混凝土建筑结构加固技术应用研究

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　　摘要：混凝土建筑结构已成为20世纪建筑领域中技术发展最迅速、应用最广泛的一种结构体系，本文就使用过程中，由于自身老化、各种灾害和人为损伤等原因，使建筑物不断产生各种结构安全隐患，对如何采取有效的加固措施对受损建筑物进行处理以恢复其使用功能，进行分析。并就加固情形、设计、施工进行了研究和探索。
　　关键词：建筑工程；混凝土结构；加固技术；施工管理
　　
　　混凝土是一种前景十分看好的常用的、性能多样化的工程材料，对当代物质文明的发展起了巨大作用，并将在今后长期应用、发展。钢筋混凝土由钢筋、水泥、水、砂、石、外加剂、掺和料等多组分构成，具有经济适用、凝固前处于流塑状态易于施工、凝结后成品形状多样化等优点，因此广泛地应用于房屋建筑、市政基础设施、道路、桥梁、隧道、港口、码头等各类建设工程。
　　作为建筑工程结构的主导材料，钢筋混凝土的运用已近一百多年。随时间的推移，我国许多混凝土结构工程历时多年，在人为和自然环境作用共同下，发生了不同程度的老化和损伤；即便是新建的混凝土工程，也可能由于设计疏忽、施工不当或其他方面原因，导致混凝土出现各种质量缺陷(如：蜂窝、麻面、孔洞、露筋等各种病害与缺陷)，甚至会导致倒塌等重大工程质量事故，该类问题较为常见。钢筋混凝土加固技术已经成为当今不可缺少的重要建筑工程内容。
　　1混凝土结构加固的目标
　　钢筋混凝土结构加固包括两方面含义：其一对已受损钢筋混凝土结构的加固，使其恢复或超过原有结构的抗力；其二是提高原有结构的抗力，对完好钢筋混凝土结构进行加剧。通常，下列情况下应进行加固，另外加固前应实施鉴定：
　　（1）设计、施工中发生失误或差错引发工程质量问题或事故时，对存在缺陷或损坏的结构应进行加固(该情况在新建工程和已建成投入使用的工程中都可能遇到)。
　　（2）使用不当、年久失修导致结构有一定的损伤破坏，结构安全度不足或难以满足实际使用要求时。
　　（3）受不可预料的灾害性事件(例如地震、台风和火灾等)影响引发结构开裂和破坏时。
　　（4）当对建筑物后期使用功能改变需进行改建、扩建(如加层)时。
　　（5）对一些重要的历史性、纪念性建筑物进行必要的维修和保护时。
　　（6）在对建筑物进行装修中需对结构构件布置有重大改变而影响原结构受力体系时。
　　（7）当在即有建筑附近有其它工程施工且会对该建筑产生有害影响时(如：深大基坑开挖，且可能引起土体位移；捶击打入式预制桩，巨大震动造成临近房屋损坏)。
　　2混凝土结构加固方法
　　总得来说，混凝土结构加固主要可分为两大类――即直接加固与间接加固，它们各有自身特点和适应范围，加固方案选取时要综合分析工程的实际条件和功能要求，在诸多方法中选择适宜的方法和相应的技术。
　　2.1 加大截面加固法
　　增大截面法是钢筋混凝土结构加固方法中最为常见，通过一定程度地增大构件截面尺寸、加大受力配筋、从而提高构件结构承载力的一种加固方法。它可适用于混凝土梁、柱、板等多类构件。现场施工湿作业工作量大，养护时间较长，特别在使用过程中加固对生产、生活有一定影响，而且会影响建筑物的结构外观。
　　2.2 置换混凝土加固法
　　该方法适用于对受压区混凝土存在强度偏低或密实度达不到要求的严重质量缺陷的混凝土梁、柱等承重构件的加固。且不改变原有空间和建筑结构布置(建筑净空不受影响)，但该方法也存在缺点和不适用性主要表现为施工的湿作业时间长、清除旧混凝土的工作量大并需对周边有影响的原有结构进行必要的支撑和临时性加固。
　　2.3 外包钢加固法
　　该法主要是利用钢板、角钢等钢型材将混凝土构件(主要用于柱构件)包裹起来，通过四周各边的约束来增加构件的抗压能力，适用于在不允许增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高截面承载能力的混凝土结构，一般主要有干式外包钢法和湿式外包钢法两种。但存在用钢量较大的缺点，加固费用相对较高，另外该方法不宜在60℃以上高温场所且无防护的情况下使用。
　　2.4 粘贴钢板加固法
　　粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴固定于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位，使钢板与加固混凝土构件形成结构整体，来达到提高结构承载能力的目的。该法有基本不改变原叫构的截面尺寸工施工艺较为简单、工期短、技术可靠性高、工艺成熟且短期加固效果较好等优点，特别随着该技术的推广应用，单位面积加固费用呈下降趋势，一般情况下，与增大截面法以及体外张拉预应力法等价格方法相比，总的加固费用是最低的，是当前一种前景十分看好的加固方法。
