房屋建筑施工中運用結構加固技術的探討

楊 斌 （上海二十冶建設有限公司西南分公司，四川 成都 610031）

在城鎮化背景下，各類建筑工程項目不斷增多，作業量也在持續上升。在工程施工過程中，不但需合理規劃各種室內功能分區，以提高人們的生活品質，并且還需縮短項目施工周期，提高施工效率，增加項目建設效益。在房屋建筑工程建設期間，需采用科學合理的加固技術，有效改善整個結構的施工質量，因此，深入研究房屋建筑結構加固技術具有重要意義。

1 房屋建筑結構加固技術的應用價值

在房屋建筑項目建設合理應用加固技術，可改善結構的安全性以及建設質量。從此技術實際使用效果方面來看，主要有以下幾個特征：

（1）穩固性。在應用結構加固技術時，不但能夠有效改善整個建筑結構的穩定性，還可增強其安全性、抗震性等。當發生地震自然災害時，依托結構加固技術使得房屋建筑具有較強的抵抗能力；與此同時，還能夠減少裂縫、坍塌的發生概率。

（2）耐久性。采用結構加固技術可有效改善建筑結構整體質量，延長房屋使用壽命。一般情況下，如果建筑結構的施工質量與強度不符合規定要求，會出現返修或者拆除的情況，而使用結構加固技術之后，可提升建筑整體結構的穩定性與安全性。

（3）經濟性。如果建筑結構發生損壞、裂縫等現象時，需第一時間組織人員進行養護和維修，反之則會造成重大經濟損失與人員傷亡。然而，在維修期間，需投入大量資金與各種建筑材料，不但提升了建設成本，還會對企業形象以及市場競爭產生較大影響。在工程建設時，采用結構加固技術能夠有效避免以上這些問題，降低成本投入，提升企業的市場口碑以及競爭力[1]。

2 現代房屋建筑結構常用加固技術

2.1 直接加固技術

（1）加大截面加固法

類似于置換混凝土加固方法，主要是通過增加截面積實施加固處理，此技術較為成熟，具有施工便捷、操作簡單以及使用范圍廣的特點。然而濕作業時間較長，會直接影響到建筑使用。與此同時，應用此方法進行加固處理后，會減少建筑結構內部實際使用面積。因此，這種方法通常適用于加固普通混凝土構件。

（2）有粘結外包型鋼加固法

這一方法有著良好的加固作用，承載能力較強，施工較為便捷，但需使用大量鋼材，使得造價相對較高。因此，不宜用于加固普通場所，基本使用在對于結構強度有一定要求，同時加固構件尺寸無法增大等場所。由于需要使用鋼材，因此，該類型加固方式不能應用于高溫場所的房屋結構加固。

（3）粘貼鋼板加固法

該方法能夠有效減少施工周期，不會對周圍居民的生活生產造成較大影響，與此同時，此類加固方法不僅不會減少建筑內部使用面積，也不會破壞整個建筑外觀。但是也存在較多問題，比如膠粘質量會直接影響到加固效果，對此，難以有效控制加固效果。另外，這種類型的加固方法主要適用于靜力狀態情況下的混凝土構件加固處理中。

（4）粘貼纖維增強塑料加固法

此類結構加固方法與粘貼鋼板加固法相同，但是在材料方面存在較大差異。除此以外，由于采用的加固材料屬于塑料制品，與鋼板材料對比時，具有防腐蝕、防潮的優勢，并且材料本身質地較輕，施工成本也低于鋼材。然而塑料材料也存在較多缺點，比如耐高溫能力較差，并且容易引發火災。對此，在應用此類加固方式時，需對房屋結構進行耐火處理。

2.2 與混凝土結構加固聯合應用的技術

（1）托換技術

托換技術是一種系統性技術，也是托梁換柱、托梁拆柱等相關技術的概稱，是由上部結構頂升、結構加固以及拆卸廢棄混凝土構件等方面技術構成的，主要應用于建筑結構的改造與加固。

（2）植筋技術

在應用此技術時，混凝土構件能夠有效、便捷地與錨固技術相連接。不但能夠植入螺栓式錨筋，也能夠植入普通鋼筋，主要適用于現有建筑結構的改造與加固項目。

（3）裂縫修補技術

此方法需依據混凝土結構裂縫的產生原因、尺寸以及形狀，應用各種封護方法實施修補處理，從而改善整個建筑結構的耐久性以及應用功能。

（4）外包鋼加固技術

在混凝土構件周圍設置外包角鋼，并采用綴板將角鋼連接起來。一般外包角鋼技術可細分為濕式與干式。在實際施工中，應用濕式外包鋼技術時，需采用環氧樹脂、乳膠水泥等材料，對原有結構與型鋼實施粘結，保證施工作業的整體性，然而工程量相對較大；在使用干式外包鋼法時，既有結構與型鋼之間未實施粘結，即便會采用水泥砂漿進行填補，然而也難以滿足結合面剪力和拉力之間的傳遞要求，無法保證原結構與型鋼之間的整體性，僅能夠達到單獨受力的效果。此方法不會改變原混凝土結構的截面面積，不但能夠有效改善構件的承載能力，還能夠提升延性和剛度，通常用于屋架、梁等混凝土構件加固施工中[2]。

