周永超

（中國建筑第二工程局有限公司核電建設(shè)分公司，廣東 深圳 518106）

1 引言

制訂加固施工方案之前，需要對房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑主要包括地基、主體結(jié)構(gòu)、梁板柱等部位。要分析混凝土結(jié)構(gòu)的受力分布情況，采用合適的加固施工技術(shù)。比較常用的加固方法有增加截面面積、增加支撐構(gòu)件等，以及使用纖維素復(fù)合材料加固等。

2 混凝土結(jié)構(gòu)直接加固施工技術(shù)

2.1 加大截面加固技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)加固施工經(jīng)常會采用增大截面加固技術(shù)。該技術(shù)主要是增加建筑構(gòu)件截面的尺寸，根據(jù)實際需求增加受力配筋，以此來增加構(gòu)件的承載能力，讓建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。該方法可以被運(yùn)用在多個構(gòu)件的加固施工中，如梁柱加固施工和樓板加固施工。增大截面加固技術(shù)的發(fā)展非常成熟，對施工人員的要求較低，施工過程比較方便，具有較高的可靠性，能夠提高構(gòu)件的抗力，最大程度上保證建筑結(jié)構(gòu)柱的穩(wěn)定性。但是，增大截面加固技術(shù)有一定的不足，在施工的過程中需要占用一定的建筑空間，而且現(xiàn)場施工作業(yè)量較大，需要長時間養(yǎng)護(hù)，對整個建筑的外觀會產(chǎn)生一定影響[1]。

2.2 置換混凝土加固技術(shù)

如果建筑混凝土結(jié)構(gòu)中的梁柱等承重構(gòu)件或者受壓區(qū)的其他構(gòu)件在密實度和強(qiáng)度上無法滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以采用置換混凝土加固技術(shù)。施工期間，將建筑結(jié)構(gòu)中承重力沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的部位全部拆除，在該部位重新施工，放入新的混凝土，確保新混凝土的質(zhì)量和承重性可以滿足要求。置換加固施工技術(shù)不會對建筑結(jié)構(gòu)的布局方式產(chǎn)生影響，不會占用額外的建筑空間。該技術(shù)的不足在于施工周期較長、工作量較大，需要花較多的時間清除原有的混凝土，而且施工的過程中，需要對周邊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐和加固，避免周邊結(jié)構(gòu)受到影響[2]。

2.3 外包鋼加固技術(shù)

如果不能增加原構(gòu)件的截面尺寸，可以采用外包鋼加固施工技術(shù)。施工時，需要用專門的材料包裹待加固構(gòu)件，如結(jié)構(gòu)柱等，包裹的材料主要為鋼材，如角鋼或鋼板等材料，包裹之后，構(gòu)件會具備更強(qiáng)的抗壓能力。外包鋼加固施工技術(shù)具體有兩種加固方法：第一，干式外包鋼加固施工技術(shù)，通過焊接的形式將原構(gòu)件和外包型鋼連接起來，以此來約束原構(gòu)件，使原構(gòu)件具備更強(qiáng)的抗變形能力和承載能力。第二，濕式外包鋼加固施工技術(shù)，需要準(zhǔn)備多種材料，主要有水泥砂漿和環(huán)氧樹脂，這些材料可以使外包鋼和原構(gòu)件緊密黏結(jié)。雖然該方法的作業(yè)量較大，但是加固效果非常好，操作簡單，缺點在于成本較高，不能在高溫環(huán)境和沒有防護(hù)的環(huán)境中施工[3]。

2.4 粘貼鋼板加固技術(shù)

施工中需要使用黏結(jié)劑和錨栓，用這些材料和工具把鋼板粘貼到待加固部位，使鋼板和構(gòu)件緊密連接。在建筑混凝土結(jié)構(gòu)梁板構(gòu)件的加固施工中，經(jīng)常會采用粘貼鋼板加固技術(shù)，這種加固施工工藝發(fā)展比較成熟，具有較好的加工效果。但該技術(shù)存在較多缺點，如對環(huán)境溫度有較高的要求，很容易受到腐蝕，后期養(yǎng)護(hù)工作比較麻煩等。如果鋼筋密度較大，或者結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，盡量不要使用粘貼鋼板加固技術(shù)。

2.5 粘貼纖維復(fù)合材加固技術(shù)

