土建工程常用加固技術(shù)淺析

張?zhí)K蘇

摘要：世界城市的發(fā)展已經(jīng)有五千多年的歷史，大多數(shù)發(fā)達國家的城市化程度都在70%-80%以上。我國的城市化進程也已進入快速發(fā)展階段，據(jù)統(tǒng)計，自改革開放以來，房屋的建筑及城市建設(shè)的數(shù)量日趨增加，特別是許多工業(yè)與民用建筑，都是五、六十年代建造的，基本都超過了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計年限，造成使用功能的下降，存在一定的安全隱患；部分新建成的工程，由于在建設(shè)初期就存在諸多的問題，也會出現(xiàn)安全質(zhì)量隱患，對于這些情況是需要進行加固改造和修復(fù)。

關(guān)鍵詞：土建；工程；加固技術(shù)

一、建筑結(jié)構(gòu)加固的現(xiàn)狀

我國建筑結(jié)構(gòu)大多采用的是混凝土結(jié)構(gòu)，因為混凝土的建筑結(jié)構(gòu)一般會有裂縫的情況出現(xiàn)，有些裂縫及變形是不能發(fā)生的或者需要一定的限度，那么許多現(xiàn)有房屋特別是高層建筑要滿足新的標準及要求，就需要采用相應(yīng)的加固方案進行抗震加固，從而提高建筑工程的質(zhì)量。同時，從成本方面考慮，由于這種方式影響小、投資少、見效快，利用原有老建筑進行加固改造的工程也逐步增多。許多工程技術(shù)人員已經(jīng)把結(jié)構(gòu)鑒定與加固改造放在了首要位置，開始轉(zhuǎn)向加固領(lǐng)域。這已經(jīng)成為建筑業(yè)越來越受關(guān)注的問題，因此，建筑結(jié)構(gòu)的加固改造有非?？捎^的發(fā)展前景。

二、常見的加固改造技術(shù)

我們按照先鑒定后加固的原則，從整體結(jié)構(gòu)上考慮，通過合理經(jīng)濟、安全可靠及方便施工這幾個方面來選擇加固方案，盡量延長原有建筑結(jié)構(gòu)的使用期限。

1、預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法，是利用增設(shè)的預(yù)應(yīng)力桿、撐，對結(jié)構(gòu)的構(gòu)件或整體進行加固，提高結(jié)構(gòu)承載力的一種方法。在較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下，大型結(jié)構(gòu)的加固效果不是特別理想，或無法使用其它的方法進行加固時，一般采用預(yù)應(yīng)力加固法。它適用于大跨度的結(jié)構(gòu)，但并不適用在高濕度環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)加固。通過預(yù)應(yīng)力加部分拉桿或撐桿受力，來改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，從而降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，使一般加固結(jié)構(gòu)中特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除。

目前體外預(yù)應(yīng)力加固法在國內(nèi)外的工程中應(yīng)用較為廣泛，通過鋼結(jié)構(gòu)的支座高差的調(diào)整改變支承反力的大小，來達到預(yù)應(yīng)力目的。這項技術(shù)在舊橋加固改造工程中應(yīng)用較多，利用預(yù)應(yīng)力加固法進行加固舊橋，能夠顯著的提高結(jié)構(gòu)的承載力和抗裂度，這樣可以改善結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。這種方法具有方便施工、預(yù)應(yīng)力筋可以獨立防腐以及經(jīng)濟可靠等特點。

2、加大截面加固法

加大截面加固法，又稱為外包混凝土加固，是加大構(gòu)件的截面尺寸，在原受彎構(gòu)件的上面或者下面澆筑一層新的混凝土，并補加相應(yīng)的鋼筋，原構(gòu)件的承載力也相應(yīng)提高，達到顯著的加固效果。它是工程中常用的加固方法，如果梁、板、柱及承載力相差很大，比如構(gòu)件超筋和墻柱軸壓比超限時的時候，一般采用這種加固技術(shù)。采用加大截面加固法必須按照現(xiàn)場檢測結(jié)果確定的原構(gòu)件混凝土等級應(yīng)該超過C10。在施工時，一定要保證新舊混凝土界面的處理和粘結(jié)的質(zhì)量，考慮新加混凝土與原有混凝土的協(xié)同工作，只有當(dāng)界面處理及其粘結(jié)質(zhì)量符合規(guī)范要求的時候，按照整體截面來進行計算。

