòu)內(nèi)力得到緩解?？偟膩碚f，舊建筑改造加固與新建項目不同，對施工技術(shù)工藝應(yīng)用提出了更高要求，整體設(shè)計程序也會受到原有力學(xué)性能影響，在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，應(yīng)設(shè)定合理的施工條件，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能下降等問題，對于加固設(shè)計施工的執(zhí)行，工作人員應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)體系總體以及加固方案，進行先鑒定后加固?？偟膩碚f，加固之后的混凝土結(jié)構(gòu)抗力性能與原有結(jié)構(gòu)不一致，且原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變存在一定的壓縮變形情況，經(jīng)過加固改造后，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)二次受力情況，隸屬于新舊結(jié)構(gòu)的重新組合，相比之下，混凝土結(jié)合面抗剪能力也要比澆筑砼低出很多，在加固設(shè)計計算方面也與新建結(jié)構(gòu)存在本質(zhì)性區(qū)別。另外，房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固操作內(nèi)容主要包括以下幾方面，即可靠性檢定、加固方案設(shè)計以及施工驗收等等，具體施工階段，工作人員需要做到多種加固方式的結(jié)合應(yīng)用。為了讓原有結(jié)構(gòu)受力體系更加完整，在加固方案設(shè)計階段，管理者還需要將經(jīng)濟性問題考慮其中。

2.民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固操作開展的原因

2.1 施工人員的原因

民用建筑工程施工過程中，各類施工人員會直接參與其中，這也使得施工人員個人素質(zhì)和工作能力與建筑工程質(zhì)量存在直接關(guān)系。但從具體工作角度來說，部分建筑工程中的一線工作者以農(nóng)民工群體為主，其自身文化水平不高，再加上認(rèn)識淺顯，很難將建筑施工中存在的問題及時排除，進而導(dǎo)致建筑工程質(zhì)量受到影響。更為重要的是，上述問題一旦出現(xiàn)，后期需要進行大量修復(fù)，影響到主體民用建筑工程的安全和質(zhì)量，增加建筑企業(yè)的成本投入數(shù)額。如果建筑施工企業(yè)能夠利用好混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，即使存在施工人員工作不到位情況，只要及時采取加固與修復(fù)操作，同樣能夠?qū)⒑笃诰S修環(huán)節(jié)規(guī)避，節(jié)省一部分人力、物力資源投入數(shù)量。從這里也能夠看出，民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固操作必不可少[2]。

2.2 環(huán)境條件的原因

環(huán)境一詞具備綜合性特點，重要包含的內(nèi)容有濕度、溫度以及采光等等，如果這些因素對建筑工程建設(shè)產(chǎn)生影響，均可稱之為環(huán)境影響因素。從人們生活角度來說，環(huán)境影響力巨大，對建筑行業(yè)同樣如此。執(zhí)行施工任務(wù)時，如果施工環(huán)境適宜，施工質(zhì)量也能得到更多保障。另外，倘若建筑應(yīng)用時的環(huán)境良好，建筑使用壽命同樣能夠得到延長，從這里也能夠看出，想要更好的維護民用建筑工程建設(shè)質(zhì)量，相關(guān)企業(yè)應(yīng)做好環(huán)境因素設(shè)定。在家建筑施工階段，容易出現(xiàn)一些不良環(huán)境因素，如粉塵、有毒氣體、噪音等等，因此，施工時需要對周圍環(huán)境因素進行考慮，避免導(dǎo)致民用建筑建設(shè)質(zhì)量大幅下滑。例如，溫度對房屋建設(shè)工程存在很大影響，溫度過低時，水泥容易出現(xiàn)凝固，此時，施工操作很難正常執(zhí)行。其次，風(fēng)雨腐蝕也會導(dǎo)致建筑物使用性能大幅下滑，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)相關(guān)安全事故，所以說，工作人員應(yīng)盡可能建立良好的施工環(huán)境，并根據(jù)實際情況，制定民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固措施，降低質(zhì)量問題出現(xiàn)的可能性[3]。

2.3 施工技術(shù)方面的原因

隨著社會的不斷發(fā)展，科技隨之進步，呈現(xiàn)出很多新的科技成果，讓很多傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得更加完善。在建筑施工階段，同樣需要建立起完善的施工過程，例如，在加固操作階段，相關(guān)人員需要對之前的加固標(biāo)準(zhǔn)進行提升和修改，并提升對民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工的重視程度，盡可能將施工技術(shù)問題徹底規(guī)避。

3.混凝土結(jié)構(gòu)直接加固施工技術(shù)

3.1 加大截面加固技術(shù)

