关于工程结构加固技术的深入研究

【摘要】目前，工程加固技术日益重要，通过工程加固来实现使承载力、使用功能、抗疲劳性能、抗震性能得到恢复或改善的目的。本文主要从结构加固的原因以及工程结构加固的发展趋势进行详细的论述。

【关键词】工程结构；加固技术；研究

引言

科技日益发展，新的加固方法应运而生，这些新技术具有明显的优势，得到大众青睐，但并不是说，新技术就可以取代传统的方法。在发展新技术的同时，应做好各种加固方法的优势互补以及加固技术的开发，为建筑物加固提供切实可靠的技术支持。

1.工程结构需要加固的原因

1.1结构老化

我国1950年前建成的建筑物，大多数都已经超过基准期。在长期的使用过程中，出现不同程度的结构缺陷和损伤，结构材料受到外界环境的侵蚀，工程结构的功能不断减弱，甚至会导致完全丧失。像是沿海城市含盐量大，建筑更易受到侵蚀；各个工厂排放的有些有毒气体侵入到结构内部，同样加快房屋的受腐蚀程度。

1.2施工缺陷

工程中所出现的施工缺陷同样需要利用技术手段来进行处理。导致施工缺陷有很多原因，例如，购买的建筑材料质量差、相关部门的工作失职、施工人员技术落后等都会导致施工缺陷的出现，需要通过加固来弥补施工缺陷

1.3自然灾害

自然灾害是众多结构损坏的主要原因，像是暴雨、地震、冰雹、台风等灾害都会对建筑物造成巨大破坏，需要借助技术手段对其进加固行和修复。

1.4 规范标准的提高

随着规范标准的提高，无论是按照现在还是以前的标准设计的结构都不符合要求，为了确保人们的生命安全，绝大多数的建筑结构都需要进行加固。

1.5 使用功能改变

业主通常按照自己生活的发展需要，对建筑物进行不断的调整。同时，人们不断提高对工作、居住、休闲娱乐等环境的要求，同样对建筑物的美观程度、舒适程度、经济适用程度等的要求日益提高，换句话说，大多数陈旧的建筑已经远远满足不了人们不断变化的要求。对这些建筑的使用功能和要求的变化，都将造成原来结构可靠性的改变，这就要求建筑物必须经过严格的加固，才能进行正常的使用。

2.工程结构加固的发展趋势

2.1粘贴碳纤维加固混凝土结构

2.1.1适用性

碳纤维优点多，强度高、重量轻、耐酸碱、施工简便、占用建筑空间较少以及无湿作业等，但他的弱点相对较难控制，主要就是难以评估人为破坏、火灾或其他事故会造成的安全风险。因此，欧美在这方面有规定：通过碳纤维加固的原结构以及构件必须具备能够承受自身重量和少量活荷载的能力，而我国也在该方面有下列规定：

（1）确保原结构和构件基本完好，增大其承受自重以及活荷载的能力。

（2）考虑到设计以及施工问题，原结构、构件少配部分受拉钢筋或箍筋需要补强。

（3）能够用来增强原结构、构件的抗震能力。

（4）能够用在有腐蚀性介质的场所。

在评估实施该技术的可行性时，如若遇到下列几种情况，则应改用其他的加固技术：

（1）原结构、构件已经断裂；

（2）原结构、构件挠度太大；

（3）在高温或高湿的环境下，以普通型胶粘剂粘贴碳纤维；

（4）原结构、构件实测的混凝土强度等级，对于一般结构低于C15，对于重要结构低于C20的；

（5）可靠的防火保护层并且火灾危险系数大；

（6）原结构、构件的截面设计已达到最大配筋率。

2.1.2碳纤维织物的选择

首先，机编织物是首选。因为缝编织物以及非编织物容易出现粘贴方面的问题，一般不选择这两种。

2.1.3胶粘剂的选择

要确保碳纤维粘贴的质量，不仅要严格按照规范进行操作外，还要保证胶粘剂具有良好的渗透性和浸润性。改性环氧树脂作为胶粘剂的首选，它的强度、抗酸碱性、耐老化、伸长率、耐热、耐湿等各项性能比较好，另外它的气味淡、缩率小。醇酸树脂、不饱和聚脂、乙烯基酯等胶粘剂自身性能较差，已不选用。碳纤维加固施工技术中的关键环节就是被胶粘剂浸润、粘结、固化。

