于德生

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,一些舊建筑在功能上已不能滿足實際需要,同時還有一些建筑已到達設計使用年限。如果把這些建筑物重新拆除費用很高且難度很大,因此對這些建筑進行改造就成為解決此種問題的最有效合理的方法,而在整個改造過程中結(jié)構(gòu)加固改造是重中之重。結(jié)構(gòu)加固改造技術是既有建筑改造工程施工的關鍵環(huán)節(jié)。往往一個構(gòu)件可采取單項或多項組合工法,以期取得較好的加固效果和良好的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)在科學技術的不斷發(fā)展,在建筑領域一些新材料及新技術也不斷出現(xiàn),而這些新材料及新技術在原有建筑改造結(jié)構(gòu)加固中得到了廣泛應用。結(jié)構(gòu)的加固主要有以下幾種方法。

1 鉆孔錨筋工法

1.1 特點

1)工藝簡單,錨固快捷,安全可靠。2)應用范圍較廣,在結(jié)構(gòu)加固、補強、新老結(jié)構(gòu)連接、補埋鋼筋、后埋鋼構(gòu)件等方面均可應用。

1.2 適用范圍

混凝土墻及磚墻加固采用增加混凝土截面厚度補強方式加固。為增加原有磚(混凝土)墻與新混凝土墻之間的連接,采用鉆孔錨筋技術。結(jié)構(gòu)本身的強度和鉆孔錨固的強度如能滿足設計要求,均可應用本工法。

1.3 工藝原理

1)結(jié)構(gòu)膠在一定的溫度、濕度范圍內(nèi),本身具有較高的強度,并與鋼筋、混凝土、陶瓷、磚等材料有極高的粘合力?？估⒖辜?、抗壓強度能滿足一般結(jié)構(gòu)受力要求。2)利用鉆孔機具,在預定部位,按設計孔徑鉆至規(guī)定深度,進行清孔,注入結(jié)構(gòu)膠,植入鋼筋,使鋼筋與混凝土、磚等通過結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在一起,滿足傳遞結(jié)構(gòu)受力的要求。

1.4 工藝流程

工藝流程:鉆孔→清孔→孔干燥→孔除塵→鋼筋及孔表面處理→配膠→灌膠→插筋→固定養(yǎng)護。

2 噴射混凝土補強技術

2.1 特點

1)噴射混凝土施工可保證結(jié)構(gòu)整體剛度,簡化工序,節(jié)約大量模板材料,加快施工速度。2)噴射混凝土密度高,強度和抗?jié)B性較好,可以節(jié)約混凝土。3)對混凝土,磚墻面有較強的粘結(jié)力。4)可通過輸料軟管在高空或狹小工作區(qū)間向任意方向施工噴射。5)可在拌合料中加入速凝劑,可以大大縮短工期。6)工藝簡單,施工機動,靈活,高速,高效,有較廣的適應性。

2.2 適用范圍

1)建筑物墻體、柱、梁加固補強。2)大型構(gòu)筑物的補強。3)局部或全部更換已損傷混凝土,填補混凝土結(jié)構(gòu)中的孔洞、縫隙、麻面等。

2.3 工藝原理

利用風壓使水泥與骨料反復撞擊,使混凝土壓密,同時又采用較小的水灰比,因而它具有較高的力學強度和良好的耐久性,特別是與混凝土、磚石、鋼材有很高的粘結(jié)強度,在結(jié)合面上傳遞拉應力和剪應力。

2.4 工藝流程

工藝流程:待噴面處理→補配鋼筋→埋設噴厚標志→攪拌→噴射→養(yǎng)護。

3 粘鋼加固法

3.1 特點

1)簡單、快速、不影響結(jié)構(gòu)外形,縮短工期。2)粘結(jié)劑的粘結(jié)強度高于混凝土,使加固體系與原構(gòu)件形成一個良好的整體,受力均勻。3)粘貼鋼板所占的空間小。4)大幅度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性,抑制裂縫開展,提高承載能力。5)施工時對生產(chǎn)和生活影響較小。

