淺談建筑結構鋼筋混凝土加固技術方法

王治軍

摘要：目前鋼筋混凝土結構的工程實例越來越多。本文介紹了多種鋼筋混凝土結構的加固技術,并結合工程實踐著重論述了加固技術的特點、適用范圍等。

關鍵詞：鋼筋混凝土 結構 加固 方法

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

在經濟迅速發展的今天，人們的居住條件大為改善，同時人們對建筑質量的要求也越來越高，新技術、新方法不斷應用于建筑工程中。建筑工程的穩固性和抗震性一直是檢驗建筑工程質量的主要指標，為了保證建筑的穩固和安全，必須對建筑進行一定的加固，鑒于目前建筑工程大都以鋼筋混凝土為主要建筑材料，在這里我們主要討論的是鋼筋混凝土的加固技術，加固過程中要遵循科學的原則，否則可能會增加建筑工程的安全隱患。

一、鋼筋混凝土結構加固的背景

在過去的50多年間,我國的土木工程建設一直沒有停過,并且發展很快,尤其是近幾年,發展極為迅猛,整個中國幾乎成了一個大的建設工地,新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路及橋梁、港口、航道及大型水利工程。 可是,在我們大搞土木基礎建設的同時也應該關心已有建筑的維護問題,己有建筑物及構筑物常常因設計或施工的缺陷以及長期使用過程中的老化、破壞,甚至自然災害,造成混凝土結構承載力不足、開裂以及抗震性能不良等,影響建筑物及構筑物的安全和使用功能,從而不得不考慮結構的修復加固問題。

二、鋼筋混凝土結構加固方法

當前,各種類型的鋼筋混凝土結構,其構造是復雜多樣的,在建筑工程中,鋼筋混凝土結構的變更、追加、加固也成為很平常的問題,通過工程實踐及設計經驗,本文將一些加固方法進行總結比較。

1.碳纖維加固法

近年來,碳纖維材料以其輕質、高強、抗腐蝕、耐疲勞及其溫度穩定性而受到土木工程界的日益關注,成為研究與應用的熱點。工程實踐和試驗研究表明:采用碳纖維對鋼筋混凝土柱進行抗震加固;可以有效約束混凝土的變形,增強耗能能力,從而使其承載能力及延性能力有很大的提高,可取得良好的抗震加固效果。碳纖維片材由于其強度高,彈性模量大,用于橫向包裹鋼筋混凝土柱時,可以有效提高柱的承載能力和延性性能

2.粘鋼加固法

用粘結劑(建筑結構膠)將鋼板粘貼在已開裂構件需要加固的部位上,以提高結構承載力的一種方法。與傳統加固方法比較,它有以下特點:(1)工藝簡便,只需對被加固構件的表面進行處理,用建筑結構膠將鋼板與之牢固地粘結成一個整體,使鋼板和原構件很好地共同工作。(2)加固施工所需的場地、空間都不很大,且鋼板粘貼在已開裂構件上一般2d即可受力使用,對生產和生活影響很小,特別適用于應急的加固工程。(3)粘鋼加固所用的鋼板厚度,一般為2mm~6mm,所以,加固后不影響結構外觀,重量增加也不多。(4)加固效果比較明顯。

3.化學植筋技術

植筋技術是運用高強度的化學粘合劑,使鋼筋、螺桿等與混凝土產生握裹力,從而達到預期效果。施工后產生高負荷承載力,不易產生移位、拔出,并且密實性能良好,無需做任何防水處理。由于其通過化學粘合固定不但對基材不會產生膨脹破壞,而且對結構有補強作用,施工簡便迅速安全并符合環保要求,是建筑工程中鋼筋混凝土結構變更,加固的最有效的方法。

