房屋建筑施工中運用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的探討

楊 斌 （上海二十冶建設(shè)有限公司西南分公司，四川 成都 610031）

在城鎮(zhèn)化背景下，各類建筑工程項目不斷增多，作業(yè)量也在持續(xù)上升。在工程施工過程中，不但需合理規(guī)劃各種室內(nèi)功能分區(qū)，以提高人們的生活品質(zhì)，并且還需縮短項目施工周期，提高施工效率，增加項目建設(shè)效益。在房屋建筑工程建設(shè)期間，需采用科學合理的加固技術(shù)，有效改善整個結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，因此，深入研究房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)具有重要意義。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用價值

在房屋建筑項目建設(shè)合理應(yīng)用加固技術(shù)，可改善結(jié)構(gòu)的安全性以及建設(shè)質(zhì)量。從此技術(shù)實際使用效果方面來看，主要有以下幾個特征：

（1）穩(wěn)固性。在應(yīng)用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)時，不但能夠有效改善整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可增強其安全性、抗震性等。當發(fā)生地震自然災(zāi)害時，依托結(jié)構(gòu)加固技術(shù)使得房屋建筑具有較強的抵抗能力；與此同時，還能夠減少裂縫、坍塌的發(fā)生概率。

（2）耐久性。采用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)可有效改善建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，延長房屋使用壽命。一般情況下，如果建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量與強度不符合規(guī)定要求，會出現(xiàn)返修或者拆除的情況，而使用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)之后，可提升建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

（3）經(jīng)濟性。如果建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞、裂縫等現(xiàn)象時，需第一時間組織人員進行養(yǎng)護和維修，反之則會造成重大經(jīng)濟損失與人員傷亡。然而，在維修期間，需投入大量資金與各種建筑材料，不但提升了建設(shè)成本，還會對企業(yè)形象以及市場競爭產(chǎn)生較大影響。在工程建設(shè)時，采用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)能夠有效避免以上這些問題，降低成本投入，提升企業(yè)的市場口碑以及競爭力[1]。

2 現(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)常用加固技術(shù)

2.1 直接加固技術(shù)

（1）加大截面加固法

類似于置換混凝土加固方法，主要是通過增加截面積實施加固處理，此技術(shù)較為成熟，具有施工便捷、操作簡單以及使用范圍廣的特點。然而濕作業(yè)時間較長，會直接影響到建筑使用。與此同時，應(yīng)用此方法進行加固處理后，會減少建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部實際使用面積。因此，這種方法通常適用于加固普通混凝土構(gòu)件。

（2）有粘結(jié)外包型鋼加固法

這一方法有著良好的加固作用，承載能力較強，施工較為便捷，但需使用大量鋼材，使得造價相對較高。因此，不宜用于加固普通場所，基本使用在對于結(jié)構(gòu)強度有一定要求，同時加固構(gòu)件尺寸無法增大等場所。由于需要使用鋼材，因此，該類型加固方式不能應(yīng)用于高溫場所的房屋結(jié)構(gòu)加固。

（3）粘貼鋼板加固法

該方法能夠有效減少施工周期，不會對周圍居民的生活生產(chǎn)造成較大影響，與此同時，此類加固方法不僅不會減少建筑內(nèi)部使用面積，也不會破壞整個建筑外觀。但是也存在較多問題，比如膠粘質(zhì)量會直接影響到加固效果，對此，難以有效控制加固效果。另外，這種類型的加固方法主要適用于靜力狀態(tài)情況下的混凝土構(gòu)件加固處理中。

（4）粘貼纖維增強塑料加固法

此類結(jié)構(gòu)加固方法與粘貼鋼板加固法相同，但是在材料方面存在較大差異。除此以外，由于采用的加固材料屬于塑料制品，與鋼板材料對比時，具有防腐蝕、防潮的優(yōu)勢，并且材料本身質(zhì)地較輕，施工成本也低于鋼材。然而塑料材料也存在較多缺點，比如耐高溫能力較差，并且容易引發(fā)火災(zāi)。對此，在應(yīng)用此類加固方式時，需對房屋結(jié)構(gòu)進行耐火處理。

2.2 與混凝土結(jié)構(gòu)加固聯(lián)合應(yīng)用的技術(shù)

（1）托換技術(shù)