3.2 適用范圍

1)適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件。2)使用環(huán)境溫度不超過5℃～60℃,相對濕度不大于70%。3)當構(gòu)件混凝土強度等級低于C15時,不宜采用本法加固。

3.3 工藝原理

加固機理是將鋼板采用高性能的環(huán)氧類粘結(jié)劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面,鋼板與混凝土形成統(tǒng)一的整體,利用鋼板良好的抗拉強度達到增強構(gòu)件承載能力及剛度的目的。

3.4 工藝流程

工藝流程:鋼板制作→基底處理→卸荷→配膠→粘貼→固定及加壓→固化→檢驗→防腐處理。

4 化學螺栓錨固技術屬于后加固技術

4.1 特點

1)施工溫度范圍較寬,可在-5℃～40℃溫度之間施工。2)無膨脹力錨固,對基材不產(chǎn)生擠壓力,適用于各種基材。3)螺栓間距:邊距小,適用于空間狹小處。4)安裝操作便利,安裝后能迅速固結(jié),有較高的承載力。5)錨固厚度較大。

4.2 適用范圍

1)適用于普通混凝土強度等級不小于C15(未開裂混凝土),致密的天然石材。2)用于固定多種構(gòu)件。3)適用于重載及各種振動負載。4)在加固改造工程中與大面積粘鋼組合使用,加固作用良好。既增強了鋼板的抗剪作用,又對建筑混凝土梁板內(nèi)部空隙有填補作用,提高了構(gòu)件的整體承載力。

4.3 工作原理

通過合成樹脂砂漿粘合錨桿和孔壁,使錨桿、基材和被錨固對象形成一個整體,從而達到固定構(gòu)件和提高構(gòu)件承載力的效果。

4.4 工藝流程

工藝流程:鉆孔→清孔→置入藥劑管→鉆入螺栓→凝膠過程→硬化過程→固定物體。

5 碳纖維布加固修補結(jié)構(gòu)技術

5.1 特點

1)高強高效,適用面廣,質(zhì)量易保證。2)施工便捷,工效高,沒有濕作業(yè),不需現(xiàn)場固定設施,施工占用場地小。3)耐腐蝕及耐久性極佳。4)加固修補后,基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。

5.2 適用范圍

1)適用于各種結(jié)構(gòu)類型,各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補,如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)。2)基層混凝土的強度要求不低于C15。3)施工環(huán)境溫度在5℃～35℃范圍內(nèi),相對濕度不大于70%。

5.3 工藝原理

加固機理是將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類粘結(jié)劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面,利用碳纖維材料良好的抗拉強度達到增強構(gòu)件承載能力及剛度的目的。

5.4 工藝流程

工藝流程:卸荷→基底處理→涂底膠→找平→粘貼→保護。

6 CGM高強無收縮灌漿料加固技術

6.1 特點

1)早強、高強:一天強度最高可達50 MPa以上。2)自流態(tài)、免振搗;無收縮、微膨脹;抗油滲、耐久性好。3)對基層要求低,不須進行平整;工藝簡單、操作方便,無需現(xiàn)場配置,易保證質(zhì)量;拆模時間早,工期縮短;同時可減小抗壓構(gòu)件截面尺寸。4)無毒無味,不污染環(huán)境,施工無噪聲,現(xiàn)場文明。

6.2 適用范圍

1)適用于混凝土結(jié)構(gòu)加固改造。植埋鋼筋及地腳螺栓錨固。鋼結(jié)構(gòu)或預制柱墊板坐漿及混凝土梁柱接頭連接。混凝土孔洞修補。基礎錨桿灌漿。預應力構(gòu)件孔道灌漿、設備基礎二次灌漿等方面。2)適用于施工中不易進行振搗作業(yè)的部位。3)適用于室外惡劣氣候條件,有腐蝕性,承受振動,濕度大,高、低溫度等環(huán)境場合。4)CGM灌漿料的施工溫度為-10℃～40℃,使用溫度在-100℃～600℃。

