構件擴大截面施工法在工程結構加固中的技術應用

史有為

（甘肅第七建設集團股份有限公司，甘肅　蘭州　730000）

?

構件擴大截面施工法在工程結構加固中的技術應用

史有為

（甘肅第七建設集團股份有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：隨著我國大規模城市化進程的逐步深入，眾多舊有建筑由于建筑年代、使用年限、自然災害、原設計估計不足等諸多因素影響，已經不能滿足生產生活需要以及社會發展的步伐，若一味地拆除，將產生巨大的資源浪費和重新建設的巨大投資，而且舊建筑拆除后產生大量的建筑垃圾，不但嚴重污染城市周邊的環境，更與所提倡的綠色施工相悖。其次，一些建筑物因歷史、人文等方面的特殊性，為了保持文化的延續性和建筑的正常使用功能或改善功能，工程結構加固改造將逐步凸現其重要性。此外，隨著經濟建設的發展，不少既有建筑物需要增加房屋高度、提高使用荷載、加大空間、加層等的改造。所以建筑加固技術應用已是建筑施工勢在必行的一項技術手段。

關鍵詞：構件；加大截面；工程結構

DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.05.019

1　概述

中科大廈工程始建于1989年，原設計地下二層，地上十八層，一至八層為商鋪，后由于建設單位資金鏈問題，施工至八層封頂后停工，2010年復工。復工后建設單位對八層以下進行了結構加固，并重新進行分隔布局。

根據本工程設計，需將原有的八層以下內外墻體全部拆除后，對其原結構進行加固改造。加固后，重新進行墻體砌筑和精裝修。原有八層以下為框架剪力墻結構，層高5.2 m，由大截面框架梁柱及核芯筒剪力墻組成，框架柱截面600 mm×600 mm、600 mm×800 mm，加固后的柱截面尺寸為800 mm×800 mm、800 mm×1 000 mm，（見圖1）新增截面混凝土強度為C40。

2　擴大截面施工法的介紹

擴大截面加固法采用將原結構適當增加配置鋼筋，通過新舊鋼筋之間的焊接連接，保證配筋的正常工作，增加原結構尺寸，在外側新澆筑材料強度等級較高的細石混凝土，以此來提高構件的承載力、剛度、穩定性和抗裂性。施工中可根據現場實際操作的需要以及構件的受力特征與尺寸設計為單面、雙面、三面以及四面包套的加固。

3　施工工藝及技術

3.1工藝流程

原結構加固部位定位放線—加固柱、墻周圍梁、板開洞—原結構鑿毛—剔除松散顆粒，清灰—縱、橫向鋼筋植筋、安裝—界面處理—模板安裝—混凝土澆注、養護。

3.2施工技術要點

（1）根據設計圖紙對原結構進行軸線網測設，將軸線控制線控制網彈至樓板面，以此為依據放出需加固構件的軸線位置，再將構件加固后的輪廓線及模板控制線彈出，作為樓板開洞、鋼筋綁扎、模板安裝的控制線。

（2）按照施工放線所彈出的控制線，對柱、墻四周梁板進行開洞，開洞采用電鎬，拆除時僅將混凝土鑿出，對梁板的鋼筋不予破壞，對于尺寸大于400 mm或兩端均斷開的梁，在開洞前應對洞口進行臨時支撐，以減少施工荷載及自身荷載對原構件梁板的損失。

（3）對混凝土構件表面進行鑿毛處理，先清除被加固柱表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，再將原混凝土構件的棱角打掉。表面處理采用電鎬打毛，在砼粘合面上鏨出麻點，形成點深約3 mm、點數為600 點/m2～800點/m2的均勻分布。為增強新舊混凝土的粘結能力，結合面鑿毛后應先檢查是否存在松散顆粒，并剔除清理松散顆粒，然后用空氣壓縮機吹凈表面浮灰。

（4）根據設計要求將新增框架柱、墻縱向鋼筋從基礎開始用植筋連接，進入基礎的長度不小于15d。本工程中新增受力鋼筋在加固樓層范圍內應通長設置，中間不得斷開，柱、墻新增Φ14以上鋼筋采用直螺紋或電渣壓力焊連接，連接位置應避開箍筋加密區；新增U型箍需要植入框架柱內300 mm，植筋前必須清洗成孔并清除孔內積水與雜物，鋼筋必須除銹，并將鋼筋錨固段擦拭干凈（見圖1）；根據設計的規格和間距綁扎箍筋，在梁高范圍內的箍筋可采用等代箍筋，等代箍筋穿縱橫梁、互焊，或采用植筋。

圖1　框架柱截面加固

（5）因新澆注加固混凝土強度高于原結構混凝土強度，為保證加固混凝土澆注后與原混凝土的粘結強度，原混凝土面必須用清水淋水充分濕潤，并在澆注混凝土前涂刷水泥凈漿作為界面劑，避免結合面開裂或破壞。

（6）模板安裝：模板采用竹、木膠合板，用50×100木方作圍檁，間距250，采用鋼管抱箍，間距600 mm，采用Φ14植筋螺桿加固，螺桿植筋深度15d，豎向間距600 mm，水平間距600 mm。在原結構表面植入Φ10短鋼筋，長度100 mm，間距與新增箍筋間距等同，同時與箍筋焊接，既起到柱模板定位筋的作用也增加鋼筋與混凝土的粘結力；柱模板在中間位置開澆筑口，同時進行體外振搗，從而保證所澆筑混凝土的密實度，振搗完畢后，用模板封堵澆筑口，然后繼續澆筑；模板拆除：混凝土澆搗完畢后，應在混凝土強度能夠保證其表面棱角不因拆模而損壞后拆除。

