混凝土結(jié)構(gòu)工程加固施工及方案的優(yōu)選

魏景堂

（濉溪縣水利工程有限責(zé)任公司，安徽 濉溪 235100）

1 前言

混凝土結(jié)構(gòu)物因出現(xiàn)功能性改變，如接建、增加荷載等，或在出現(xiàn)質(zhì)量問題，如配筋不足、災(zāi)后修補(bǔ)、混凝土強(qiáng)度不夠等，都需要進(jìn)行加固。其加固施工及加固方案的制定尤為重要，對(duì)于需要加固的構(gòu)筑物，應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、施工方便的原則，只有這樣，加固工程才能收到良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 良好的施工性是加固工程方案必須考慮的條件之一

加固工程方案的優(yōu)劣，首先要把是否具有施工作業(yè)方便作為必要條件，沒有良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個(gè)攔路虎。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(zhǎng)，勞動(dòng)用工大，安全系數(shù)低的弊端，結(jié)果會(huì)影響加固質(zhì)量。例如，某技工學(xué)校辦公樓因冬季施工，摻加不合格防凍劑，超標(biāo)的氯離子破壞了鋼筋鈍化膜，致使大梁產(chǎn)生嚴(yán)重裂縫，需要進(jìn)行加固，原施工設(shè)計(jì)方案之一是采取簡(jiǎn)易修補(bǔ)法，即，將大梁裂縫處出現(xiàn)的酥松混凝土鑿除，露出鋼筋后，將銹蝕的鋼筋周圍進(jìn)行除銹后，用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封閉，達(dá)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(gòu)件的截面和配筋，用以提高構(gòu)件的強(qiáng)度、鋼度、穩(wěn)定性和抗裂性，并達(dá)到修補(bǔ)裂縫的目的。經(jīng)過設(shè)計(jì)方案分析，此兩種方案雖然具有工程造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)外，但還有以下不足之處：

2.1 技術(shù)可行性差，由于此大梁跨度大，鑿除混凝土梁則需分段進(jìn)行，要用大量的臨時(shí)支撐進(jìn)行安全防護(hù)，造成周轉(zhuǎn)材料不必要的浪費(fèi)

2.2 勞動(dòng)強(qiáng)度高，在鑿除混凝土梁時(shí)，因分段施工時(shí)，只能鑿一米挪一米，成倍增加了勞動(dòng)強(qiáng)度

2.3 工效低，大量的重復(fù)勞動(dòng)和落后的施工作業(yè)方法，延誤了施工工期并導(dǎo)致勞動(dòng)效率下降

2.4 安全性差，因所有大梁必須將鋼筋鑿除外露，大梁承載力減小，在施工時(shí)，須時(shí)刻注意防護(hù)措施是否到位，麻痹大意出現(xiàn)意外事故

2.5 產(chǎn)值效益小，大量的周轉(zhuǎn)材料和人工費(fèi)用的浪費(fèi)，加大了生產(chǎn)成本，減少了生產(chǎn)效益

2.6 加大的截面影響房屋外觀和空間尺寸

基于這些原因，經(jīng)與甲方和設(shè)計(jì)院商討，改變加固方案，采用先進(jìn)的外包筋加固施工方法，應(yīng)用QR型建筑工程結(jié)構(gòu)膠粘錨技術(shù)，對(duì)大梁進(jìn)行加固。由于技術(shù)先進(jìn)，加固性能好，占用空間小，施工周期短，材料消耗少，工藝簡(jiǎn)便、安全并減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加固質(zhì)量，取得了良好的綜合效益。

3 不同類型加固工程與加固方案分析

一般來說，加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝進(jìn)行工程加固的方法：化學(xué)灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法等等應(yīng)運(yùn)而生，并開始廣泛應(yīng)用于各類加固工程中。具體哪個(gè)方案最能體現(xiàn)加固工程所要求的短、平、快、省的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)需要加固的構(gòu)件情況，綜合確定加固方案。

3.1 以框架梁的加固為例，筆者認(rèn)為，較為合理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)先進(jìn)的加固方當(dāng)屬粘鋼錨固法和碳纖維加固法，前者以造價(jià)低，施工簡(jiǎn)單，占用空間小，加固效果好，明顯優(yōu)于加大截面法和預(yù)應(yīng)力加固法，后者除材料費(fèi)用高外，則各種優(yōu)勢(shì)盡顯其中，重要表現(xiàn)在自重輕，材料自身幾乎不增加重量；強(qiáng)度高，固化后的碳纖維強(qiáng)度比鋼材高達(dá)十幾倍；勞動(dòng)強(qiáng)度小，一個(gè)作業(yè)面只需一至兩人操作即可；施工工期短，熟練工人每人每天可完成近200平方米左右,但應(yīng)用其在負(fù)彎矩部位進(jìn)行加固效果不如鋼板性能好。