4.注漿加固法

注漿加固法主要是針對鋼筋混凝土結構物由于各種原因產生的各種裂縫,采用環氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補,在不影響生產運營的情況下可以達到預期的強度,延長結構的使用壽命,施工快捷,加固效果安全可靠。它的特點是:(1)采用慢速,附壓延續灌漿,可以確保樹脂注入裂縫細微部位。(2)可以控制注入量,必要時可以補充灌漿料。(3)可根據裂縫大小,注入狀況的需要,調整壓力。(4)注入量和注入情形可以目視觀察。這種技術主要應用范圍:混凝土建筑物裂縫的修補,各種構筑物的修補以及橋梁、鐵路的附屬構件如橋墩、橋臺、橋面、隧道等的修補。

5.增大加固法

增大加固法是指在原受彎構件的上面或下面澆一層新的混凝土并補加相應的鋼筋,以提高原構件承載力的方法,是工程中常用的一種加固方法。補澆的混凝土處在變拉區時,對補加的鋼筋起到粘結和保護作用,當補澆層混凝土在受拉區時,增加了構件的有效高度,從而提高了構件的抗彎、抗剪承載力,并增加了構件的剛度,因此其加固效果也是很顯著的。實際工程中,在受拉區補澆混凝土層的情況較多,原配筋率較低,其混凝土變壓區高度較小,因此在受拉區補加縱向鋼筋并澆混凝土是提高該梁抗彎承載力的有效方法。

間接加固的一般方法有：

1、預應力加固法敚

該法能降低被加固構件的應力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結構整體承載力，但加固后對原結構外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態下的混凝土構件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在600C以上環境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。

2、增加支承加固法敚

該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

三、考慮良好的施工性

加固工程方案的優劣，首先要把施工作業方便作為必要條件。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性，但是，由于其方案在施工過程中增加了一定的施工難度，而造成施工工期長，勞動用工量大，安全系數低的弊端，結果將影響到加固質量。例如某技工學校辦公樓因冬季施工，摻加不合格防凍劑，超標的氯離子破壞了鋼筋鈍化膜，致使十架大梁產生嚴重裂縫，需要進行加固，原施工設計方案之一是采取簡易修補法，將大梁裂縫處出現的酥松混凝土鑿除，露出鋼筋后，將銹蝕的鋼筋周圈進行除銹后，用環氧砂漿進行封閉，達到加固目的；方案之二是采取加大截面加固法，即通過增大構件的截面和配筋，用以提高構件的強度、剛度、穩定性和抗裂性，并達到修補裂縫的目的。經對設計方案分析，此兩種方案除具有工程造價低的優點外，還有技術可行性差、勞動強度高、工效低、安全性差、產值效益小等不足之處?；谶@些原因，經與甲方和設計院商討，改變加固方案，采用先進的外包鋼加固施工方法，應用QR型建筑工程結構膠粘錨技術，對這十架大梁進行加固，由于技術先進，加固性能好，占用空間小，施工周期短，材料消耗少，工藝簡便、安全并減輕了勞動強度，提高了加固質量，取得了良好的綜合效益。

四、加固工程方案要在新技術、新材料、新工藝上做文章

優秀的加固工程方案要在工法上體現出其可行性、科學性、先進性。筆者認為，化學補強法不失為當前加固工程中首選的一種最為先進的工法。例如，某面粉廠制粉車間技改工程中的加固部分，就是采取化學補強的方法，應用QR型建筑工程結構膠粘劑，對其第四層、第五層框架梁進行粘鋼加固，滿足了該車間在樓層增高、設備增加、荷載加大情況下的正常使用要求，充分顯示出新技術、新材料、新工藝在加固工程中的應用成果。在化學補強方法中，除粘鋼加固外，碳纖維加固工藝也不失為一種先進的加固工法。

五、結束語

在建設中,我們應該選擇合適的加固方法,同時還應考慮其是否具有良好的施工性、是否經濟等方面。隨著現代建筑科學技術的不斷進步,新型建筑材料不斷出現,混凝土結構加固技術會有更大發展,加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

參考文獻

滕智明,朱金栓.混凝土結構及砌體結構[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.

林文修,陳昌松.混凝土加固方法與技術[M].北京:中國建筑工業出版社.

李全旺,趙樹紅.碳纖維加固鋼筋混凝土梁受剪承載力試驗分析.清華大學土木工程系.