結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在房建建筑施工中的應(yīng)用探討

石蔚濤

陽泉市元承建業(yè)工程有限公司 山西 陽泉 045000

房建工程的各種建筑結(jié)構(gòu)及各種構(gòu)筑物因年代久遠(yuǎn)，在正常使用過程因質(zhì)量問題，及長期日曬雨淋使各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件逐漸老化，造成諸多工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等問題，這對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，必須及時采取相應(yīng)結(jié)構(gòu)加固措施，對危險(xiǎn)性較大建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行改造處理，讓房建工程建筑結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑物在合理使用的情況下延續(xù)其壽命。

1 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在房建施工中的重要性

1.1 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有利于提升房建施工的安全性

結(jié)構(gòu)加固工程技術(shù)的主要目的是保證住宅建筑的整體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性，并保證房屋可以實(shí)現(xiàn)多種功能用途。從安全角度分析進(jìn)行房屋建筑施工，過程中開展加固技術(shù)能夠有效提升房屋自身的質(zhì)量和安全性。及時在房屋改造過程中運(yùn)用加固技術(shù)，也能有效延長建筑物的使用壽命，是其提升自身對于外界影響因素的抵抗性。例如，房屋在實(shí)際建設(shè)過程中，會對自身的抗震性進(jìn)行一定的考量，由于地震災(zāi)害對房屋建筑的影響較大，并且存在不可控性毀壞，直接影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，而應(yīng)用加固技術(shù)能夠提高房屋的穩(wěn)固性，強(qiáng)化其抗震性，在應(yīng)對地震過程中能夠起到一定的緩沖作用，從而抵抗一定的地震等級。加固技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升建筑物自身的延展性，利用構(gòu)造柱塑性變形優(yōu)勢消耗地震所產(chǎn)生的應(yīng)力和壓力，從而提升房屋自身的安全性與穩(wěn)定性[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有利于提升房建工程的經(jīng)濟(jì)效益

結(jié)構(gòu)加固工藝可以有效地確保建筑施工效果，可以有效合理減少建筑生產(chǎn)成本，在確保工程質(zhì)量大幅提升的情況下，降低了生產(chǎn)成本。正確的使用結(jié)構(gòu)加固方法可以有效地減少建設(shè)資金損失，因?yàn)槠胀ńY(jié)構(gòu)加固方法通過改善建筑構(gòu)件品質(zhì)和尺寸來確保建筑安全，而現(xiàn)代結(jié)構(gòu)加固方法則巧妙利用鋼材，使建筑構(gòu)件簡單化、結(jié)構(gòu)材料多元化，保護(hù)效應(yīng)較之以前更為突出，同時在國家提倡節(jié)約型社會建設(shè)的大背景下，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)無疑可以降低建筑生產(chǎn)成本，從而有效合理減少了工程造價(jià)，為項(xiàng)目建設(shè)留下更多地使用空間和帶來更大經(jīng)濟(jì)效益的可能性[2]。

1.3 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有利于建筑行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展

結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是目前建筑業(yè)施工流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對住宅建筑領(lǐng)域來說具有巨大的實(shí)用價(jià)值。由于結(jié)構(gòu)施工技術(shù)能夠保證建筑施工安全穩(wěn)固，特別現(xiàn)在隨著大規(guī)模的施工工程項(xiàng)目增多，在安全方面、結(jié)構(gòu)方面都得以有效保護(hù)，從而能夠使建筑材料產(chǎn)品滿足市場需求，從而提高了建筑材料產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步。另外結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的普及，還能夠有效促進(jìn)各產(chǎn)業(yè)科技交流融合，特別是對科研教育領(lǐng)域以及新型材料應(yīng)用領(lǐng)域都具有劃時代的重要意義，能夠使各產(chǎn)業(yè)之間進(jìn)行有效的科技交流，合理調(diào)控發(fā)展趨勢。因此應(yīng)該說結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是現(xiàn)代建材行業(yè)的重大突破，全面提高了建材行業(yè)的開發(fā)水平。新時代更應(yīng)把握住市場發(fā)展趨勢，不斷完善結(jié)構(gòu)加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)建材行業(yè)的良好、穩(wěn)步發(fā)展[3]。

