徐慶和

（河南省鄭州新區(qū)建設(shè)投資有限公司，鄭州450046）

1 引言

目前，混凝土結(jié)構(gòu)仍然是應(yīng)用最為廣泛的建筑結(jié)構(gòu)形式。但許多現(xiàn)有建筑的結(jié)構(gòu)與功能已不能滿足人們的需求，面臨著修復(fù)、改造與加固。一部分建筑或是因為建筑質(zhì)量不佳，或是需要進(jìn)行加層改造，或是改變了原有建筑的用途，均需進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。此外，由于現(xiàn)有抗震規(guī)范的更新，使部分混凝土結(jié)構(gòu)也需進(jìn)行抗震加固[1～3]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑領(lǐng)域出現(xiàn)了很多更加先進(jìn)，更加環(huán)保的建設(shè)方法，本文對其種類、特點(diǎn)研究使用范圍進(jìn)行分析。

2 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法概述

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)加固基本原則

2.1.1 減少破壞原則

減少破壞原則即在混凝土結(jié)構(gòu)加固過程中，應(yīng)采取積極的措施，避免由于加固施工對原有建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的破壞。在保證加固效果的前提下，盡量提高原有混凝土結(jié)構(gòu)的完整性。

2.1.2 盡量分擔(dān)荷載原則

盡量分擔(dān)荷載原則即在混凝土結(jié)構(gòu)加固過程中，應(yīng)充分考慮原有結(jié)構(gòu)的受力特性，利用原有建筑中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，最大限度地保留原有建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能。這樣不僅會減少加固工作量，降低成本，同時也保證了加固效果。

2.1.3 全面校核原則

全面校核原則即在混凝土結(jié)構(gòu)加固過程中，需先對原混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性進(jìn)行全面的計算分析，并對加固后的建筑結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行校核，保證加固后的建筑結(jié)構(gòu)的安全性，使其滿足實際使用要求。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)加固基本要求

混凝土結(jié)構(gòu)加固基本要求包括：（1）充分掌握結(jié)構(gòu)的受力特性。進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固之前，應(yīng)對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢測，通過計算充分掌握原結(jié)構(gòu)的受力特性，再根據(jù)檢測結(jié)果，結(jié)合實際需要，進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計，可最大限度地避免加固過程中出現(xiàn)失誤。（2）混凝土結(jié)構(gòu)加固材料的要求。由于混凝土結(jié)構(gòu)加固處理對加固材料要求較高，應(yīng)在充分研究加固材料特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)采用的加固方式對擬用混凝土結(jié)構(gòu)加固材料進(jìn)行優(yōu)選。（3）混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求。進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固時，不但要時刻關(guān)注相關(guān)構(gòu)件承載力和安全性，還要充分考慮混凝土結(jié)構(gòu)加固處理部分與原有結(jié)構(gòu)結(jié)合的合理性及整體的協(xié)調(diào)性。所采用的加固方法應(yīng)符合相關(guān)的力學(xué)原理，也應(yīng)符合規(guī)范對有關(guān)構(gòu)造措施的要求。

2.3 混凝土結(jié)構(gòu)加固基本流程

混凝土結(jié)構(gòu)加固的基本流程包括：（1）對既有混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，依據(jù)國家規(guī)范對既有混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、抗震性能等進(jìn)行現(xiàn)場檢測，根據(jù)檢測的參數(shù)和分析計算結(jié)果對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行評級；（2）依據(jù)檢測報告，結(jié)合工程現(xiàn)場實際、承載力需求以及抗震等級要求等，初步擬定加固技術(shù)和方法；（3）對初步擬定的加固技術(shù)和方法進(jìn)行詳細(xì)的計算分析，并對加固方法進(jìn)行優(yōu)選，確定最終加固方法及施工方式；（4）現(xiàn)場施工。依據(jù)前期選定的加固方法和施工方式進(jìn)行。同時對加固所用原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的審查，并加強(qiáng)施工過程的管理與監(jiān)督，施工完成后及時進(jìn)行驗收，使設(shè)計方案得到準(zhǔn)確的實施，做到加固后確實滿足實際需求。

3 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法

3.1 直接加固法

直接加固法是對混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固處理，主要有增大截面加固法、置換混凝土加固法、粘貼碳纖維復(fù)合材加固法、預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固法、粘貼鋼板加固法、外包型鋼加固法、預(yù)張緊鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿層加固法等。

增大截面加固法：通過增大原構(gòu)件的截面及配筋，進(jìn)而提高構(gòu)件的承載力，又稱外包混凝土加固法。該方法應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，造價較低，但現(xiàn)場施工量大，工期較長，會改變建筑外觀及實際使用空間。

