侯海紅　趙紅莉

淺談老舊泵站結(jié)構(gòu)加固處理的幾種方法

侯海紅趙紅莉

在國家的大力支持下，1998年安徽省開展了大規(guī)模的水利建設(shè)。隨著一批重要骨干水利工程相繼開工，以提高泵站效率、解決泵站安全隱患為目標(biāo)的泵站技術(shù)改造工程也相繼得以實(shí)施。工程技術(shù)人員以《泵站技術(shù)改造通則》為指導(dǎo)，有針對性地對各站進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，根據(jù)實(shí)際情況加以改造，成效顯著。

在實(shí)際工作中，針對屬于三類建筑物的老舊泵站一般采取泵房上部結(jié)構(gòu)拆除重建或加固改造，而對下部混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理的技術(shù)方案。2005年以前，水利工程加固改造采用的方法還比較單一，技術(shù)水平相對落后。近年來，隨著新型材料的廣泛應(yīng)用與技術(shù)的不斷成熟，新的混凝土加固技術(shù)也逐漸在水利行業(yè)得到普及，在水利工程改造、抗震加固、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)及老舊結(jié)構(gòu)維修翻新等方面取得了大量的成功經(jīng)驗(yàn)。

目前，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB 50367-2013），常用加固方法有增大截面加固法，復(fù)合截面加固法，置換混凝土加固法，粘鋼加固法，纖維復(fù)合加固法，植筋、錨栓錨固法，預(yù)應(yīng)力加固法，鋼筋水泥砂漿外加層加固法，繞絲法等。

針對不同的泵站結(jié)構(gòu)問題，科學(xué)地分析和選擇加固方法是老舊泵站加固改造成敗的關(guān)鍵。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固之前首先要弄清楚結(jié)構(gòu)問題產(chǎn)生的原因和其本質(zhì)。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，老舊泵站結(jié)構(gòu)問題可以歸納為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題和耐久性問題兩大類：（1）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題。主要是受力條件變化、外部不利環(huán)境造成的結(jié)構(gòu)損壞、強(qiáng)度不足或強(qiáng)度安全儲備不足。這類結(jié)構(gòu)問題一般會導(dǎo)致兩種結(jié)果：結(jié)構(gòu)受拉區(qū)或結(jié)構(gòu)受壓區(qū)破壞。受壓區(qū)破壞本質(zhì)是因?yàn)榛炷量箟夯蚩辜魪?qiáng)度不足；受拉區(qū)破壞一般是由于結(jié)構(gòu)配筋不足或鋼筋銹蝕失效。（2）結(jié)構(gòu)耐久性問題。結(jié)構(gòu)耐久性不足主要有以下幾方面原因：原泵站混凝土結(jié)構(gòu)存在質(zhì)量缺陷，有裂縫、蜂窩、麻面等；原泵站混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度不足；泵站經(jīng)多年運(yùn)行，混凝土劣化、老化、碳化甚至表面剝落；近年來由于環(huán)境問題日益突出，水污染導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題也逐漸引起重視。

針對結(jié)構(gòu)不同的加固需求，可以采用不同的加固方法達(dá)到結(jié)構(gòu)加固延壽的目的：（1）對于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題，可能產(chǎn)生的破壞形式是受壓區(qū)混凝土單元抗壓或抗剪強(qiáng)度不足以抗衡其所受的應(yīng)力而破碎或錯裂，可以通過對混凝土結(jié)構(gòu)受壓區(qū)補(bǔ)強(qiáng)的方式處理，如粘鋼加固，外包鋼加固，受壓區(qū)混凝土置換、增大截面等；受拉區(qū)的抗拉強(qiáng)度不足可采用碳纖維、鋼板、鋼筋、鋼束替代原有受拉鋼筋的方式處理，如碳纖維加固、粘鋼加固、預(yù)應(yīng)力加固法等。（2）對于結(jié)構(gòu)耐久性問題，可以通過對結(jié)構(gòu)表面、結(jié)構(gòu)鋼筋甚至結(jié)構(gòu)混凝土本身進(jìn)行保護(hù)或加固處理的措施，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)耐久性的目的。常見的有環(huán)氧樹脂涂料防護(hù)、有機(jī)或無機(jī)滲透型混凝土加固劑保護(hù)等。

