常用直接加固方法的適用性探討

石 岳 劉文祺

（1.山東省機械設計研究院，濟南 250031；2.山東濟鐵旅行服務公司濟南旅服分公司，濟南 250000）

引言

始建于20世紀六七十年代現(xiàn)正在使用過程中的構(gòu)筑物，會隨著時間的變化產(chǎn)生一定程度的自然老化，并因功能性改變或出現(xiàn)質(zhì)量問題需要進行加固修復。對于需要加固修復的構(gòu)筑物，應根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況選擇不同的加固修復方法。本文介紹了目前在加固施工中常用的外包鋼、粘鋼、植筋和碳纖維等直接加固方法，并對不同方法在加固工程中的實際應用進行了討論。

1 外包鋼加固方法

外包鋼加固是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件周邊包裹型鋼的傳統(tǒng)加固方法。該方法主要適用于建筑結(jié)構(gòu)中梁、柱和屋架等的構(gòu)筑物加固，施工方便、受力均勻、施工周期較短。為增強粘合力并更好地實現(xiàn)承載力的傳遞作用，施工中一般采用環(huán)氧樹脂灌漿濕式外包鋼工藝。

（1）環(huán)氧樹脂灌漿濕式外包鋼加固工藝流程：混凝土、鋼材粘貼面處理→鋼材、綴板制作安裝→用修補膠埋設灌膠嘴并封邊→密封檢查→配膠→壓力灌膠→檢驗—維護。

（2）施工質(zhì)量控制：①混凝土、鋼材表面處理；②在混凝土表面涂刷一層薄環(huán)氧樹脂漿；③使用卡具將角鋼和扁鋼箍卡于構(gòu)件預定的結(jié)合面，經(jīng)測量校準后焊接，扁鋼箍應緊貼原混凝土表面，并與角鋼焊接，同時用環(huán)氧樹脂砂漿填滿縫隙；④使用環(huán)氧樹脂膠泥將型鋼周圍進行封閉處理，在適當位置鉆孔并粘貼灌漿嘴，預留排氣孔以便排氣，密封檢查合格后再灌注環(huán)氧樹脂漿；⑤使用專用壓力設備通過灌漿嘴將環(huán)氧樹脂壓入，待全部排氣孔出現(xiàn)漿液后改為穩(wěn)壓，并封堵排氣孔；⑥灌漿后避免一切對型鋼和骨架的擾動。

（3）某企業(yè)廠房環(huán)氧樹脂灌漿濕式外包鋼柱加固施工現(xiàn)場圖，如圖1所示。

2 粘鋼加固方法

粘鋼加固是在構(gòu)筑物表面用薄鋼板或其他鋼襯通過建筑結(jié)構(gòu)膠粘于混凝土結(jié)構(gòu)表面的加固方法。該方法主要適用于構(gòu)筑物盡量保持原有的構(gòu)件截面尺寸，以提高截面承載能力的構(gòu)筑物加固。但是，施工過程中施工難度較大，承載能力的傳遞僅依靠環(huán)氧樹脂膠粘劑和原本存在老化甚至已經(jīng)碳化的混凝土表面的粘著力。

（1）粘鋼加固工藝流程：鋼板定制加工運至現(xiàn)場→清理障礙物→測量放線→打錨栓孔→清理混凝土結(jié)構(gòu)面→鋼板除銹→涂膠粘鋼→涂刷防銹漆→驗收。

圖1 施工現(xiàn)場圖

（2）施工質(zhì)量控制：①粘鋼加固時適度卸除荷載，包括靜荷載和動荷載；②現(xiàn)場環(huán)境溫度必須符合粘結(jié)材料的使用溫度；③粘結(jié)材料按標準配比配制；④鋼板尺寸和力學性能必須符合設計要求；⑤加固構(gòu)件表面必須完全露出結(jié)構(gòu)新面，并砍出2～3mm溝壑，鋼板表面除銹并粗糙處理；⑥敷膠厚度1～3mm，并保證中間厚邊緣薄；⑦粘結(jié)固定并保證加壓至0.05～0.1MPa；⑧固化養(yǎng)護時間符合規(guī)范，一般要求48～72h；⑨鋼板防腐保護層厚度必須符合設計要求。

