程思雨
(廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司,廣東廣州 510016)
隨著人們物質(zhì)生活水平與審美水平的提升,使得房屋建筑市場走入了新的發(fā)展階段。當前,房屋建筑的穩(wěn)定性、美觀性、功能性和安全性都成為建筑使用者關(guān)注的重點,而房屋建筑企業(yè)也必須不斷提高施工水平和工程整體質(zhì)量,才能在激烈的市場競爭中脫穎而出。因此,合理選用結(jié)構(gòu)加固技術(shù),提高房屋建筑質(zhì)量十分必要。
在房屋建筑工程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)加固技術(shù),有利于提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體性和施工質(zhì)量。從結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的實際應(yīng)用情況來看,技術(shù)應(yīng)用具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)穩(wěn)固性。結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用,有利于提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的強度,能使其抗震性、穩(wěn)定性和安全性都得到提升?;诮Y(jié)構(gòu)加固技術(shù),房屋建筑在地震災(zāi)害中可表現(xiàn)出更強的抵御能力;在日常使用中,出現(xiàn)裂縫或倒塌的風險也會大幅下降。
(2)耐久性。在房屋建筑當中使用結(jié)構(gòu)加固技術(shù),有利于提高建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量,可有效延長房屋建筑的使用壽命。通常來說,當房屋建筑結(jié)構(gòu)的強度無法達到相關(guān)標準或難以滿足實際需求時,會面臨提前拆遷問題。而應(yīng)用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)后建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大增,將為房屋建筑“壽終正寢”奠定基礎(chǔ)。
(3)經(jīng)濟性。當房屋建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或破損問題時,需要及時進行維修、養(yǎng)護,否則會威脅到使用者的生命財產(chǎn)安全。但是,維修施工必然會耗費大量材料和資金,不僅增加施工成本,還會影響建筑企業(yè)的市場口碑與競爭力。而應(yīng)用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)可以規(guī)避這些問題,減少此方面的成本支出,更能提升企業(yè)的市場競爭力。
隨著房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的發(fā)展,施工技術(shù)體系不斷完善,結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的類型也在不斷增多。當前,房屋建筑結(jié)構(gòu)加固工作大多從梁柱結(jié)構(gòu)和受拉固件等方面著手,技術(shù)的主要原理是通過鋼板補強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,讓建筑整體結(jié)構(gòu)能夠擁有更高的抗拉、抗彎、抗剪和抗震性能。在實踐過工作當中,房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)主要有以下幾種類型。
這種結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的主要原材料是碳纖維布(如圖1所示)。施工人員將在構(gòu)件表面粘貼碳纖維布,使構(gòu)件能夠承受更大的拉力,并與混凝土變形協(xié)調(diào);這樣一來,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件將與碳纖維布一同受力和維穩(wěn),房屋建筑的整體穩(wěn)定性將會得到有力保障。當然,在實際應(yīng)用過程中,施工人員也可以用碳纖維板、玻璃纖維等纖維類材料代替碳纖維布。
圖1 碳纖維加固技術(shù)
從施工材料的角度來看,碳纖維材料具有質(zhì)量輕、強度高且抗疲勞能力強的特點,它還擁有良好的粘合性與耐腐蝕性,能夠廣泛應(yīng)用在多種工程當中。應(yīng)用此類型技術(shù)開展房屋建筑結(jié)構(gòu)加固時,施工人員需要嚴格控制施工工序與質(zhì)量。粘貼碳纖維之前,建筑施工人員需要先處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,以涂刷地腳、配制膠料和修補找平來創(chuàng)造良好的粘貼條件;粘貼碳纖維材料以后,還需要對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面進行防護和質(zhì)檢,才能確保碳纖維加固技術(shù)的整體施工質(zhì)量。
顧名思義,這種結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的原理就是通過增加構(gòu)件截面實現(xiàn)加固。在實際應(yīng)用過程中,施工人員將通過外包混凝土的方式,增加房屋建筑構(gòu)件的截面面積和配筋,從而使其強度、剛度都得到提升。而且,在這些材料和技術(shù)的加持之下,房屋建筑構(gòu)件的穩(wěn)定性、整體性都將得到提升,出現(xiàn)裂縫的概率會大大下降,修補裂縫的便捷性也將得到提升。當前,以加大截面的方式加固房屋建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù),主要應(yīng)用在建筑的樓板、梁柱以及屋架加固方面。開展此方面施工時,施工人員必須基于構(gòu)件類型、受力情況、幾何尺寸、工期要求和作業(yè)成本等方面的綜合考量,確定加固方案。在實踐工作當中,基于這種加固技術(shù)可以通過單側(cè)、雙側(cè)或整體包套等多種方式加固構(gòu)件。需要注意的是,加大截面加固技術(shù)的養(yǎng)護周期相對較長,所以會對工程整體工期產(chǎn)生影響;而且這種方法需要以混凝土包裹構(gòu)件,因此容易影響房屋建筑的美觀性。
