李翔

摘 要 早期建設(shè)的房屋由于各方面的原因，致使其結(jié)構(gòu)的承載力及剛度不夠，有的甚至還存有安全隱患。顯然部分原有早期的住宅建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、耐久性等已經(jīng)不能滿足人們的使用需要。為了節(jié)省國(guó)家資源，因此，采取科學(xué)、合理的維修加固以及結(jié)構(gòu)改造技術(shù)，提高房屋結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性，以滿足房屋建筑的正常使用功能以及節(jié)能環(huán)保需要，增加房屋結(jié)構(gòu)的耐久年限，對(duì)原有房屋建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造勢(shì)在必行。加固技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)于提高建設(shè)工程的質(zhì)量起到了積極的作用。房屋結(jié)構(gòu)加固改造的方法有很多種，文章作者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)常用的幾種房屋結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)以及與之配套使用的技術(shù)進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞 房建工程 結(jié)構(gòu)加固 改造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU746.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1常用的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

1.1粘貼碳纖維材料加固

采用碳纖維結(jié)構(gòu)加固、維修的方法是現(xiàn)代工程技術(shù)常用的方法。主要應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中，因時(shí)間積累，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞的維修加固。CFRP材料抗拉強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，將它應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)工程加固中，也就是在提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度的同時(shí)還不會(huì)因加固而增加結(jié)構(gòu)自重。近年來(lái)，該加固技術(shù)施工工藝已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?，在加固工程中的?yīng)用效果非常好。CFRP加固具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、加固效果好。（2）碳纖維材料化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，具有超強(qiáng)的耐腐蝕能力與良好的耐久性能。這就使得加固后的結(jié)構(gòu)物具備良好的抗腐蝕能力與耐久性能，避免了因加固而造成的化學(xué)腐蝕問(wèn)題。（3）施工簡(jiǎn)便，適用范圍廣。碳纖維材料質(zhì)地比較柔軟，可以根據(jù)需要隨意裁剪。（4）該法作業(yè)不需要大型的機(jī)械設(shè)備，占用施工場(chǎng)地小，由于全是干作業(yè)，施工效率高。

另外碳纖維材料具有下列缺點(diǎn)：（1）其破壞形式為脆裂，因此我們用它來(lái)進(jìn)行加固時(shí)應(yīng)該取它的極限抗拉強(qiáng)度再乘以一個(gè)折減系數(shù)。（2）剝離破壞的存在使得纖維布的強(qiáng)度不能完全發(fā)揮出來(lái)。雖然可以通過(guò)提高粘貼質(zhì)量來(lái)緩和剝離破壞的發(fā)生，但是要完全消除是不可能的。當(dāng)產(chǎn)生剝離破壞時(shí)，碳纖維材料的應(yīng)力急劇降低，這也使得加固效果降低。（3）對(duì)使用環(huán)境的溫度有限制，且需作專門的防護(hù)處理。若防護(hù)不當(dāng)，易遭受火災(zāi)和人為損壞。

1.2增大截面法

增大截面法在房屋工程結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用也是非常廣泛的，是一種比較傳統(tǒng)的加固方式。是在原有需要加固的結(jié)構(gòu)上增加一層鋼筋混凝土或者鋼筋網(wǎng)砂漿層，使之與原有的結(jié)構(gòu)共同作用，以達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載力的目的。該法施工工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣，有長(zhǎng)期的使用經(jīng)驗(yàn)，加固效果也相當(dāng)顯著，常用于柱、梁、墻、板、基礎(chǔ)等構(gòu)件和一般構(gòu)筑物的加固。