加大截面加固法在工程中的適用性較強，施工工藝相對簡單，使用范圍廣泛，施工設(shè)計和經(jīng)驗也趨于成熟，經(jīng)濟可靠。但是施工過程較為復(fù)雜，現(xiàn)場的濕作業(yè)工作量大，工期長，對凈空和美觀有一定的影響。

3、噴射混凝土技術(shù)加固法

我國建筑結(jié)構(gòu)大多采用混凝土，而混凝土結(jié)構(gòu)通常會有裂縫或變形的情況，在這種情況下，利用噴射混凝土技術(shù)加固法就可以讓施工材料和混凝土緊密相接，從而達到傳遞應(yīng)力填補裂縫的效果。它的原理就是借助噴射機器利用壓縮空氣，把一定配比的外加劑及水泥砂漿等拌料結(jié)合形成的液體，通過管道運輸噴到被加固的結(jié)構(gòu)表面，可以迅速使液體凝固，達到硬化加固的效果，形成混凝土支護層。

噴射混凝土技術(shù)具有非常高的強度，簡單的工藝、獨特的效應(yīng)、經(jīng)濟的造價和快捷的施工速度，并具有良好的持久性，在砌體墻體開裂加固、磚混結(jié)構(gòu)加層墻體加固、抗震加固、鐵公路隧道施工、礦山井巷建設(shè)、邊坡加固等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

4、粘貼纖維材料加固法

粘貼纖維材料加固法，是利用結(jié)構(gòu)膠粘劑將纖維布復(fù)合材料粘貼在混凝土表面，形成一個整體復(fù)合截面，這樣可以提高整體結(jié)構(gòu)的承載力，加大延展性。這種方法可在鋼筋混凝土受彎、受拉、受壓構(gòu)件的情況下使用，如果混凝土強度低于C15、且砼表面正拉粘結(jié)的強度低于1.5MPa，受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%的構(gòu)件，不能使用粘貼纖維材料這種加固方法。這種方法施工相對簡便，基本不影響使用空間和外觀，抗疲勞性能較好，綜合造價比較低。但它對于結(jié)構(gòu)剛度的提高比較薄弱，這就決定其對已開裂結(jié)構(gòu)的加固效果不夠明顯，另外纖維材料的成本較高，防火性能也相對較差。

三、在工程中的實際應(yīng)用

1、工程概況

根據(jù)火車站的規(guī)劃設(shè)計，火車站地下工程結(jié)構(gòu)應(yīng)將出站口及兩個扶梯口的高度增加，其中扶梯口需要增加寬度和高度，由原4500*2700變?yōu)?900*3000。出站口高度由2700mm改造成3000mm，又在拆掉剪力墻的基礎(chǔ)上增加了三個600*700/600*830/700*1000結(jié)構(gòu)柱以及新增3000*6600的出站口。擴大進出站口及扶梯口尺寸影響的范圍較大，除了安裝在門口上的防爆門以及預(yù)埋附件等，還將拆掉影響結(jié)構(gòu)安全的洞口上部混凝土結(jié)構(gòu)，為了以后使用的安全必須對其該處結(jié)構(gòu)進行加固補強。該工程主要運用了加大截面加固法，并新增了結(jié)構(gòu)柱，其加固效果很是顯著。

2、加固措施

通過了解設(shè)計文件要求同設(shè)計院及時溝通交流，現(xiàn)場將采取金剛繩鋸靜力切割的方式將尺寸擴大，在切割之前，需將原結(jié)構(gòu)用型鋼支柱從基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)支撐起來，并用50噸螺旋機械千斤頂將壓力調(diào)節(jié)到原結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載的水平，使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不至于損傷到上部保留結(jié)構(gòu)。