在混凝土結(jié)構(gòu)加固施工階段，增大截面加固技術(shù)形式十分常見。在該技術(shù)幫助下，建筑構(gòu)件截面尺寸大幅提升，工作人員可根據(jù)實際需求，引入合適數(shù)量的受力配筋，保證構(gòu)件具備足夠的承載能力，讓建筑結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)定。從以往施工過程中能夠了解到，該形式能夠在多個構(gòu)件加固施工中得到應(yīng)用，如梁柱加固施工、樓板加固施工等等。截止到目前為止，增大截面加固技術(shù)的發(fā)展成熟度較高，不會對施工人員提出更多要求，主體施工流程更加便捷，能夠呈現(xiàn)出較高的可靠性，還能讓構(gòu)件抗力更好的展示出來，提升建筑結(jié)構(gòu)柱的穩(wěn)定性。需要注意的是，加大截面加固技術(shù)在應(yīng)用時，存在一些不足之處，實際施工階段，會占用一部分建筑空間，現(xiàn)場施工作業(yè)量較大，養(yǎng)護期較長，進而對建筑外觀產(chǎn)生很大影響。

3.2 置換混凝土加固技術(shù)

倘若遇到民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)中的梁柱等承重構(gòu)件，或者是受壓區(qū)其他構(gòu)件在密實度和強度上與相關(guān)規(guī)范要求不相符，置換混凝土加固技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要。具體施工階段，工作人員可將建筑結(jié)構(gòu)中承重力與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求不符的部位拆除，并重新制定施工計劃，引入新的混凝土，保證混凝土質(zhì)量和承重能力滿足各項要求。一般情況下，置換加固施工技術(shù)并不會對建筑結(jié)構(gòu)布局產(chǎn)生影響，更不會占據(jù)其他建筑空間。但該技術(shù)對應(yīng)的施工周期較長，工作量巨大，需要消耗較多時間將之前的混凝土清理出去，具體施工階段，還要對周圍結(jié)構(gòu)進行加固，避免周圍結(jié)構(gòu)出現(xiàn)更多問題[4]。

3.3 外包鋼加固技術(shù)

如果原構(gòu)建截面尺寸不能繼續(xù)增加，相關(guān)人員可借助于外包鋼加固施工技術(shù)完成民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固任務(wù)。在施工階段，管理者應(yīng)提前準(zhǔn)備好專用材料，用于對待加固構(gòu)件進行包裹，如結(jié)構(gòu)柱等等，對應(yīng)的包裹材料以鋼材為主，常見形式有角鋼、鋼板等等。當(dāng)包裹工作完成后，構(gòu)件自身會具備更強的抗壓能力。執(zhí)行具體的外包鋼加固施工技術(shù)時，常見的加固方式包括以下兩種形式：第一，干式外包鋼加固施工技術(shù)，依靠焊接方式，將原構(gòu)件以及外包型鋼連接在一起，用于對原構(gòu)件進行約束，讓原有構(gòu)件具備更強的抗變形優(yōu)勢；第二，濕式外包鋼加固施工技術(shù)，該技術(shù)形式在應(yīng)用階段，工作人員需要提前準(zhǔn)備好相關(guān)應(yīng)用材料，常見材料類型有水泥砂漿、環(huán)氧樹脂等等，在這些材料幫助下，外包鋼與原構(gòu)件之間能夠緊密粘結(jié)在一起。雖然該方式對應(yīng)的作業(yè)任務(wù)量巨大，但所呈現(xiàn)出的加固效果良好，操作便捷，但需要消耗較高成本，無法在高溫環(huán)境下進行施工。

3.4 粘貼鋼板加固技術(shù)

民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工階段，有時會應(yīng)用到黏結(jié)劑以及錨栓，在這些材料以及工具幫助下，鋼板粘貼效果能夠得到更好展示，讓鋼板和構(gòu)件能夠緊密連接在一起。很多時候，針對建筑混凝土結(jié)構(gòu)梁板構(gòu)建的加固施工操作，往往會應(yīng)用到粘貼鋼板加固技術(shù)，相比之下，該加固施工工藝的成熟度較高，加工效果良好。但從具體應(yīng)用中能夠了解到，該技術(shù)對于環(huán)境溫度提出了更高要求，極容易出現(xiàn)腐蝕問題，后期養(yǎng)護操作程序較多。如果遇到鋼筋密度大，且結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的情況，粘貼鋼板加固技術(shù)并不是最佳選擇[5]。

3.5 粘貼纖維復(fù)合加固技術(shù)

