建筑工程混凝土結構加固施工分析

吳偉耀

(廈門市杏林建設開發公司，福建 廈門 361000)

1 良好的施工性是加固工程方案必須考慮的基本條件

加固工程方案首先要把是否施工作業方便作為必要條件。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性，但是，由于其方案施工作業不方便，施工難度大，致使施工工期長，勞動用工大，安全系數低，其結果影響到加固質量。例如，某辦公樓十架大梁嚴重裂縫，需要進行加固，原方案之一是采取簡易修補法，即將大梁裂縫處出現的酥松混凝土鑿除，露出鋼筋，將銹蝕的鋼筋周圍進行除銹后，用環氧砂漿進行封閉，達到加固目的；方案之二是采取加大截面加固法，即通過增大構件的截面和配筋，以提高構件的強度、鋼度、穩定性和抗裂性，達到修補裂縫的目的。經分析，這兩種方案除具有工程造價低的優點外，主要不足之處:①技術可行性差。由于此大梁跨度大，鑿除混凝土梁則須分段進行，要用大量的臨時支撐進行安全防護。②勞動強度大。在鑿除混凝土梁時，因分段施工，只能鑿一米挪一米，成倍增加了勞動強度。③工效低。大量的重復勞動導致勞動效率下降。④安全性差。因所有大梁必須將鋼筋鑿除外露，大梁承載力減小，安全性大大下降。⑤加大了生產成本，減少了生產效益。⑥加大的截面影響了房屋外觀和減少了空間尺寸?；谏鲜鲈颍浥c甲方和設計院商討，改變十架大梁加固方案，采用先進的外包鋼加固施工方法，應用QR型建筑工程結構膠粘錨技術，由于技術先進，加固性能好，占用空間小，施工周期短，材料消耗少，工藝簡便、安全，減輕了勞動強度，提高了加固質量，取得了良好的綜合效益。

2 對不同類型加固工程分析

加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法和改變結構傳力途徑加固法等，隨著科學技術的不斷進步，應用新技術、新材料、新工藝進行工程加固的方法應運而生，如化學灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法等開始廣泛應用于各類加固工程中。具體哪個方案最能體現加固工程所要求的短、平、快、省的特點，應根據需要加固的構件情況，綜合確定。

2.1 框架梁的加固

筆者認為，較為合理、經濟、技術先進的加固方案當屬粘鋼錨固法和碳纖維加固法。前者以造價低、施工簡單、占用空間小、加固效果好明顯優于加大截面法和預應力加固法。后者除材料費用高外，則各種優勢盡顯其中，主要表現在:自重輕，材料自身幾乎不增加重量；強度高，固化后的碳纖維強度比鋼材高十幾倍；勞動強度小，一個作業面只需1～2個人操作即可；施工工期短，熟練工人每人每天可完成近200m2左右。但是，該方法應用于負彎矩部位其加固效果不如鋼板性能好。

2.2 框架柱的加固

較為常見的加固方法有外包鋼加固法，即在混凝土柱四周包以型鋼進行加固，這樣既不增大混凝土截面尺寸，又可大幅度地提高混凝土柱的承載力，該方法分干式加固法與濕式加固法兩種形式。干式加固法是將型鋼（一般是角鋼）直接外包于需要加固的混凝土柱四周，型鋼與混凝土之間無連接，由于與混凝土沒有形成一個整體，所以不能確保結合面傳遞剪力。濕式加固法一是用乳膠水泥漿或環氧樹脂化學漿等材料，將角鋼粘貼在混凝土柱上；二是角鋼與混凝土之間留一定間距，中間澆筑混凝土，達到外包鋼材與混凝土相結合。兩種作業方法相比較，干式加固法施工更為簡單，價格低，施工時間短，但其承載力提高不如濕式加固法好。在方案選擇時，應根據加固要求和原構件情況，合理挑選適當的方案進行加固。如，某賓館由于功能改變，一層柱子采用了干式加固方案，用L100×6的角鋼包于柱子四周并用綴條連接，完全滿足了加固需求；而某機電工程學校四、五層柱子，由于內置鋼筋銹蝕，致使混凝土柱產生裂縫，采取了濕式加固方案，對局部柱角用石英砂配置的高標號水泥砂漿和環氧砂漿將L80×6的角鋼粘貼到混凝土柱四周，達到整體加固補強目的。兩種加固方法均取得良好效果。另外，對于加固工程，還有焊接補筋加固法、套箍加固法、噴射混凝土補強法等可供選擇，每種加固方法各有其特點及適應范圍，只要行之有效，技術成熟，既滿足加固要求，又經濟實用，均可采用。