主要工序：現(xiàn)場在需要切割的部位定位劃線，采用精密切割的方式將要切割的結(jié)構(gòu)切掉，誤差控制在10mm之內(nèi)；通過植筋、焊接連接等方式將新增構(gòu)件鋼筋骨架搭設(shè)好，尤其是樓板頂部的植筋措施，要采用高壓灌注后植筋孔底部承托的方式保持其植筋膠的穩(wěn)固；新增的地下基礎(chǔ)部位及防爆門溝槽要提前切割處理，使其新增結(jié)構(gòu)的荷載承擔(dān)在其上；模板的支護要特別重視，由于是高強無收縮灌漿料，所以模板面臨的壓力相當(dāng)大，支護措施要格外加強；工程結(jié)構(gòu)材料采取高強無收縮灌漿料灌注，該材料強度增長很快，能夠保證工期。另外加固部位和正常澆筑不同，普通混凝土沒辦法做到高壓灌注，尤其是在柱梁的靠近原頂板的地方，采用了專用的灌漿料材料高壓灌注機器，確保了施工進度及施工質(zhì)量。

3、具體實施

（1）結(jié)構(gòu)支撐

將要拆除的部位采用2根20B#槽鋼焊接成的鋼柱，坐落在放到基礎(chǔ)上的50噸螺旋千斤頂上，放置間距為2m/3m。扶梯口放置兩道自帶調(diào)節(jié)支撐，出站口放置4道自帶調(diào)節(jié)支撐。將該處頂升噸位調(diào)節(jié)到20噸-35噸即可代替原結(jié)構(gòu)，防止由于下部受拉構(gòu)架缺失造成整體結(jié)構(gòu)的開裂損毀。

（2）金剛繩靜力切割

將要切割的部位支撐好以后，精確定位放線，安裝定位導(dǎo)軌，制作穿繩引孔，安裝固定支架，規(guī)劃好掉落部位和順序。

（3）基礎(chǔ)開鑿制作

在切割的同時就要穿插進行基礎(chǔ)工作，將主要結(jié)構(gòu)拆除破碎掉，拿掉防爆門欖，漏出基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)，進行鑿毛、植筋、綁扎鋼筋，然后做拉拔實驗 、支模和澆筑灌漿料。

（4）新增結(jié)構(gòu)的鋼筋植筋綁扎

該結(jié)構(gòu)以后的安全使用全部在于鋼筋工程的施工，新增結(jié)構(gòu)需要大量的受力鋼筋通過化學(xué)植筋固定到原混凝土結(jié)構(gòu)中。

4、加固效果

對于現(xiàn)場拆除模板、拆除支撐后的砼結(jié)構(gòu)表面進行的檢驗表面，灌漿料結(jié)構(gòu)在不利施工操作的場所內(nèi)，能很好的發(fā)揮其自身特點，對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的各項指標均優(yōu)于普通混凝土。關(guān)鍵是工期能大大的提前，從普通混凝土12天拆模，到該結(jié)構(gòu)的2天拆模，并且同條件試塊的2日齡強度就達到了250mpa即C25的強度等級了。通過現(xiàn)場三天后的拆模強度回彈顯示，已經(jīng)達到c35的強度等級，為下一步的工作贏得了工期。

四、結(jié)束語

隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的加固改造也成為了重要的建設(shè)方式。目前，很多的加固改造技術(shù)都已應(yīng)用于實際工程中，并積累了大量的經(jīng)驗和做法。如今，建筑結(jié)構(gòu)的加固改造和修復(fù)的運用也越來越寬泛，各種新工藝、新方法不斷的涌現(xiàn)，選擇經(jīng)濟的施工材料，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全，開發(fā)研制高效的加固材料、加大截面技術(shù)應(yīng)用到實際工程中。