纖維復(fù)合材料主要包括3種纖維，分別是玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維。在建筑結(jié)構(gòu)加固施工中，一般會使用碳纖維材料。碳纖維織物強(qiáng)度較大，能夠改善混凝土結(jié)構(gòu)的性能。碳纖維有良好的彈性模量，其抗拉強(qiáng)度非常高，與鋼材相比，碳纖維材料具有更強(qiáng)的抗疲勞能力，質(zhì)量也相對較小，還具有耐久性和抗腐蝕性，即使混凝土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，也能起到很好的加固效果。一般會在受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件承載性能較差的時候使用該技術(shù)，通過纏繞約束的方式加固受壓構(gòu)件。該技術(shù)的缺點在于防護(hù)要求較高，很容易在火災(zāi)中失去作用。

2.6 噴射混凝土加固技術(shù)

施工人員需要準(zhǔn)備專門的噴射機(jī)械，通過壓縮空氣等方式對材料進(jìn)行拌制，拌制材料的時候，需要注意材料的比例。噴射機(jī)械在高速噴射的過程中，混凝土?xí)饾u凝結(jié)硬化，按這種方式制作的混凝土具有較高的黏結(jié)強(qiáng)度，有良好的力學(xué)性能，還能夠傳遞拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。

2.7 結(jié)構(gòu)膠植筋加固技術(shù)

運(yùn)用結(jié)構(gòu)膠植筋加固施工技術(shù)時，需要在建筑現(xiàn)有混凝土構(gòu)件上進(jìn)行鉆孔?？刂坪勉@孔的深度，將受力鋼筋植入構(gòu)件的孔洞內(nèi)部。使用結(jié)構(gòu)膠，也就是化學(xué)膠粘劑，將鋼筋和構(gòu)件粘牢。利用鋼筋的抗拉性能提高構(gòu)件的承載力。結(jié)構(gòu)膠植筋加固施工技術(shù)有較好的錨固效果，一般在補(bǔ)埋鋼筋或后埋鋼筋的加固施工中會運(yùn)用該技術(shù)。

3 混凝土結(jié)構(gòu)間接加固施工技術(shù)

3.1 增加支撐加固技術(shù)

增加支撐點之前，需要對建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布進(jìn)行分析，通過增加支撐來調(diào)整混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布情況。適當(dāng)縮小結(jié)構(gòu)之間的跨度，以此來提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力，這種加固技術(shù)就是增加支撐加固施工技術(shù)。該技術(shù)具有受力明確和施工方便的優(yōu)點，但是會對原本的建筑空間和空間功能產(chǎn)生影響。

3.2 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

在預(yù)應(yīng)力加固施工中，需要安裝外預(yù)應(yīng)力拉桿，拉桿受力后，建筑混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布情況也會逐漸變化，內(nèi)力水平逐漸降低，混凝土結(jié)構(gòu)也會具有更強(qiáng)的承載能力。預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)最大的作用就是改變建筑混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布情況，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，該技術(shù)還能解決應(yīng)力應(yīng)變滯后等問題，一般會在跨度較大或重型結(jié)構(gòu)中使用這一加固技術(shù)，如果混凝土結(jié)構(gòu)處于高應(yīng)變狀態(tài)，可以利用預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)進(jìn)行處理。但是，預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)存在一定的缺點，加固之后，建筑結(jié)構(gòu)外觀會受到影響，盡量不要在溫度較高的環(huán)境中使用。

4 混凝土結(jié)構(gòu)板梁加固施工技術(shù)