3.2 以框架柱的加固為例，較為常見的加固方法有外包鋼加固法，即，在混凝土柱四周包以型鋼進(jìn)行加固，這樣既不增大混凝土截面尺寸，又大幅度地提高混凝土柱的承載力。具體方法分干法作業(yè)與濕作業(yè)法兩種形式：干式加固法是將型鋼(一般是角鋼)直接外包于需要加固的混凝土柱四周，型鋼與混凝土之間無連接，由于與混凝土沒有形成一個(gè)整體，所以不能確保結(jié)合面?zhèn)鬟f剪力。濕式加固法一是用乳膠水泥漿或環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等材料，將角鋼粘貼在混凝土柱上，二是角鋼和混凝土之間留有一定間距，中間澆筑混凝土，達(dá)到外包鋼材和混凝土相結(jié)合。兩種作業(yè)方法相比較，干式作業(yè)法施工更為簡(jiǎn)單，價(jià)格低，施工時(shí)間短，但其承載力提高不如濕作業(yè)法好。在方案選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)加固要求和原構(gòu)件情況，合理挑選適當(dāng)?shù)姆桨高M(jìn)行加固。另外，對(duì)于工程加固，還有焊接補(bǔ)筋加固法、套箍加固法、噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法等，每種加固方法各有特點(diǎn)及適應(yīng)范圍，只要行之有效，技術(shù)成熟，既滿足加固要求，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，均可采用。

4 加固工程方案要在新技術(shù)、新材料、新工藝上做文章

優(yōu)秀的加固工程方案要在工法上體現(xiàn)其可行性、科學(xué)性、先進(jìn)性。筆者認(rèn)為，化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)法不失為當(dāng)前加固工程中首選的一種最為先進(jìn)的工法。眾所周知，一些加固工程采用過時(shí)的加固方案需要大量的人力、物力和時(shí)間，已不能滿足當(dāng)前加固工程質(zhì)量、工期、安全、經(jīng)濟(jì)的要求，而化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)加固方法越來越以其明顯的優(yōu)勢(shì)成為加固工程中的優(yōu)選方案。

在化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)方法中，除粘鋼加固外，碳纖維加固工藝也不適為一種先進(jìn)的加固工法，例如，某開發(fā)企業(yè)地下室梁柱加固、某水廠水泵房大梁加固，由于環(huán)境濕度較大，最適合采用碳纖維加固，與其它加固工藝相比，更具有耐潮耐濕、抗腐蝕強(qiáng)、自重輕、強(qiáng)度高、施工便捷、質(zhì)量好的特點(diǎn)，加固性能均優(yōu)于目前其它加固方法。

5 幾種典型加固方法的施工要求

工程加固的目的就是要通過加固施工達(dá)到修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)、提高承載力、增強(qiáng)使用功能、滿足使用要求，因此，選擇加固方案要以提高加固工程質(zhì)量為根本目的。對(duì)于不同的加固方案也有不同的施工方法和質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》幾種典型的加固方法，依照施工經(jīng)驗(yàn)，不同的加固方法在施工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)做到：

5.1 外包鋼加固法。要把表面處理包括加固結(jié)合面和鋼板貼合面處理作為加固施工過程中的關(guān)鍵，對(duì)于干式加固施工，為了使角鋼能緊貼構(gòu)件表面，混凝土表面必須打磨平整，無雜物和塵土；當(dāng)采用濕作業(yè)加固施工時(shí)，應(yīng)先在處理好的角鋼及混凝土表面抹上乳膠水泥或配制環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿料，對(duì)鋼板進(jìn)行除銹，混凝土進(jìn)行除塵，并用丙酮或二甲苯清洗鋼板及混凝土表面，進(jìn)行粘、灌

5.2 預(yù)應(yīng)力加固法。采用預(yù)應(yīng)力拉桿加固時(shí)，在安裝前必須對(duì)拉桿事先進(jìn)行調(diào)直校正，拉桿尺寸和安裝位置必須準(zhǔn)確，張拉前應(yīng)對(duì)焊接接頭、螺桿、螺帽質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，保證拉桿傳力正確可靠，避免張拉過程中斷裂或滑動(dòng)，造成安全和質(zhì)量事故；采用預(yù)應(yīng)力撐桿加固時(shí)，要注意撐桿末端處角鋼與混凝土構(gòu)件之間的嵌入深度傳力焊接的質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后，將撐桿兩端用螺栓臨時(shí)固定，然后用環(huán)氧砂漿或搞強(qiáng)度水泥砂漿進(jìn)行填灌，加固的壓桿肢、連接板、綴板和拉緊螺栓等均應(yīng)涂防銹漆進(jìn)行防腐。

5.3 改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法。增設(shè)支點(diǎn)若采用濕作業(yè)連接，在接點(diǎn)處梁及支柱與后澆混凝土的接觸面，應(yīng)進(jìn)行鑿毛，清除浮渣，灑水濕潤(rùn)，一般以微膨脹混凝土澆筑為宜。若采用型鋼套箍干式連接，型鋼套箍與梁接觸面間應(yīng)用水泥砂漿做漿，待型鋼套箍與支柱焊牢后，再用較干硬砂漿全部接觸縫隙填緊填實(shí)；對(duì)于楔塊頂升法，頂升完畢后，應(yīng)將所有楔塊焊連，再用環(huán)氧砂漿封閉。

5.4 混凝土構(gòu)件外部粘鋼加固法。此法施工較為 簡(jiǎn)單，但首先需要著重注意混凝土和鋼板的表面處理；其次要注意對(duì)膠粘劑的選擇；第三要注意配膠、粘貼過程中的細(xì)節(jié)；最后要注意再固化階段不能對(duì)鋼板有任何擾動(dòng)。

6 總結(jié)

就目前來看，這些混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)還有待在實(shí)踐中進(jìn)一步探索，隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會(huì)有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

[1]混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè).

[2]混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范GB50367-2006.