托換技術(shù)是一種系統(tǒng)性技術(shù)，也是托梁換柱、托梁拆柱等相關(guān)技術(shù)的概稱，是由上部結(jié)構(gòu)頂升、結(jié)構(gòu)加固以及拆卸廢棄混凝土構(gòu)件等方面技術(shù)構(gòu)成的，主要應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的改造與加固。

（2）植筋技術(shù)

在應(yīng)用此技術(shù)時，混凝土構(gòu)件能夠有效、便捷地與錨固技術(shù)相連接。不但能夠植入螺栓式錨筋，也能夠植入普通鋼筋，主要適用于現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的改造與加固項目。

（3）裂縫修補技術(shù)

此方法需依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因、尺寸以及形狀，應(yīng)用各種封護方法實施修補處理，從而改善整個建筑結(jié)構(gòu)的耐久性以及應(yīng)用功能。

（4）外包鋼加固技術(shù)

在混凝土構(gòu)件周圍設(shè)置外包角鋼，并采用綴板將角鋼連接起來。一般外包角鋼技術(shù)可細分為濕式與干式。在實際施工中，應(yīng)用濕式外包鋼技術(shù)時，需采用環(huán)氧樹脂、乳膠水泥等材料，對原有結(jié)構(gòu)與型鋼實施粘結(jié)，保證施工作業(yè)的整體性，然而工程量相對較大；在使用干式外包鋼法時，既有結(jié)構(gòu)與型鋼之間未實施粘結(jié)，即便會采用水泥砂漿進行填補，然而也難以滿足結(jié)合面剪力和拉力之間的傳遞要求，無法保證原結(jié)構(gòu)與型鋼之間的整體性，僅能夠達到單獨受力的效果。此方法不會改變原混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，不但能夠有效改善構(gòu)件的承載能力，還能夠提升延性和剛度，通常用于屋架、梁等混凝土構(gòu)件加固施工中[2]。

（5）外部粘鋼加固技術(shù)

通過合理使用粘貼劑，能夠起到加固的作用，將鋼結(jié)構(gòu)粘結(jié)至混凝土結(jié)構(gòu)表面，能夠共同受力?，F(xiàn)階段，在受彎構(gòu)件或者是受拉構(gòu)件的補強加固項目中，主要采用外部粘鋼加固技術(shù)，要求施工現(xiàn)場濕度低于70%，溫度則需控制在60℃以下，同時還需避免出現(xiàn)化學腐蝕的情況。

（6）增設(shè)支點技術(shù)

采用增設(shè)支撐點的方法，減少房屋建筑的計算跨度，以此對結(jié)構(gòu)內(nèi)力進行有效控制，改善承載能力。此方法通常應(yīng)用在桁架、網(wǎng)架以及板等水平構(gòu)件加固作業(yè)中。支點法可細分為剛性支點方式和彈性支點方式[3]。

3 工程概況

在某房屋住宅工程中，梁結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫，主要是因為混凝土結(jié)構(gòu)強度較低以及增設(shè)各種裝飾物導(dǎo)致載荷較大。建筑總面積為2804m2，共有三層，并且梁均發(fā)生裂縫，嚴重影響人們?nèi)粘Ｉ?，需對此建筑物實施加固處理。在對梁結(jié)構(gòu)上的裂縫進行加固處理后，有效改善了梁的安全性、抗裂能力以及剛度等，并且應(yīng)用效果良好。

4 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用方案

4.1 結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因分析

依據(jù)此建筑工程施工設(shè)計圖，該建筑物主體屬于磚混結(jié)構(gòu)，梁是現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，強度等級為C20，截面面積為200mm×500mm，梁跨度為6m，樓板采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板，厚度為120mm，板上爐渣混凝土厚度為70mm，水泥砂漿面層厚度為25mm。在此建筑結(jié)構(gòu)中，進深梁基本處于離支座1P4 跨度區(qū)域中的跨中豎向裂縫以及斜裂縫，在梁的支座周圍的1P4跨度區(qū)域內(nèi)分布著受剪斜裂縫，每個梁的端部位置至少有五條裂縫，而跨中受彎裂縫呈現(xiàn)出下寬上窄，并逐漸往上側(cè)方向發(fā)展，大多數(shù)裂縫寬度低于13mm。

