建筑混凝土結構工程的加固設計策略探析

張永光 劉振濤

遼寧和祥特種混凝土股份有限公司 遼寧沈陽 110000

當前出現大量的混凝土結構提前失效的情況，混凝土耐久性達不到預期指標，帶來大量維修以及重建費用，使國家的財政壓力增加。因此，對影響混凝土結構耐久性的各種因素深入分析，并有效提高混凝土結構的耐久性，是當前亟待解決的問題。

1 建筑混凝土結構工程加固設計的重要性

對于建筑工程建設而言，對混凝土框架結構進行合理設計與優化，能夠有效實現建筑使用價值、經濟價值與環保價值的大幅提升，并且對混凝土結構設計進行優化，能夠在確保建設質量的前提下，減少建設資金投入，實現對工程預算的有效控制。較之一般的混凝土結構設計，經過優化后的設計除了能夠為項目業主帶來更高的經濟效益，還能使用戶獲得最佳使用體驗。優化結構設計，能夠實現對施工材料、設備、人員、資金等的優化配置，提高資源利用效率，在實現建筑結構優化的同時，更好地對施工進行有效指導。通常，建筑層數越高，建筑面積越大；建筑工程穩定性、可靠性要求越高，建筑單位面積建造成本越大。設計人員可通過結構優化，找到相關影響因素的平衡點，進而實現建筑工程建設價值的最大化[1]。

2 建筑混凝土結構工程的加固設計策略

2.1 增大截面法

增大截面法施工工序主要有：清理、修整原結構或構件→安裝新增鋼筋（包括種植箍筋）并與原鋼筋、箍筋連接→界面處理（鑿毛或涂刷界面劑）→安裝模板→澆筑混凝土→養護及拆模→施工質量驗收。增大截面法雖然具有工藝簡單、使用經驗豐富等優點，但考慮到界面處理對增大截面法能否確保新舊混凝土共同工作十分重要，施工時應該特別注意新舊混凝土界面的鑿毛處理及剪切-摩擦筋的植筋，該部分內容可有效地保證新舊混凝土共同受力。另外應特別指出的是，因鋼筋安裝及模板架設時間較長，已大大超出涂刷界面膠的可操作時間，界面膠往往容易失去其粘結能力，且起到反效果，故建議采用剪切-摩擦筋（剪切銷釘）來處理新舊混凝土界面的剪力傳遞問題。

2.2 外粘型鋼加固法

外粘型鋼加固法施工工序主要有：混凝土界面打磨及四角圓弧化處理→型鋼骨架制作安裝→環氧膠泥封縫→預埋排氣孔及灌漿嘴→環氧樹脂灌漿→封閉排氣孔及灌漿嘴→施工質量驗收。為保證型鋼有效受力，加固前應盡量卸載，必要時采用千斤頂配合型鋼卸載，能更好地使后粘型鋼與原構件協同受力，加固效果最好。同時應著重注意混凝土和鋼板的表面處理，對于舊、臟嚴重的混凝土構件的結合面，應處理至露出光滑的混凝土面層，必要時鋼板及混凝土表面可以打磨與受力方向垂直紋路[2]。

2.3 壓力灌漿

根據裂縫具體情況劃定修補范圍，確定鉆孔位置及漿液用量，裂縫前的鉆孔必須沿著裂縫作業，并確保裂縫表面和鉆孔軸線呈30°以上夾角。鉆孔完成后，順著孔洞注入清水進行清洗處理，并用壓縮空氣吹干鉆孔，將事先制備的漿液灌入混凝土后通過灌漿泵進行灌漿修補施工。對于非貫通性裂縫，漿液很難注入結構內部，注入壓力過大還有可能擴大裂縫寬度，為此，建筑結構裂縫應采用低壓低速注漿，既能控制注漿量，又能保證漿液注入裂縫深部。若以環氧樹脂為灌漿材料，則應充分考慮環氧樹脂材料黏度的不同，為保證漿液充分灌入裂縫可以增加溶劑量，但過大的溶劑量又會使漿液黏度降低而難以達到預期的填筑黏結目的。環氧樹脂的變形跟蹤屬性在延伸性裂縫中會變差，此類裂縫應改用可撓性環氧樹脂材料。根據大量工程實踐，環氧樹脂材料和鋼爪釘結合使用能增強結構裂縫加固后的整體性，還能有效防止裂縫繼發。

2.4 合理選用混凝土材料，減水劑適量摻入

①合理選用混凝土各組成材料以及鋼筋，按照相關規范規定嚴格檢驗進場的原材料，并對顆粒及配比進行合理改善，有效保障混凝土的密實性。水泥類的材料中水泥砂漿的凝結硬化程度決定了其強度以及工程性能。混凝土的耐久性會因為水泥石遭受破壞而被破壞。因此，在選擇集料時應對其堿活性以及耐蝕性等進行全面考慮，選擇級配合理的材料，使新拌混凝土的和易性得以有效改善，從而使混凝土的密實度提高。②摻入適量高效減水劑，在滿足新拌混凝土的流動性的前提下，將用水量盡可能降低，使水灰比減少，從而有效降低混凝土的孔隙率。水泥加水攪拌后會有含較多拌和水的絮凝狀的結構生成，會使新攪拌混凝土的工作性降低。高效減水劑的摻入能將水灰比降低到，從而使混凝土內部的孔隙率減少。

2.5 嚴格控制混凝土框架結構尺寸

在工程實施的過程中，合理控制施工環境溫度，過低或過高的施工溫度會在不同程度上影響施工材料的性能。施工材料在完成施工后，由于外部荷載等方面的因素，會發生一定的形變問題，導致混凝土框架結構不穩，甚至發生混凝土開裂的情況。為了預防各類問題的出現，確保混凝土框架結構設計的精準性與科學合理性，尤其要嚴格掌控建筑結構尺寸。重視結構中涉及的非線性設計內容，簡化其中過于冗雜的結構，提升整個建筑受力的穩定性與均勻性[3]。

3 結語

綜上所述，在建筑混凝土結構工程的加固設計中，相關工作人員需要始終圍繞工程實際，嚴格執行標準化混凝土土工施工工藝，并及時處理突發問題，最大限度地提升混凝土結構的施工質量，并加強該施工技術的創新和管理研究，促使其在建筑工程中發揮更大的作用，從而在建筑行業獲得更好地發展。