常見的纖維復(fù)合材料包括三種，即玻璃纖維、碳纖維以及芳綸纖維。對于建筑結(jié)構(gòu)加固施工操作的執(zhí)行，工作人員往往會選擇碳纖維材料。相比之下，碳纖維植物強度較高，能夠讓混凝土結(jié)構(gòu)性能得到充分改善。再加上碳纖維的彈性模量良好，抗拉能力較高，相比于鋼材料，碳纖維材料的抗疲勞能力更強，質(zhì)量相對較小，耐久性和抗腐蝕性優(yōu)勢明顯，即使遇到較為復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)，加固效果同樣能夠得到展示。很多時候，受拉構(gòu)件以及受彎構(gòu)件承載性能不足時，該技術(shù)往往能夠發(fā)揮巨大作用，依靠纏繞約束形式，讓受壓構(gòu)件得到加固。需要注意的是，粘貼纖維復(fù)合加固技術(shù)在應(yīng)用時，需要具備較高的防護要求，且在火災(zāi)出現(xiàn)后，該技術(shù)作用無法得到良好展示。

3.6 噴射混凝土加固技術(shù)

對于噴射混凝土加固技術(shù)應(yīng)用，施工人員需要專門準(zhǔn)備相應(yīng)的噴射機械，借助于壓縮空氣等模式，保證材料得到拌制，在拌制材料時，工作人員還要控制好材料比例。噴射機械在高速噴射時，混凝土?xí)饾u轉(zhuǎn)變?yōu)槟Y(jié)硬化狀態(tài)，借助于該手段制作混凝土，能夠呈現(xiàn)出較高的黏結(jié)強度，力學(xué)性能也能得到良好展示，還能完成拉應(yīng)力以及剪應(yīng)力傳遞[6]。

3.7 結(jié)構(gòu)膠植筋加固技術(shù)

借助于結(jié)構(gòu)膠植筋加固施工操作，相關(guān)人員需要在現(xiàn)有混凝土構(gòu)件上執(zhí)行鉆孔操作。與此同時，還要保證鉆孔深度得到控制，并將受力鋼筋引入到構(gòu)件孔洞內(nèi)部。之后，將結(jié)構(gòu)膠打入其中，即化學(xué)膠黏劑，保證鋼筋和構(gòu)件的牢固性。另外，鋼筋抗拉性能還能讓構(gòu)件承載力大幅提升?？偟膩碚f，結(jié)構(gòu)膠植筋加固施工技術(shù)所呈現(xiàn)出的錨固效果良好，在補埋鋼筋或者是后埋鋼筋階段，該技術(shù)的應(yīng)用頻率較高。

4.混凝土結(jié)構(gòu)間接加固施工技術(shù)

4.1 增加支撐加固技術(shù)

當(dāng)支撐點增加后，工作人員還需要對建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布情況進行充分分析，依靠增加支撐對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布情況進行調(diào)整。與此同時，還要適當(dāng)將結(jié)構(gòu)之間的跨度降到最低，提升混凝土結(jié)構(gòu)承載能力，該項加固技術(shù)的應(yīng)用，主要是讓主體民用建筑結(jié)構(gòu)的支撐力有所提升?？偟膩碚f，該技術(shù)的受力更加明確，且施工過程簡潔，但會對建筑空間及功能帶來一定影響。

4.2 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

執(zhí)行預(yù)應(yīng)力加固施工操作時，應(yīng)確保外預(yù)應(yīng)力拉桿得到更好的安裝，當(dāng)拉桿受力之后，建筑混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布情況也會發(fā)生變化，內(nèi)力水平大幅下降，混凝土結(jié)構(gòu)也會呈現(xiàn)出更強的承載力。預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)的最大效果就是將建筑混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布情況改變，保證其結(jié)構(gòu)得到有效加固，更為重要的是，該技術(shù)還能將應(yīng)力應(yīng)變滯后等問題解決，往往在跨度較大或重型結(jié)構(gòu)中應(yīng)用該項技術(shù)，倘若混凝土結(jié)構(gòu)保持在高應(yīng)變狀態(tài)，人們可借助于預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)進行處理。但該項技術(shù)具備明顯缺陷，當(dāng)加固操作執(zhí)行后，建筑結(jié)構(gòu)外觀會發(fā)生很大變化，在溫度較高的環(huán)境下，也盡可能規(guī)避預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用[7]。

5.混凝土結(jié)構(gòu)梁板加固施工技術(shù)