對施工現(xiàn)場進行全面檢查，該建筑結(jié)構(gòu)地面采用貼面磚，由于建筑物室內(nèi)空間與走廊地面之間的高差為25mm～30mm 左右，導(dǎo)致樓面荷載上升0.15kN/m2～0.16kN/m2。在檢測梁混凝土結(jié)構(gòu)強度時，需采用后裝拔出法，得出強度為11MPa～12MPa 左右。為了充分確?；炷翉姸鹊臏蚀_性，需采用鉆孔取芯法，收集3 個芯樣作為校驗對象，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)顯示，與使用拔出法得到結(jié)果基本相同，混凝土結(jié)構(gòu)強度為11MPa。

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根據(jù)梁的配筋設(shè)計圖與隱蔽項目記錄，詳細檢測梁的穩(wěn)定性，檢測數(shù)據(jù)顯示，縫隙寬度以及承載力無法到達設(shè)計標準。通過對項目現(xiàn)場結(jié)構(gòu)損壞位置進行細致勘察，在檢測混凝土強度時，需使用拔出法以及取芯法。其中，在應(yīng)用取芯法的過程中，從試驗壓力受損情況來看，骨料強度較低，并且受損面基本在骨料與水泥石界面上。與此同時，在對試件進行加工平磨時，骨料已經(jīng)開始出現(xiàn)松動脫落的情況，發(fā)生此類原因是混凝土結(jié)構(gòu)的強度較低，是振搗施工密實較差以及骨料泥量較多等諸多因素所致。另外，通過結(jié)構(gòu)驗算不符合規(guī)定要求，在對裂縫形成原因進行全面分析時，發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的強度較低。依據(jù)驗算數(shù)據(jù)，需使用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)進行處理。

4.2 結(jié)構(gòu)加固方案的選定

當混凝土梁結(jié)構(gòu)的強度較低時，需合理運用各種加固技術(shù)，在選用加固施工計劃時需遵循以下原則：在加固施工完成后，要求達到安全控制標準。在保證安全的情況下，需盡量減少施工成本；必須在施工周期之內(nèi)完成加固施工。通過詳細對比施工方案，將此項目鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)細分為屋面梁與樓層梁，在對屋面梁進行加固時，使用梁側(cè)面增加鋼板分擔部分荷載的方法，而樓層梁加固時，使用增加受壓區(qū)混凝土面積的方法[4]。

4.3 加固施工要點

4.3.1 加大截面加固法

（1）地面鑿除

在拆除加固區(qū)域的面層時，需使用振動適宜的電鎬進行鑿除，同時還需鑿掉高出原梁30mm的混凝土樓板，暴露出原有的梁鋼筋，使得板面和梁頂?shù)臉烁弑３忠恢?。為顯著提升新舊混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，需合理運用結(jié)構(gòu)植筋，并從梁的頂部中心位置垂直植入鋼筋，每根間隔為200mm，植入深度為200mm，界面處理如圖1所示。

圖1 界面處理

（2）植筋施工

①在梁上需要植筋處畫線作為標記，規(guī)避原有箍筋明確具體鉆孔方位，使用電錘實施鉆孔，孔直徑約為14mm～16mm；②在清洗孔道時，采用丙酮能夠改善植筋強度；③將拌合均勻的結(jié)構(gòu)膠使用膠槍注入孔道中，再插入鋼筋，當孔洞邊緣能夠擠出膠液時即可；④制作安裝鋼筋。將鋼筋布置在橫向兩層處，間隔為200mm，在底部橫向鋼筋處，采用焊接的方法，與原梁箍筋或者架立筋進行連接；⑤在施工現(xiàn)場攪拌C30混凝土，澆筑施工具體厚度為70mm，在澆注完約1h～2h 之后，覆蓋塑料薄膜進行養(yǎng)護，便于蓄熱，同時還需第一時間灑水養(yǎng)護。

4.3.2 梁外側(cè)包鋼加固施工方法

在混凝土梁面結(jié)構(gòu)中具有抹灰層，因此，在加固施工之前，需鑿除裝飾面層與加固梁面抹灰。對于混凝土結(jié)構(gòu)與鋼板之間的接觸面，清除鋼材表面的油脂和清銹，并使用金剛磨片對混凝土結(jié)構(gòu)表面進行磨平處理，清理混凝土梁表面的各種雜質(zhì)與浮灰，提升混凝土結(jié)構(gòu)表面與型鋼的粘結(jié)力。