（5）外部粘鋼加固技術

通過合理使用粘貼劑，能夠起到加固的作用，將鋼結構粘結至混凝土結構表面，能夠共同受力。現階段，在受彎構件或者是受拉構件的補強加固項目中，主要采用外部粘鋼加固技術，要求施工現場濕度低于70%，溫度則需控制在60℃以下，同時還需避免出現化學腐蝕的情況。

（6）增設支點技術

采用增設支撐點的方法，減少房屋建筑的計算跨度，以此對結構內力進行有效控制，改善承載能力。此方法通常應用在桁架、網架以及板等水平構件加固作業中。支點法可細分為剛性支點方式和彈性支點方式[3]。

3 工程概況

在某房屋住宅工程中，梁結構發生裂縫，主要是因為混凝土結構強度較低以及增設各種裝飾物導致載荷較大。建筑總面積為2804m2，共有三層，并且梁均發生裂縫，嚴重影響人們日常生活，需對此建筑物實施加固處理。在對梁結構上的裂縫進行加固處理后，有效改善了梁的安全性、抗裂能力以及剛度等，并且應用效果良好。

4 房屋建筑結構加固技術應用方案

4.1 結構裂縫產生原因分析

依據此建筑工程施工設計圖，該建筑物主體屬于磚混結構，梁是現澆混凝土結構，強度等級為C20，截面面積為200mm×500mm，梁跨度為6m，樓板采用預制預應力空心板，厚度為120mm，板上爐渣混凝土厚度為70mm，水泥砂漿面層厚度為25mm。在此建筑結構中，進深梁基本處于離支座1P4 跨度區域中的跨中豎向裂縫以及斜裂縫，在梁的支座周圍的1P4跨度區域內分布著受剪斜裂縫，每個梁的端部位置至少有五條裂縫，而跨中受彎裂縫呈現出下寬上窄，并逐漸往上側方向發展，大多數裂縫寬度低于13mm。

對施工現場進行全面檢查，該建筑結構地面采用貼面磚，由于建筑物室內空間與走廊地面之間的高差為25mm～30mm 左右，導致樓面荷載上升0.15kN/m2～0.16kN/m2。在檢測梁混凝土結構強度時，需采用后裝拔出法，得出強度為11MPa～12MPa 左右。為了充分確保混凝土強度的準確性，需采用鉆孔取芯法，收集3 個芯樣作為校驗對象，根據檢測數據顯示，與使用拔出法得到結果基本相同，混凝土結構強度為11MPa。

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根據梁的配筋設計圖與隱蔽項目記錄，詳細檢測梁的穩定性，檢測數據顯示，縫隙寬度以及承載力無法到達設計標準。通過對項目現場結構損壞位置進行細致勘察，在檢測混凝土強度時，需使用拔出法以及取芯法。其中，在應用取芯法的過程中，從試驗壓力受損情況來看，骨料強度較低，并且受損面基本在骨料與水泥石界面上。與此同時，在對試件進行加工平磨時，骨料已經開始出現松動脫落的情況，發生此類原因是混凝土結構的強度較低，是振搗施工密實較差以及骨料泥量較多等諸多因素所致。另外，通過結構驗算不符合規定要求，在對裂縫形成原因進行全面分析時，發現混凝土結構的強度較低。依據驗算數據，需使用結構加固技術進行處理。

4.2 結構加固方案的選定

當混凝土梁結構的強度較低時，需合理運用各種加固技術，在選用加固施工計劃時需遵循以下原則：在加固施工完成后，要求達到安全控制標準。在保證安全的情況下，需盡量減少施工成本；必須在施工周期之內完成加固施工。通過詳細對比施工方案，將此項目鋼筋混凝土梁結構細分為屋面梁與樓層梁，在對屋面梁進行加固時，使用梁側面增加鋼板分擔部分荷載的方法，而樓層梁加固時，使用增加受壓區混凝土面積的方法[4]。

4.3 加固施工要點

4.3.1 加大截面加固法

（1）地面鑿除

在拆除加固區域的面層時，需使用振動適宜的電鎬進行鑿除，同時還需鑿掉高出原梁30mm的混凝土樓板，暴露出原有的梁鋼筋，使得板面和梁頂的標高保持一致。為顯著提升新舊混凝土結構的整體性，需合理運用結構植筋，并從梁的頂部中心位置垂直植入鋼筋，每根間隔為200mm，植入深度為200mm，界面處理如圖1所示。