置換混凝土加固法：將存在缺陷的混凝土置換為質(zhì)量合格優(yōu)質(zhì)的混凝土，以達(dá)到加固的目的。優(yōu)點(diǎn)是采用該方法不會改變原建筑的使用空間，但應(yīng)對原結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗算，并在進(jìn)行卸荷施工前采取有效的支頂措施，同時應(yīng)對施工過程進(jìn)行觀測控制。此外，對新舊混凝土的結(jié)合面也應(yīng)采取有效措施，使其黏結(jié)性得到保障。

粘貼碳纖維復(fù)合材加固法：碳纖維復(fù)合材具有輕質(zhì)高強(qiáng)、抗疲勞、耐腐蝕、易裁剪等特性，使粘貼碳纖維復(fù)合材加固法在實際工程中應(yīng)用廣泛。優(yōu)點(diǎn)是幾乎不增加構(gòu)件尺寸，不影響原建筑的使用空間，且施工速度快，對建筑的正常使用影響小。預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固法適用于截面偏小或配筋不足的鋼筋混凝土受彎、受拉和大偏心受壓構(gòu)件的加固。采用該方法加固的構(gòu)件質(zhì)量需基本完好。但是該方法對原構(gòu)件的質(zhì)量要求較高，當(dāng)構(gòu)件損傷嚴(yán)重時，不可采用此方法。

粘貼鋼板加固法：通過結(jié)構(gòu)膠將薄鋼板粘貼于構(gòu)件受力面，與構(gòu)件共同受力，提高構(gòu)件的抗彎、抗拉承載力。該方法的優(yōu)點(diǎn)是施工快，幾乎不影響構(gòu)件截面尺寸，不影響建筑使用空間。缺點(diǎn)是對結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量及現(xiàn)場粘貼施工工藝要求較高，對施工環(huán)境要求較高，不適于高溫高濕的環(huán)境。外包型鋼加固法，通常采用型鋼或鋼板包在原混凝土構(gòu)件兩側(cè)、四角或表面等位置，并在原構(gòu)件與型鋼或鋼板的間隙灌注高強(qiáng)砂漿或環(huán)氧樹脂漿料，從而提高原構(gòu)件的整體承載力或抗震性能。該方法現(xiàn)場施工速度較快，對構(gòu)件截面尺寸影響小，同時可顯著增強(qiáng)構(gòu)件承載力或抗震性能。

預(yù)張緊鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿層加固法：適用于鋼筋混凝土梁、柱、墻等構(gòu)件的加固，且大多用于受彎構(gòu)件的加固，該方法在實際工程中應(yīng)用較少。

3.2 間接加固法

間接加固法是對混凝土結(jié)構(gòu)總體布局進(jìn)行加固，可分為體外預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法等。體外預(yù)應(yīng)力加固法，通過鋼拉桿、型鋼撐桿等對原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，優(yōu)化原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布及應(yīng)力水平，可使體外預(yù)應(yīng)力部分與原結(jié)構(gòu)共同受力，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的整體承載力。該方法在大跨度結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用較多，可顯著提高承載力，但施工方法較復(fù)雜。增設(shè)支點(diǎn)加固法，通過增加支撐點(diǎn)的數(shù)量，降低結(jié)構(gòu)的跨度，提高結(jié)構(gòu)整體承載力。該方法適用于梁、板、桁架等結(jié)構(gòu)的加固。但由于增設(shè)了支點(diǎn)，也影響了原建筑內(nèi)部的使用空間。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)加固的相關(guān)技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)加固相關(guān)的技術(shù)有植筋技術(shù)、錨栓技術(shù)、裂縫修補(bǔ)技術(shù)等。植筋技術(shù)是通過結(jié)構(gòu)膠在混凝土結(jié)構(gòu)中植入帶肋鋼筋、全螺紋螺桿的技術(shù)。錨栓技術(shù)通常用于外包鋼、纖維復(fù)合材料等加固材料與混凝土構(gòu)件的附加錨固。裂縫修補(bǔ)技術(shù)，通常采用改性環(huán)氧樹脂類等修補(bǔ)膠液，通過表面封閉法、壓力注漿法等對原構(gòu)件的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。在混凝土結(jié)構(gòu)加固中，應(yīng)根據(jù)不同的加固方法，采取相應(yīng)的加固技術(shù)給予輔助，提高加固效果。

4 結(jié)語

本文分析了混凝土結(jié)構(gòu)加固基本原則及基本要求，總結(jié)了混凝土結(jié)構(gòu)加固的基本流程，并從直接加固法、間接加固法及加固相關(guān)技術(shù)3方面，梳理了混凝土結(jié)構(gòu)加固工程中不同加固方法的特點(diǎn)及其適用范圍，為類似混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方案的優(yōu)選提供參考。