（7）柱擴大截面加固時，由于模板與原混凝土之間空隙較小，從上澆筑時很難保證澆筑密實。為防止出現斷柱現象，首先在澆注過程中必須嚴格按照混凝土澆注規程進行作業，防止出現漏振，同時應用錘子等重物敲擊模板，進行體外振搗，加快混凝土的流動；其次采用將柱模板在中間位置處開一個澆筑口，增加中間振搗，振搗完畢后，封堵此澆筑口，然后再繼續澆筑；再次，設計采用細石混凝土會保證灌漿料的密實度，在澆注過程中控制好澆注量，防止一次下料過多，在下料過程中控制混凝土每層厚度不得超過500 mm。

混凝土澆搗后，在澆搗完畢后4 h以內就開始養護，經常澆水使其保持濕潤，養護時間不少于7d。澆水次數以能保證混凝土表面濕潤狀態為佳。

4　施工難點控制

4.1植筋施工難點控制

（1）植筋前用鋼筋探測儀對原結構內鋼筋需進行定位，防止鉆孔過程中損壞原結構鋼筋。

（2）植筋后24 h內，不得擾動、碰撞鋼筋，植筋后48 h內，不得進行后續工序施工。

（3）植筋在與其他鋼筋綁扎或焊接過程中，不得硬行改變植筋位置，應在不變動或影響植筋部位的情況下，用扳手將鋼筋按照≥1∶6位置與高度的比例將鋼筋調整到位。

（4）與植筋接頭為焊接時，須遠離周圍植筋端頭，無法避免時應在近鄰植筋端處用濕毛巾降溫處理保護措施。

（5）梁柱節點處鋼筋較密，很難一次性打孔成功。對此，重復采用鋼筋探測儀測放出鋼筋的準確位置。然后在其空隙處打孔植筋。這樣做會減小對原結構的影響。

（6）加固梁柱節點處，由于U型箍在混凝土孔內不能完全貼近，節點處鋼箍安放好以后，用壓力灌縫的方式將結構膠注入。這樣做既會使空隙處填實，還可以解決焊接產生高溫對結構膠影響的問題。

4.2梁板開洞施工難點控制

在開洞過程中尺寸大于400 mm或兩端均斷開的梁，應對其周圍采用直徑300 mm、壁厚6.5 mm的鋼柱進行臨時支撐，通過用千斤頂頂緊鋼柱，使得鋼柱充分進入受力狀態，然后用方木作為柱基，以木楔打緊。

在加固進度由下至上逐步推進的過程中，臨時支撐應同步隨加固構件強度的達到逐步拆除，從而確保支撐的持續有效性。同時分散其柱子本身承受的力量，以便其柱子在置換高強度的混凝土后不會因為結構發生變化發生變形。

4.3混凝土施工難點控制

柱擴大截面加固時，由于模板與原混凝土之間空隙較小，從上澆筑時很難對所澆混凝土振搗密實。對此，我們采用將柱模板在中間開一個振搗口，在柱中增加混凝土振搗，振搗完畢后，封堵此振搗口，然后繼續澆筑，保證混凝土的密實度。

5　加固施工中的安全管理

加固工程建設不同于以往的普通的建筑施工，并非從基礎至屋面的逐步推進工作，而是高低跨施工，交叉作業頻繁、參加施工的各專業隊伍多、協調工作量大、本質安全性差的工程施工，因此施工安全措施必須得當。在做好日常的安全管理工作的基礎上，增加安全檢查和巡視力度，及時對“三違”行為加以制止。更主要的是在安全隱患部位及時增加防護或警示，例如：梁板開洞過程中，首先及時搭設防護網，防止拆除產生的垃圾對下方人員造成落物打擊；其次應做好樓臨邊開洞人員在無外防護架情況下高處作業而存在的高處墜落；再次還應做好開洞后樓板面的臨邊防護及警示，防止作業人員高處墜落。

6　結束語

擴大截面加固法是采用同種材料來擴大結構構件截面面積從而提高其承載力的一種加固方法，這種方法雖然存在濕作業工作量大、占有建筑空間較多等缺點，但因其具有的受力可靠、工藝簡便、經濟的加固費用等優點，仍是當今建筑加固施工中較為適宜的一種技術，廣泛適用于鋼筋混凝土受彎度、受壓構件的加固。

參考文獻：

［1］GB50367-2013，混凝土結構加固設計規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2014.

［2］卜良桃，周錫全.工程結構可靠性鑒定與加固［M］．北京：中國建筑工業出版社，2009.

［3］袁海軍，姜紅.建筑結構檢測鑒定與加固手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，2003.

［4］劉祥忠.加大截面法加固混凝土探討［J］.廣東科技，2008.

［5］GB50550-2010，建筑結構加固工程施工質量驗收規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2010.

［6］滕紹華.實用建筑施工手冊［M］.北京：北京金盾出版社，1994.

作者簡介：史有為（1983-），男，漢族，甘肅蘭州人，大學本科，工程師，主要從事房屋建筑工程管理工作。

收稿日期：2016- 3- 18

中圖分類號：TU746.3

文獻標識碼：A