主體結(jié)構(gòu)開(kāi)洞加固施工技術(shù)研究

朱晶俊

摘?要： 房屋建筑是人們活動(dòng)最頻繁的場(chǎng)所，建筑物的質(zhì)量會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而出現(xiàn)老化、質(zhì)量降低的不良現(xiàn)象，也或者在外界自然條件的影響下，出現(xiàn)被氧化和腐蝕，對(duì)建筑物造成嚴(yán)重的損傷，不進(jìn)行修補(bǔ)便會(huì)發(fā)生不可估量的安全事故。為了保證建筑物的穩(wěn)定性，建筑工程通常都會(huì)采取加固施工技術(shù)進(jìn)行修復(fù)建筑物，提高建筑物的穩(wěn)定強(qiáng)度和抗震性。碳纖維加固技術(shù)在建筑加固中應(yīng)用廣泛，并且在提高建筑物的穩(wěn)定性方面占據(jù)了顯著的優(yōu)勢(shì)。本文以主體結(jié)構(gòu)開(kāi)洞加固施工技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，介紹了碳纖維加固技術(shù)在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用，更進(jìn)一步的了解建筑加固技術(shù)，提高建筑物的整體強(qiáng)度和使用壽命。

關(guān)鍵詞： 主體結(jié)構(gòu);加固技術(shù);建筑結(jié)構(gòu);碳纖維

【中圖分類號(hào)】TU746.3?????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B?????【文章編號(hào)】1674-3733（2020）23-0101-02

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，不僅對(duì)建筑的施工質(zhì)量做出了技術(shù)研究，為了保障建筑物在后期的穩(wěn)定性，以此研究出了建筑加固技術(shù)。碳纖維加固技術(shù)是近幾年興起的新型加固技術(shù)，在建筑加固工程中有著較高的實(shí)用價(jià)值，可以應(yīng)對(duì)各種結(jié)構(gòu)類型的建筑，其技術(shù)包含了碳纖維布加固技術(shù)和碳纖維板兩種技術(shù)，相對(duì)于其他加固技術(shù)強(qiáng)度更高，其中碳纖維布主要是分擔(dān)鋼筋的受力，有效的改善建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。碳纖維加固技術(shù)具有良好的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，碳纖維加固技術(shù)相對(duì)其他加固技術(shù)來(lái)說(shuō)更加操作簡(jiǎn)單、安全可靠、效果更佳。目前我國(guó)對(duì)碳纖維加固技術(shù)研究不深，相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，沒(méi)有足夠的理論和經(jīng)驗(yàn)支持，此技術(shù)仍需要不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，提高其在建筑工程中發(fā)揮出的社會(huì)效益。

1?主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估與鑒定方法和計(jì)算方法

1.1?檢測(cè)方法

在進(jìn)行開(kāi)洞加固施工前，需要對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，判斷建筑結(jié)構(gòu)是否支持加固改造，并對(duì)其判斷能否滿足建筑安全標(biāo)準(zhǔn)。建筑工程主體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法有很多種，主要有回彈鉆芯法、雷達(dá)測(cè)缺法、超聲回彈法等實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的檢測(cè)。由于建筑結(jié)構(gòu)中存在有鋼筋材料，為了確定和判斷其性能和強(qiáng)度，常用的檢測(cè)手段有磁感儀、雷達(dá)儀、X光儀等方法。建筑結(jié)構(gòu)開(kāi)洞加固施工需要了解到建筑的整體性、構(gòu)件變形情況和其他相關(guān)信息，在具體的施工中還需要參考建筑主體截面尺寸等相關(guān)數(shù)據(jù)，因此還需要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，判斷其是否符合加固條件，常用的檢測(cè)工具有激光掃平儀、卡尺、裂縫尺等。在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算要符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的規(guī)范性和合理性。

1.2?計(jì)算分析方法

主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估與鑒定工作中會(huì)涉及到對(duì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，由于評(píng)估鑒定的結(jié)論與改造后的質(zhì)量安全密切相關(guān)，因此需要求此過(guò)程中要具有嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性。避免計(jì)算數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差等不良現(xiàn)象，相關(guān)的計(jì)算工作人員必須利用現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策，與此同時(shí)，要結(jié)合建筑物改造條件進(jìn)行全面的評(píng)估，保證計(jì)算結(jié)果具有實(shí)用性。如果分析結(jié)果不能滿足主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)加固施工方案進(jìn)行改進(jìn)，并將加固補(bǔ)強(qiáng)的數(shù)據(jù)作為分析條件再次計(jì)算，直到結(jié)果符合安全標(biāo)準(zhǔn)為止，采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)計(jì)算改造后的主體結(jié)構(gòu)，最后將得出評(píng)估鑒定結(jié)論。

