摘 要:對(duì)建筑物進(jìn)行加固施工以確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定對(duì)延長(zhǎng)其使用壽命來(lái)說意義重大,基于此,為了給行業(yè)內(nèi)開展建筑物結(jié)構(gòu)加固改造施工提供參考,本文對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)加固法、外包鋼板結(jié)構(gòu)加固法、加大截面結(jié)構(gòu)加固法、碳纖維布結(jié)構(gòu)加固法、化學(xué)植筋結(jié)構(gòu)加固法、增補(bǔ)鋼筋結(jié)構(gòu)加固法等結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在房屋建筑施工中的運(yùn)用方法做出了初步探究,并舉例進(jìn)行了相應(yīng)的說明和闡釋。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)加固技術(shù);建筑施工;支撐鋼筋
引言:隨著我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展步伐越來(lái)越快,新建筑如雨后春筍般拔地而起。但同時(shí),由于圖快或建筑材料不達(dá)標(biāo)等原因房屋建筑事故也屢次發(fā)生,特別是很多建筑物由于使用年限的原因其對(duì)惡劣天氣和地質(zhì)災(zāi)害的抵抗力大大降低,非常容易發(fā)生事故。因此,對(duì)建筑物進(jìn)行加固施工以確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定從保證建筑安全的角度來(lái)說意義重大。必須要提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的承載能力,以避免其在使用過程中發(fā)生問題。
1.預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)加固法
預(yù)應(yīng)力房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法主要是通過房屋建筑的預(yù)應(yīng)力及外部荷載對(duì)建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。這主要是通過改變房屋建筑物的結(jié)構(gòu)內(nèi)力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一改變過程通常使用拉桿或撐桿的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)現(xiàn)方式如下:
1)施工人員需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際出發(fā)利用混凝土對(duì)水平拉桿進(jìn)行加固,以幫助拉桿內(nèi)部形成沿桿向的拉力,這一拉力能夠被傳輸?shù)揭粚?shí)施加固的建筑物構(gòu)件上,這樣建筑物構(gòu)件就會(huì)受到偏心受壓產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,這就是預(yù)應(yīng)力的由來(lái)。這個(gè)預(yù)應(yīng)力可以很好地克服外部物體對(duì)房屋建筑構(gòu)件所形成的壓力,從而有效提升整個(gè)房屋建筑結(jié)構(gòu)的承載能力;2)這種房屋建筑結(jié)構(gòu)加固方法可以通過改變房屋建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的方式來(lái)增加預(yù)應(yīng)力,所增加的預(yù)應(yīng)力能夠在很大程度上抵消或降低房屋建筑結(jié)構(gòu)所受到的承載壓力。預(yù)應(yīng)力房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法被廣泛應(yīng)用于具備大跨度結(jié)構(gòu)建筑或普通加固辦法無(wú)法使用的大型建筑之中,特別是在這些房屋建筑的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂紋或墻體發(fā)生外裂時(shí),使用預(yù)應(yīng)力房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法可以取得較好的加固施工效果。但在混凝土收縮程度偏大或濕度較高的情況下該加固法不適用[1]。
2.外包鋼板結(jié)構(gòu)加固法