2 房建建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)主要應(yīng)用

2.1 增大截面加固法

該技術(shù)在目前結(jié)構(gòu)加固施工中應(yīng)用最為廣泛，根據(jù)原結(jié)構(gòu)構(gòu)造和受力的實(shí)際情況，如果結(jié)構(gòu)抗力由于混凝土強(qiáng)度不足、截面尺寸明顯偏小及軸壓比明顯偏高造成安全問題，則采用增大混凝土截面加固（圖1）方法比較有效。其優(yōu)點(diǎn)是施工工藝簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，適用范圍廣。缺點(diǎn)是在施工期間建筑不能正常使用，且施工周期比較長，構(gòu)件尺寸增大可能影響使用功能，還可能改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力受力分布，也可能出現(xiàn)意外的不良效果。增大截面加固法，選用在受壓區(qū)或受拉區(qū)增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土外加層的加固方式，在原結(jié)構(gòu)增大截面面積，有效的改變了原結(jié)構(gòu)的承載、受彎、受剪及受扭等受力，還可能改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力受力分布。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能需要，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的單個側(cè)面或者多個側(cè)面進(jìn)行增大截面加固，必要時還可以將整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行增大截面加固。加固施工技術(shù)及工藝流程：本方法選用的主要材料為鋼筋、植筋膠、混凝土、自流密實(shí)灌漿料等，及輔材為焊條、界面劑、扎線等材料；材料的選用對于結(jié)構(gòu)加固尤為重要，應(yīng)對加固材料的生產(chǎn)廠家進(jìn)行實(shí)地考察，確認(rèn)材料符加固合要求后再采購。采購材料進(jìn)場后，工程管理參與單位必須對原材料進(jìn)行取樣抽檢，經(jīng)檢測合格后方能使用。按圖紙要求采用墨線進(jìn)行定位放樣，鋼筋加工制作應(yīng)按規(guī)格型號編號分類堆放，植筋位置控制點(diǎn)要準(zhǔn)確按部鉆孔，清理孔內(nèi)粉塵注入植筋膠按規(guī)范植筋。增大截面加固法，新舊混凝土接觸面的處理也是非常重要，如果處理不當(dāng)將會影響整體結(jié)構(gòu)不能同時工作；因此，原混凝土結(jié)構(gòu)鑿毛后將粉塵清理干凈，清理松散混凝土及浮漿，涂刷界面劑后才能進(jìn)行下一道混凝土澆筑。模板安裝及各項(xiàng)支撐桿件、拉桿、圍箍構(gòu)件必須牢固，避免漲模或脫模現(xiàn)象。混凝土振搗確保密實(shí)度，確保新舊混凝土有效的粘結(jié)性，使加固后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件能同時工作；在混凝土振搗時，應(yīng)合理的分層分段使用插入式振動棒進(jìn)行振搗，同時應(yīng)在模板外側(cè)輕輕敲打，確保混凝土流動性及密實(shí)度。注意對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，確保增大截面加固的工程質(zhì)量[4]。