一、針對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的常用加固方法

1.復(fù)合截面、混凝土置換加固法

采用混凝土受力構(gòu)件薄弱部分的直接置換或采用澆筑混凝土附加層加大結(jié)構(gòu)受力斷面的方式對受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。其優(yōu)點(diǎn)是施工工藝可靠、技術(shù)難度較低。但在設(shè)計階段須注意新老混凝土結(jié)合面的處理、補(bǔ)強(qiáng)混凝土材料的選用及疊合構(gòu)建的計算。

2.粘鋼加固法

粘鋼加固亦稱粘貼鋼板加固，是將鋼板采用高性能的環(huán)氧類粘接劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，利用鋼板良好的抗拉強(qiáng)度達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度的目的，主要用于結(jié)構(gòu)受壓區(qū)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。粘貼完成后與加固區(qū)混凝土形成整體共同承擔(dān)壓應(yīng)力，或在結(jié)構(gòu)受拉區(qū)用于受拉區(qū)替代梁板下部受拉筋作用。

粘鋼加固法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡便、快捷；基本不增加被加固構(gòu)件斷面尺寸和重量；結(jié)構(gòu)膠固化時間短，受力工作可靠度高；應(yīng)用廣泛，加固效果可靠。

3.碳纖維加固法

碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是采用高性能粘結(jié)劑，將碳纖維布或碳纖維板粘貼在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，從而提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的（抗彎、抗剪、抗拉）承載能力和抗疲勞能力的技術(shù)。主要適用于梁、板、柱、墻的加固，橋梁、橋墩、橋面、泵室、涵洞的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)及水下結(jié)構(gòu)的防腐加固。

碳纖維加固的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、效果好，能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性；自重輕、易裁剪；施工簡便、經(jīng)濟(jì)性好、工期短等。適用于各種混凝土受力構(gòu)件和一般構(gòu)筑物的加固修補(bǔ)等。

二、針對結(jié)構(gòu)耐久性問題的常用措施

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性概括起來是指混凝土抵抗周圍不利因素長期作用的性能。結(jié)構(gòu)耐久性問題主要表現(xiàn)為：混凝土損傷，鋼筋的銹蝕、脆化、疲勞、應(yīng)力腐蝕等。工程上一般采用以下幾種措施提高混凝土的耐久性。

1.加強(qiáng)或附加保護(hù)層措施

較早的有采用混凝土外加層、鋼筋水泥砂漿外加層加固法；近年來比較常用的是環(huán)氧砂漿或環(huán)氧涂層保護(hù)層加固法，是以環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)直接涂覆或結(jié)合復(fù)合纖維涂覆于混凝土表面，起到對結(jié)構(gòu)封閉保護(hù)的作用。因其具有極好的附著力，良好的耐化學(xué)腐蝕性能，較好的耐堿性，涂層堅硬，在水利工程鋼結(jié)構(gòu)防腐、混凝土表面防腐等方面應(yīng)用廣泛。

2.混凝土結(jié)構(gòu)滲透加固措施

這是近年來發(fā)展起來的一種技術(shù)，如聚合物浸漬混凝土加固技術(shù)，是指以浸漬液滲入混凝土內(nèi)部并且聚合而成的一種不容于水的結(jié)晶體，可以填塞混凝土毛細(xì)孔道，從而使混凝土更加致密，提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。

比較有代表性的有賽柏斯?jié)B透型結(jié)晶，其加強(qiáng)結(jié)構(gòu)表面及內(nèi)部混凝土強(qiáng)度，加強(qiáng)鋼筋與混凝土之間粘結(jié)錨固作用顯著，經(jīng)工程驗(yàn)證，該技術(shù)簡單、可靠、實(shí)用，值得進(jìn)一步推廣。此外，對于比較大的結(jié)構(gòu)裂縫，高壓注漿也是比較常用的滲透加固方法。

三、結(jié)語

老舊泵站的結(jié)構(gòu)安全關(guān)系到泵站所在地區(qū)的防洪排澇的安全問題、調(diào)水灌溉以及生活供水等保障問題，是水利工程的重要組成部分。為確保老舊泵站的運(yùn)行安全，必須根據(jù)泵站的結(jié)構(gòu)性問題，有針對性地采取相應(yīng)的加固措施，從而解決泵站隱患，保證泵站的運(yùn)行安全，并提高其工程效益■

（作者單位：中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司浙江分公司310050）