試論房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)

高鐘麗

海寧紀(jì)亨保健食品有限公司

1 引言

很多建筑物在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，逐漸暴露出了諸多結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等問(wèn)題，這對(duì)于建筑物安全和居民人身安全都埋下了比較多的安全隱患，為此，必須要及時(shí)采取相應(yīng)結(jié)構(gòu)加固改造處理。

2 結(jié)構(gòu)加固改造的關(guān)鍵性分析

首先，結(jié)構(gòu)加固改造的出發(fā)點(diǎn)在于提高房屋建筑整體穩(wěn)定性和使用壽命。很多房屋建筑建成時(shí)間比較早，當(dāng)時(shí)的建筑工藝、安全標(biāo)準(zhǔn)、建筑材料、抗震性能等方面都很難與現(xiàn)代房屋建筑施工水平相提并論，而且在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)房建結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、安全性下滑、使用年限下滑等問(wèn)題，這樣就埋下了比較多的安全隱患，因此，為了保證房建結(jié)構(gòu)安全，保證居民人身安全，必須要通過(guò)結(jié)構(gòu)加固改造，提升房建整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震性能。

其次，很多文物古建筑具有極高的歷史文化價(jià)值，但這類房屋建筑年代十分久遠(yuǎn)，很多文物古建筑都是以木材、泥土、石料等材料作為建筑主體，在幾百年、甚至上千年歷史長(zhǎng)河中，長(zhǎng)期受到雨水、風(fēng)沙、太陽(yáng)光的侵襲，受損情況比較嚴(yán)重，如果不能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造，會(huì)在不久的將來(lái)發(fā)生坍塌等問(wèn)題，導(dǎo)致這一些珍貴的歷史文化財(cái)富受損，甚至面臨無(wú)法修復(fù)的境地。因此，為了保護(hù)這些珍貴的歷史文物，就必須要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造處理。

最后，很多房建工程在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，其使用功能發(fā)生了重要轉(zhuǎn)變，與最初建設(shè)時(shí)期的使用功能有著天差地別的變化。因此，為了保證房屋建筑工程有足夠的承載力、較為豐富的使用功能、突出的使用效果，就需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造處理。另外，很多地區(qū)處于地震帶，地震頻發(fā)，這對(duì)房建結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定損傷，為了保證房建工程有足夠的抗震穩(wěn)定性，就需要定期或者在震后及時(shí)落實(shí)結(jié)構(gòu)加固改造處理。此外，部分發(fā)生消防火災(zāi)的房屋建筑在通過(guò)安全評(píng)估后，確定其具有再次投入使用的能力，為了能夠繼續(xù)投入使用，也需要對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造處理[1]。

3 結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 基本流程與基本原則

對(duì)于房建工程來(lái)說(shuō)，是否需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造處理，應(yīng)當(dāng)對(duì)其結(jié)構(gòu)可靠性論證后得出相應(yīng)鑒定結(jié)論進(jìn)行確定。在確定需要加固處理后，要確定具體的加固目的，是屬于體系加固還是屬于構(gòu)件加固，對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，主要目的是改善房屋建筑整體結(jié)構(gòu)抗震性能及其穩(wěn)定性；而對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，主要是為了提升區(qū)域范圍內(nèi)構(gòu)建承載力水平。在確定加固目的后就需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造方案的確定，并交由專業(yè)人員進(jìn)行論證，通過(guò)論證后應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)加固改造方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以及施工組織設(shè)計(jì)，同時(shí)完成相關(guān)材料的準(zhǔn)備和驗(yàn)收工作。在結(jié)構(gòu)加固改造完畢后，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確定是否符合工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于不合格部分，要重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造施工處理（如圖1）。