2?主體結(jié)構(gòu)開(kāi)洞加固施工技術(shù)

2.1?增大截面加固技術(shù)

此技術(shù)的主要工作重點(diǎn)便是構(gòu)件外部外包混凝土，經(jīng)過(guò)混凝土板梁承重試驗(yàn)后，如果發(fā)現(xiàn)建筑物的實(shí)際承載力與設(shè)計(jì)要求存在較大的差異，在此前提下需要用到增大截面加固技術(shù)，其主要的技術(shù)原理便是通過(guò)增加構(gòu)件截面面積與配筋量[2]，實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)建的承載能力。此技術(shù)在建筑工程中經(jīng)常使用，在實(shí)際施工中，需要結(jié)合建筑的實(shí)際情況進(jìn)行分析受力特點(diǎn)進(jìn)行決策，增大截面加固采用單側(cè)、雙面、三面等具體的加厚方式，使用合適的施工工藝進(jìn)行具體的操作，并且需要對(duì)鋼筋進(jìn)行配置構(gòu)造，然后結(jié)合相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)混凝土保護(hù)層的澆筑。通過(guò)利用此技術(shù)進(jìn)行對(duì)補(bǔ)澆混凝土，解決質(zhì)量隱患問(wèn)題，提升構(gòu)件的抗彎承載能力。

2.2?粘鋼加固技術(shù)

粘鋼加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中使用的主要材料便是環(huán)氧樹(shù)脂和鋼板，作業(yè)人員需要對(duì)具體的修復(fù)位置承重位置結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，決策好需要加固的位置，使用環(huán)氧樹(shù)脂將鋼板粘結(jié)在混凝土表面，保證好操作技術(shù)和施工工藝，對(duì)建筑物的抗壓和抗彎能力有著較大的作用。隨著建筑加固技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的抗彎材料應(yīng)用進(jìn)加固技術(shù)，使得粘鋼加固技術(shù)應(yīng)用廣泛，并且加固強(qiáng)度得到一定幅度的提升。

2.3?增補(bǔ)受拉鋼筋技術(shù)

增補(bǔ)受拉鋼筋技術(shù)在眾多的加固技術(shù)中具有操作簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)勢(shì)。具體應(yīng)用在梁構(gòu)件抗拉能力滿足不了建筑承重能力的情況，增補(bǔ)受拉鋼筋技術(shù)主要采用的加固材料便是鋼筋[3]。作業(yè)人員需要分析出原梁的受拉部位，然后選擇高質(zhì)量強(qiáng)度的鋼筋材料放置在該位置，使用相應(yīng)的焊接設(shè)備將定量的鋼筋焊接到原受拉鋼筋上。

2.4?碳纖維片材加固技術(shù)

碳纖維片材加固技術(shù)與傳統(tǒng)的增大截面加固技術(shù)、粘鋼加固技術(shù)及增補(bǔ)受拉鋼筋技術(shù)相比，可有效地應(yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展、增加結(jié)構(gòu)的延性。此外，經(jīng)過(guò)碳纖維片材加固技術(shù)補(bǔ)強(qiáng)和維修的結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的抗酸、堿、鹽、紫外線侵蝕和防水能力;具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力?？梢源蟠笤鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)對(duì)惡劣外部環(huán)境的適應(yīng)能力，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命，這是粘鋼加固技術(shù)不可比擬的。碳纖維片材加固技術(shù)所使用的材料利用碳纖維組成的碳纖維布、碳纖維板進(jìn)行具體的加固施工，有時(shí)還會(huì)應(yīng)用玻璃纖維等相關(guān)施工材料，實(shí)現(xiàn)用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面[4]，其材料輕質(zhì)高強(qiáng)，可以不增加結(jié)構(gòu)體積，所增加的結(jié)構(gòu)自重幾乎可以不計(jì)。其施工工序簡(jiǎn)單，可用小型電動(dòng)工具操作，不像傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方法需要眾多工種、大量勞動(dòng)力、大型施工設(shè)備及吊裝機(jī)械。因而可以在傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法施工的有限作業(yè)空間內(nèi)實(shí)施?？傮w來(lái)說(shuō)，該技術(shù)可強(qiáng)化建筑的各項(xiàng)強(qiáng)度，且具有節(jié)省空間，適用面廣，施工簡(jiǎn)便，不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。使用這種技術(shù)還能保證建筑的美觀，滿足人們的審美要求。