其中需要注意的事项，胶粘剂对碳纤维的浸润程度往往取决于它的施工粘度，如果它的粘度小，那么它的粘结力就大，粘结强度随之增大；反之亦然。因此，应当采取措施提高浸润程度，从而起到提高粘结强度的作用。举例说明，施工中在确保涂胶厚度以及不流淌的前提下，能够尽可能地提高现场施工温度和清洁表面等。

2.2植筋技术在混凝土加大截面加固中的应用

植筋技术广泛应用于混凝土加大截面加固中，尤其是在材料选择和使用以及施工技术等方面的质量控制方面有比较成熟的方案，而且能够根据设计要求的批量进行现场拉拔试验。在植筋加固中经常遇到一些麻烦的情况，像是因为基层厚度小，满足不了植筋深度的严格要求，因此，要求重新进行承载力的核算，或是采用其他技术来进行加固。根据德国慧鱼公司搭档同济大学联合完成的植筋系统梁受弯试验，可以看出锚固深度与承载力息息相关。在重新进行承载力的核算以及实施补强措施时，有如下几点注意事项：

（1）通常应力集中产生在受弯区的主裂缝，伴随着锚固深度的不断增加，裂缝慢慢变得均匀和充分。

（2）不同植筋，锚固深度也不同，植筋梁的抗弯刚度也不同，虽然差异不大，但是它的极限承载力的差别却很大。梁的开裂荷载与植筋锚固深度也成正相关。

（3）在相同条件下，也就是遭到弯曲受力情况破坏时，单向拉拔发生破坏时钢筋的受力远远大于钢筋的受力。因此，当植筋的锚固区处在复杂应力的情况下，尤其需要注意的是，植筋锚固性能受基材的应力状态的影响，这就要求适当增加植筋的锚固长度。

（4） 设计混凝土构件的植筋体系，不能简单直接地取用单向拉拔试验的结果，通常情况下，必须保证锚固深度比单向拉拔情况下的大。

（5） 植筋梁的薄弱部位是新旧混凝土结合面，施工过程中需要特别注意结合面拉毛处理，可通过界面剂处理，另外增加附加拉接筋。

2.3通过钢丝网水泥砂浆进行加固维修

钢丝网水泥具有抗拉抗裂能力强、韧性好的特点，适用于对轮廓外形的结构进行维修加固。目前，这项加固技术在我国应用广泛，像水库泄洪闸墩的加固以及下水道修补方面都比较常用。然而，目前通过钢丝网水泥砂浆实施加固维修的技术还不够成熟，仍处于初始阶段，在技术和理论方面仍存在许多问题，需要去进行进一步的研究分析。

2.4通过纤维复合材料进行嵌入加固

该项技术的原理是把加固材料放入结构表面预先开好的槽内，同时往槽中注入粘结材料使它形成一个整体，从而可以进行良好的加固维修。当前，这种加固技术在国外比较受青睐，虽然国内有进行一些研究，但还没有进行正规的发展，还未应用于实际生产中。

2.5钢筋桩加固法

钢筋桩的受力比较强，将直径大于25mm的粗钢筋直接打入地下，能够有效地承受上部结构传来的垂直压力。另外，它还有施工简单、速度较快、不会扰动承台和原有建筑物的基础等优点。因此，钢筋桩加固法广泛应用于复杂的环境中，像是特殊的施工场地。钢筋桩是一种柔性桩，它比较适合在基岩埋深比较浅、上部土层为粘土的地域中运用。桩身的支撑作用与侧向土层息息相关，侧向士层的支撑决定了桩身的支撑，它的稳定性也取决于侧土层的抗剪强度。

3.结束语

加固处理这一技术手段在整个建筑施工过程中扮演着十分重要的角色，对提高工程质量起着决定性的作用。目前我国的建筑工程人员已经引进并吸收了许多国外的先进手段与措施，并根据我国特有的地理构造开发研制出多种适合于在我国使用的建筑工程加固方法，从而提高建筑施工的质量水平，以满足人们日益增长的需求。

【参考文献】：

[1]郑福金.建筑结构加固的探讨.中国新技术新产品.2010 年第14 期.

[2]刘建雄.浅谈建筑结构加固技术[J].科学之友.2010 年第9 期.