吳榮華
(福建嶸馳建設(shè)發(fā)展有限公司,福建 將樂 353300)
鋼筋混凝土材料本身具備良好的防火性和耐久性特征,這也使其在建筑行業(yè)之中得到廣泛應(yīng)用。我國土地遼闊,不同區(qū)域之間的氣候環(huán)境存在明顯差異,再加上近年來自然災(zāi)害出現(xiàn)頻率有所提升,容易影響鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此,相關(guān)企業(yè)和工作人員需要根據(jù)實際情況,對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)進(jìn)行深入研究,避免引發(fā)更多建筑問題。
建筑物在使用過程中,容易受到各種因素影響,其中最為重要的當(dāng)屬人為因素和環(huán)境因素。常見的人為因素有人為機械影響、人為化學(xué)物質(zhì)影響等。環(huán)境因素則包括溫度、降雨量以及太陽直射時間等。提升建筑物穩(wěn)定性、耐久性不容忽視,這也是維護(hù)建筑物穩(wěn)定的基礎(chǔ)所在。通過利用鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù),能夠保證建筑物的穩(wěn)定性和耐久性,降低人為和環(huán)境因素對房屋建筑的影響,讓建筑物損害保持在最低水平[1]。
在房屋建筑質(zhì)量評斷上,涉及到很多專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其中最為直觀的當(dāng)屬建筑物整體使用時間?,F(xiàn)階段,很多建筑物在施工結(jié)束后,會受到很多因素影響,從而導(dǎo)致房屋建筑使用壽命大幅縮短,造成資本消耗和浪費。此時,結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的應(yīng)用,能夠?qū)⑸鲜鰡栴}合理解決,強化房屋建筑質(zhì)量的同時,延長建筑物的使用期限,實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。
結(jié)構(gòu)灌封技術(shù)的應(yīng)用,與灌漿技術(shù)原理相似,適合對鋼筋混凝土建筑中的裂縫進(jìn)行修補,應(yīng)用針對性極強。在具體操作之中,主要應(yīng)用一些粘度低、拉伸性好的灌漿材料,來調(diào)和漿液,保證混凝土構(gòu)件中的裂縫和空洞得到修復(fù)。結(jié)構(gòu)灌縫技術(shù)在應(yīng)用時,常見形式有兩種,其中一種為化學(xué)灌漿,通過加入不同比例的化學(xué)材料形成漿液,如環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯等等,再利用壓送設(shè)備將漿液灌入到混凝土結(jié)構(gòu)裂縫,經(jīng)過擴散和膠凝后,發(fā)揮出加固效果。另一種為水泥壓漿加固技術(shù),實踐應(yīng)用時,可以借助壓力設(shè)備,將水泥漿液與結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫相結(jié)合,發(fā)揮出固結(jié)效果,該種水泥漿液成本低,運輸存儲也十分方便,適合大范圍推廣??偟膩碚f,該技術(shù)可以讓材料固結(jié)后產(chǎn)生較高的粘結(jié)力,與混凝土緊密相連,恢復(fù)鋼筋混凝土構(gòu)件效果,強化其耐久性,延長整體建筑物的使用時間。
從特性角度來說,碳纖維布具備彈性好、強度高的特點,在具體鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固操作上,一般以≥300g/m2規(guī)格的碳纖維布應(yīng)用為主,該規(guī)格碳纖維布質(zhì)量可以滿足大多數(shù)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固需求。另外,該類操作還需要應(yīng)用到粘結(jié)膠,在選擇上,最佳應(yīng)用選擇為免底涂的粘結(jié)膠,實現(xiàn)對修補效果的進(jìn)一步優(yōu)化。應(yīng)用碳纖維布時,主要是借助于鋼筋混凝土構(gòu)件包裹形式,讓載荷力以及延性性能全面提升。作用原理如下:(1)碳纖維布的橫向包裹,能夠發(fā)揮出受剪箍筋的效果,承受更大的剪切作用力,讓構(gòu)件性能得到改善,承受更高的外力作用。(2)通過碳纖維布橫向包裹,可以保證對淺部混凝土進(jìn)行束縛,強化混凝土構(gòu)件抗壓強度,更為重要的是,當(dāng)混凝土構(gòu)件應(yīng)力值達(dá)到最大時,橫向膨脹速度和碳纖維環(huán)向應(yīng)力均能得到提升,保證結(jié)構(gòu)加固效果得到良好保障[2]。