植筋加固技術(shù)也是房屋建筑施工環(huán)節(jié)常用的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),其應(yīng)用原理是通過加入新的鋼筋,增加混凝土結(jié)構(gòu)的整體強度和剛度。在施工過程中,相關(guān)工作人員需要在原本的混凝土結(jié)構(gòu)上,進行鉆孔、注膠、加筋等方面的施工。需要注意的是,施工人員必須保證鋼筋無銹跡和破損,而且加筋時必須準確定位避免鋼筋彎折。通常來說,應(yīng)用植筋加固技術(shù)時不可焊接被植入的鋼筋,若必須焊接則焊點與混凝土構(gòu)件表面的距離也必須超過鋼筋半徑的15倍,而且在使用時必須以冷水浸潤毛巾包裹被植入鋼筋的外露根部。
近年來,無損開洞加固技術(shù)也在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固工程中得到廣泛應(yīng)用。這種技術(shù)的應(yīng)用,可以避免建筑結(jié)構(gòu)因開洞而受到錘擊破壞,能夠最大限度地保障建筑結(jié)構(gòu)本身的完整性和穩(wěn)定性,更能在施工后有效提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的強度與抗震性。當前,無損開洞加固技術(shù)主要被應(yīng)用在剪力墻、高層建筑樓板以及核心筒上。
在灌漿加固方面,房屋建筑加固工程中大多會使用裂縫灌漿加固技術(shù)。在此環(huán)節(jié),若結(jié)構(gòu)裂縫不超過0.05mm則采用微細裂縫灌漿加固技術(shù),若裂縫較大則可以采用深層裂縫灌漿加固技術(shù)。灌漿加固技術(shù)將有效恢復混凝土構(gòu)件的整體完整性,能夠使結(jié)構(gòu)強度、密實度都得到提升。而且,即便在應(yīng)用混凝土構(gòu)件再次因受力不當或破壞而產(chǎn)生裂縫,裂縫表面也不會出現(xiàn)在原有斷裂面,能有效避免同一位置重復斷裂。
為了有效開展分析房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工分析,本文將以廣州地區(qū)實際工程為案例,對建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)的要點進行論述。
案例工程是廣州市內(nèi)的某培訓中心綜合樓餐廳,房屋建筑工程整體為單層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)的層高為5.5m,梁跨度為14m,柱間距為3.6;在該結(jié)構(gòu)當中,柱截面尺寸為450×550,梁截面尺寸為350×1000;梁跨的中下部位置有7根直徑為25mm的縱向鋼筋,梁沿高度每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋間距@200。建筑整體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用C30混凝土,梁底400mm位置有石膏板吊頂頂棚。在案例建筑使用過程當中,大梁跨中處出現(xiàn)了19條豎向裂縫,其中6條裂縫寬度超過0.3mm,最大裂縫為0.4mm。
案例建筑位于廣州,當?shù)貧夂虺睗穸嘤昵乙资艿脚_風等惡劣天氣影響,所以建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求相對較高,一旦出現(xiàn)裂縫必須立即處理。為了有效加固和填補裂縫,建筑企業(yè)對裂縫成因進行分析,發(fā)現(xiàn)該建筑的保溫層選用不合理,使屋面跨中超載開裂;而且建筑結(jié)構(gòu)還存在框架柱截面小、長細比大、剛度差且彎矩分配系數(shù)小的問題,所以出現(xiàn)梁跨中開裂[2]。
基于此,施工單位決定從加固基礎(chǔ)和加大柱截面兩方面著手,對案例建筑結(jié)構(gòu)進行加固。在此環(huán)節(jié),具體施工工序為加固基礎(chǔ)、加固柱截面、卸載頂撐。加固基礎(chǔ)時,施工人員將接長框架柱內(nèi)側(cè)基地臺階下的鋼筋,使其結(jié)構(gòu)擁有更高的剛度與承載能力。此時,需要確保鋼筋性能達標、新舊混凝土截面潔凈且混凝土澆筑施工技術(shù)標準。在加大柱截面的過程中,可將案例柱截面的尺寸擴大到45cm×75cm。此時,應(yīng)鏟除出柱面抹灰層并完成清潔,再完成柱面鉆孔、加筋,然后還需要焊接10@200新增柱箍筋、錨筋和原柱箍筋,并做好鋼筋綁扎安裝;最后,施工人員應(yīng)該在涂刷界面劑以后澆筑混凝土,澆筑位置需與牛腿鋼筋底部持平。當然,施工人員也可以使用裂縫灌漿技術(shù),讓梁柱結(jié)構(gòu)的整體性得到保障。比如,采用環(huán)氧灌漿樹脂修補案例工程當中的微細裂縫,增強混凝土結(jié)構(gòu)的韌性、強度和穩(wěn)定性??傊谝贿^程中,施工人員從案例結(jié)構(gòu)的梁柱的承載力和穩(wěn)定性要求著手,選用適宜的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),并確保柱截面加大后的尺寸合理性,為提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和安全性提供保障。
綜上所述,將結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用到房屋建筑施工領(lǐng)域,能夠有效提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性,更有利于減少房屋返修率和建筑圍護成本。對于房屋建筑人員來說,應(yīng)用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)時應(yīng)該從房屋建筑建設(shè)與維護需求出發(fā),不斷利用建筑材料與施工方法改良房屋建筑結(jié)構(gòu),優(yōu)化其使用性能。