混凝土結構加固技術研究

摘 要：既有建筑物的維修、改造和加固技術已成為工程建設領域關注的一個重要課題。文章介紹了混凝土結構加固的基本概念和原則要求，對目前常用的混凝土結構的加固方法進行了介紹和分析，強調在具體應用時，應結合建筑物的不同情況和條件，綜合分析確定。隨著建筑業和現代科學技術的發展，混凝土結構加固技術將會得到更好更快發展。

關鍵詞：混凝土結構；加固改造技術；研究

1 引言

作為現代建筑技術的重要組成部分，既有建筑物的鑒定、維修和加固改造技術越來越受到國內外的高度重視。世界上經濟發達國家的建設基本上都經歷了從大規模新建，到新建與維修改造并舉，再到重點轉向已有建筑的維修加固改造等三個發展階段。在我國，在經過幾十年大規模的基本建設后，既有建筑物的維修、改造和加固技術也已成為工程建設領域特別關注的一個重要課題，需要將其視為一個體系加以研究和探討。

2 混凝土結構加固概述

2.1 混凝土結構加固的基本概念

混凝土結構通常在使用30～50年以后會產生明顯的劣化與損傷，為確保建筑物的安全性能和使用壽命，就必須加強混凝土結構的日常維護和加固工作。又因為在建筑物使用時，難免會因為多種因素影響建筑結構的承載力，為提升和恢復結構的承載力，同樣需要對其進行加固處理。而在所有的結構加固當中，尤以混凝土結構加固最為常見。

2.2 混凝土結構加固的背景意義

我國自改革開放以來，特別是受新型城鎮化政策的全面推動，建筑業快速發展，進入了大規模基礎建設時期。同時，也由于以下幾個方面的原因，對已有建筑物的鑒定、維修和加固改造，變得日益突出和重要。

（1）由于設計不合理或錯誤，施工質量低劣達不到設計要求，需對原結構進行鑒定和加固。這種情況在新建建筑和已投入使用的建筑中都可能遇到。（2）由于地震、火災、爆炸等自然災害或偶然事件的影響，結構產生開裂和破壞，需要對原結構進行鑒定或加固。（3）既有建筑物的耐久性不良，或因管理和使用不當、缺乏維護、結構有破壞及損傷，安全度不足或達不到目前使用要求時，需要進行鑒定和加固。（4）當對建筑物實施改擴建或增層改造，或內外裝修過程中原結構的受力體系受到影響和改變時，需要對原結構進行鑒定和加固。（5）其他原因，如為變更建筑物局部設計、完善使用功能，消除開挖深大基坑對周圍既有建筑物的不利影響，保護重要的歷史性或有紀念意義建筑等，都需對既有建筑物進行鑒定和加固。

3 混凝土結構加固的原則和要求

3.1 混凝土加固結構的受力性能

（1）加固前原結構已經載荷受力，但新加部分在加固后無法立即承擔荷載，而是在新增荷載作用下才開始受力。因此在其后的第二次載荷受力過程中，后加部分的應力、應變較于原結構始終滯后，承載潛力得不到充分發揮。（2）加固結構新舊兩部分結合面的構造處理及施工做法是其能否實現整體工作、共同受力的關鍵。由于結合面上混凝土的粘結強度一般總是遠低于混凝土自身強度，因此，加固結構的總體承載能力一般略低于一次整澆結構。

3.2 混凝土結構加固的原則和要求

（1）加固的內容及范圍應根據可靠性鑒定結論和委托方提出的要求確定。（2）加固結構方案應嚴格遵照有關規范、標準要求，注重設計與施工方法緊密結合，并采取有效措施，保證新澆混凝土與原結構連接可靠、協同工作。（3）加固應考慮其綜合經濟效果，盡量防止和減小對原結構的損傷，保留具有利用價值的結構構件，避免不必要的拆除或更換。（4）加固結構一般選用比例極限低、變形小的低強鋼材；如采用預應力法加固，可采用高強鋼材。加固用水泥和混凝土，要求收縮小、早強、粘結性好，并有微膨脹。加固用化學灌漿材料及粘結劑，要求粘結強度高、可灌性好、收縮小、耐老化、無毒無污染。