圖1 有效截面的加固技術(shù)的應(yīng)用

2.2 外包型鋼加固法

外包型鋼加固法技術(shù)（圖2）主要是在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件外部使用型鋼進(jìn)行包裹加固的方法，采用角鋼、鋼板在混凝土構(gòu)件截面以外包裹、挾持以增強(qiáng)承載力。連接的方式有兩種：干式或濕式，也就是無粘結(jié)外包型鋼加固法和外粘型鋼加固法。兩種方法均適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土柱及梁的加固。對于使用上不允許增大截面尺寸，而又需要大幅度地提高承載力和抗震能力的混凝土梁、柱，外包型鋼加固法是比較現(xiàn)實(shí)的選擇。外包型鋼加固方法是對鋼筋混凝土梁、柱構(gòu)件進(jìn)行外包型鋼、扁鋼焊接成鋼構(gòu)架，形成對被加固構(gòu)件的圍箍而約束原構(gòu)件,從而達(dá)到構(gòu)件整體受力的加固目的。外包鋼材加固結(jié)構(gòu)的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃。（1）無粘結(jié)外包型鋼加固法施工技術(shù)及工藝流程材料的選用、進(jìn)場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程是一致的。該技術(shù)選用的主要材料為型鋼、鋼板、鋼筋等，及輔材為焊條、錨件、除銹劑、防腐等。按要求對已裁切好的型鋼、鋼板進(jìn)行分類按編號堆放，按圖紙要求采用墨線進(jìn)行定位放樣，控制好尺寸，對型鋼、鋼板準(zhǔn)確下料裁切；對圍箍的型鋼、鋼板按圖紙要求進(jìn)行焊接，焊接搭接長度必須滿足規(guī)范要求，焊縫必須要飽滿，焊縫厚度一般為6mm，避免焊接部位出現(xiàn)氣泡、漏焊現(xiàn)象，焊接前必須將型鋼、鋼板的表面進(jìn)行除銹及清理表面的油漬；當(dāng)型鋼壁厚或鋼板厚度達(dá)到8mm時，應(yīng)切割開坡口進(jìn)行焊接。焊接完成后，應(yīng)采用防腐、防銹、防火等防護(hù)措施。（2）外粘型鋼加固法施工技術(shù)及工藝流程材料的選用、進(jìn)場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程是一致的。該技術(shù)選用的主要材料為型鋼、鋼板、鋼筋、結(jié)構(gòu)膠、填補(bǔ)膠、粘鋼膠和結(jié)構(gòu)灌注膠等，及輔材為焊條、除銹劑等。按圖紙要求采用墨線進(jìn)行定位放樣，控制好尺寸，對型鋼、鋼板準(zhǔn)確下料裁切；焊接前應(yīng)對原鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行打磨，清理缺陷處的松散混凝土及浮漿，清理表面粉塵，采取凸鑿凹填措施，填補(bǔ)材料應(yīng)比原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高一個等級。粘鋼膠的厚度控制在8mm以內(nèi)，如果粘鋼膠太厚應(yīng)在原結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)比原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高一個等級。首先對圍箍的型鋼、鋼板進(jìn)行焊接，焊接搭接長度滿足規(guī)范要求，焊縫必須要飽滿，焊縫厚度一般為6mm，避免焊接部位出現(xiàn)氣泡、漏焊現(xiàn)象，焊接前必須對型鋼、鋼板的表面進(jìn)行除銹及清理表面的油漬；型鋼、鋼板灌注結(jié)構(gòu)膠必須飽滿，特別在兩端部600mm內(nèi)不允許有氣泡空鼓現(xiàn)象，應(yīng)按要求在型鋼上鉆孔灌注，型鋼外邊沿與混凝土結(jié)構(gòu)連接的縫隙封閉密實(shí)，避免注漿時從縫隙外溢引起的局部空鼓，注漿時應(yīng)分段分層開孔注漿，應(yīng)不允許一次性注漿，這樣容易出現(xiàn)氣泡及空鼓現(xiàn)象。注漿完成后，外表面采用防火防腐材料進(jìn)行防護(hù)措施[5]。

圖2 外包鋼加固技術(shù)應(yīng)用

2.3 體外預(yù)應(yīng)力加固法

本方法適用于連續(xù)梁和大跨簡支梁、一般簡支梁、柱的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固。連續(xù)梁和大跨簡支梁加固，以無粘結(jié)鋼絞線為預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固；一般簡支梁加固，以普通鋼筋為預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固；柱的加固，以型鋼為預(yù)應(yīng)力撐桿加固。加固以后，可以減小構(gòu)件的撓度、縮小裂縫寬度甚至可以使其完全閉合。既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件在相應(yīng)的受拉區(qū)域通過加固的預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力(體外預(yù)應(yīng)力)來承擔(dān)拉力，增強(qiáng)承載能力,減小撓度,閉合裂縫。根據(jù)加固結(jié)構(gòu)的具體情況,因地制宜地合理選擇施加預(yù)應(yīng)力的方式，并進(jìn)行相應(yīng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)計(jì)算。加固施工技術(shù)及工藝流程：材料的選用、進(jìn)場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程是一致的。該技術(shù)選用的主要材料為預(yù)應(yīng)力筋（鋼絞線）、錨具、鋼墊板、鋼管套筒、對穿螺桿等，及輔材為焊條、除銹劑、防腐防火等。按圖紙采用墨線定位放樣，按要求對受力構(gòu)件比對鋼絞線孔徑大小進(jìn)行鉆孔，確保鋼絞線張拉時自由伸長，如孔徑過大很難保證張拉時的穩(wěn)定性；鋼墊板應(yīng)對準(zhǔn)孔位安裝并固定牢固，鋼絞線應(yīng)按順序從起端穿至終端錨固位置；預(yù)應(yīng)力方向的轉(zhuǎn)折必須建立可以滑動的支點(diǎn)，先設(shè)置在端部的錨固鋼板或鋼墊板,焊接連接或螺栓連接的方式實(shí)施錨固。張拉前，將張拉端錨墊板清理干凈，夾片錨孔要保持清潔，工作夾片和工具夾片用鋼管套在鋼絞線上用力敲緊夾片，注意使其結(jié)合嚴(yán)密；檢查千斤頂及油表讀出是否正確，以確保加固張拉質(zhì)量安全。張拉步驟，應(yīng)從兩端同步張拉，先同時將每根體外索勻速張拉，張拉程序應(yīng)分為：0→初始應(yīng)力→40%控制應(yīng)力→100%控制應(yīng)力→錨固。防止“欠張”，或者“超張”。預(yù)應(yīng)力筋必須采取保護(hù)措施，以保護(hù)體外預(yù)應(yīng)力筋或鋼材兔遭腐蝕，并保護(hù)其耐久性[6]。

