混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)分析

王 鵬 山西三建集團有限公司

1 前言

隨著現(xiàn)階段我國建筑工程項目設(shè)計和施工工藝的全面優(yōu)化和完善，混凝土建筑加固方法也越來越多樣化，通過混凝土結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)的有效應(yīng)用，可以對一些受力薄弱的混凝土構(gòu)件位置予以外部加固處理，避免建筑主體結(jié)構(gòu)支撐性和穩(wěn)定性不足造成的安全隱患。在實際加固處理工作中，需有效結(jié)合不同位置的加固要求，合理選擇加固技術(shù)方法，有效保證建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固完成之后的整體質(zhì)量。

2 建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計工作要點分析

在開展建筑體結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計過程中，需考慮到建筑體自身的結(jié)構(gòu)強度影響問題，主要是通過加強建筑體側(cè)向力系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，進一步提高組件結(jié)構(gòu)的延展性效果和承載力大小，加強建筑體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在進行建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計時，要避免由于局部強度過大而造成受力集中，出現(xiàn)建筑體一些薄弱位置受力過大而產(chǎn)生不穩(wěn)定問題。整體而言，在建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計工作中，要考慮以下幾個方面問題。

第一，建筑體自身的架構(gòu)設(shè)計要點。相關(guān)設(shè)計人員要全面考慮建筑體結(jié)構(gòu)的整體性和完整性，有效提高建筑構(gòu)件的穩(wěn)定性能以及支撐部件的受力能力。通過加固設(shè)計方法和其他外部加固處理方法的結(jié)合應(yīng)用，可進一步提高整個建筑體的加固效果，其中較常用的是外部加固方案，主要包含灌注水泥砂漿材料、鋼構(gòu)件加固施工對建筑結(jié)構(gòu)自身的裂縫問題進行加固處理，進一步提高建筑結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性，以有效應(yīng)對外部地震災害所產(chǎn)生的破壞性影響。

第二，外包強化建筑加固設(shè)計工作。通過在建筑結(jié)構(gòu)外部設(shè)置出相應(yīng)的加固處理層，進一步提高建筑體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能以及變形效果，這也是比較常用的建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方法。

在具體設(shè)計過程中，主要包含鋼筋混凝土層、鋼筋網(wǎng)、防護層、鋼構(gòu)件支撐層等設(shè)計工作，有效做好整體的結(jié)構(gòu)外圍包裹和加固處理，提高建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

第三，附加結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固設(shè)計工作要點。在原有建筑變形大小和承載力不足的位置，相關(guān)設(shè)計人員需通過使用必要的支撐構(gòu)架或是附著式加固構(gòu)件，支撐和保護整個建筑體結(jié)構(gòu)，提高建筑體結(jié)構(gòu)的抗變性能力和抗地震災害的影響能力，保證建筑體形成一個完整的結(jié)構(gòu)整體。在開展附加結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力加固設(shè)計工作中，要考慮到新增加的支撐部件是否滿足加固設(shè)計要求，同時在加固設(shè)計完成之后，要對整個建筑體的結(jié)構(gòu)強度情況進行模擬和分析。

第四，建筑構(gòu)件相互之間的銜接加固設(shè)計工作要點。建筑體各個部分的銜接構(gòu)件必須要充分銜接，這是保證建筑體結(jié)構(gòu)具備更高穩(wěn)定性能的重要保障和前提。如果建筑原有的結(jié)構(gòu)構(gòu)架在承載能力和穩(wěn)定性上滿足加固設(shè)計要求，但是由于各部件之間的連接程度不足，仍然會對整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性效果產(chǎn)生不良影響。其中比較常用的建筑構(gòu)件連接加固處理方法，主要包含拉桿加固處理、注漿錨桿加固處理、鋼夾加固處理以及更換構(gòu)件加固處理方法等。

5．“其事親盡孝，或萬里尋親，或三年廬墓，或聞喪殞命，或負骨還鄉(xiāng)者，洪武時，則有麗水祝昆……昌平劉驢兒……”——《明史·孝義》

3 建筑混凝土加固技術(shù)使用工藝流程

首先，在建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固工作過程中，首先施工人員必須充分明確建筑結(jié)構(gòu)的加固特點，開展具有針對性的加固處理作業(yè)，以此保證具有更高的加固治理效果。

