刍议房屋工程结构加固改造技术

摘要：随着我国经济的不断发展，人们对住宅建筑的使用功能要求的不断提高。早期建设的建筑物由于各种原因，已不能满足人们的使用需要。为满足房屋建筑的正常使用功能以及节能环保需要，增加房屋结构的耐久年限，对原有房屋建筑工程结构进行加固改造势在必行。下文对常用的几种房屋结构加固改造技术以及与之配套使用的技术进行了浅谈。

关键词：房屋建筑；结构加固；配套技术

1常用的结构加固技术

1.1粘贴碳纤维材料加固

采用碳纤维结构加固、维修的方法是现代工程技术常用的方法。主要应用于工程结构中，因时间积累，产生结构破坏的维修加固。CFRP材料抗拉强度高，质量轻，将它应用于房屋结构工程加固中，也就是在提高结构的强度的同时还不会因加固而增加结构自重。近年来，该加固技术施工工艺已经相当的成熟，在加固工程中的应用效果非常好。CFRP加固具有如下优点：1）强度高、质量轻、加固效果好。2）碳纤维材料化学性质非常稳定，具有超强的耐腐蚀能力与良好的耐久性能。这就使得加固后的结构物具备良好的抗腐蚀能力与耐久性能，避免了因加固而造成的化学腐蚀问题。3）施工简便，适用范围广。碳纤维材料质地比较柔软，可以根据需要随意裁剪。4）该法作业不需要大型的机械设备，占用施工场地小，由于全是干作业，施工效率高。

另外碳纤维材料具有下列缺点：1）其破坏形式为脆裂，因此我们用它来进行加固时应该取它的极限抗拉强度再乘以一个折减系数。2）剥离破坏的存在使得纤维布的强度不能完全发挥出来。虽然可以通过提高粘贴质量来缓和剥离破坏的发生，但是要完全消除是不可能的。当产生剥离破坏时，碳纤维材料的应力急剧降低，这也使得加固效果降低。3）对使用环境的温度有限制，且需作专门的防护处理。若防护不当，易遭受火灾和人为损坏。

1.2增大截面法

增大截面法在房屋工程结构加固中的应用也是非常广泛的，是一种比较传统的加固方式。是在原有需要加固的结构上增加一层钢筋混凝土或者钢筋网砂浆层，使之与原有的结构共同作用，以达到增强结构的承载力的目的。该法施工工艺简单，适用范围广，有长期的使用经验，加固效果也相当显著，常用于柱、梁、墙、板、基础等构件和一般构筑物的加固。

但是，采用增大截面法加固时必须采取措施让新增加的混凝土结构层与原有结构的密切结合。减小在荷载的作用下，新旧混凝土结合面出现的剪应力、拉应力对新加层的破坏。在加固前，应该将旧混凝土面凿毛，并清洗干净，确保新旧混凝土的粘结良好。另外，该法缺点是施工湿作业时间长，在混凝土养护期间需限制荷载，且加固后结构自重增大、建筑使用空间减小。

1.3外包钢加固法

外包钢法指的是在需要加固的结构物四角用型钢包裹，型钢间采用缀板进行连接的加固方法。外包钢法又分为湿式与干式两种。

1）湿式外包钢法是采用乳胶水泥或者环氧树脂等将角钢粘贴于原有构件上，以保证包裹的型钢与原有构件形成一个整体共同受力，其整体性好，但是其工作量非常巨大。

2）干式外包钢加固法，型钢与原构件间不粘结，有时仅用水泥砂浆填充，外包的型钢与原有结构各自单独受力，而不是整体受力。干式外包法较湿式外包法施工简单，但是承载力的提高效果较差。

外包钢法可以在不改变原结构的截面面积的情况下，使得结构物的承载能力大幅度提高，增大结构的延性与刚度，可以用于混凝土柱、梁、屋架等结构的加固处理。尤其是对于不允许改变截面尺寸，而又需要提高结构承载力的受压构件的加固。该方法施工速度快，安装工作量小、加固效果显著，其缺点是施工成本较高。

1.4粘贴钢板加固法

粘钢加固法是利用特制的建筑结构胶将钢板粘贴在需要加固的混凝土结构表面上，使之与原有结构共同受力，提高结构的承载力。其实，这就是一种体外增加配筋率，以提高结构的刚度、强度，以增强结构抵抗弯矩与剪力的能力。粘贴钢板加固法对建筑结构胶的要求非常高，不但必须要具备很高的强度、很强的粘结能力，还必须具有耐老化、线膨胀系数小、弹性模量高等特性。该方法施工简单、快速，不改变结构的外形，对作业空间要求小，施工过程不影响人们的正常生活，因此普遍应用于房屋结构加固中。此工法缺点是对使用环境的温度有限制，且加固费用较高。

