建筑結(jié)構(gòu)的加固方法與施工技術(shù)分析

王蕊　連曉曉

[摘要]在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中，建筑結(jié)構(gòu)的安全、可靠是建筑工程的頭等大事。文章分析和介紹了目前建筑結(jié)構(gòu)常用的加固方法，重點(diǎn)介紹了各種加固方法的主要特點(diǎn)、用途和適用范圍。同時(shí)結(jié)合實(shí)際工程體會(huì)，指出了在建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固工作中一些需要注意的問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞]加固方法；加固施工；建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè) 文章編號(hào)：2095-4085（2015）08-0088-02

隨著我國(guó)經(jīng)建筑物的迅速擴(kuò)建，建筑物的裂損現(xiàn)象也隨之增加，影響著人們的正常生產(chǎn)和生活。建筑物中裂縫的存在預(yù)示著結(jié)構(gòu)承載力可能不足，過(guò)大的裂縫會(huì)促使鋼筋生銹而降低結(jié)構(gòu)耐久性，會(huì)造成房屋滲漏影響建筑物美觀。要對(duì)這些建筑物進(jìn)行除險(xiǎn)加固，達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范要求，確保建筑物的安全使用。

1.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固主要是地基承載力的建筑物進(jìn)行加固，其主要方法如下。

1.1抬墻梁法

采用預(yù)制的鋼筋混凝土梁或鋼梁穿過(guò)原建筑的基礎(chǔ)梁下。置于原基礎(chǔ)兩側(cè)的樁或墩基礎(chǔ)上，支承新增結(jié)構(gòu)荷載。抬墻梁的平面位置應(yīng)避開(kāi)一層門窗洞口，不能避開(kāi)時(shí)，應(yīng)對(duì)抬墻粱上的門窗洞口采取加強(qiáng)措施，并應(yīng)驗(yàn)算梁支承處磚墻的局部承壓強(qiáng)度。

1.2墩式加固法

是直接在基礎(chǔ)下分段挖空至持力層澆筑墩式混凝土基礎(chǔ)，最后使分段基礎(chǔ)聯(lián)成一整體，承受增層結(jié)構(gòu)荷載。

當(dāng)原建筑基礎(chǔ)底面積不足時(shí)，可采用基礎(chǔ)加寬法。對(duì)條形基礎(chǔ)可采用一側(cè)加寬或兩側(cè)加寬，對(duì)柱基可沿基礎(chǔ)四邊加寬，加寬時(shí)可每隔1000-1500mm設(shè)置一根鋼筋混凝土減荷梁。

2.混凝土結(jié)構(gòu)加固

2.1加大截面加固法

該法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)問(wèn)長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2.2置換混凝土加固法

該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)；適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

2.3植筋技術(shù)法

這是一項(xiàng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)捷、有效的連接與錨固技術(shù)；可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋；已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程。

2.4預(yù)應(yīng)力加固法

該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但在無(wú)防護(hù)的情況下，不宜用于混凝土收縮與變大的結(jié)構(gòu)。

2.5裂縫修補(bǔ)技術(shù)

根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ)，使結(jié)構(gòu)因開(kāi)裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)的一種專門技術(shù)；適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對(duì)受力性裂縫，除修補(bǔ)外，尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。

3.鋼結(jié)構(gòu)加固

3.1改變鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固法

是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法；改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的一般方法為：增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算：加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等，以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性；增設(shè)支撐或輔助桿件，使結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)細(xì)比減小以提高其穩(wěn)定性；在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷。

3.2增設(shè)支點(diǎn)加固法

增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過(guò)增設(shè)支承點(diǎn)來(lái)減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度，改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設(shè)支點(diǎn)后，減小了跨度，從而能較大幅度地提高承載能力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)中梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。增設(shè)支點(diǎn)加固法優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，缺點(diǎn)是使用空間會(huì)受到一定影響。

3.3有粘結(jié)外包型鋼加固法

外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法，即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件粘結(jié)成一整體，加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。

3.4粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法

除具有粘結(jié)外包型鋼加固法相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。注意的是，加固工程完成后，應(yīng)用小錘輕輕敲擊粘貼鋼板，從響聲判斷粘接效果或用超聲波法探測(cè)粘貼密度。如錨固區(qū)粘貼面積少于90%，非錨固區(qū)粘貼面積少于70%，則此粘貼無(wú)效，應(yīng)剝下重新粘貼。對(duì)于重大工程，為真實(shí)檢驗(yàn)加固效果，尚需抽樣進(jìn)行荷載試驗(yàn)，一般僅作標(biāo)準(zhǔn)使用荷載試驗(yàn)，即將卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開(kāi)展應(yīng)滿足設(shè)計(jì)使用要求。

筆者參與了教學(xué)樓加固工程，項(xiàng)目局部四層，建筑面積1500平方米。工程加固原因是原有施工過(guò)程中水泥混凝土的強(qiáng)度不符合設(shè)計(jì)要求并不能滿足使用要求，對(duì)原有的教學(xué)樓的梁、板、柱進(jìn)行加固，柱的加固采用增大截面，在原有框架柱四周增加7.5CMC35水泥混凝土，梁的加固采用無(wú)粘15.24的結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線（張拉力為0.5），外部再采用黏貼鋼絲網(wǎng)粉刷砂漿；板采用黏貼T300的碳纖維。工程在加固過(guò)程中實(shí)行全方位、全過(guò)程質(zhì)量管理，確保了工程合格率為100%，優(yōu)良率80%以上，確保了整體工程竣工驗(yàn)收達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)語(yǔ)

總之，建筑物結(jié)構(gòu)加固與改造工程是人類歷史發(fā)展的客觀需要。它符合科學(xué)發(fā)展觀所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。就目前來(lái)看，上述結(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)，更好的加固方法將會(huì)有更大拓展。