從應(yīng)用角度來說,為了能夠充分發(fā)揮碳纖維布加固作用,工作人員首先要做的就是對加固表面進(jìn)行處理,去除雜物的同時,保證外表面的清潔平整,之后利用丙酮等有機溶劑擦拭、晾曬后,用修補膠修復(fù)裂紋或者裂縫,再進(jìn)行糙化處理。當(dāng)上述工作全部結(jié)束后,方可開展碳纖維布粘貼。(1)處理好鋪層,將樹脂均勻涂抹在混凝土表面。(2)開展常溫固化處理,當(dāng)外表面達(dá)到干燥狀態(tài)后,進(jìn)行找平粘貼,之后借助于專用滾筒在纖維布上碾壓,保證粘貼的均勻性。作業(yè)時,如果出現(xiàn)碳纖維布空鼓問題,工作人員應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整,避免對后續(xù)工作產(chǎn)生影響。
對于體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用過程,主要是將預(yù)應(yīng)力筋與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,讓結(jié)構(gòu)內(nèi)力和荷載均能有效去除,將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加工圖效果發(fā)揮到最大狀態(tài),強化建筑項目改造成效。實際應(yīng)用時,工作人員也可以借助于支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計,將整體結(jié)構(gòu)受力分散開來,保護(hù)受力點,這樣一來,整體結(jié)構(gòu)承載力得到提升。除了開展項目改造施工,很多現(xiàn)有建筑項目也會對體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,保證鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固項目施工工期大幅縮短,降低維護(hù)成本。
截面加大加固技術(shù)主要是在原有鋼筋混凝土構(gòu)件基礎(chǔ)上,重新包裹一層鋼筋混凝土,保證鋼筋混凝土構(gòu)件截面積提升,強化構(gòu)件穩(wěn)定性。在該類操作幫助下,整體建筑結(jié)構(gòu)抗壓能力穩(wěn)步強化,賦予主體結(jié)構(gòu)更強的抗彎性能和截面抗剪力,讓原有建筑項目更為穩(wěn)定。相比之下,該項施工工藝并不復(fù)雜,而且具備較高實用性。也正是由于該優(yōu)勢所在,該項技術(shù)發(fā)展相對成熟,在很多混凝土建筑項目中得到應(yīng)用。值得注意的是,對于原構(gòu)件應(yīng)用,其外側(cè)包裹的鋼筋混凝土厚度需滿足實際條件,不能太薄也不能太厚,以此來維護(hù)工程施工質(zhì)量[3]。
想要將粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)效果展示出來,相關(guān)工作人員需要在鋼筋混凝土構(gòu)件外側(cè)包裹一層鋼板或者是型鋼,在內(nèi)粘結(jié)技術(shù)作用下,可以保證鋼材和混凝土構(gòu)件緊密結(jié)合在一起。鋼材自身抗拉性和抗壓性得到穩(wěn)步提升,分散鋼筋混凝土構(gòu)件受到的外力壓迫,這也能夠讓鋼筋混凝土荷載力越來越低,維護(hù)構(gòu)件承載力。相比之下,該項技術(shù)的整體應(yīng)用過程同樣相對簡單,工作人員的工作量不高,但期間會消耗很多鋼材,進(jìn)一步增加了施工成本,而且溫度和濕度會對粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)產(chǎn)生很大影響,無法讓鋼筋混凝土構(gòu)件截面得到合理加固。
在置換混凝土加固技術(shù)作用下,鋼筋混凝土之中很多多余混凝土能夠被清理,為后續(xù)澆筑工作開展創(chuàng)造有利條件。尤其是現(xiàn)階段混凝土技術(shù)的更新,在使用年限、使用效果等方面優(yōu)于之前建筑施工中的混凝土,當(dāng)置換工作結(jié)束后,不但能夠?qū)⒏玫募庸绦Ч尸F(xiàn)出來,還能讓建筑項目使用時間大幅延長??偟膩碚f,該類技術(shù)應(yīng)用具備很強的實用性,施工步驟不復(fù)雜,相比之下,作業(yè)時間會有所延長,對于卸載和支撐裝置要求較高,這些均需要施工人員在執(zhí)行工作時格外關(guān)注。
本文以福州高級中學(xué)求實樓加固改造工程為研究對象,該項目已由福州市發(fā)展和改革委員會以榕發(fā)改審批〔2017〕77 號批準(zhǔn)建設(shè)。該項目位于福州市倉山區(qū)樂群路18 號福建省福州高級中學(xué)校內(nèi),求實樓加固改造工程面積約4427m2、檐口高度22.20m,地上6 層;主體施工樓體為奮進(jìn)樓,奮進(jìn)樓立面改造面積約2674m2、檐口高度21.6m,地上6 層;新建廁所面積約678m2,地上六層。工期方面,總工期為60 個日歷天,建設(shè)質(zhì)量要符合現(xiàn)行國家《工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》合格標(biāo)準(zhǔn)[4]。
