土木工程建設中結構與地基加固技術的運用

黃洪

（廣西弘創建設工程有限公司，廣西 河池 547001）

為保證建筑整體使用性能，需要在施工中對結構或地基進行必要的加固技術。為保證加固效果，應深入了解不同的加固技術方法，掌握其原理、特點、適用范與施工工藝，并在施工中加以嚴格執行，從而保證實際的加固效果。

1 結構加固技術

目前，對于混凝土結構主要采用以下幾種加固技術：

（1）增大截面法：通過對原構件截面積適當增大或增加配筋提高結構整體穩定性、承載力與剛度，也可通過對自振頻率的適當改變實現直接加固。該加固技術的適用范圍相對較廣，可以在常規構件與一般構筑物中使用，尤其適用于原截面尺寸相對較小或軸壓比很高的待加固構件。該加固技術的優點為：使用經驗較多，操作簡單，有很強的適應性；缺點為：濕作業較多，周期偏長，當構件自身尺寸增大時，可能會對其使用功能造成影響，或影響其他構件自身受力性能[1]。

（2）外粘型鋼法：在構件外包型鋼或扁鋼，通過焊接形成整體，并灌入結構膠進行粘接，以此實現整體受力和協同工作。該技術適用于梁、柱、桁架、墻與框架的節點加固。該加固技術的優點：受力明確且可靠，能有效改善結構構件的性能，并且不會對使用空間造成太大的影響；缺點：對施工有著很高的要求，所有外露的鋼件都需要做好防火和防腐，操作難度較大，過程煩瑣。

（3）粘貼鋼板法：利用專門的膠粘劑在待加固結構表面粘貼一道薄鋼板，以此形成復合截面，提高結構自身承載力。該加固技術主要用于受彎、斜截面受剪、受拉與偏心較大的受壓構件，當構件截面內力有較大的拉壓變化時，應謹慎使用此方法。該加固技術的優點：施工操作較為簡單，不會使構件自重增加太大，也不會改變原結構的外形，對建筑的使用空間基本沒有影響；缺點：膠粘劑自身耐久性與耐火性可能存在問題，而且在粘貼鋼板之前，需要對鋼板進行必要的防火處理[2]。

（4）粘貼復合材法：在待加固的構件表面采用膠粘劑粘貼一道復合材料，以此形成復合截面，提高結構自身延性與承載力，屬于直接加固法。該加固技術適用于受彎、受壓與受拉構件。該加固技術的優點：質量輕、強度高、施工簡單，復合材料可以在曲面粘貼，也可進行轉折，完成加固后，構件自身重量基本沒有變化，對結構的外形也基本沒有任何影響；缺點：膠粘劑自身耐久性與耐火性可能存在問題，且復合材料錨固也存在問題。

在實際情況中，要根據結構構件具體情況，并結合實際的施工條件選擇適宜的加固技術，以下以粘貼鋼板法為例，對其施工工藝做簡要分析。

1.1 界面處理

利用角磨機對待加固構件的表面進行打磨，以去除松散組織，確保粘接面達到平整和堅實。用吹風機對結構表面的浮塵進行吹掃。用干凈的棉布蘸取適量丙酮溶液對打磨完成后的結構表面進行擦拭，使結構表面達到潔凈。用角磨機和砂輪片對鋼板表面進行打磨，具體的打磨方向要和受力方向保持垂直，將銹跡去除干凈后，盡可能達到粗糙。在打磨完成后，要用干凈的面部蘸取適量丙酮溶液進行擦拭[3]。

1.2 粘貼鋼板

鋼板的粘貼要用專門的膠粘劑進行。在拌和膠粘劑的過程中，應借助低速攪拌機，以保證攪拌的均勻性。膠粘劑攪拌完成后，其色澤應保持均勻，且沒有氣泡，同時還要采取有效措施避免雜質進入。攪拌完成的膠液需要在要求的時間范圍內用完，若超出規定期限未用完，應將其廢除。

將膠粘劑拌和均勻后，將其及時均勻的涂刷在待加固結構表面及鋼板表面，經檢查確認沒有漏刷后，方可進行粘貼。完成粘貼后，膠粘劑厚度應處在2～3mm 范圍內。在俯貼的過程中，膠層應做到中間厚和邊緣薄；在豎貼的過程中，膠層應做到上層厚和下層薄。粘貼鋼板的過程中，必須保持平整，使段差過渡達到平滑，沒有折角[4]。