3?碳纖維加固材料

3.1?主要材料

碳纖維加固技術(shù)的主要施工材料是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其材料在進(jìn)行建筑物加固程序中發(fā)揮著補(bǔ)強(qiáng)加固的作用，促使建筑物的加固質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求和抗震標(biāo)準(zhǔn)。將連續(xù)碳纖維進(jìn)行整理和歸類，然后將其進(jìn)行單排成束。碳纖維加固技術(shù)中涉及到的碳纖維板和碳纖維布均是由碳纖維組成[1]，碳纖維經(jīng)過(guò)以上處理后經(jīng)過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂浸漬后形成的便是碳纖維板，在建筑加固過(guò)程中可以有效的提高建筑的穩(wěn)定性和抗剪能力，未浸漬固化的便是碳纖維布，在建筑物的加固工程中廣泛應(yīng)用，并且加固強(qiáng)度滿足預(yù)期效果，碳纖維板和碳纖維布都屬于碳纖維片材，作業(yè)人員將定量的片材黏貼在需要修護(hù)的位置，便可以有效的改善建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

3.2?碳纖維片材

碳纖維片材的質(zhì)量控制著其加固效果，在實(shí)際的施工中片材擁有較強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度，對(duì)建筑物的加固效果有著重要的影響。通常情況下，其拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到2400～3400MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出普通的碳素鋼板，充分體現(xiàn)出了碳纖維加固技術(shù)的效能，在提升建筑結(jié)構(gòu)的承載能力方面占據(jù)很大的優(yōu)勢(shì)。雖然碳纖維片材自身具備的拉伸強(qiáng)度超出普通碳素鋼板很多，但是其自身的重量并沒(méi)有因此增加，反而比后者更輕，在一定程度上減輕了建筑結(jié)構(gòu)的承重壓力，提高了建筑物的穩(wěn)定性。由于碳纖維具備較強(qiáng)穩(wěn)定的內(nèi)部化學(xué)結(jié)構(gòu)，不會(huì)輕易的被外界大氣條件影響，具有良好的耐寒和耐熱性。

4?碳纖維加固技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

4.1?工程概況

通州區(qū)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院工程位于北京市通州區(qū)漷縣鎮(zhèn)漷縣村村西，南鄰漷馬路。本工程由醫(yī)療主樓和行政科研樓組成共2個(gè)單體工程。其中醫(yī)療主樓面積110832.88m2，地下2層，最深處槽底標(biāo)高-14.5m，地上裙房3-4層，最高主樓10層，檐口最大標(biāo)高45m。行政科研樓8822.97m2，地下1層，最深處槽底標(biāo)高-7.5m，地上6層，檐口最大標(biāo)高28.2m。本工程基礎(chǔ)為筏型基礎(chǔ)，部分采用獨(dú)立柱基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)。地上采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為地下車庫(kù)和功能用房。

4.2?開(kāi)洞加固應(yīng)用情況

本工程在主體結(jié)構(gòu)及二次結(jié)構(gòu)施工完成后，因使用方發(fā)生變更，其功能需求發(fā)生變化，設(shè)計(jì)圖紙重新調(diào)整，已完二次結(jié)構(gòu)部分區(qū)域重新調(diào)整布局，各機(jī)電管線走向發(fā)生變化，原有預(yù)留洞口位置發(fā)生變化，需在已完主體結(jié)構(gòu)樓板上開(kāi)鑿洞口，故需對(duì)該區(qū)域主體結(jié)構(gòu)樓板進(jìn)行加固。

4.3?開(kāi)洞加固設(shè)計(jì)原則

工程在開(kāi)始進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)開(kāi)洞加固施工前，需要做好開(kāi)洞加固施工設(shè)計(jì)，首先在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固的時(shí)候，為了保證結(jié)構(gòu)加固施工的合理性，需要由正規(guī)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)施工建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，在確定該部位需要進(jìn)行加固施工再進(jìn)行施工處理，以結(jié)構(gòu)鑒定報(bào)告作為加固施工的依據(jù)。其次施工人員需要根據(jù)結(jié)構(gòu)鑒定報(bào)告進(jìn)行確定加固設(shè)計(jì)及施工范圍，可以包括此建筑的整體結(jié)構(gòu)，也可以是某一個(gè)構(gòu)件或者某段區(qū)域，避免在建筑結(jié)構(gòu)完整的區(qū)域進(jìn)行施工。再次，施工單位需要結(jié)合施工情況進(jìn)行判斷建筑的安全性，設(shè)定出該建筑的安全等級(jí)，避免施工中發(fā)生安全隱患，結(jié)合建筑的安全等進(jìn)行確定相應(yīng)的施工技術(shù)。最后對(duì)加固施工的設(shè)計(jì)還要遵循施工方法，保證符合建筑加固的需要，并按照原建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。

4.4?碳纖維布加固施工工藝

（1）碳纖維布加固施工進(jìn)行前需要做好準(zhǔn)備工作，作業(yè)人員需要將需要加固的屋架下弦的混凝土去掉，然后對(duì)里面的鋼筋進(jìn)行觀察，在保證沒(méi)有生銹或存有其他雜物的前提下進(jìn)行施工，如果有生銹的鋼筋，需要鏟掉銹層，保證加固施工質(zhì)量。

