加固技術在改造工程中的應用

馬曉冬

（沈陽市熱力工程設計研究院，遼寧 沈陽 110000）

前言：隨著我國建筑業和城市建設進程化的迅速發展，導致原工程設計的使用功能不能滿足新的使用要求的情況經常發生，因此，近年來結構改造加固工程越來越多，與此同時加固設計方法及施工技術也迅猛發展，下面就將加固技術在改造工程中的應用總結如下：

一、主要加固方法：

1、直接加固的方法：

1.1、加大截面加固法：

即采取增大混凝土結構或構筑物的截面面積，從而提高構件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到滿足正常使用和加固補強的作用。加大截面加固法施工工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設計和施工經驗，適應于梁、板、柱等構件和一般構筑物的加固。但現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

1.2、外包型鋼加固法：

即在混凝土構件外部用環氧樹脂灌漿等方法把型鋼與被加固的構件粘結成整體，以提高其承載能力和截面剛度的方法。施工前應對鋼板進行除銹，混凝土進行除塵并用丙酮或二甲苯清洗鋼板及混凝土表面。此方法受力可靠、施工簡單、但用鋼量比較大，當采用化學灌漿外包鋼加固時，型鋼表面溫度不應高于60℃，當環境具有腐蝕性介質時，應有可靠的防護措施。此方法適應于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。

1.3、外部粘鋼加固法：

即在混凝土構件外部粘貼鋼板，以提高其承載能力和滿足正常使用的一種加固方法。該方法施工方便、工期短、占用空間小，且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平，適用于承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎、受拉構件。

1.4、粘貼纖維增強塑料加固法：外粘纖維加固是用膠結材料把纖維增強復合材料貼于被加固構件的受拉區域，使它與被加固截面共同工作，達到提高構件承載能力的目的。此方法除了具有粘貼鋼板相似的優點外，還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、不改變結構尺寸及外觀、耐用、維護費用低等優點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土結構，但應用其在負彎矩部位進行加固效果不如鋼板性能好。

2、間接加固的方法：

2.1、預應力加固法

即采用外加預應力的鋼拉桿（水平式拉桿、下撐式拉桿和組合式拉桿三種）或撐桿，對結構進行加固的方法。適應于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后占用空間小的混凝土承重結構。此法不適合用于處在溫度高于60℃環境下的混凝土結構，否則應進行防護處理；也不適用于混凝土收縮徐變大的混凝土結構。同時，規范要求用預應力拉桿加固梁，其受彎承載力增量不應比原梁承載力增大1.5倍；且梁內受拉鋼筋與拉桿截面積的總和，不應超過混凝土面積的2.5%。此加固方法加固效果好，安全可靠，可以減少或限制結構的裂縫和其它變形；對橋梁營運使用的影響較小，可在不限制車輛通行的條件下完成加固施工；在人力、物力及資金的消耗等方面都具有明顯的經濟合理性。

2.2、改變結構傳力途徑加固法：

該方法通過增設支點以減小結構的計算跨度和變形，以提高其承載力的加固方法。按支承結構的受力性能分為剛性支點和彈性支點兩種。剛性支點法是通過支承構件的軸心受壓將荷載直接傳給基礎或其他承重結構的一種加固方法；彈性支點法是以支承結構的受彎或桁架作用來間接傳遞荷載的一種加固方法。上述方法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，適用于房屋凈空不受限制的大跨度結構的加固。

3、與混凝土結構加固改造配套使用的技術：

3.1、植筋技術

系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術?？芍踩肫胀ㄤ摻睿部芍踩肼菟ㄊ藉^筋，已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程。如施工中漏埋的埋件，臨時需要增加的受力構件梁及板，構件需要加大截面加固的補筋，房屋加層接柱的植筋等。承重結構植筋的錨固深度必須按《混凝土加固設計規范》GB50367-2006第12.2節計算確定，嚴禁按短期拉拔試驗或廠商技術手冊的推薦值采用。

3.2、裂縫修補技術：

根據混凝土裂縫的起因、形狀和大小，采用不同的封護方法進行修補，使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術。適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補外，尚應采用相應的加固措施。內部修補法是用壓力泵把膠結材料壓入混凝土裂縫中，結硬后起到補縫作用，并通過其膠結性使原結構恢復整體性，該方法適用于裂縫寬度較大，對結構的整體性和安全性及耐久性等有影響，或有防水防滲等要求的裂縫的修補。

3.3、混凝土表面處理技術：

系指采用化學方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污漬、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術。

3.4、混凝土表層密封技術：

系指采用柔性密封劑充填、聚合物灌漿、涂膜等方法對混凝土進行防水、防潮和裂縫處理技術。

二、常用加固方案的應用

1、改變結構傳力途徑加固法

1.1、利用原有的梁、柱作為支座，在原有混凝土樓板板底，新增加較大洞口邊上增設鋼梁，將穿過該洞口并掛在樓板上的設備荷載和樓板傳來的荷載通過新增鋼梁傳遞到原結構梁、柱上，這樣設備荷載不必通過樓板進行傳遞，從而保證了樓板的承載能力。

1.2、對較大的固定集中荷載，采用在作用點板底專門設置鋼梁的辦法解決。

1.3、在對原有的較大洞口進行封堵時，利用原有梁、柱作為支座增設鋼梁，其上現澆鋼筋混凝土樓板。

1.4、新增板底鋼梁與原有樓板連接時，在鋼梁與樓板之間隔一定間距設一個脹錨螺栓，在脹錨螺栓與樓板的間隙處放入鋼墊片鍥緊，并用灌漿料填充密實。這樣處理一方面使梁的受壓翼緣與混凝土樓板牢固相連，從而保證了鋼梁的整體穩定性；另一方面，灌漿料具有微膨脹性，可保證鋼梁與混凝土之間緊密接觸，均勻傳遞荷載。

2、粘鋼加固法

2.1、正截面受拉區加固，采取了在受拉區表面粘貼鋼板的方法；斜截面受剪承載力不足時，采取了粘貼U形箍板的方法。

2.2、該加固工程施工工藝流程為：混凝土梁及鋼板表面處理→膠粘劑配制（同時混凝土梁卸荷）→涂敷料→固定加壓→固化養護→防腐粉刷。在滿足上述工藝的同時，尚應控制粘貼鋼板的時間間隔，保證粘貼的固化養護。

2.3、為增加粘貼的效果，對混凝土梁在清理污物后，進行打磨，去掉1～2mm表層，并控制表面不平整度不大于3mm，對鋼板表面處理至無油、無水及無贓物，呈光亮色澤。

2.4、粘結劑要求粘結強度高、耐久性好、具有一定彈性，其各項強度指標經檢測均符合規范要求。

綜上所述，優秀的加固方案應體現在施工作業方便、施工技術先進、經濟效益好、加固質量高等方面。對于需要加固的建筑物，應根據具體情況制定具體方案。方案的確定要遵循安全、經濟、快捷、施工方便的原則，只有這樣，加固工程才能收到良好的社會效益和經濟效益。

[1]GB50367-2006混凝土結構加固設計規范.

[2]JGJ145-2004混凝土結構后錨固技術規范.

[3]CECS25-90混凝土結構加固技術規范.