（2）鉆孔植筋

根據(jù)加固圖紙規(guī)定的標準實施鉆孔植筋，采用兩排對拉鋼筋，間隔為200mm，與鋼板上下兩側(cè)的間距均為50mm，并且混凝土梁面結(jié)構(gòu)兩側(cè)露出的鋼筋不低于20mm，如圖2所示。

圖2 鉆孔植筋

4.3.3 注膠管埋設(shè)

在梁的加固界面需設(shè)置鋼板，并規(guī)劃出全部注膠點，通過埋設(shè)注膠管的方法預(yù)設(shè)注膠點。在混凝土接觸面與鋼板周圍位置，使用角磨機在構(gòu)件中設(shè)置溝槽，具體尺寸約為20mm×5mm×5mm，并將槽一側(cè)插入鋼板中約10mm，另一側(cè)則露在鋼板外，在完成割槽作業(yè)之后，需在槽內(nèi)設(shè)置注膠塑料膠管，埋設(shè)方法與槽走向相同，其中一側(cè)插入鋼板，另一側(cè)則暴露在外，并將外露膠管設(shè)置成加固注膠點，然后使用封縫膏或者膩子對外露的膠管進行密實處理，在符合規(guī)定強度要求后，將膠液體灌注鋼板內(nèi)[5]。

4.3.4 鋼板制作安裝

①鋼板采用Q235 鋼板，厚度為10mm，采用E43 焊條，在焊接二級鋼筋和鋼板時，需使用E50 焊條，并且焊縫等級要求達到三級；②在兩塊鋼板的連接位置，需保證焊縫表面平整以及焊點金屬融化均勻，避免出現(xiàn)較大焊次瘤、凹陷以及裂紋。在對鋼板進行拼接時，需使用V 型焊接方法，并且焊縫厚度需滿足施工設(shè)計圖規(guī)定的相關(guān)要求；③在焊接安裝鋼板與型鋼過程中，需依據(jù)實驗數(shù)據(jù)以及評定結(jié)果，制定焊接技術(shù)方案。由于焊接質(zhì)量會對鋼構(gòu)件的應(yīng)用安全產(chǎn)生較大影響，為了能夠確保建設(shè)質(zhì)量，需開展相關(guān)試驗工作，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接流程規(guī)定要求，開展焊接技術(shù)評定測驗，選擇出適宜的焊接方法、材料等；④在完成鋼板吊裝作業(yè)之后，需對鋼筋和單側(cè)鋼板進行塞焊處理，再合理運用錨桿拉力計，以起到拉緊鋼板的效果，同時還需對拉鋼筋進行塞口焊接；⑤灌膠作業(yè)，采用封縫膏、膩子對混凝土和鋼板之間的縫隙進行密封處理，等到封縫膏與膩子的強度符合規(guī)定要求之后，將膠體灌注鋼板內(nèi)。在對梁進行注膠時，需使用高壓注膠設(shè)備，從梁底部位置的注膠點進行注膠作業(yè)，并按照流程從梁的一側(cè)往梁另一測實施灌注，在灌注第一點過程中，需使用夾子夾住之后的注膠管，在開始灌注第二點時，需松開夾子，當四周排氣孔發(fā)生反膠情況時，需采用這一方法實施多次灌注作業(yè)，直到全部排氣孔出現(xiàn)返膠的現(xiàn)象，才可停止施工；⑥在對鋼板采取防護措施時，需使用防腐漆涂刷兩次以上，并在干燥之后，再涂刷兩遍防火漆。

5 結(jié)語

在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工中，要求結(jié)合項目建設(shè)質(zhì)量控制要求選擇適宜的技術(shù)類型，保證結(jié)構(gòu)加固技術(shù)方案的可靠性以及合理性，要求相關(guān)人員需具有豐富的建筑經(jīng)驗，從而能夠選擇出適宜的施工技術(shù)方法。從本項目加固施工環(huán)節(jié)來看，在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行加固時，重點在于選擇適宜的加固技術(shù)，通過詳細分析建筑物加固原因，確定加固區(qū)域，制定完善的施工方案，以保證房屋建筑結(jié)構(gòu)加固效果。