2.4 粘貼纖維復(fù)合材加固法

碳纖維復(fù)合材料加固法（圖3），該方法是目前應(yīng)用比較廣泛的加固技術(shù)，適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固。本方法與其他加固材料相比，碳纖維材料穩(wěn)定性更加突出，無論是剛度還是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能都遠(yuǎn)超于其他加固材料，而且碳纖維的自身重量較輕，不會對主體結(jié)構(gòu)施加很大的外部應(yīng)力。加固施工技術(shù)及工藝流程：材料的選用、進(jìn)場、檢測及使用等步驟與上述增大截面加固法的流程一致的。該技術(shù)選用的主要材料為碳纖維布、浸漬膠水、碳纖維片材（板材）、粘貼膠、結(jié)構(gòu)填補(bǔ)膠、鋼板、鋼筋、粘鋼膠等，及輔材為焊條、除銹劑等材料。按圖紙要求采用墨線定位放樣，對原結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行修整、打磨，清理缺陷處的松散混凝土及浮漿，采取凸鑿凹填措施，填補(bǔ)料強(qiáng)度比原結(jié)構(gòu)高一個等級，清理表面粉塵。當(dāng)粘貼碳纖維片（板）材時，采用粘貼膠將碳纖維片（板）與混凝土結(jié)構(gòu)連結(jié)并在板材表面輕輕敲打，粘貼膠厚度應(yīng)控制在3～8mm以內(nèi)。當(dāng)使用碳纖維布粘貼時，使用滾筒浸泡浸漬膠水在加固構(gòu)件上來回滾涂，還需在碳纖維布上滾涂一道，控制濕度及粘結(jié)度，碳纖維布粘貼在鋼筋混凝結(jié)構(gòu)構(gòu)件上應(yīng)控制好其粘結(jié)性和平整度，避免出現(xiàn)氣泡、空鼓現(xiàn)象，碳纖維布加固端部應(yīng)采用壓條固定，當(dāng)梁柱采用碳纖維布環(huán)繞圍束時，抗剪受力端部必要時采取附加錨固措施。采用防火材料進(jìn)行防護(hù)，避免碳纖維加固材料受到損害[7]。

圖3 碳纖維材料加固技術(shù)

3 結(jié)語

總而言之，隨著中國城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的日益深入，中國建材行業(yè)也必將蓬勃蓬勃發(fā)展，住宅建筑設(shè)計(jì)的安全可靠性能的重要作用也必將顯得更加凸顯。住房建設(shè)施工單位在實(shí)際開展建筑施工的過程中，一定要重視對建筑物結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)進(jìn)行完善，借此有效地提升住房建筑物的壽命、耐久和防震技術(shù)能力，并合理運(yùn)用住宅建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，借此有效地提升建設(shè)工程的總體建筑品質(zhì)，為全國人民創(chuàng)造一個更優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境，為建設(shè)施工單位的可持續(xù)健康發(fā)展打下更牢固的基石[8]。