圖1 房建工程結(jié)構(gòu)加固改造基本流程圖

在對(duì)房建工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造時(shí)，不可隨意進(jìn)行改造處理，必須要對(duì)整體結(jié)構(gòu)全面計(jì)算分析后，得出相應(yīng)加固改造結(jié)論。在加固或者使用構(gòu)件加固時(shí)，應(yīng)當(dāng)將不利影響降至最低，尤其要防止出現(xiàn)區(qū)域建筑結(jié)構(gòu)剛性突變。結(jié)構(gòu)加固改造使用的新材料強(qiáng)度、質(zhì)量都需要高于原有建筑結(jié)構(gòu)材料等級(jí)，而且要保證新舊材料之間的連接穩(wěn)定性，優(yōu)先使用混凝土澆筑和焊接等結(jié)構(gòu)加固連接方式。

3.2 常用技術(shù)類型及應(yīng)用分析

3.2.1 粘鋼加固技術(shù)

這一加固改造技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣，具有施工工藝簡(jiǎn)便、施工效率較高、加固風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較低且加固性能突出，不會(huì)對(duì)建筑物整體外部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響等突出優(yōu)勢(shì)。這一施工方法是將鋼板與房建工程原有混凝土材料黏結(jié)在一起，形成較為穩(wěn)定的新結(jié)構(gòu)，利用鋼板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提升原有混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而使二者共同受力，提升建筑結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性。該方法通常會(huì)應(yīng)用在房建工程梁體加固處理中，可以讓梁體的承載力和剛性強(qiáng)度都得到明顯提升。對(duì)于該技術(shù)來(lái)說(shuō)，影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)有兩個(gè)：首先，是鋼筋加固位置的選擇，必須要選擇混凝土自身具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的混凝土建筑結(jié)構(gòu)，且在加固后能夠真正提升整個(gè)房建工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；其次，是結(jié)構(gòu)加固所使用的結(jié)構(gòu)膠，鋼板和混凝土是否有足夠理想的連接效果，很大程度上取決于結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量，結(jié)構(gòu)膠必須要具備極強(qiáng)的黏性和強(qiáng)度，同時(shí)要具備比較強(qiáng)的抗老化能力[2]（如圖2）。

圖2 粘鋼加固技術(shù)

3.2.2 碳纖維加固技術(shù)

該方法是目前應(yīng)用比較廣泛的加固技術(shù)，對(duì)于年代比較久遠(yuǎn)，以及部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞的房屋建筑加固改造比較有效。與其他加固材料相比，碳纖維材料穩(wěn)定性更加突出，無(wú)論是剛度還是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能都要遠(yuǎn)超于其他加固材料，而且碳纖維的重量較輕，不會(huì)給房建工程主體結(jié)構(gòu)施加較大的外部應(yīng)力。碳纖維材料的穩(wěn)定性十分優(yōu)異，不僅具備較強(qiáng)的抗腐蝕、抗氧化性能，而且還具有耐高溫、耐疲勞等特性，是目前房建工程結(jié)構(gòu)加固改造中最為理想的加固材料。由于碳纖維材料特性顯著，能夠根據(jù)實(shí)際情況裁剪出任意形狀，使其可以廣泛應(yīng)用到房建工程結(jié)構(gòu)加固改造的各個(gè)區(qū)域，且都能展現(xiàn)出較為理想的加固效果。施工效率較高、無(wú)須其他大型設(shè)備作為輔助。但需要注意的是，在使用該技術(shù)進(jìn)行加固改造時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意避免碳纖維材料受到損壞，一旦碳纖維材料被破壞，就會(huì)使其性能銳減，直接影響加固改造效果，因此，需要對(duì)其進(jìn)行特殊的防護(hù)處理（如圖3）。

圖3 碳纖維加固技術(shù)

3.2.3 增大截面加固技術(shù)

該技術(shù)也是目前房建工程結(jié)構(gòu)加固改造中應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)之一。在原有建筑結(jié)構(gòu)上增加截面面積，從而改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的承載力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通常會(huì)選擇在某個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的一側(cè)或者多個(gè)側(cè)面使用鋼筋混凝土進(jìn)行加固改造，甚至可以將整個(gè)結(jié)構(gòu)的所有面進(jìn)行全部采取增加截面加固處理。這樣能夠讓建筑物承重結(jié)構(gòu)受力面積增大，使建筑結(jié)構(gòu)能夠承載更多載荷應(yīng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高建筑物承載力這一目的。該加固改造技術(shù)有著加固性能突出、施工工藝簡(jiǎn)單、成本相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì)，多用于房建工程的墻體、柱體、板體等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