建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)，在使用過程中具有特定的施工工藝流程，施工人員需要全面了解建筑主體結(jié)構(gòu)加固工作的具體原因，同時確認不同加固技術(shù)方法的使用工作原則。在進行加固之前，需要掌握建筑工程施工現(xiàn)場的實際情況，通過加固處理之后滿足建筑體的使用安全性要求和標準，加固方案設(shè)計完成后，需要與原設(shè)計工作單位及時溝通和技術(shù)交流，以保證整個加固方案符合要求，并且征得設(shè)計單位的審核同意之后再正式實施。

其次，在加固方案正式開始實施前，要做好工程實施現(xiàn)場的各項技術(shù)交底和安全交底工作。材料進入現(xiàn)場后要嚴格檢測，檢測合格后方可使用。在建筑主體結(jié)構(gòu)加固正式開始前，需要通知相關(guān)單位進行必要的監(jiān)督和管理，加固施工中相關(guān)資料需要妥善保管，需要有專業(yè)人員予以存檔。加固施工作業(yè)正式開始過程中，要有效結(jié)合工程現(xiàn)場的實際情況，基于不同的加固位置靈活調(diào)整加固施工技術(shù)方法。并在加固施工過程中，做好各施工單位和工作人員之間的信息溝通和協(xié)調(diào)交流，在滿足工程加固施工要求的條件下，保證整個工程施工的順利進行，全面提高建筑混凝土結(jié)構(gòu)的加固效果。

4 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 截面加固

截面加固技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中，主要是在建筑體的原混凝土表面再澆筑一層新混凝土層，同時在混凝土結(jié)構(gòu)當中增加鋼筋材料的使用量。通過這種提升截面面積的處理方法，有效提高建筑體結(jié)構(gòu)的整體承載能力，進而對整個建筑結(jié)構(gòu)起到了良好的加固處理效果。

在截面加固施工技術(shù)的應(yīng)用中，相關(guān)施工人員需要對建筑構(gòu)件的整體受力狀況以及荷載分布狀況加以充分了解，明確工程施工過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，有效提高相關(guān)施工人員的施工效率以及工程的施工質(zhì)量。

在截面加固施工過程中，增加配筋處理方法是非常有效的結(jié)構(gòu)加固處理方式。要想有效提高配筋工作的整體施工質(zhì)量，在正式施工之前，需要明確鋼筋構(gòu)件之間的設(shè)置間距，然后在后續(xù)的施工中，依照具體的工程施工量和施工情況，有效調(diào)整橫截面積的大小，以此提高混凝土構(gòu)件的整體承載力以及剛性程度，保障混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命和穩(wěn)定性。

4.2 碳纖維加固技術(shù)

碳纖維加固處理方法主要是使用碳素纖維，對防護墊結(jié)構(gòu)進行加固處理，碳纖維加固技術(shù)屬于一種先進的建筑結(jié)構(gòu)加固處理方式，相比于傳統(tǒng)的建筑加固技術(shù)來講，碳纖維加固技術(shù)有著自身獨特的優(yōu)勢。首先，通過該項加工技術(shù)的應(yīng)用，前期的經(jīng)濟成本投入量相對較低，因此可以提高工程施工單位的整體經(jīng)濟效益。

其次，碳纖維材料屬于一種強度較高的材料，在使用過程中還具有較強的抗腐蝕性，在碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用過程中，對建筑體的加固性能效果非常明顯，保證碳纖維不會受到一些輕微外力作用所產(chǎn)生的影響，如圖1所示。

圖1 建筑碳纖維加固技術(shù)

4.3 支點加固技術(shù)

支點加固技術(shù)在我國早期建筑施工中已開始使用，主要的工作原理是通過增加結(jié)構(gòu)的支撐點，有效提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體承載能力，可有效控制建筑房屋結(jié)構(gòu)的跨度大小，保證建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性和穩(wěn)定性。

在具體的施工過程中，支點加固技術(shù)主要作用在建筑的梁柱網(wǎng)板以及網(wǎng)架等幾種不同的環(huán)節(jié)，并且在具體的施工中，工程的施工工藝主要表現(xiàn)在增加鋼結(jié)構(gòu)的剛性支點以及增加技術(shù)結(jié)構(gòu)的彈性支點。但是這種加固處理方式的缺陷是會對建筑體的原本外在樣貌造成影響，同時造成建筑房屋內(nèi)部的空間使用面積較低，因此這種加固處理技術(shù)，在我國建筑工程施工中沒有得到廣泛的應(yīng)用。