但是，采用增大截面法加固時(shí)必須采取措施讓新增加的混凝土結(jié)構(gòu)層與原有結(jié)構(gòu)的密切結(jié)合。減小在荷載的作用下，新舊混凝土結(jié)合面出現(xiàn)的剪應(yīng)力、拉應(yīng)力對(duì)新加層的破壞。在加固前，應(yīng)該將舊混凝土面鑿毛，并清洗干凈，確保新舊混凝土的粘結(jié)良好。另外，該法缺點(diǎn)是施工濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，在混凝土養(yǎng)護(hù)期間需限制荷載，且加固后結(jié)構(gòu)自重增大、建筑使用空間減小。

1.3外包鋼加固法

外包鋼法指的是在需要加固的結(jié)構(gòu)物四角用型鋼包裹，型鋼間采用綴板進(jìn)行連接的加固方法。外包鋼法又分為濕式與干式兩種。

（1）濕式外包鋼法是采用乳膠水泥或者環(huán)氧樹(shù)脂等將角鋼粘貼于原有構(gòu)件上，以保證包裹的型鋼與原有構(gòu)件形成一個(gè)整體共同受力，其整體性好，但是其工作量非常巨大。

（2）干式外包鋼加固法，型鋼與原構(gòu)件間不粘結(jié)，有時(shí)僅用水泥砂漿填充，外包的型鋼與原有結(jié)構(gòu)各自單獨(dú)受力，而不是整體受力。干式外包法較濕式外包法施工簡(jiǎn)單，但是承載力的提高效果較差。

外包鋼法可以在不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的截面面積的情況下，使得結(jié)構(gòu)物的承載能力大幅度提高，增大結(jié)構(gòu)的延性與剛度，可以用于混凝土柱、梁、屋架等結(jié)構(gòu)的加固處理。尤其是對(duì)于不允許改變截面尺寸，而又需要提高結(jié)構(gòu)承載力的受壓構(gòu)件的加固。該方法施工速度快，安裝工作量小、加固效果顯著，其缺點(diǎn)是施工成本較高。

1.4粘貼鋼板加固法

粘鋼加固法是利用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼在需要加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面上，使之與原有結(jié)構(gòu)共同受力，提高結(jié)構(gòu)的承載力。其實(shí)，這就是一種體外增加配筋率，以提高結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗彎矩與剪力的能力。粘貼鋼板加固法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)膠的要求非常高，不但必須要具備很高的強(qiáng)度、很強(qiáng)的粘結(jié)能力，還必須具有耐老化、線膨脹系數(shù)小、彈性模量高等特性。該方法施工簡(jiǎn)單、快速，不改變結(jié)構(gòu)的外形，對(duì)作業(yè)空間要求小，施工過(guò)程不影響人們的正常生活，因此普遍應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)加固中。此工法缺點(diǎn)是對(duì)使用環(huán)境的溫度有限制，且加固費(fèi)用較高。

1.5噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法

噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法是利用混凝土噴射機(jī)將混凝土拌合料高速的噴射到需要加固的混凝土結(jié)構(gòu)上，快速凝固成型。該方法分為干噴與濕噴兩種方式。噴射混凝土依靠骨料與水泥間的高速連續(xù)沖擊作用而達(dá)到密實(shí)效果，不需要振搗，也不需要安裝模板或者只需要部分模板，施工速度快、工期短、施工方便，噴射的混凝土層與原有結(jié)構(gòu)物的粘結(jié)性能好，因此，在大范圍的加固中得以充分的應(yīng)用。但是，噴射混凝土施工對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)要求高，還需要配備專門的噴射設(shè)備，施工噪音大、灰塵多、對(duì)環(huán)境污染較大。一般適用于病弱混凝土的局部或者大面積的更換；在梁、板等結(jié)構(gòu)下面增補(bǔ)砼；填充混凝土結(jié)構(gòu)或者磚石結(jié)構(gòu)中的裂隙、空洞等。

