房屋建筑混凝土結構加固施工技術研究

周永超

（中國建筑第二工程局有限公司核電建設分公司，廣東 深圳 518106）

1 引言

制訂加固施工方案之前，需要對房屋建筑混凝土結構進行評估。鋼筋混凝土結構建筑主要包括地基、主體結構、梁板柱等部位。要分析混凝土結構的受力分布情況，采用合適的加固施工技術。比較常用的加固方法有增加截面面積、增加支撐構件等，以及使用纖維素復合材料加固等。

2 混凝土結構直接加固施工技術

2.1 加大截面加固技術

混凝土結構加固施工經常會采用增大截面加固技術。該技術主要是增加建筑構件截面的尺寸，根據實際需求增加受力配筋，以此來增加構件的承載能力，讓建筑結構更加穩定。該方法可以被運用在多個構件的加固施工中，如梁柱加固施工和樓板加固施工。增大截面加固技術的發展非常成熟，對施工人員的要求較低，施工過程比較方便，具有較高的可靠性，能夠提高構件的抗力，最大程度上保證建筑結構柱的穩定性。但是，增大截面加固技術有一定的不足，在施工的過程中需要占用一定的建筑空間，而且現場施工作業量較大，需要長時間養護，對整個建筑的外觀會產生一定影響[1]。

2.2 置換混凝土加固技術

如果建筑混凝土結構中的梁柱等承重構件或者受壓區的其他構件在密實度和強度上無法滿足相關規范標準的要求，可以采用置換混凝土加固技術。施工期間，將建筑結構中承重力沒有達到標準的部位全部拆除，在該部位重新施工，放入新的混凝土，確保新混凝土的質量和承重性可以滿足要求。置換加固施工技術不會對建筑結構的布局方式產生影響，不會占用額外的建筑空間。該技術的不足在于施工周期較長、工作量較大，需要花較多的時間清除原有的混凝土，而且施工的過程中，需要對周邊的結構進行支撐和加固，避免周邊結構受到影響[2]。

2.3 外包鋼加固技術

如果不能增加原構件的截面尺寸，可以采用外包鋼加固施工技術。施工時，需要用專門的材料包裹待加固構件，如結構柱等，包裹的材料主要為鋼材，如角鋼或鋼板等材料，包裹之后，構件會具備更強的抗壓能力。外包鋼加固施工技術具體有兩種加固方法：第一，干式外包鋼加固施工技術，通過焊接的形式將原構件和外包型鋼連接起來，以此來約束原構件，使原構件具備更強的抗變形能力和承載能力。第二，濕式外包鋼加固施工技術，需要準備多種材料，主要有水泥砂漿和環氧樹脂，這些材料可以使外包鋼和原構件緊密黏結。雖然該方法的作業量較大，但是加固效果非常好，操作簡單，缺點在于成本較高，不能在高溫環境和沒有防護的環境中施工[3]。

2.4 粘貼鋼板加固技術

施工中需要使用黏結劑和錨栓，用這些材料和工具把鋼板粘貼到待加固部位，使鋼板和構件緊密連接。在建筑混凝土結構梁板構件的加固施工中，經常會采用粘貼鋼板加固技術，這種加固施工工藝發展比較成熟，具有較好的加工效果。但該技術存在較多缺點，如對環境溫度有較高的要求，很容易受到腐蝕，后期養護工作比較麻煩等。如果鋼筋密度較大，或者結構比較復雜，盡量不要使用粘貼鋼板加固技術。

2.5 粘貼纖維復合材加固技術

纖維復合材料主要包括3種纖維，分別是玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維。在建筑結構加固施工中，一般會使用碳纖維材料。碳纖維織物強度較大，能夠改善混凝土結構的性能。碳纖維有良好的彈性模量，其抗拉強度非常高，與鋼材相比，碳纖維材料具有更強的抗疲勞能力，質量也相對較小，還具有耐久性和抗腐蝕性，即使混凝土結構較為復雜，也能起到很好的加固效果。一般會在受拉構件和受彎構件承載性能較差的時候使用該技術，通過纏繞約束的方式加固受壓構件。該技術的缺點在于防護要求較高，很容易在火災中失去作用。

2.6 噴射混凝土加固技術

施工人員需要準備專門的噴射機械，通過壓縮空氣等方式對材料進行拌制，拌制材料的時候，需要注意材料的比例。噴射機械在高速噴射的過程中，混凝土會逐漸凝結硬化，按這種方式制作的混凝土具有較高的黏結強度，有良好的力學性能，還能夠傳遞拉應力和剪應力。

2.7 結構膠植筋加固技術

運用結構膠植筋加固施工技術時，需要在建筑現有混凝土構件上進行鉆孔。控制好鉆孔的深度，將受力鋼筋植入構件的孔洞內部。使用結構膠，也就是化學膠粘劑，將鋼筋和構件粘牢。利用鋼筋的抗拉性能提高構件的承載力。結構膠植筋加固施工技術有較好的錨固效果，一般在補埋鋼筋或后埋鋼筋的加固施工中會運用該技術。