1.3 固定、加壓與養護

固定和加壓需使用由頂桿、千斤頂與墊板構成的系統進行，這一系統除了可以提供較大壓力，還能在加壓固定的基礎上卸除構件所承受的荷載，確保粘貼后結構和鋼板能夠協同受力，保證加固效果，并能提高施工效率。將鋼板粘貼好后，應均勻布點進行加壓固定。具體的加壓順序為從鋼板其中一端至另外一端逐個點位進行加壓，也可以從鋼板的中央不斷向兩端進行逐個點位加壓，但不可以從兩端開始向中間部位加壓。相鄰兩個加壓點之間的距離應按照50mm 控制。另外，在實際的加壓過程中，膠縫厚度應按照2mm 嚴格控制和調整。

粘貼完鋼板后，做好養護，使養護溫度達到15℃以上，在固化24h 的時間后方可卸掉加壓夾具與支撐；在養護72h 的時間后，方可開始下一道工序的施工。如果養護時溫度低15℃，應采用紅外線燈進行加熱。在固化的過程中，鋼板不能受到任何形式的擾動[5]。

1.4 防護面層施工

將鋼板粘貼在構件表面后，往往直接外露，對此要做好防腐處理。具體方法：在鋼板的表面涂抹一層厚度達到25mm 以上的聚合物砂漿，也可使用具有良好防腐蝕性能的飾面材料，對所有鋼構件的表面都要進行除銹。具體的涂裝方案：當耐火極限在2.5h 以內時，先涂抹環氧富鋅底漆，共兩道，使干膜厚度達到75μm，然后涂抹一道環氧云鐵中間漆，使干膜厚度達到80μm，再涂抹薄層防火涂料，最后涂抹兩道聚氨基酸面漆，使干膜厚度達到70μm；當耐火極限在2.5h 以上時，先涂抹環氧富鋅底漆，共兩道，使干膜厚度達到75μm，然后涂抹一道環氧云鐵中間漆，使干膜厚度達到80μm，再涂抹厚層防火涂料，并用膩子將基面找平，最后涂抹兩道聚氨基酸面漆，使干膜厚度達到70μm[6]。

2 地基加固技術

地基加固技術有很多，若按加固原理，可將其分為以下三類：①換土墊層法；②振密與擠密法，包括表層壓實法、重錘夯實法、強夯法、振沖擠密法、土樁法、砂樁法、夯實水泥土樁法、爆破法等；③排水固結法，包括堆載預壓法、砂井法、真空預壓法、真空堆載聯合預壓法、降低地下水位法和電滲排水法。不同的地基加固方法采用不同的原理，適用范圍有所不同，實際工程中需要根據地基情況和加固要求選擇適宜的加固技術。

以下以強夯法為例，對其施工工藝做簡要分析。

（1）對施工場地的表面進行清理與平整，并設置必要的排水系統。

（2）將第一遍夯點的具體位置標出，同時對場地的實際高程進行測量。

（3）將起重機就位，并把夯錘放到夯點位置。

（4）對夯前錘頂高程進行測量。

（5）將夯錘平穩起吊至設計要求的高度，然后開啟脫鉤裝置，使夯錘脫鉤并自由下落，再將吊鉤放下，對錘頂的實際高程進行測量；如果發現因坑底傾斜導致夯錘傾斜，應對坑底進行整平[7]。

（6）對步驟（5）進行重復，按照設計要求的夯擊次數和控制標準完成一個夯點的夯擊；如果夯坑的深度過大，導致無法提錘，但沒有明顯的隆起，還沒有達到相應的標準，則應對夯坑進行回填，直到和坑頂達到平齊，然后繼續進行夯擊。

（7）換下一個夯點，重復步驟（3）至步驟（6），直到完成第一遍所有夯點的夯擊。

（8）用推土機對夯坑進行回填，同時對場地的實際高程予以準確測量。

（9）在間隔足夠的時間后，按照以上步驟完成所有夯擊。最后要用能量相對較低的方式進行滿夯，以此將場地范圍內的表層土夯實，最后對夯實完成的場地高程進行測量。

（10）施工中應安排專人做好質量檢驗與監測，需監測的項目、方法及允許偏差或允許值為：①夯錘落距：采用鋼尺梁或鋼索設標志的方法檢測，偏差不能超過±300mm；②錘重：直接稱重，偏差不能超過±100kg；③夯擊遍數與順序，采用計數法檢測，應完全滿足設計要求；④夯點間距：鋼尺量，偏差不能超過±500mm；⑤夯擊范圍：鋼尺量，應完全滿足設計要求；⑥間歇時間：不超過7d；⑦夯擊擊數：采用計數法檢測，應完全滿足設計要求；⑧最后兩次夯擊的下沉量均值：采用水準儀檢測，應完全滿足設計要求[8]。

3 結語

綜上所述，建筑工程施工中，往往需要對結構或地基進行必要的加固處理，無論是結構加固還是地基加固，都有很多種不同的方法可供選擇。為保證加固效果，需要在明確結構或地基實際情況的基礎上，結合具體的加固要求與施工條件來選擇適宜的加固技術，以此充分發揮所選加固技術的作用效果。