圖1 界面處理

（2）植筋施工

①在梁上需要植筋處畫線作為標記，規避原有箍筋明確具體鉆孔方位，使用電錘實施鉆孔，孔直徑約為14mm～16mm；②在清洗孔道時，采用丙酮能夠改善植筋強度；③將拌合均勻的結構膠使用膠槍注入孔道中，再插入鋼筋，當孔洞邊緣能夠擠出膠液時即可；④制作安裝鋼筋。將鋼筋布置在橫向兩層處，間隔為200mm，在底部橫向鋼筋處，采用焊接的方法，與原梁箍筋或者架立筋進行連接；⑤在施工現場攪拌C30混凝土，澆筑施工具體厚度為70mm，在澆注完約1h～2h 之后，覆蓋塑料薄膜進行養護，便于蓄熱，同時還需第一時間灑水養護。

4.3.2 梁外側包鋼加固施工方法

在混凝土梁面結構中具有抹灰層，因此，在加固施工之前，需鑿除裝飾面層與加固梁面抹灰。對于混凝土結構與鋼板之間的接觸面，清除鋼材表面的油脂和清銹，并使用金剛磨片對混凝土結構表面進行磨平處理，清理混凝土梁表面的各種雜質與浮灰，提升混凝土結構表面與型鋼的粘結力。

（2）鉆孔植筋

根據加固圖紙規定的標準實施鉆孔植筋，采用兩排對拉鋼筋，間隔為200mm，與鋼板上下兩側的間距均為50mm，并且混凝土梁面結構兩側露出的鋼筋不低于20mm，如圖2所示。

圖2 鉆孔植筋

4.3.3 注膠管埋設

在梁的加固界面需設置鋼板，并規劃出全部注膠點，通過埋設注膠管的方法預設注膠點。在混凝土接觸面與鋼板周圍位置，使用角磨機在構件中設置溝槽，具體尺寸約為20mm×5mm×5mm，并將槽一側插入鋼板中約10mm，另一側則露在鋼板外，在完成割槽作業之后，需在槽內設置注膠塑料膠管，埋設方法與槽走向相同，其中一側插入鋼板，另一側則暴露在外，并將外露膠管設置成加固注膠點，然后使用封縫膏或者膩子對外露的膠管進行密實處理，在符合規定強度要求后，將膠液體灌注鋼板內[5]。

4.3.4 鋼板制作安裝

①鋼板采用Q235 鋼板，厚度為10mm，采用E43 焊條，在焊接二級鋼筋和鋼板時，需使用E50 焊條，并且焊縫等級要求達到三級；②在兩塊鋼板的連接位置，需保證焊縫表面平整以及焊點金屬融化均勻，避免出現較大焊次瘤、凹陷以及裂紋。在對鋼板進行拼接時，需使用V 型焊接方法，并且焊縫厚度需滿足施工設計圖規定的相關要求；③在焊接安裝鋼板與型鋼過程中，需依據實驗數據以及評定結果，制定焊接技術方案。由于焊接質量會對鋼構件的應用安全產生較大影響，為了能夠確保建設質量，需開展相關試驗工作，結合鋼結構焊接流程規定要求，開展焊接技術評定測驗，選擇出適宜的焊接方法、材料等；④在完成鋼板吊裝作業之后，需對鋼筋和單側鋼板進行塞焊處理，再合理運用錨桿拉力計，以起到拉緊鋼板的效果，同時還需對拉鋼筋進行塞口焊接；⑤灌膠作業，采用封縫膏、膩子對混凝土和鋼板之間的縫隙進行密封處理，等到封縫膏與膩子的強度符合規定要求之后，將膠體灌注鋼板內。在對梁進行注膠時，需使用高壓注膠設備，從梁底部位置的注膠點進行注膠作業，并按照流程從梁的一側往梁另一測實施灌注，在灌注第一點過程中，需使用夾子夾住之后的注膠管，在開始灌注第二點時，需松開夾子，當四周排氣孔發生反膠情況時，需采用這一方法實施多次灌注作業，直到全部排氣孔出現返膠的現象，才可停止施工；⑥在對鋼板采取防護措施時，需使用防腐漆涂刷兩次以上，并在干燥之后，再涂刷兩遍防火漆。

5 結語

在房屋建筑結構加固施工中，要求結合項目建設質量控制要求選擇適宜的技術類型，保證結構加固技術方案的可靠性以及合理性，要求相關人員需具有豐富的建筑經驗，從而能夠選擇出適宜的施工技術方法。從本項目加固施工環節來看，在對房屋建筑結構進行加固時，重點在于選擇適宜的加固技術，通過詳細分析建筑物加固原因，確定加固區域，制定完善的施工方案，以保證房屋建筑結構加固效果。