（3）某企業(yè)職工餐廳粘鋼加固梁、柱施工現(xiàn)場圖，如圖2所示。

圖2 施工現(xiàn)場圖

3 植筋加固方法

植筋加固是運用高強度的化學粘合劑，使鋼筋、螺桿等與原混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的握固力，從而達到預期效果的加固方法。該方法對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物的加固施工比較簡捷，并能有效連接和錨固，不易產(chǎn)生移位。整體加固完成后，承載能力的傳遞性較高。該方法廣泛適用于各類房屋和水工構(gòu)筑物的加固改造工程。

（1）植筋加固工藝流程：測量放線定位→鉆孔→清孔→植筋除銹→植筋膠配制→植筋→固化保護→驗收。

（2）施工質(zhì)量控制：①測量定位準確；②鉆孔時避免鉆斷原結(jié)構(gòu)鋼筋，并一次鉆孔成功；③清孔時必須使用壓縮空氣吹凈孔內(nèi)殘留灰粉；④植筋規(guī)格必須符合設計要求，植筋必須進行表面除銹和去除油污；⑤粘結(jié)劑必須符合設計要求，注膠時按規(guī)定順序并排空氣泡；⑥植筋必須緩慢旋入孔內(nèi)預定深度；⑦養(yǎng)護固化在常溫下進行，并保證規(guī)定的固結(jié)時間，期間不得擾動，鋼筋連接按規(guī)范施工。

（3）某企業(yè)職工公寓植筋加固墻施工現(xiàn)場圖，如圖3所示。

圖3 施工現(xiàn)場圖

4 碳纖維加固方法

碳纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強復合材料粘貼于被加固構(gòu)筑物構(gòu)件的受拉區(qū)域，使其與被加固構(gòu)件截面形成整體，以提高建筑的耐剪能力和耐彎曲能力，以達到增強構(gòu)筑物構(gòu)件承載能力的新型加固方法。該方法施工勞動強度較小，具有耐腐蝕、耐潮濕，加固修復后構(gòu)筑物構(gòu)件的承載能力顯著提高。該方法廣泛適用于房屋構(gòu)筑物的板、墻面以及水工建筑物中渡管及板面構(gòu)件的加固修復工程。

（1）碳纖維加固工藝流程：測量放線定位→構(gòu)件基層面處理→涂刷底膠并找平→粘貼碳纖維布→滾筒滾壓并排氣→養(yǎng)護→保護層防護→驗收。

（2）施工質(zhì)量控制：①碳纖維加固時適度卸除荷載，包括靜荷載和動荷載；②現(xiàn)場環(huán)境溫度必須符合粘結(jié)材料的使用溫度；③粘結(jié)材料按標準配比配制；④如果加固構(gòu)件存在裂縫，首先進行灌縫或封閉處理；⑤加固構(gòu)件的倒角處理需打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm；⑥加固構(gòu)件表面必須完全露出結(jié)構(gòu)新面，并打磨平整；⑦樹脂須充分浸透纖維布，順纖維方向搭接長度符合設計要求，滾筒滾壓順纖維方向多次滾壓排除氣泡；⑧保護層防護厚度必須符合設計要求。

（3）某企業(yè)總裝車間碳纖維加固梁、板、柱施工現(xiàn)場圖，如圖4所示。

圖4 施工現(xiàn)場圖

5 結(jié) 語

綜上所述，常用直接加固方法是消除構(gòu)筑物安全隱患、解決構(gòu)筑物質(zhì)量問題、延長構(gòu)筑物使用壽命的有效加固修復方法。如何選擇行之有效的加固方法，需根據(jù)具體的工程情況和特點，科學合理地選擇不同的加固方法和經(jīng)濟實用的施工材料，并結(jié)合現(xiàn)場施工作業(yè)面、施工周期等因素綜合考慮。選擇安全、快捷、經(jīng)濟的加固方法，不僅可以體現(xiàn)良好的經(jīng)濟價值，而且能體現(xiàn)一定的社會價值。

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