劉 勇 姜 浩
(1.吉林建筑大學(沈陽鐵路公安局吉林公安處) 130118;2.吉林建筑大學 130118)
中國在上個世紀50年代起就已經逐步開始推進混凝土結構加固技術的發展和應用,在八九十年代隨著中國改革開放的推進,其發展十分迅猛。國家頒布了一系列的技術綱要和規劃章程,從具體的實踐出發,對于加固材料、加固方法、加固內容、施工要求進行了明確的規定,促進了行業的發展。但是,也存在著一些問題需要業界人員進行相應的關注和解決。一些專業人士滿足于已有的加固經驗,在混凝土結構加固技術運用方面固步自封,沒有做到就事論事,并且缺乏相關的理論研究和具體分析。在加固設計時應該做到施工簡捷,經濟有效,安全可靠。但是,一些相關人員并沒有滿足相應的要求,反而是進行了大量的不必要的拆除和更換,沒有保證結構的安全性和耐久性,對于經濟技術指標的考慮不周全,導致了施工工期較長、停產停工現象普遍、建筑物難以正常使用等諸多現象。建筑工程混凝土結構架構技術所要求的抗震能力、結構延展性的要求雖然在逐年提高,但是,現有工藝和現有材料卻受到了一定的約束,難以與時俱進。因此在現階段應該對建筑工程混凝土結構加固技術進行相應的改進和更新,從而更好地解決相應的問題,為結構加固技術的應用發揮應有的作用。
對于混凝土構件本身進行直接加固的方法,我們稱之為直接加固法,主要運用了直接加固技術,針對混凝土構件的本身情況進行相關的改造工作,從而增強其本身的抗拉、抗剪性能。常見的方法有外包鋼法、粘鋼法、加大截面法等多種方法,下面針對這些方法進行簡單的論述。
外包裝法是利用固化劑、粘連劑和角鋼、槽鋼等外包裝,將鋼鐵包裹在混凝土構件的外角折點處等力量集中點。由于混凝土構件具有較高的抗壓能力,但是,其抗彎抗拉抗剪能力相對較弱,因此,可以和剛才進行良性的互補,從而對其進行直接加固,提高整體構件的剛度。外包鋼加固施工之時必須將混凝土的表面進行清理,除去油污,打磨平整。在部分環境中,粘連劑、固化劑可能會面臨著老化的情形,因此可以采用真空吸塵手段對于表面進行清潔,使其結合緊密。鋼材料之間可以用細條扁鋼進行相應的焊接和加固,在邊緣以膠密封或者是涂抹相應的防銹漆。
加大截面法是一種較為傳統的直接加固技術,指的是在現有的混凝土構件的外面先鑄造一層混凝土,從而使其橫截面積加大。一般混凝土構件截面增大,需要進行植筋工作,在原有的施工縫附近進行鉆孔工作,清理表面之后,植入相應的鋼筋注入固化劑,搭建相應的模板,然后澆筑混凝土。但是,加大截面法也有若干缺點,其中之一就是會使得建筑物內部的有用空間減小,空間利用率較低。
粘鋼法其實是指在混凝土構件表面粘貼一層外鋼板,從而使其抗剪、抗拉能力增強。粘鋼法所需要的構件并不是型鋼。而是相應的鋼板。因此,對于所需要加固的混凝土構件的平面度的要求相對較高,其表面需要進行良好的打磨,打磨厚度應保持在兩到三毫米之間,以防止其出現脫粘,膨脹等不良現象。粘鋼法適合用于橫截面積更大的構建,首選材料是不銹鋼板,進行內表面粘貼時所需要用到的材料和工具是使用細砂紙輪的角磨機磨去防銹氧化膜,從而使得其粘連程度更高。
所謂間接加固技術就是指通過合理的調整建筑物的結構的受力狀態,從而使得混凝土構件的載荷大小和受力方向得到一定的優化。面對一些出現裂紋,或者是老化嚴重的混凝土構件,對于構件本身進行加固的風險較大,成本較高,因此,此時可以采用間接加固技術,主要的方法有支撐點增加法、預應力加固法等,下面對這些方法進行相應的論述。
所謂支撐點主要是指彈性支撐點和剛性支撐點,支撐點增設法主要適用于梁水平構件的加固工作,大跨度的承重梁和與屋頂具有較大接觸面積和較大載荷的架設結構。剛性支撐點一般采用具備高強度結構性能的鋼或者是強度較高的混凝土預制構件。前者適用于剛性受拉或者受壓的加固情況,后者使用于剛性承壓并且加載直接傳導給基礎構件的加固情況。在進行剛性支撐點設置以及安裝之時,需要保證其設計精度,垂直承壓的垂直度需要保證在千分之五以內。彈性支撐點是通過支撐構件自身產生的彈性形變來抵消壓拉應力,適用于屈服強度較高的鋼材或者其他的材料。其優點在于有效抗震,彈性支撐通過自身的彈性形變和變動,可以有效的緩解結構振動等效應,從而對于建筑物的構件本身有較好的加固效果。
如果在直接加固和增加相應支撐結構加固的情況下還不足以彌補相應的問題,就可以考慮采取相應的砌體加固法。房子狀況接近于危房,但是又想將其進行臨時性的加固,此時一般可以采取這樣的方法。在建筑的內部,用耐壓轉和耐壓材料去構建相應的砌體,對損壞情況較為嚴重的混凝土構件周圍進行相應的砌體加固工作,從地面一直砌至頂層。由于砌體加固高度增加以后,其效果會相應降低,因此,主要在低層樓房或者是平房中進行相應的加工應用,將樓層的整體壓力傳遞至地基。在進行砌體加固時鋼筋網、水泥、沙石可以發揮其相應的作用。同時,可以運用抗裂復合砂漿來替代相應的水泥砂漿。復合砂漿,由于擁有較好的拉強重量比,以及良好的韌性延展度。因此,具有比普通水泥砂漿具有更大的抗裂能力。在進行墻體加砌時,可以減小涂抹的厚度,因此可以對所需要加固的混凝土構架形成更好的保護效果。但是,由于砌體加固法是一種應急性的措施,雖然其成本相對低廉,但是,卻不應用于永久性的加固。在農村的危房改造工作中砌體加固法有著良好的應用,并且也取得了相應的應用效果。
綜上所述,對于建筑工程混凝土結構加固技術的應用工作已然取得了部分成效。在相關從業人員和技術人員的共同努力和見證之下,相關的技術標準得到了執行,相關的技術問題得到了相應的解決。隨著中國城鎮化比例的大幅度上升,建筑行業發展的后勁很足。因此,對于建筑工程混凝土構件加固技術或有著更為得天獨厚的優勢條件。當前建筑工程混凝土構件加固的市場還未得到有效的拓展,因此,建筑工程混凝土構件加固技術的發展前景可謂不言而喻。然而,建筑工程加固設計之時應該對相應的工程情況進行比對分析,選擇合理的加固方法,考慮其施工性、經濟條件等各方面因素。從而使得加固技術得到更為充分的運用。伴隨著建筑技術的不斷進步,新型建筑材料的推陳出新,相信混凝土結構加固技術會有更大的進步。