　　2.5 粘贴纤维复合材加固法
　　纤维复合材主要包括碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)和玻璃纤维(GFRP)三种，而目前加固市场上主要采用碳纤维材料。碳纤维加固法是近年来得以迅速发展起来的一种的混凝土结构加固技术，它通过将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面达到改善结构受力性能的目的。在施工方面，粘贴后对原结构自重和构件尺寸的影响很小，功效高，不需要大型施工机具。
　　其缺点主要表现为使用环境的温度有限制，并且需要做专门的防护和处理。若防护不当，易遭受火灾和人为破坏。
　　3混凝土结构加固改造的设计和施工
　　3.1 加固改造设计
　　（1）首先应该做好调查研究工作，查看建筑工程有关原始资料，摸清事故特征和外观表现，切实掌握实际状况，并在此基础上进行综合分析和全面评定，可依据《民用建筑可靠性鉴定标准》和《工业厂房可靠性鉴定标准》对建筑工程实施可靠性鉴定，形成鉴定结果，确定结构破坏后果的严重程度和加固设计的内容、范围。
　　（2）既有房屋加固改造一般会对群众生活和生产造成直接影响，对此，制定加固改造方案和相关措施时，要尽量避免搬迁或停产，减少对使用者生活或生产的影响。例如，加固尽可能放在建筑物外围，内部施工湿作业尽量少，从而减少对生产和住户的干扰。
　　（3）加固方案设计时应以房屋的重要程度为依据，分清主次，区别对待。如对人员相对密集的影剧院、商场、礼堂等建筑加固设计时应重点考虑，适当提高安全等级，同时应避免不必要的拆除，尽可能利用有价值的结构，但要确保保留部分安全可靠性，对拆除的材料也应考虑回收利用的可能性。
　　（4）在抗震设防地区，加固改造除保障结构或构件满足承载力要求外，还需保证足够的抗震能力，所以结构加固改造应满足抗震要求，提高和强化结构的整体性和延性。
　　（5）结构损坏是因地基不均匀沉降、振动、高温、冻融、腐蚀等原因造成的，加固改造时应采取措施予以消除，同时还应防范和避免不利因素对结构加固改造后的继续影响，避免再次加固。
　　3.2 加固改造工程的施工
　　加固改造工程开工前应依据设计文件结合工程实际编制施工组织设计，选择好施工方案和作好施工准备工作，创造有利的施工条件，保证工程加固能顺利进行；避免加固过程又出现新的问题，严防加固过程出现垮塌事故。
　　建筑加固施工往往是在荷载存在的情况下进行，必须采取适当措施，提高结合面粘结抗剪能力，其措施主要如下：
　　（1）旧混凝土结合面施工处理
　　旧混凝土表面的抹灰层均应铲去，旧混凝土质量较好时，应根据对粘结强度的需要将结合面进行凿糙处理，露出石子，或作一般刷糙处理。旧混凝土面层已软化、风化、变质、严重破坏时，应尽量消除彻底，直至坚实层为止。
　　（2）结合面上涂刷界面剂
　　浇筑混凝土前，在旧混凝土结合面上涂刷水泥净浆、掺有107胶水或铝粉(为水泥重的0．5／1000――2／1000)水泥净浆或抹一层高强度等级水泥砂浆，均能大大提高新、旧混凝土的粘结强度，并增强结合面的抗渗能力。
　　（3）新混凝土的水灰比和坍落度要求
　　新浇的混凝土强度愈高、水灰比和坍落度愈小，则结合面粘结力量就愈大，因此，新浇混凝土宜采用低流动性、水灰比小，高强度的混凝土，如果新混凝土厚度较大，可考虑在结合面附近浇一层低流动、水灰比小、高强度的混凝土作为过渡层。
　　（4）振捣密实
　　由于加固层厚度都不大，又布置较密钢筋，给混凝土振捣带来困难，尤其是新混凝土在旧混凝土下部的水平方向，振捣最困难，不宜密实，且粘结效果最差，必要时可采用配以喇叭浇捣口，使用膨胀水泥等措施，仔细振捣，使之密实。
　　（5）加强养护
　　浇筑12h内就开始养护，养护期为14d。如果养护不及时、早期脱水、过早受振动等影响，将降低粘结强度、严重时还会造成结合面开裂。
　　4结束语
　　混凝土是一种前景十分看好的常用的、性能多样化的工程材料，对当代物质文明的发展起了巨大作用，并将在今后长期应用、发展。确定加固改造后房屋建筑结构应达到的安全等级，实施加固改造方案的设计，才能保证加固方案切实可行。设计、施工有的放矢。
　　
　　
　　参考文献
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　　【3】调 明，汪孝云．论混凝土加固技术在建筑施工中的应用[J]．中外医疗,2006，7.
　　【4】陈爱文.论混凝土加固技术在建筑施工中的应用[J]. 黑龙江科技信息，2008,18.
　　

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