彈性支撐點加固處理方法，主要是直接使用支撐結(jié)構(gòu)的受彎構(gòu)件，或者基于橫架的作用實現(xiàn)對建筑構(gòu)件上部進行加固處理。因為，支撐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)變形量和被加固的基礎(chǔ)構(gòu)件屬于同一數(shù)量級支撐結(jié)構(gòu)，只能基于彈性支撐點的設(shè)立條件進行考慮和分析，建筑構(gòu)件的受力分析條件相對比較復雜，在剛性支撐點加固處理過程中可以有效提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載能力，而彈性支撐點的加固處理方法，對整個建筑體的空間使用影響程度相對較低。

4.4 外包鋼加固處理工作方法

外包鋼加固處理工作方法，屬于一種以四角鋼外包的方法，直接在建筑構(gòu)件的四角位置進行加固處理，角鋼相互之間使用綴板直接連接，同時，外包鋼加固方式可將其分為干式和濕式兩種形式。

第一，濕式外包鋼加固處理方法。主要是在型鋼和原有建筑構(gòu)件基礎(chǔ)上，通過使用乳膠水泥材料或者是環(huán)氧樹脂材料直接粘接，保證新舊材料相互之間具有較高的協(xié)同作用和效果，提高建筑構(gòu)件的整體性能，但是這種施工方法的作業(yè)總量相對較大。

第二，干式外包鋼加固處理方法。主要是使用型鋼材料和原有的構(gòu)件之間直接粘接，盡管可以向其中填充水泥砂漿材料，但是無法保證結(jié)合面位置的剪切力和拉應(yīng)力之間的快速傳遞，型鋼材料和原有的基礎(chǔ)構(gòu)件之間無法開展整體性工作，因此只能單獨受力。

和濕式外包鋼方法相比，干式外包鋼整個施工流程更加簡單，但是在加固完成之后的穩(wěn)定性相比于濕式外包鋼加固處理方法有所偏低，這種加固處理工作方法，在不改變原有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸大小的情況下，可以有效提高構(gòu)件的承載能力，同時增大材料的延展性和剛性程度，更加適用于混凝土支撐柱支撐梁以及煙囪等構(gòu)件的加固處理中。外包鋼加固處理工作方法更加適用于不允許增大界面尺寸，同時可以有效提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載能力。在軸心和偏心受壓構(gòu)件的加固工作中，該施工方法的施工速率相對較快，同時現(xiàn)場的工作總量相對較小，加固處理效果更加明顯。但是使用鋼材料的總量較大，前期的經(jīng)濟成本投入量相對較高。

4.5 混凝土弱剪力墻加固技術(shù)

剪力墻是建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部非常重要的承重部分，如果剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，會直接影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的使用安全性。通過加固技術(shù)對剪力墻結(jié)構(gòu)進一步穩(wěn)定和強化，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，保證剪力墻結(jié)構(gòu)的整體強度。

通常情況下，需要在剪力墻的局部位置開洞和切割，但需要注意的是，在切割位置的選擇過程中，不能在剪力墻重核心位置進行操作，否則會導致墻體整體坍塌，嚴重威脅施工人員的人身安全也。剪力墻內(nèi)部存在鋼筋結(jié)構(gòu)，在開展建筑改造加固過程中，要詳細勘察原有剪力強結(jié)構(gòu)構(gòu)成信息，以此為后續(xù)加固工作打下良好的基礎(chǔ)。

在剪力墻加固工作中主要分為兩種操作方法。

第一，直接加固處理。主要指的是不針對剪力墻結(jié)構(gòu)進行預處理狀態(tài)下，直接進行剪力墻加固施工，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層以外增加一層外部加固結(jié)構(gòu)，以此起到良好的加固處理效果，同時還可以有效運用鋼筋水泥砂漿等材料，對結(jié)構(gòu)體表面予以加固處理。但這種加固處理方法，整體效果表現(xiàn)并不是非常明顯。

第二，間接加固方法。主要通過無外包型鋼結(jié)構(gòu)加固方法，提高加固面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)的加固過程中，必須明確建筑體需要加固改造的部位，不同的加固位置需采取不同的加固處理方法，并對不同類型的加固改造技術(shù)加以科學化應(yīng)用，全面提高建筑體結(jié)構(gòu)的整體安全性和穩(wěn)定性，延長建筑的使用周期，同時保障人們的生命財產(chǎn)安全。