外包鋼板房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法主要其使用過程為:1)首先需要將房屋建筑的混凝土表面進(jìn)行清理去除掉雜物;2)然后在其上面放置外包鋼板并與固定裝置進(jìn)行連接;3)最后再采用粘接劑或固化劑將鋼板固定粘接在房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)薄弱部分或結(jié)構(gòu)受力面上。在這一過程中,房屋建筑結(jié)構(gòu)將和被粘接的鋼板結(jié)合成一個(gè)受力整體,整體房屋建筑物結(jié)構(gòu)的受力能力將因此而得到有效提升。其工作原理為:房屋建筑結(jié)構(gòu)中的混凝土具備很強(qiáng)的抗壓能力,但其不具備很強(qiáng)的彎曲性和抗拉伸性。而具備良好抗壓材質(zhì)的鋼板則可以同時(shí)具備良好的彎曲性和抗拉伸性。二者結(jié)合進(jìn)行使用可以有效針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)做出加固。
外包鋼板房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法有著施工方法簡(jiǎn)便,對(duì)原房屋建筑結(jié)構(gòu)外觀影響小的優(yōu)勢(shì),因此其在建筑行業(yè)內(nèi)正得到廣泛的推廣應(yīng)用。但在使用該技術(shù)時(shí)也需要注意:1)因?yàn)樵摻ㄖY(jié)構(gòu)加固法需要使用到粘接劑或固化劑,因此其在對(duì)使用環(huán)境的溫度和濕度上有著一定的要求,像在溫度過低或濕度過高的情況下就不能使用該建筑結(jié)構(gòu)加固法;2)同時(shí),因?yàn)檎辰Y(jié)劑或固化劑使用方式的限制,在對(duì)具備較高彎曲度要求的建筑結(jié)構(gòu)中使用該加固法可能會(huì)出現(xiàn)粘接不牢靠的情況;3)此外,其在具體施工過程中對(duì)所使用鋼板厚度也有著一定的要求,使用鋼板數(shù)量必須足夠、鋼板不能太厚并要做到定期進(jìn)行維修和防銹處理等,這些都將增加施工成本。但隨著相應(yīng)技術(shù)的不斷完善,相信其以后的使用限制也將會(huì)愈來(lái)愈少。
3.加大截面結(jié)構(gòu)加固法
加大截面房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法又被稱作外包混凝土房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法,其目前在房屋建筑施工的結(jié)構(gòu)加固中得到最為廣泛的應(yīng)用,廣受建筑公司的青睞,因其具有以下特點(diǎn):
1)加大截面房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法主要通過在建筑物本身結(jié)構(gòu)上增加混凝土的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)包裝加固,這樣可以有效加大建筑物本身的截面面積,從而有效提升建筑結(jié)構(gòu)的承載能力、鋼度、穩(wěn)定性和抗裂性。這可使其被廣泛應(yīng)用于對(duì)建筑物梁、柱、板、壁或框架的結(jié)構(gòu)加固工作中。具體的加固方式需要依照建筑物結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及加固方向和建筑物尺寸等設(shè)定。通常情況下,建筑物在施工過程中被分為單向、雙向或三向等的方式進(jìn)行加固,也可以采用四面包圍的方式進(jìn)行加固;2)相對(duì)于其他房屋建筑施工結(jié)構(gòu)加固法而言,加大截面房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法較為傳統(tǒng),其有著施工工藝簡(jiǎn)單、用途范圍廣、施工效率高等優(yōu)勢(shì)。但在使用該種方法進(jìn)行房屋建筑施工加固時(shí),要充分考慮到房屋結(jié)構(gòu)的承受能力以此來(lái)有針對(duì)性的開展相應(yīng)的加固工作,并要在進(jìn)行加固的同時(shí)搭配適量的鋼筋,這樣才能有效確保加固工作的質(zhì)量效果;3)同時(shí),在運(yùn)用橫截面加固法對(duì)建筑物進(jìn)行加固的過程中,需要注意將不同材質(zhì)的混凝土運(yùn)用在不同的材料之上,像一般混凝土應(yīng)當(dāng)使用在外包裝的建筑材料中間。細(xì)的混凝土則應(yīng)當(dāng)被運(yùn)用在建筑結(jié)構(gòu)的薄外層之上。這樣才可以確保加固工作的效果達(dá)到最佳[2]。