該技術(shù)的施工難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)在于，如何保證新增加的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與原有建筑結(jié)構(gòu)保持足夠高的黏結(jié)性能。這就需要在加固改造過(guò)程中，保證二者能夠有較強(qiáng)的連接能力，提升新結(jié)構(gòu)的抗壓性能和抗拉性能。為此，在加固處理之前，需要對(duì)原有建筑混凝土表面進(jìn)行清理，清除異物的同時(shí)采取“鑿毛”處理，這樣可以明顯增加混凝土間的連接性能。

3.2.4 外粘型鋼加固技術(shù)

該技術(shù)主要是將型鋼在建筑結(jié)構(gòu)外部進(jìn)行加固，分為濕加工處理和干加工處理兩種方案。對(duì)于濕加工處理來(lái)說(shuō)，主要是使用水泥或者化學(xué)黏結(jié)劑將鋼材與原建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行粘連，這樣可以明顯提升建筑結(jié)構(gòu)的承載性能，建筑物可以承受更大的外部載荷應(yīng)力，雖然加固性能比較理想，但成本相對(duì)較高，且施工效率相對(duì)較慢；而干加工處理則是將鋼結(jié)構(gòu)在原有建筑結(jié)構(gòu)四周進(jìn)行焊接處理，將原有建筑結(jié)構(gòu)包裹在內(nèi)，利用鋼結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)來(lái)分散一部分原有建筑結(jié)構(gòu)承載的載荷應(yīng)力，雖然能夠在一定程度上提升結(jié)構(gòu)性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，但這種加固方式整體效果相對(duì)較差，而且會(huì)浪費(fèi)大量鋼材，施工成本相對(duì)較高，不符合綠色施工基本理念，因此并不作為建筑結(jié)構(gòu)加固改造的主推技術(shù)。

3.2.5 鋼筋網(wǎng)砂漿加固技術(shù)

通過(guò)制作與原有建筑結(jié)構(gòu)混凝土相同或者性能要高于原有建筑結(jié)構(gòu)的混凝土材料，并利用鋼筋網(wǎng)附著在原有建筑結(jié)構(gòu)表面，通過(guò)高壓混凝土噴射裝置將混凝土噴射在鋼筋網(wǎng)上，使混凝土與鋼筋網(wǎng)形成新的結(jié)構(gòu)，從而提高原有建筑結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性。該施工技術(shù)有著效率高、成本低、效果理想的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用在加固改造工程中。但需要注意的是，使用這種加固技術(shù)時(shí)，需要做好環(huán)保處理[3]。

3.2.6 植筋加固技術(shù)

將鋼筋植入到原有建筑結(jié)構(gòu)中，以此來(lái)改變建筑結(jié)構(gòu)的性能。該技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，且應(yīng)用效果比較理想，尤其適合原有建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋數(shù)量不足，或者房建工程承載力明顯下降的加固改造工程，但通常應(yīng)用在建筑物非結(jié)構(gòu)位置。在植入鋼筋前有三個(gè)重點(diǎn)工作必須要完成：第一，需要對(duì)鋼筋材料質(zhì)量和規(guī)格進(jìn)行檢查；第二，要對(duì)化學(xué)黏結(jié)劑進(jìn)行質(zhì)量檢查；第三，要確定具體的鋼筋植入位置與植入數(shù)量，這樣才能使新加固的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能更加理想。在鋼筋植入過(guò)程中，需要保證鋼筋位置未發(fā)生偏移，并確保鉆孔位置、垂直度和鉆孔規(guī)格與設(shè)計(jì)方案相同。

4 結(jié)束語(yǔ)

建筑物加固改造處理是提升房屋建筑穩(wěn)定性、安全性和使用壽命的重要措施。在加固改造前需要制定詳細(xì)的流程計(jì)劃，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的加固改造技術(shù)，并在應(yīng)用各種加固改造技術(shù)時(shí)，做好相應(yīng)的質(zhì)量控制工作，這樣才能使房建工程得到有效加固。