4 混凝土結構常用加固方法及其選擇

4.1 混凝土結構常用加固方法

4.1.1 增大截面加固法。增大截面加固法在混凝土結構加固中最為常用，具體做法為：在建筑物構件外部外包混凝土結構，增大構件截面面積與配筋量，從而達到提高構件承載力的目的。該方法具有施工工藝簡單和適用范圍廣的特點，被廣泛用于混凝土結構中的梁、板、柱、墻等的加固。其缺點是現場濕作業量大，養護時間較長；此外，對結構外觀和房屋凈空也有一定的影響。

4.1.2 外包鋼加固法。外包鋼加固法是在原有混凝土構件的四周包裹型鋼（一般為角鋼），并通過粘結和鍵合作用，讓后加型鋼同原有構件一起工作的結構加固方法，分為干式和濕式兩種方式。該方法具有受力可靠、作業量小、施工方便等特點，適用于截面尺寸不允許加大的結構構件，或需要較大幅度提高承載力的結構。

4.1.3 增加支點加固法。增加支點加固法是通過增設支撐點來減小構件計算跨度，達到改善內力分布，從而提高結構構件承載力，減小和限制梁、板撓曲變形的加固方法。該方法具有簡單可靠的優點，但對使用空間有一定影響，多用于梁、板、桁架、網架等水平結構構件的加固。

4.1.4 預應力加固法。預應力加固法是通過外加預應力拉桿或撐桿對結構施加預應力，影響和改變原有結構的內力分布，降低其應力水平，最終達到提升承載力的目的。該方法適用于大跨度結構加固，以及采用一般方法加固效果不理想的較高應力狀態下的大型結構加固；對于混凝土收縮徐變大或者高溫環境下的混凝土結構加固應當慎用。

4.1.5 粘鋼加固法。粘鋼加固法是在混凝土構件表面用特制的建筑結構膠粘貼鋼板，進而提升結構承載性能的加固方法。其優點是簡單快速，不影響結構外形，施工時對生產和生活影響較小。適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構件加固，且處于正常的溫度和濕度環境，以及無化學腐蝕的使用條件；否則應采取可靠防護措施。

4.1.6 化學植筋技術。植筋技術是指按設計要求和特定工序對原有結構實施改造，使結構達到預期的強度、剛度和穩定性要求的一種加固技術。植筋技術既適用于既有建筑的改造加固，又可有效解決新建混凝土結構中鋼筋漏置或位移等問題。具有施工簡便、迅速、安全，并符合環保要求的特點。

4.1.7 裂縫修補。裂縫修補的目的在于恢復結構因開裂而降低的功能和耐久性。但對于因承載力不足所引起的裂縫，單純修補是不夠的，尚需進行結構的補強加固。裂縫修補材料主要為樹脂材料和水泥；修補方法主要有表面處理法，灌漿法及填充法等。

4.2 混凝土結構加固方法的選擇

實踐中混凝土結構的加固方法很多，特點和適用范圍各異，對于不同建筑物的維修和加固改造，會有不同的改造思路和實施方案。針對具體的加固改造項目，應按照效果可靠、施工簡便、經濟合理的原則，根據加固的類型，結合建筑物結構特點、當地具體條件、新的功能要求等因素，綜合分析比較，選擇最佳方案。

5 結束語

隨著建筑業和現代科學技術的迅猛發展，混凝土結構加固改造技術已成為現代建筑技術中最具前景、最具活力的新興技術分支之一。今后一定時期內，通過加強對建筑物鑒定、維修及改造加固領域的基礎理論和實用新技術的研究，推動該領域學術水平和應用水平不斷提升，混凝土結構加固技術將得到更好更快發展。

參考文獻

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