4.1 混凝土結(jié)構(gòu)板梁承載力較低的原因

從設(shè)計的層面來看，計算數(shù)值與梁板真實的受力情況不相同，沒有注意到部分荷載，導(dǎo)致計算結(jié)果不準(zhǔn)確，沒有考慮細(xì)節(jié)問題和其他附加荷載，都會使設(shè)計方案不合理，無法滿足建筑結(jié)構(gòu)梁板的承重要求。從施工的層面來看，構(gòu)件截面尺寸較小，材料質(zhì)量較差，沒有按照規(guī)范使用材料，混凝土強(qiáng)度等級較低，構(gòu)件存在多種缺陷，植入鋼筋時出現(xiàn)誤配或少配等問題，使受力鋼筋的位置發(fā)生變化，焊接的過程中，沒有將鋼筋焊牢，沒有達(dá)到錨固的要求，發(fā)現(xiàn)問題后未經(jīng)討論，自行改變設(shè)計施工方案，鋼筋受到腐蝕，養(yǎng)護(hù)管理工作不到位，這些施工中的問題會影響梁板的承載力。從使用的層面來看，當(dāng)空間功能發(fā)生變化，實際承載超出預(yù)計的范圍，現(xiàn)有的梁板結(jié)構(gòu)無法滿足需求，個別人員私自拆除構(gòu)件，導(dǎo)致承重構(gòu)件受到破壞，或者位于腐蝕性環(huán)境，這些情況下，混凝土結(jié)構(gòu)板梁承載力都會降低，需要對混凝土結(jié)構(gòu)梁板進(jìn)行加固處理。

4.2 混凝土結(jié)構(gòu)板梁加固施工要點

混凝土結(jié)構(gòu)板梁部位的加固施工可以采用增大截面、粘鋼加固、增補(bǔ)受拉鋼筋等加固施工方法。在增大截面加固施工中，可以在構(gòu)件一側(cè)補(bǔ)澆混凝土加固梁，如圖1所示，如有必要，還可以增加鋼筋，進(jìn)一步提高承載能力。施工時，要控制板梁的不平度，分段進(jìn)行焊接，按照規(guī)范安裝鋼筋和支設(shè)模板，澆筑后及時沖洗干凈，并進(jìn)行除銹。粘鋼加固施工需要使用專門的粘貼膠，將鋼板和構(gòu)件黏結(jié)，將一部分拉應(yīng)力分給鋼板，結(jié)構(gòu)梁有多種粘鋼加固方式，如圖2所示。增補(bǔ)受拉鋼筋施工技術(shù)可以采用不同的連接方法，主要包括全焊接補(bǔ)筋、半焊接補(bǔ)筋和黏結(jié)方式。

圖1 單側(cè)補(bǔ)澆混凝土加固梁

圖2 梁下、梁上粘鋼加固示意圖

5 混凝土結(jié)構(gòu)柱加固施工技術(shù)

5.1 混凝土結(jié)構(gòu)柱存在的問題及其原因

當(dāng)小偏心受壓柱遭到破壞時，壓應(yīng)力較大的區(qū)域會出現(xiàn)縱向裂縫；當(dāng)軸心壓柱遭到破壞時，先產(chǎn)生縱向裂縫，保護(hù)層混凝土也會受到影響，起殼后逐漸剝落，導(dǎo)致混凝土被壓碎和崩裂；當(dāng)大偏心受壓柱遭到破壞時，邊緣部位會產(chǎn)生橫向裂縫，壓應(yīng)力超過極限后，混凝土徹底被破壞。梁板遭到破壞的原因同樣適用于混凝土結(jié)構(gòu)柱，除此之外，在地基不均勻沉降形成附加應(yīng)力的情況下，或者突然發(fā)生災(zāi)害，這些情況也會使結(jié)構(gòu)柱出現(xiàn)問題。

5.2 混凝土結(jié)構(gòu)柱的加固施工要點

混凝土結(jié)構(gòu)柱可以采用多種加固施工技術(shù)。外包混凝土加固主要包括單面外包、雙面外包和四周外包，圖3為四周外包。在外包鋼加固施工中，需要使用鋼板和型鋼，包裹柱子的兩面或者包裹四角，如圖4所示，可以采用干式外包或者濕式外包，利用型鋼套箍和綴板來約束原構(gòu)件。在置換加固施工中，可以對局部進(jìn)行置換，也可以將缺陷部位全部置換，確保新老混凝土的受力相互均衡，在接觸面涂刷界面劑，或者涂刷高強(qiáng)純水泥漿。

圖3 四周外包加固柱

圖4 外包鋼加固柱

6 結(jié)語

加固施工技術(shù)能夠提高房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力，讓混凝土結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，讓房屋建筑更加安全?？梢圆扇≡黾咏孛?、增補(bǔ)鋼筋、外包鋼加固等方法，不同的加固施工技術(shù)有著不同的加固效果，各個施工方案的流程、要點和標(biāo)準(zhǔn)也都不同，為了最大限度提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載性，需要合理運(yùn)用加固施工技術(shù)，做到規(guī)范施工。