新型加固材料在工程中的應(yīng)用研究 ——以某廣場中心為例

羅 梅 葛冠曉

浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 東陽 322100

【摘 要】土木工程結(jié)構(gòu)方面的安全是施工質(zhì)量的重要保障，當(dāng)原有的建筑物出現(xiàn)適用性不滿足或者安全上有所欠缺，就需要進(jìn)行加固和補(bǔ)強(qiáng)。近年來，經(jīng)過在結(jié)構(gòu)加固和補(bǔ)強(qiáng)方面做了大量的研究和實(shí)踐，常用的結(jié)構(gòu)加固方法變多，比如植筋增大截面法和粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法等。傳統(tǒng)的加固方法已經(jīng)不足以滿足現(xiàn)代的施工，新型加固材料的應(yīng)用和新型加固施工方法的實(shí)施彌補(bǔ)了這方面的空缺。通過本文，解決了多種新型加固材料適合在工程哪些部位被運(yùn)用，并且在設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)該注意的重點(diǎn)，在施工中施工時(shí)的重點(diǎn)以及注意事項(xiàng)。給實(shí)際工程解決難題。

【關(guān)鍵詞】碳纖維；加固；植筋

引言：建筑物經(jīng)過歲月的變更，又或者結(jié)構(gòu)使用功能的改變，施工技術(shù)條件的不足甚至洪澇地震等因素的影響，承載力變差、結(jié)構(gòu)抵抗變形能力弱，因此，需要對原建筑物進(jìn)行加固。在飛速發(fā)展的科技的推動(dòng)下，出現(xiàn)了多種新型的加固材料，新型材料的出現(xiàn)也就意味著，新的加固方法也應(yīng)應(yīng)運(yùn)而生，加固設(shè)計(jì)也應(yīng)該跟上。新型加固材料的出現(xiàn)，引起了工程技術(shù)人員的關(guān)注，進(jìn)行了廣泛的研究應(yīng)用推廣，在新型加固材料與被加固構(gòu)件之間的粘結(jié)錨固性能和錨固破壞機(jī)理、加固構(gòu)件的耐久性及耐高溫性能、加固構(gòu)件的可靠性以及材料強(qiáng)度等理論問題還需要在進(jìn)一步的研究探討。然而在設(shè)計(jì)、施工過程中，由于施工圖所載內(nèi)容不夠詳細(xì)，有些從業(yè)人員對相應(yīng)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范熟悉程度不夠，施工單位為追求經(jīng)濟(jì)效益盲目使用價(jià)格低廉、沒有質(zhì)量保證的建筑材料及在施工過程中不按正常工藝流程，偷工減料導(dǎo)致加固后果較差，并隨著建筑物使用年限的增加，不斷老化的加固材料形成的加固構(gòu)件，給日后使用者帶來了極大的安全隱患。而新型材料的廣泛應(yīng)用，使安全隱患降低了，比如粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法，具有強(qiáng)度高、彈性模量值大、質(zhì)量輕并且耐腐蝕等諸多優(yōu)點(diǎn)。

1.新型加固材料的性能介紹

自有建筑以來，就出現(xiàn)了加固與改造，只是在過去，人們習(xí)慣于把加固與維修等同，缺少系統(tǒng)的分析和理論探討，基礎(chǔ)技術(shù)不高，沒有形成一個(gè)學(xué)科。建筑加固技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步，出現(xiàn)了更多的新型加固材料以及加固方法，在建筑業(yè)界大面積推行，給社會(huì)帶來了業(yè)績不菲的經(jīng)濟(jì)效益。

碳纖維布：碳纖維布如同鋼筋一般，抗拉強(qiáng)度高，因此當(dāng)梁的受彎承載力不足時(shí)，可在梁的下表面粘貼碳纖維布，與原構(gòu)件本身共同抵擋拉應(yīng)力，原構(gòu)件的能力就被補(bǔ)強(qiáng)了，加固的目的達(dá)到了。碳纖維布粘貼之后，不僅梁的受彎承載能力提高，并且還防止梁裂縫的繼續(xù)開展，使梁變形能力和延性性能改善了許多。加固效果的主要體現(xiàn)因素有碳纖維布的彈性性能、每塊碳纖維布的寬度和施工時(shí)采用的層數(shù)、粘結(jié)劑質(zhì)量、粘貼時(shí)施工的質(zhì)量等。

混凝土：由于需要采用混凝土進(jìn)行截面的增大，所以加固采用的混凝土需要很好的黏結(jié)性能以及盡快的達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。因此，較多采用快硬硅酸鹽水泥以及需要在舊混凝土上進(jìn)行鑿毛處理。

結(jié)構(gòu)粘結(jié)膠：對于加固而言，鋼板的膠結(jié)劑和植筋所用的膠結(jié)劑是不同的要求，碳纖維布也需要膠結(jié)劑。對于植筋而言，膠結(jié)劑的要求最高，其中的填料需要在膠廠添加，不得在現(xiàn)場摻入。

裂縫修補(bǔ)材料：當(dāng)結(jié)構(gòu)中板或者梁出現(xiàn)不大的裂縫時(shí)，不需要進(jìn)行碳纖維布或者鋼板的修補(bǔ)，可以直接填縫即可。使用時(shí)，應(yīng)注意選擇粘結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度高并且密封性好的粘合劑。