4.碳纖維布結(jié)構(gòu)加固法
碳纖維布房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法是隨著科技和建筑行業(yè)發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型材料房屋建筑施工結(jié)構(gòu)加固技術(shù),其主要應(yīng)用方式為采用包括碳纖維布在內(nèi)的非金屬類纖維材料對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)開展加固工作。和傳統(tǒng)加固工作中所使用材料相比,碳纖維布具備著強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、質(zhì)量輕便及成本消耗少等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用范圍十分廣泛,在房屋建筑中梁、柱、板、壁、框架等房屋結(jié)構(gòu)中的各個(gè)部分都能有所利用。其最適用于對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗剪、抗震和抗彎加固,應(yīng)用方式如下:
1)首先對(duì)需要加固建筑的表面進(jìn)行打掃清潔,保證所要開展加固工作的建筑物表面做到干凈、整潔、無(wú)雜物;2)接著房屋建筑施工人員需要重點(diǎn)對(duì)房屋表面的碳化層做清理工作,特別是一旦發(fā)現(xiàn)房屋建筑表現(xiàn)出現(xiàn)了不同程度的凹陷或裂紋的話,應(yīng)當(dāng)及時(shí)開展相應(yīng)的平整處理工作;3)在完成對(duì)房屋建筑表面的平整處理工作之后,施工人員要將碳纖維布放在常溫固化并開展?jié)穹ㄤ亴庸ぷ?。這需要應(yīng)用特殊的滾筒在混凝土表面涂抹樹脂,在樹脂干燥后,施工人員需要將碳纖維布粘接在房屋建筑表面,然后壓實(shí)碳纖維布,確保其與混凝土表面所涂抹的樹脂緊密地粘接在一起,第一階段的操作步驟就完成了;4)一周后開始第二個(gè)階段的加固工作,這時(shí)需要對(duì)碳纖維布的粘接程度進(jìn)行檢驗(yàn),在確保粘接質(zhì)量合格之后,施工人員接著要使用砂漿、水泥對(duì)所施工建筑進(jìn)行抹灰處理,這樣整體的碳纖維布房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法就算是完成了。在房屋建筑的加固施工過程中充分運(yùn)用碳纖維布結(jié)構(gòu)加固法可以有效地加固房屋建筑中的梁、柱、板面等多個(gè)部分,房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將因此而得到大幅度提升[3]。
5.化學(xué)植筋結(jié)構(gòu)加固法
化學(xué)植筋房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法主要是通過在房屋建筑結(jié)構(gòu)的混凝土墻體基材上鉆孔并注入植筋膠,然后再孔中打入加固用的螺桿、鋼筋等。這樣,在植筋膠的化學(xué)作用下,所打入的螺桿和鋼筋和基材將牢固的結(jié)合在一起,從而對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)起到良好而有效的加固作用。在使用該加固法時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)要求:
1)在進(jìn)行施工之前需要先找到在墻體上的正確加固位置,只有選好了這個(gè)加固位置,之后的加固工作才可以達(dá)到最佳加固效果。選定完成之后,施工人員就可以開始鉆孔工作,鉆孔需要具備一定的深度,確??梢苑湃脘摻罨蚵輻U,然后再將準(zhǔn)備進(jìn)行填充的鋼筋或螺桿打入孔中;2)在這一過程中,植筋膠能夠?qū)︿摻钤趬w中的方向和角度做出矯正控制,以此來(lái)確保鋼筋或螺桿達(dá)到穩(wěn)定。這樣才可以開始之后的養(yǎng)護(hù)和檢查工作,這方面工作主要包括對(duì)所打入鋼筋或螺桿的抗拔試驗(yàn)檢測(cè)和綁筋澆筑混凝土或用磚砌筑工作等;3)化學(xué)植筋房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法主要被廣泛應(yīng)用在對(duì)老舊房屋建筑結(jié)構(gòu)的改建或增建等相關(guān)加固施工工程中,其能夠有效改善老舊房屋在剪力墻、柱頭和樓板的承載能力,起到良好的房屋建筑結(jié)構(gòu)加固效果。
6.增補(bǔ)鋼筋結(jié)構(gòu)加固法