6.3 工藝原理

CGM高強無收縮灌漿料以高強度材料作為骨料,以水泥作為結(jié)合劑,輔以高流態(tài)、微膨脹、防沉降、防離析等物質(zhì)配制而成,與基體粘結(jié)力強,接觸緊密,不須振搗,可保證空隙之間填充密實,滿足傳遞結(jié)構(gòu)受力的要求。

6.4 工藝流程

工藝流程:加固表面清理→補配鋼筋→支?！鷿駶櫥炷帘砻妗酀{料配制→灌漿→養(yǎng)護→脫模。

7 混凝土裂縫自動壓力灌漿技術

7.1 特點

1)灌漿器構(gòu)造輕巧,施工方便,不需用電,可在水平、垂直等任何方向和高空、有障礙、野外無電源等惡劣環(huán)境下使用,適應性強,機具無噪聲,便捷安全。2)可在一條裂縫的各處注入口同時自動注入,由于灌漿器內(nèi)部軟管和套筒均為透明塑料,注入情況一目了然,在現(xiàn)場可完全確認注漿效果,灌漿質(zhì)量可靠。3)灌漿施工速度快,效率高,可節(jié)省工期。4)灌漿樹脂及其配套材料性能良好,使用方便,毒性小,無刺激性氣味,現(xiàn)場文明,使用安全。

7.2 適用范圍

1)混凝土外墻、內(nèi)墻、屋架、梁柱、樓板、屋面板等裂縫的修補加固。2)水泥砂漿墻地面、瓷磚、石材等空鼓部位的充填。3)混凝土構(gòu)筑物:如筒倉、預制構(gòu)件、設備基礎、水池、水壩、橋梁、隧道、混凝土路面、管道等裂縫修補、止水堵漏。

7.3 工藝原理

利用低壓注入原理,依靠YJ——自動壓力灌漿器的彈簧壓力和毛細管原理,將配套的AB系列灌漿樹脂自動注入混凝土微細裂縫或空鼓孔洞部位中,使之充填完全并粘結(jié)牢固,從而達到恢復混凝土整體工作能力和提高耐久性等目的。

8 FS-1浸透性混凝土保護液

由于混凝土耐久性考慮不周而造成建筑物過早破壞的事例時有發(fā)生,特別是處于室外惡劣條件下,海洋環(huán)境、腐蝕性環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物。FS-1浸透性混凝土保護液可以解決這個長期難以解決的技術難題,延長混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命。它能浸入混凝土內(nèi)部并與之結(jié)合成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),提高混凝土抗老化的能力,阻止以水為載體的侵蝕介質(zhì)對混凝土的侵蝕。

9 結(jié)語

我國二十世紀六七十年代以前的建筑物,都存在不同程度的質(zhì)量和安全隱患,按照建筑結(jié)構(gòu)設計基準期50年的規(guī)定,建國以來的建筑物中很大一部分已進入“中年”或“老年”期,主要存在兩方面問題,即可靠性低于現(xiàn)行設計規(guī)范的要求,需要進行維修或加固;使用功能不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)、辦公和生活的要求,需要進行改造。因此,結(jié)構(gòu)加固改造技術具有廣泛的應用前景。

[1]CECS 25∶90,混凝土結(jié)構(gòu)加固技術規(guī)范[S].

[2]CECS 146∶2003,碳纖維片材加固修復混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程[S].

[3]CECS 78∶96,磚混結(jié)構(gòu)房屋加層技術規(guī)范[S].

[4]王保磊.多種加固方法在某砌體結(jié)構(gòu)中的綜合應用[J].山西建筑,2009,35(13):87-88.