為了保證建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土加固效果,損傷檢測必不可少,常見檢測手段有非破損法,形式為超聲脈沖法等等。超聲脈沖法在應(yīng)用時,主要是借助于波介質(zhì)傳遞時,由于不同介質(zhì)物理屬性不同,所呈現(xiàn)出的曲線描述也不同,可以通過曲線變化情況,判斷問題出現(xiàn)的具體位置,確定損傷位置所在。通常情況下,在超聲波檢測幫助下,混凝土構(gòu)件破壞情況能夠全面展示出來,為了更好完成相關(guān)工作,人們還要結(jié)合回彈法,了解混凝土構(gòu)件的具體強度,展示出加固技術(shù)的科學(xué)價值。
在現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展過程中,建筑材料市場也具備了多元化特點,尤其是在新材料和新工藝作用下,建筑質(zhì)量得到了大幅提升。例如,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固上,人們同樣會引用新的材料和工藝手段,主體作業(yè)質(zhì)量會得到保障。為此,在本次福州高級中學(xué)求實樓加固改造工程之中,管理者同樣需要注重新材料和新工藝的合理選擇,通過有效鑒定,讓工程項目建設(shè)質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
基礎(chǔ)加固時,如果柱體結(jié)構(gòu)減少,周圍柱體結(jié)構(gòu)的受力大幅提升,進(jìn)而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底面無法與后續(xù)結(jié)構(gòu)受力要求保持同步。為了避免上述問題出現(xiàn),施工前期,相關(guān)工作人員需要對施工區(qū)域整體情況進(jìn)行分析,了解工程施工區(qū)域特點。對于福州高級中學(xué)求實樓加固改造項目,由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻,能夠賦予地基良好的承載力。實際鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固改造上,最佳施工方式為大截面施工,具體施工要點如下:將加固區(qū)域基礎(chǔ)底面增寬,具體增加寬度為300mm,保證臺階得到相應(yīng)提高。增寬操作執(zhí)行時,還要保證基層下地基土得到全面夯實,改進(jìn)基礎(chǔ)區(qū)域鋼筋結(jié)構(gòu),必要時還要進(jìn)行植筋和焊接操作。另外,澆筑施工上,還要提前進(jìn)行洗刷操作,讓界面劑涂刷量處于合理化狀態(tài)[5]。
從實際建筑工程角度來說,確定加固改造方案時,應(yīng)提前明確加固改造工作開展的具體原因,以及結(jié)構(gòu)功能變化等情況,提供可靠性鑒定操作,與此同時,還要關(guān)注整個施工場地的地質(zhì)條件。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,各企業(yè)主要以經(jīng)濟、施工便利程度和質(zhì)量等作為衡量標(biāo)準(zhǔn),開展一系列分析和對比,最終選擇合理的加固改造方案。例如,在福州高級中學(xué)求實樓加固改造中的靜力加固操作時,人們最先考慮的是承載力。想要真正提升抗震加固改造效果,需要梳理結(jié)構(gòu)整體性問題,消除各種影響因素。在探討加固改造費用時,除了一次性加固改造投資外,還會涉及到加固改造后所產(chǎn)生的維修、保養(yǎng)投入。因此,材料的美觀程度和經(jīng)濟性同樣需要考慮,除此之外,還要盡可能展示出安全性和可靠性等特點。最終,通過各方面綜合比對和分析,確定最佳的建筑工程加固改造技術(shù)方案,做到效益最大化。
從鋼筋混凝土建筑自身結(jié)構(gòu)角度來看,人們在加固和改造上,會應(yīng)用到很多種技術(shù),其中,最為常見的改造技術(shù)有大截面技術(shù)、結(jié)構(gòu)灌縫技術(shù)等。具體應(yīng)用操作時,工作人員需要根據(jù)實際情況,對結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)進(jìn)行合理選擇,確定最佳方案,避免混凝土建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響。