增補(bǔ)鋼筋房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法主要通過增設(shè)鋼筋來(lái)提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的承載力,從而有效確保房屋建筑的穩(wěn)定性。增補(bǔ)鋼筋可以有效降低房屋建筑構(gòu)建所承受的荷載力和承重跨度。其一般被使用在受到拉力影響比較大的房屋混凝土結(jié)構(gòu)中。利用鋼筋所具備的拉力,房屋建筑結(jié)構(gòu)的承載能力將得到有效提升。在所增補(bǔ)鋼筋的設(shè)置上,通常是選擇設(shè)置在建筑物的主梁和樓板的中間位置,設(shè)置在這個(gè)位置能夠有效確保主梁所受承載力達(dá)到均勻效果,有效避免房屋建筑出現(xiàn)變形等問題,其按照鋼筋與主梁的連接方式,增補(bǔ)鋼筋房屋建筑結(jié)構(gòu)加固法可以分成全焊接與半焊接兩種方式,介紹如下:
1)全焊接方式是在加固建筑物的主梁上采取直接焊接鋼筋的方式,以達(dá)到增補(bǔ)房屋建筑結(jié)構(gòu)承載力的效果,這種建筑方法可以在露天環(huán)境中操作開展,且能夠有效提升原建筑鋼筋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布,使其強(qiáng)度得到充分發(fā)揮,幫助其產(chǎn)生強(qiáng)大的抗壓能力,做到有效的鋼筋錨固作用;2)半焊接方式是在建筑物原鋼筋的基礎(chǔ)上通過在其外圍增補(bǔ)焊接混凝土的方法來(lái)起到對(duì)原建筑鋼筋結(jié)構(gòu)的錨固做用,這樣可以有效提升所加固建筑物的混凝土強(qiáng)度,確保所增補(bǔ)的鋼筋受力得到保障,從而起到良好的建筑結(jié)構(gòu)加固作用[4]。
7.運(yùn)用案例分析
某建筑高5層,平均層高3米,已建成使用12年,建筑基礎(chǔ)為磚砌房角、頂部為橫墻承重,采用空斗式磚墻結(jié)構(gòu),樓板、衛(wèi)生間和廚房采用多空樓板和預(yù)制板方式。為了確保建筑穩(wěn)定,現(xiàn)對(duì)其開展了結(jié)構(gòu)加固處理,經(jīng)研究設(shè)計(jì)了以下施工方案:
1)先在房屋建筑的外墻結(jié)構(gòu)上架設(shè)好圈梁和構(gòu)造柱,同時(shí)用鋼筋支撐住建筑內(nèi)墻上的圈梁,同時(shí)使用水泥砂漿對(duì)鋼筋做防銹處理。對(duì)于空斗墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固需要采用雙面鋼筋網(wǎng)配合砂漿的方式,砂漿層厚度在4厘米到5厘米之間,加固時(shí)要注意將鋼筋網(wǎng)圈梁構(gòu)造柱采用剛性連接方式;2)在建筑物原有的磚砌墻體之上布置好新的的構(gòu)造柱并使之與原構(gòu)造柱相連接,同時(shí)在外墻面上設(shè)置好圈梁;3)接下來(lái)需要在建筑的樓梯緩步臺(tái)橫墻和隔開橫墻位置放置新的受拉鋼筋,鋼筋直徑應(yīng)超過1.5厘米,兩端需與兩側(cè)構(gòu)造柱相連接;4)在對(duì)衛(wèi)生間和廚房的加固上,可以采用現(xiàn)澆混凝土板代替原先的樓板,但在將新的樓板進(jìn)行加固后,還需要在現(xiàn)澆板上鋪設(shè)新的防水層,這時(shí)可以采用纖維加固的方式對(duì)原有樓板進(jìn)行更換,這樣可以有效避免防水層粘貼后樓板厚出一層的情況出現(xiàn)。
總結(jié):綜上所述,本文通過舉例對(duì)結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在房屋建筑施工中的運(yùn)用方法進(jìn)行了初步探究。通過研究發(fā)現(xiàn),利用本文所列舉的幾種房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)能夠取得充分保證施工企業(yè)的工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)利益、有效提升老舊建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和適應(yīng)性從而大大延長(zhǎng)老舊建筑物使用壽命的良好結(jié)果。希望本文的研究可以促進(jìn)更先進(jìn)的建筑加固技術(shù)被應(yīng)用在房屋建筑施工中,為保證我國(guó)建筑業(yè)取得更廣闊的發(fā)展前景做出貢獻(xiàn)。
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作者簡(jiǎn)介
吳傳紅(1963—),湖北省武漢市,單位:廣西建工集團(tuán)第四建筑工程有限責(zé)任公司,職稱,工程師。
(作者單位:廣西建工集團(tuán)第四建筑工程有限責(zé)任公司)