5.1 混凝土結(jié)構(gòu)梁板承載力較低的原因

從設(shè)計工作開展角度來說，計算數(shù)值與梁板真實受力情況存在較大差異，且部分荷載無法算入其中，最終導(dǎo)致計算結(jié)果準(zhǔn)確度不足。另外，工作人員也不會對細(xì)節(jié)問題以及其他附加荷載進行充分考慮，導(dǎo)致設(shè)計方案合理性不足，建筑結(jié)構(gòu)梁板承重要求無法得到體現(xiàn)。從施工角度來說，構(gòu)件界面尺寸有限，材料質(zhì)量不足，很難按照相關(guān)規(guī)范應(yīng)用材料，導(dǎo)致混凝土強度大幅下滑，再加上構(gòu)件自身存在很多缺陷，在鋼筋植入時，還會出現(xiàn)誤配、少配等問題，讓鋼筋位置發(fā)生改變。焊接時，無法保證焊接牢固性特點，與錨固要求不相符。部分管理者在發(fā)現(xiàn)該類問題后，不會進行集體討論，選擇直接更改施工方案，最終導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)腐蝕性問題，養(yǎng)護管理也會出現(xiàn)問題，進而對梁板承載力產(chǎn)生影響。在使用方面，當(dāng)空間功能發(fā)生變化后，承載力也會超過預(yù)計范圍，導(dǎo)致現(xiàn)有梁板結(jié)構(gòu)無法滿足實際需求，部分工作人員會選擇將構(gòu)件私自拆除，最終導(dǎo)致構(gòu)件受到破壞，或者是出現(xiàn)腐蝕等問題，在此狀態(tài)下，混凝土結(jié)構(gòu)梁板承載力大幅下滑，為了避免該類問題出現(xiàn)，人們需要做好混凝土結(jié)構(gòu)梁板加固操作[8]。

5.2 混凝土結(jié)構(gòu)板梁加固施工要點

混凝土結(jié)構(gòu)板梁部位加固操作的執(zhí)行，常見形式包括增大截面、粘鋼加固等等。針對截面加固施工操作，人們可以在構(gòu)件一側(cè)執(zhí)行混凝土加固梁補澆操作，必要時，還需要增加部分鋼筋，提升民用建筑整體承載力。施工時，工作人員應(yīng)規(guī)避控制板不平情況，依靠分段焊接模式，讓鋼筋安裝和模板支設(shè)變得更加規(guī)范，當(dāng)澆筑工作結(jié)束后，工作人員還要對其表面進行沖洗，將銹跡鏟除。在粘鋼加固階段，需要應(yīng)用相應(yīng)的粘貼膠，保證鋼板和構(gòu)件能夠黏結(jié)在一起，此時，一部分壓應(yīng)力會轉(zhuǎn)移到鋼板上。除此之外，在增補受拉鋼筋施工階段，對應(yīng)的連接方式同樣有很多，如全焊接補筋、半焊接補筋等等。

6.混凝土結(jié)構(gòu)柱加固施工技術(shù)

根據(jù)以往民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工經(jīng)驗，如果小偏心受壓柱出現(xiàn)破壞后，壓應(yīng)力較大的區(qū)域會出現(xiàn)很多裂縫，最為常見的裂縫形式為縱向裂縫。當(dāng)軸心壓柱被破壞后，會先出現(xiàn)縱向裂縫，之后保護層混凝土也會發(fā)生變化，起殼后被剝落，增加混凝土被壓碎的風(fēng)險。針對混凝土結(jié)構(gòu)柱加固操作，可應(yīng)用的加固施工技術(shù)類型有很多。其中，外包混凝土加固操作主要有單面外包、雙免外包以及四周外包。針對外包鋼加固操作，工作人員需要提前準(zhǔn)備好鋼板和型鋼，對柱子兩側(cè)或者是四角進行包裹，可應(yīng)用干式外包或者是濕式外包，應(yīng)用好型鋼套箍以及綴板，確保原構(gòu)件得到合理約束。置換加固施工完成后，可開展局部置換操作，也可將缺陷位置全部置換，此時，新老混凝土將會處于更加均衡的狀態(tài)。同時，相關(guān)人員還需要在接觸面位置進行界面劑涂刷操作，或者是將純水泥漿涂刷其中，為民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工效果提升創(chuàng)造良好條件[9]。

結(jié)語：

綜上所述，在加固施工技術(shù)幫助下，民用高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)承載能力能夠得到提升，讓混凝土表面結(jié)構(gòu)更具穩(wěn)定性，保證房屋建筑的應(yīng)用安全。與此同時，也可以應(yīng)用增加截面、增補鋼筋等形式。由于加固施工技術(shù)不同，所呈現(xiàn)出的加固效果不一致，相關(guān)人員可根據(jù)施工方案特點進行選擇，保證混凝土結(jié)構(gòu)承載性大幅提升。