3 加固工程方案要在工法上體現“三性”，要注意引進新技術、新材料、新工藝

加固工程方案要在工法上體現“三性”(可行性、科學性、先進性)。一些加固工程采用過時的加固方法要耗費大量的人力、物力和時間，已不能滿足當前加固工程質量、工期、安全、經濟的要求，而化學補強法不失為當前加固工程中一種最為先進的工法，越來越以其明顯的優勢成為加固工程中的優選方案，充分顯示出新技術、新材料、新工藝在加固工程中的應用成果。在化學補強方法中，除粘鋼加固外，碳纖維加固工藝也不失為一種先進的加固工法。

4 幾種典型加固方法的工程施工要求

工程加固就是要通過加固施工達到修復、補強、提高承載力、增強使用功能、滿足使用要求的目的，因此，選擇加固方案要以提高加固工程質量為根本目的。不同的加固方案也有不同的施工方法和質量評定標準。依照施工經驗，對《CECS25:90混凝土結構加固技術規范》中的幾種加固方法的施工要求簡述如下。

4.1 外包鋼加固法

要把表面處理(包括加固結合面和鋼板貼合面處理)作為加固施工過程中的關鍵。對于干式加固施工，為了使角鋼能緊貼構件表面，混凝土表面必須打磨平整，無雜物和塵土；采用濕式加固施工，應先對鋼板除銹、混凝土除塵，并用丙酮或二甲苯清洗鋼板及混凝土表面，在處理好的角鋼及混凝土表面抹上乳膠水泥漿或配制環氧樹脂化學灌漿料，進行粘、灌。

4.2 預應力加固法

采用預應力拉桿加固時，在安裝前必須對拉桿事先調直校正，拉桿尺寸和安裝位置必須準確，張拉前應對焊接接頭、螺桿、螺帽質量進行檢驗，保證拉桿傳力正確可靠，避免張拉過程中斷裂或滑動，造成安全和質量事故。采用預應力撐桿加固時，要注意撐桿末端處角鋼（及其墊板）與混凝土構件之間的嵌入深度傳力焊縫的質量檢驗，檢驗合格后，將撐桿兩端用螺拴臨時固定，然后用環氧砂漿或高強度水泥砂漿進行填灌，加固的壓桿肢、連接板、綴板和拉緊螺栓等均應涂防銹漆進行防腐。

4.3 改變結構傳力途徑加固法

增設的支點若采用濕式連接，對接點處梁及支柱與后澆混凝土的接觸面，應進行鑿毛，清除浮渣，灑水濕潤，一般以微膨脹混凝土澆筑為宜。若采用型鋼套箍干式連接，型鋼套箍與梁接觸面間應用水泥砂漿坐漿，待型鋼套箍與支柱焊牢后，再用較干硬砂漿將全部接觸縫隙塞緊填實。對于楔塊頂升法，頂升完畢后，應將所有楔塊焊連，再用環氧砂漿封閉。

4.4 混凝土構件外部粘鋼加固法

此法施工較為簡單。一要特別注意對混凝土和鋼板的表面處理。對于舊、臟嚴重的混凝土構件的粘合面，先用硬毛刷沾高效洗滌劑清洗，刷除表面油垢污物后用水沖洗，再對粘合面進行打磨，除去2～3mm厚表層，露出平整新面，將粉塵清除干凈，再用丙酮擦拭表面；對于混凝土表面較干凈的，則可直接對粘合面進行打磨，去掉1～2mm厚表層，使之平整，清去粉塵，再用丙酮擦試表面。鋼板表面處理應根據其繡蝕情況，可用噴砂、砂布、砂輪機打磨，使鋼板出現金屬光澤，打磨紋路盡量與受力方向垂直，然后用丙酮擦拭干凈。二要注意對膠粘劑的選擇。目前國內市場建筑結構膠粘劑魚龍混雜，對膠粘劑的選擇一定要慎重。三要注意在配膠、粘貼過程中的細節。膠粘劑要嚴格按照說明書要求的比例配制，尤其是要掌握好固化劑的用量，攪拌要均勻，同時在粘貼時要保證粘貼面的飽滿、密實。四要注意在固化階段不能對鋼板有任何擾動。

[1]閻旭東.混凝土溫度裂縫的產生及防治[J].山西建筑，2007(9).

[2]石清輝.某工程結構轉換層的施工技術[J].重慶建筑，2006(4).