1.6預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是指采用外加預(yù)應(yīng)力拉桿或者型鋼撐桿加固結(jié)構(gòu)的方法。鋼拉桿或者型鋼支撐是通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力而被動(dòng)受力，從而對(duì)原有結(jié)構(gòu)的受力方式及分布予以改變，使得結(jié)構(gòu)的水平力大大降低，因此消除了其他加固方法普遍存在的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象給結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響。此法可以使得新增加部分與原有結(jié)構(gòu)很好的共同作用，大幅度的提高結(jié)構(gòu)的總體承載能力。預(yù)應(yīng)力加固法集加固、卸載、應(yīng)力重組這三大功效于一體，適用于大跨度的結(jié)構(gòu)加固，比如大梁等。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固法施工時(shí)應(yīng)該要注意預(yù)應(yīng)力的施加大小，不得過(guò)大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，而達(dá)不到加固效果。

2配套使用的技術(shù)

與房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套使用的技術(shù)主要有下面幾種：托換技術(shù)、裂縫修補(bǔ)技術(shù)、植筋技術(shù)、碳化混凝土修復(fù)技術(shù)、混凝土表面處理技術(shù)、混凝土表層密封技術(shù)。

2.1托換技術(shù)

托換技術(shù)是一種綜合性技術(shù)，它是托梁（或桁架）拆柱（或墻）、托梁接柱以及托梁換柱等技術(shù)的統(tǒng)稱；它是由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、頂升上部結(jié)構(gòu)、復(fù)位上部結(jié)構(gòu)、廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)構(gòu)成；通常應(yīng)用于原有建筑物的加固改造工程中。與傳統(tǒng)的方法比較，他具有施工工期短、施工費(fèi)用低、對(duì)人們的正常生產(chǎn)生活影響小的優(yōu)點(diǎn)，但是該法的技術(shù)要求高，必須由操作熟練的、有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)的工人來(lái)完成，才能保證施工安全。

2.2植筋技術(shù)

植筋技術(shù)是一項(xiàng)非常簡(jiǎn)捷、有效的連接與錨固技術(shù)，已經(jīng)在房屋建筑加固工程中廣泛的應(yīng)用，植入的鋼筋可以是普通鋼筋，也可以是螺栓式錨筋。比如施工過(guò)程中鋼筋位置偏差的補(bǔ)救，增大截面加固法中的應(yīng)用，房屋加層接柱、高層建筑增設(shè)剪力墻等。

2.3碳化混凝土修復(fù)技術(shù)

是指通過(guò)恢復(fù)混凝土的堿性或者增加其阻抗，遏制由于碳化引起的鋼筋腐蝕現(xiàn)象的技術(shù)。

2.4混凝土表面處理技術(shù)

是指采用機(jī)械清理、化學(xué)藥劑清洗、噴砂清除、高壓射水沖洗、真空吸塵等方法將混凝土結(jié)構(gòu)物表面的油污、雜物、灰塵等附著物徹底清理干凈的專門的技術(shù)。

2.5混凝土表層密封技術(shù)

系指采用柔性密封劑充填、聚合物灌漿、涂膜等方法對(duì)混凝土進(jìn)行防水、防潮和防裂處理的技術(shù)。

3結(jié)語(yǔ)

引起房屋結(jié)構(gòu)需要加固改造的原因有多種，有自然因素破壞、人為因素、設(shè)計(jì)因素、施工因素等等，進(jìn)行加固改造前應(yīng)該對(duì)其原因認(rèn)真的分析，并對(duì)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行科學(xué)的評(píng)定，根據(jù)評(píng)定的結(jié)果結(jié)合原因選用合理的加固改造方法。另外在選擇加固方法的同時(shí)還必須考慮施工環(huán)境、結(jié)構(gòu)新的功能要求、結(jié)構(gòu)的布置特點(diǎn)、主體結(jié)構(gòu)的傳力承力特征等各方面的因素。隨著建筑科技的發(fā)展，新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，今后的房屋結(jié)構(gòu)加固技術(shù)也會(huì)越來(lái)越合理、加固效果也會(huì)越來(lái)越好。