李江鋒 周俊輝
[摘要]本文主要闡述了房屋建筑加固工程技術的必要性以及一些基本的原理與方法,并深入探討房屋建筑的加固施工技術
[關鍵詞]房屋建筑;加固;原理;方法
[中圖分類號]F407.9
[文獻標識碼]A
[文章編號]1672-5158(2013)05-0185-01
1 房屋建筑加固工程技術的必要性以及基本原理與方法
新建的房屋建筑正在不斷增加,但是對現有房屋建筑結構的維護和修補加固工作也應該引起工程界相關人士的高度重視和深入探討。因為房屋建筑都具有一定的設計基準使用期,我國規定的使用標準為50年,但是,我國在建國后建造的大量房屋有的已經接近這一年限。同時,縮短現有房屋建筑結構使用壽命的因素還包括各種各樣的物理老化、化學腐蝕等自然損壞,也會受到社會需求的變化、設計標準的提高等其他因素的影響。在出現這些問題時,現實情況必然不可能會是將其全部推倒重建,而是應該采取適當的技術措施,對其進行修補與加固處理,經過修補和加固處理之后使這些結構能夠繼續發揮作用,滿足人們對房屋建筑安全性、適用性和耐久性的要求,可以繼續為社會創造利益,而不會引起更多的資源浪費。
加固結構在受力性能上已經發生改變,與未經過加固的普通結構相比受力性能存在很大差異。主要體現在以下幾個方面:
1.1加固結構已經是二次受力,加固前已經發生第一次受力。特別是針對結構承載力不足進行的加固截面應力和應變都應該處于較高的水平。但是,新增加的部分在進行加固之后并不會立即對荷載進行分擔,而是在新增荷載時才開始受力。這就會使得加固結構在第二次荷載受力中始終處于一種應變滯后的狀態。在房屋建筑受到破壞時新加部分可能會因為達不到自身的極限狀態而無法發揮潛力。
1.2加固結構實際上屬于二次組合性質的結構,新舊兩部分結構必然要面臨著如何進行整體工作和共同承擔荷載的問題。整體工作的關鍵之處是結合面的構造處理以及施工作法。一般情況下,結合面的混凝土粘結強度要遠遠低于混凝土本身的強度。所以,在承受總體的承載力方面,經過二次組合的結構要比一次整澆的結構低。加固結構具有上述特點,決定著在對各類加固結構進行計算分析以及構造處理時,不能夠完全的沿用普通的結構概念。
2 房屋建筑加固施工技術
傳統的房屋建筑施工加固技術
裂縫、傾斜等都是房屋建筑經常出現的問題,都會影響到正常使用,引起這些情況的原因是復雜的,可能是因為地基基礎的原因,也有可能是原有建筑需要進行加層改造,或者由于荷載增加以及附近出現了地基較深的新建筑物等。當遇到原有建筑物的地基基礎承受能力缺乏時,應該首先對地基進行加固,這時可以選用以下方法:基礎加寬技術、變換基礎類型、墩式或樁式托換技術、地基加固技術和綜合加固技術。
磚砌體加固的方法主要包括水泥灌漿法,指的是用微膨脹的水泥砂漿或者使用水玻璃砂漿壓力進行灌縫,以此來增設或者壁柱法以及增設構造柱等。圈梁法,擴大砌體截面法,配筋噴補加固法等也是經常采用的方法。在上述的加固方法中,水泥灌漿法一般是應用于非砌體自身缺乏承受能力時,或者是由于自身所承受能力的缺乏使磚體產生變形裂縫之后進行補償時使用,但是這種方法對提高砌體承載能力的效果并不明顯。
當砌體的承載力不足時應該選取擴大砌體截面的方法,使用此方法還應該注意在砌體尚未被壓裂或者是僅僅存在輕微的裂縫時使用,但是這種方法的明顯缺點是截面較大。對于鋼筋混凝土構件的房屋建筑,如果白顯微表層的缺損,則經常會選用涂抹水泥漿或者水泥砂漿的方式。對于比較深層的缺損則主要是要采用比原有的砼強度高一級的細石砼灌筑或著水泥壓漿、化學灌漿補強。