3 混凝土結構間接加固施工技術

3.1 增加支撐加固技術

增加支撐點之前，需要對建筑結構的內力分布進行分析，通過增加支撐來調整混凝土結構的內力分布情況。適當縮小結構之間的跨度，以此來提高混凝土結構的承載能力，這種加固技術就是增加支撐加固施工技術。該技術具有受力明確和施工方便的優點，但是會對原本的建筑空間和空間功能產生影響。

3.2 預應力加固技術

在預應力加固施工中，需要安裝外預應力拉桿，拉桿受力后，建筑混凝土結構的內力分布情況也會逐漸變化，內力水平逐漸降低，混凝土結構也會具有更強的承載能力。預應力加固施工技術最大的作用就是改變建筑混凝土結構的內力分布情況，對結構進行加固，該技術還能解決應力應變滯后等問題，一般會在跨度較大或重型結構中使用這一加固技術，如果混凝土結構處于高應變狀態，可以利用預應力加固施工技術進行處理。但是，預應力加固施工技術存在一定的缺點，加固之后，建筑結構外觀會受到影響，盡量不要在溫度較高的環境中使用。

4 混凝土結構板梁加固施工技術

4.1 混凝土結構板梁承載力較低的原因

從設計的層面來看，計算數值與梁板真實的受力情況不相同，沒有注意到部分荷載，導致計算結果不準確，沒有考慮細節問題和其他附加荷載，都會使設計方案不合理，無法滿足建筑結構梁板的承重要求。從施工的層面來看，構件截面尺寸較小，材料質量較差，沒有按照規范使用材料，混凝土強度等級較低，構件存在多種缺陷，植入鋼筋時出現誤配或少配等問題，使受力鋼筋的位置發生變化，焊接的過程中，沒有將鋼筋焊牢，沒有達到錨固的要求，發現問題后未經討論，自行改變設計施工方案，鋼筋受到腐蝕，養護管理工作不到位，這些施工中的問題會影響梁板的承載力。從使用的層面來看，當空間功能發生變化，實際承載超出預計的范圍，現有的梁板結構無法滿足需求，個別人員私自拆除構件，導致承重構件受到破壞，或者位于腐蝕性環境，這些情況下，混凝土結構板梁承載力都會降低，需要對混凝土結構梁板進行加固處理。

4.2 混凝土結構板梁加固施工要點

混凝土結構板梁部位的加固施工可以采用增大截面、粘鋼加固、增補受拉鋼筋等加固施工方法。在增大截面加固施工中，可以在構件一側補澆混凝土加固梁，如圖1所示，如有必要，還可以增加鋼筋，進一步提高承載能力。施工時，要控制板梁的不平度，分段進行焊接，按照規范安裝鋼筋和支設模板，澆筑后及時沖洗干凈，并進行除銹。粘鋼加固施工需要使用專門的粘貼膠，將鋼板和構件黏結，將一部分拉應力分給鋼板，結構梁有多種粘鋼加固方式，如圖2所示。增補受拉鋼筋施工技術可以采用不同的連接方法，主要包括全焊接補筋、半焊接補筋和黏結方式。

圖1 單側補澆混凝土加固梁

圖2 梁下、梁上粘鋼加固示意圖

5 混凝土結構柱加固施工技術

5.1 混凝土結構柱存在的問題及其原因

當小偏心受壓柱遭到破壞時，壓應力較大的區域會出現縱向裂縫；當軸心壓柱遭到破壞時，先產生縱向裂縫，保護層混凝土也會受到影響，起殼后逐漸剝落，導致混凝土被壓碎和崩裂；當大偏心受壓柱遭到破壞時，邊緣部位會產生橫向裂縫，壓應力超過極限后，混凝土徹底被破壞。梁板遭到破壞的原因同樣適用于混凝土結構柱，除此之外，在地基不均勻沉降形成附加應力的情況下，或者突然發生災害，這些情況也會使結構柱出現問題。

5.2 混凝土結構柱的加固施工要點

混凝土結構柱可以采用多種加固施工技術。外包混凝土加固主要包括單面外包、雙面外包和四周外包，圖3為四周外包。在外包鋼加固施工中，需要使用鋼板和型鋼，包裹柱子的兩面或者包裹四角，如圖4所示，可以采用干式外包或者濕式外包，利用型鋼套箍和綴板來約束原構件。在置換加固施工中，可以對局部進行置換，也可以將缺陷部位全部置換，確保新老混凝土的受力相互均衡，在接觸面涂刷界面劑，或者涂刷高強純水泥漿。

圖3 四周外包加固柱

圖4 外包鋼加固柱

6 結語

加固施工技術能夠提高房屋建筑混凝土結構的承載能力，讓混凝土結構更加穩定，讓房屋建筑更加安全。可以采取增加截面、增補鋼筋、外包鋼加固等方法，不同的加固施工技術有著不同的加固效果，各個施工方案的流程、要點和標準也都不同，為了最大限度提高混凝土結構的承載性，需要合理運用加固施工技術，做到規范施工。