2.某中心廣場采用新型加固材料的施工方法

某廣場中心由于施工方的原因，部分混凝土樓板產(chǎn)生大量裂縫，大多是0.2MM-0.5MM的裂縫，由于此處樓板是地下室頂板，多處裂縫有灰色滲出物。在幾條高度在1M左右的結(jié)構(gòu)主梁也出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的裂縫，主要出現(xiàn)在在梁的側(cè)面與梁的梁的下表面，因此，梁的斜截面強(qiáng)度明顯不足。最嚴(yán)重在梁柱節(jié)點(diǎn)處，多處鋼筋暴露在外，節(jié)點(diǎn)處混凝土多處剝落，大量石子裸露在外，柱的承載能力大大降低。

最終，建設(shè)方與施工方達(dá)成協(xié)議，施工方出資請專業(yè)加固設(shè)計(jì)公司出加固方案，有專業(yè)加固施工單位進(jìn)行加固，最終加固合格以后，再交付使用，所有資金都由施工方出具。加固設(shè)計(jì)單位聘請專業(yè)鑒定的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行鑒定，對梁板柱的混凝土強(qiáng)度都進(jìn)行了現(xiàn)場取樣，都達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度。并且根據(jù)現(xiàn)在由于施工方法不當(dāng)對建筑物造成的損壞采用有限元進(jìn)行分析，主要問題在梁的斜截面強(qiáng)度明顯不足，梁柱節(jié)點(diǎn)處損壞較為厲害。加固設(shè)計(jì)公司在專業(yè)鑒定團(tuán)隊(duì)的建議采用了以下的加固方法，對板裂縫采用填縫與粘貼碳纖維布的方法，對梁裂縫采用粘貼U型碳纖維布并結(jié)合填膠結(jié)劑的加固方法，對梁柱節(jié)點(diǎn)處，采取了植筋、噴射混凝土形成倒錐型加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)的加固方法，彌補(bǔ)工程施工過程中失誤造成的損害。

2.1梁板中小于0.3MM的裂縫：（采用環(huán)氧水泥密封）

2.1.1混凝土表面用刷子刷子刷干凈，并且對裂縫采用專用工具吹干灰塵。

2.1.2，保證混凝土基層表面是干燥無油漬的狀態(tài)。

2.1.2粘結(jié)劑在縫上涂抹。寬度為30MM，厚度為2MM，超出縫長30MM。

2.2板中大于0.3MM的裂縫：（粘結(jié)碳纖維布）

2.2.1混凝土表面用刷子刷子刷干凈，并且對裂縫采用專用工具吹干灰塵。

2.2.2保證混凝土基層表面是干燥無油漬的狀態(tài)。

2.2.3裂縫中涂抹粘結(jié)劑，再在裂縫表面粘貼碳纖維布，再在碳纖維布橫向方向粘貼碳纖維布壓條并用M12射釘固定。

2.3梁中側(cè)面以及下表面出現(xiàn)的裂縫（粘貼碳纖維布）

2.3.1混凝土表面用刷子刷子刷干凈，并且對裂縫采用專用工具吹干灰塵。

2.3.2保證混凝土基層表面是干燥無油漬的狀態(tài)。

2.3.3裂縫中涂抹粘結(jié)劑，再在梁下表面裂縫表面粘貼碳纖維布，再在梁中采用U型碳纖維布（具體位置根據(jù)側(cè)面裂縫以及U型箍的間距來決定），最終在U型箍橫向方向粘貼碳纖維布壓條并用M12射釘固定。

2.4梁柱節(jié)點(diǎn)（植筋并加大節(jié)點(diǎn)截面）

2.4.1對于梁柱階段露筋部分進(jìn)行混凝土的清除，并且對鋼筋進(jìn)行除銹處理

2.4.2用工具在柱子節(jié)點(diǎn)下500MM處鉆出植筋的孔洞，并用工具將孔洞內(nèi)的灰塵吹干凈。

2.4.3用工具在柱子節(jié)點(diǎn)旁四周梁各1000MM處鉆出植筋的孔洞，并用工具將孔洞內(nèi)的灰塵吹干凈。

2.4.4利用粘接劑將鋼筋植入空洞內(nèi)，注意膠干的時(shí)間，注意植筋的錨固長度，形成漏斗倒錐型的新節(jié)點(diǎn)

2.4.5將舊混凝土表面鑿毛，由于新節(jié)點(diǎn)采用漏斗形，模板不好搭設(shè)，因此采用噴射混凝土，并且防銹。

2.4.6對混凝土做好養(yǎng)護(hù)工作。

3.結(jié)束語

通過分析某中心廣場采用的各種新型加固材料和新型加固施工方法得出以下重要結(jié)論：

（1）加固施工的前提必須要有加固設(shè)計(jì)，加固設(shè)計(jì)必須根據(jù)鑒定評估報(bào)告，確定現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸，材料強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。而鑒定評估報(bào)告是根據(jù)現(xiàn)場建筑的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)的安全性，構(gòu)件的可靠性做出評價(jià)，包括現(xiàn)場檢測，軟件模擬分析。

（2）在加固前，必須將結(jié)構(gòu)中準(zhǔn)備加固的構(gòu)件表面清理干凈，露出鋼筋或混凝土清潔的表面。

（3）加固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及鑒定的結(jié)果，盡可能少的破壞或拆卸現(xiàn)有構(gòu)件。

（4）在實(shí)際工程中，要注意加強(qiáng)框架柱的承載能力，控制梁的承載力，提高柱的延性，形成“強(qiáng)柱弱梁”。

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