當構件抗力不足時,需要進行結構上的加固,傳統方法是采用噴補砼、增大截面或者增設支點以及外包鋼、粘鋼加固。隨著結構加固在理論上研究的不斷深入以及發展,新的加固材料也開始不斷出現,加固的材料及方法越來越多,纖維增強復合材料用于結構加固就是近年來發展起來的一種新型加固方法。復合型材料主要包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等各種新型材料。
3 各種房屋建筑加固技術探討
3.1地基加固
3.1.1灌漿加固法。灌漿加固法主要是運用液壓、氣壓和電化學等學科的基本原理,把某些能固化的漿液注入土體孔隙或巖石裂隙中,以這種方式將原來比較松散的土?;蛘吡严赌z重新形成一個整體,這是一種可以顯著改善土的物理學特性以及水理學特性的加固方式。灌漿加固法則主要是選擇運用于砂土、粉土、粘性土或人工填土等地基加固,—般是應對防滲堵漏,也可以較好的提高地基土的強度和變形模量以及控制地層沉降等。
3.1.2高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿技術是一種針對軟土地基處的技術措施,主要是由化學灌漿與高壓射流技術相結合發展起來的。高壓噴射注漿法主要是針對房屋建筑物地基的承載能力不足或者地基的變形發生嚴重變化時使用,特別是針對過大不均勻沉降發生時這種方法可以發揮明顯作用。采用高壓噴射注漿法時,在基礎下設置旋噴砼。旋噴樁設置是很靈活的,有時候可直接設置在基礎下,有時候也選擇在基礎邊緣設置,這種設置方法可以使基礎部分擱置在旋噴樁上。
高壓噴射注漿法主要適合于處理淤泥、淤泥質土、流塑或軟塑粘性土、粉土、砂土、人工填工和碎石工等地基,所以適用的地層相對較廣。高壓噴射注漿法不但可以在工程新建之前使用,還可以在工程竣工以后對既有的建筑物托換時進行使用。施工時只需在土層中鉆一個直徑為50-90mm的小孔,便可在土中噴射成直徑為0.4-2.5m的水泥土固結體。并且在施工過程中可對旋噴速度和提升速度進行調整,流量的改變也可以通過增減噴射壓力或更換噴嘴孔徑,根據工程設計需要,可控制固結體形狀等。
3.2預應力加固方法
預應力加固主要是采用外加預應力鋼拉桿對結構進行加固,鋼拉桿的方式是多種多樣的,主要由分水平拉桿、下撐式拉桿和組合式拉桿或撐桿等幾種。這是一種可以顯著降低被加固構件應力水平的加固方法,也可以大幅度提高墻體正截面和斜截面的承載能力。預應力在消除或減緩后加桿件的應力滯后現象上可以產生顯著的效果,使后加桿件有效地發揮作用。預應力所產生的負彎矩可以消除部分荷載彎矩,減少墻體的外傾量,縮小墻體的裂縫寬度,甚至可以完全閉合墻體中的裂縫。其顯著優點便是可以使砌體柱的承載能力有較大幅度的提高,且加固效果可靠,這是一種適用于處于高應力、高應變狀態的砌體結構加固的有效方式。
3.3結構構造性加固法
結構構造加固主要用于砌體的承載力嚴重不足,或者是用于應對砌體發生嚴重碎裂可能會導致倒塌等情況時。對砌體結構進行構造性的加固時主要可以采用以下幾種方式:
3.3.1增加橫墻。對于空曠房屋增加足夠剛度的橫墻,其間距不超過一定的標準,應該按照《砌體結構設計規范》所規定的標準進行,并且要將房屋的靜力計算方案由彈性改為剮性。
3.3.2磚柱承重改為磚墻承重。磚柱承重的顯著缺點是承載能力嚴重不足,應該改為磚墻承重。
3.3.3托梁換柱。托梁換柱主要用于應對獨立磚柱承載力的嚴重不足狀況的發生,需要在加設臨時支撐后卸除磚柱荷載,然后,根據計算確定新砌磚柱的材料強度和截面尺寸,并在柱梁下增設梁墊。
3.3.4托梁加柱,主要在大梁下的窗間墻承載能力嚴重不足時使用。
4 結束語
房屋加固改造施工技術措施是否可以跟進是一個極其重要的課題。加固工程技術與方法是否具有可行性關系到施工過程的安全,質量的好壞直接關系到房屋的結構安全和人們的使用安全,加固工程技術和方法要針對技術措施的具體方案及施工特點嚴格控制和嚴格把關,確保工程施工滿足要求。