（2）在進(jìn)行混凝土梁的補(bǔ)粉鑿除工序中，需要采用合理的施工技術(shù)，并選用SJ-601防腐砂漿補(bǔ)粉鑿除的混凝土梁，在實(shí)際的操作中，如果鑿除面積大于設(shè)計(jì)面積，需要采取一定的措施進(jìn)行修復(fù)，通常情況下會(huì)使用環(huán)氧砂漿材料完成，修復(fù)后不應(yīng)立刻進(jìn)行下一步的操作，需要晾曬3d。使用碳纖維技術(shù)材料前需要保證修復(fù)層的干凈，首先需要清除表面的粉塵，避免影響加固效果，隨后需要用角磨機(jī)、砂紙等相關(guān)設(shè)備去除表面的雜質(zhì)，最后使用丙酮清理黏貼的構(gòu)件部分，在使用材料前一定要保證修復(fù)層表面的整潔。

（3）當(dāng)修復(fù)層表面處理好時(shí)候，需要做涂底膠工作，操作人員按照科學(xué)的比例進(jìn)行調(diào)配底膠，在此工程中應(yīng)用3：1的比重分配，保證涂料均勻分布，在規(guī)定的40min內(nèi)涂完。為了避免留下質(zhì)量隱患，作業(yè)人員需要找出混凝土凹陷部位，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)澆填平。

（4）黏貼碳纖維布工序是碳纖維加固技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，首先需要在碳纖維布的底膠上均勻的涂抹上JGN-C膠，作業(yè)人員需要把控好涂抹速度和程度，使用標(biāo)準(zhǔn)的刮板進(jìn)行此操作。結(jié)合實(shí)際情況決定碳纖維布的尺寸大小，并黏貼到預(yù)定位置處。在黏貼的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)少量的氣泡，氣泡會(huì)降低兩者之間的粘度，因此需要用專用的滾子反復(fù)碾壓，直到內(nèi)部的氣泡全部都擠壓出來(lái)為止[5]。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，其干燥之后，需要將碳纖維板粘貼上去，通過(guò)黏貼兩層碳纖維板可以保證的建筑物有足夠的承載力，黏貼方法同上。操作人員在進(jìn)行再次黏貼碳纖維板，兩者之間需要留出1cm的長(zhǎng)度，端部用橫向固定方式固定。

（5）經(jīng)過(guò)兩次黏貼碳纖維板之后，需要靜卻一段時(shí)間，通過(guò)判斷其全部干燥后，操作人員需要最上層涂一層JGN-C面膠，操作人員需要控制好面膠的均勻程度，避免存在遺漏的位置，干燥后涂上防護(hù)層。當(dāng)碳纖維加固技術(shù)所有工序完結(jié)之后，后面的保護(hù)工作尤為重要，為了避免其加固效果受到影響，需要碳纖維布表面進(jìn)行抹灰，避免發(fā)生不必要的異?，F(xiàn)象，后期的保護(hù)中可以采取噴防火涂料，避免高溫對(duì)材料造成損傷。

5?加固工程質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1?質(zhì)量檢查

施工單位在加固施工后，相應(yīng)的管理人員需要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，首先管理人員需要熟練掌握施工工藝，結(jié)合設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢查，做好相關(guān)的驗(yàn)收記錄，嚴(yán)格的控制施工質(zhì)量，才能保證建筑物的加固強(qiáng)度，如果出現(xiàn)質(zhì)量不合格的情況，需要立刻進(jìn)行返工。

5.2?驗(yàn)收質(zhì)量控制

碳纖維加固技術(shù)的驗(yàn)收工作中對(duì)加固質(zhì)量效果的判定，主要依靠碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量，其相應(yīng)的判定方法較為簡(jiǎn)單，一般檢測(cè)方法便是利用小錘等工具進(jìn)行敲打碳纖維布表面，驗(yàn)收人員可以通過(guò)敲打后發(fā)出的聲音進(jìn)行判斷。出現(xiàn)空鼓等粘貼效果不佳的情況，可以使用針管注粘結(jié)膠進(jìn)行補(bǔ)救，驗(yàn)收人員在檢查中發(fā)現(xiàn)粘貼不密實(shí)的面積大于10%，便需要重新施工。

結(jié)語(yǔ)：建筑工程中的加固技術(shù)在建筑的修復(fù)中有著重要的影響，其中的碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用廣泛，自身具備的較強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度，并有效的分擔(dān)鋼筋的受力，在此項(xiàng)目實(shí)踐應(yīng)用中，取得了優(yōu)異的成效，此技術(shù)，需要不斷的研究和創(chuàng)新，創(chuàng)造出更大的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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