1.5喷射混凝土补强法

喷射混凝土补强法是利用混凝土喷射机将混凝土拌合料高速的喷射到需要加固的混凝土结构上，快速凝固成型。该方法分为干喷与湿喷两种方式。喷射混凝土依靠骨料与水泥间的高速连续冲击作用而达到密实效果，不需要振捣，也不需要安装模板或者只需要部分模板，施工速度快、工期短、施工方便，喷射的混凝土层与原有结构物的粘结性能好，因此，在大范围的加固中得以充分的应用。但是，喷射混凝土施工对混凝土配合比设计要求高，还需要配备专门的喷射设备，施工噪音大、灰尘多、对环境污染较大。一般适用于病弱混凝土的局部或者大面积的更换；在梁、板等结构下面增补砼；填充混凝土结构或者砖石结构中的裂隙、空洞等。

1.6化学灌浆补强法

化学灌浆补强就是将由一定的化学材料配制而成的浆液利用压浆机灌入结构的裂缝中，浆液凝结、固化以达到补强的目的。通常采用的化学灌浆材料有以下两种：一种是环氧树脂灌浆材料，其主要材料为环氧树脂。它具有良好的化学稳定性、收缩量小、强度极高、粘结能力超强等优点，可以很好的填补混凝土的裂缝，恢复结构的整体性能，是一种很好的补强固化灌浆料。通常应用于房屋的混凝土结构宽度为0.2～0.5mm的裂缝的修补。另一种便是甲基丙烯酸酯类灌浆材料，它是以甲基丙烯酸甲酯为主要配剂。它的可灌性能相当好，可以用来修补宽度在0.2mm以下的裂缝。

1.7预应力加固法

预应力加固法是指采用外加预应力拉杆或者型钢撑杆加固结构的方法。钢拉杆或者型钢支撑是通过施加预应力而被动受力，从而对原有结构的受力方式及分布予以改变，使得结构的水平力大大降低，因此消除了其他加固方法普遍存在的应力应变滞后现象给结构带来的影响。此法可以使得新增加部分与原有结构很好的共同作用，大幅度的提高结构的总体承载能力。预应力加固法集加固、卸载、应力重组这三大功效于一体，适用于大跨度的结构加固，比如大梁等。在进行预应力加固法施工时应该要注意预应力的施加大小，不得过大导致结构破坏，而达不到加固效果。

预应力加固法的有点主要有以下三点：1）加固效果显著，截面的强度、刚度得以很大程度的提高，从而改善了结构的使用性能。2）施加预应力可以使得后加杆的应力滞后现象得以消除，后加杆能有效的工作。3）预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩，减小原构件的挠度，缩小原构件的裂缝宽度甚至使原裂缝完全闭合。

预应力加固法其加固效果好，施工费用低，因此具有很广阔的前景。但是其预应力施加操作较为复杂，且需要专门的张拉设备。

2配套使用的技术

与房屋建筑混凝土结构加固改造配套使用的技术主要有下面几种：托换技术、裂缝修补技术、植筋技术、碳化混凝土修复技术、混凝土表面处理技术、混凝土表层密封技术等。

2.1托换技术

托换技术是一种综合性技术，它是托梁（或桁架）拆柱（或墙）、托梁接柱以及托梁换柱等技术的统称；它是由相关结构加固、顶升上部结构、复位上部结构、废弃构件拆除等技术构成；通常应用于原有建筑物的加固改造工程中。与传统的方法比较，他具有施工工期短、施工费用低、对人们的正常生产生活影响小的优点，但是该法的技术要求高，必须由操作熟练的、有相关施工经验的工人来完成，才能保证施工安全。

2.2裂缝修补技术

房屋建筑现浇板往往因各种原因而开裂，因此裂缝修补技术也是相当的关键。应该根据裂缝产生的原因、裂缝发展的情况、裂缝的宽度等选用不同的方法来进行修补，从而恢复结构物的使用功能及耐久性能。裂缝修补技术应用于建筑物中各种裂缝的处理，对受力裂缝进行修补的同时还应该采取加固措施。

2.3植筋技术

植筋技术是一项非常简捷、有效的连接与锚固技术，已经在房屋建筑加固工程中广泛的应用，植入的钢筋可以是普通钢筋，也可以是螺栓式锚筋。比如施工过程中钢筋位置偏差的补救，增大截面加固法中的应用，房屋加层接柱、高层建筑增设剪力墙等。

2.4碳化混凝土修复技术

是指通过恢复混凝土的碱性或者增加其阻抗，遏制由于碳化引起的钢筋腐蚀现象的技术。

2.5混凝土表面处理技术

是指采用机械清理、化学药剂清洗、喷砂清除、高压射水冲洗、真空吸尘等方法将混凝土结构物表面的油污、杂物、灰尘等附着物彻底清理干净的专门的技术。

2.6混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

2.7阻锈技术

防治已有混凝土结构、构件的钢筋锈蚀，宜采用能有效抑制或阻断有害离子对钢筋侵蚀的化学物质为阻锈剂，通过喷涂与渗透，使阻锈剂吸附于钢筋表面或在混凝土中形成低渗透率、高透气性的隔离层，在阻断有害离子和水分与钢筋接触的同时，使腐蚀电流的下降速率显著加快，从而起到阻锈作用。在结构加固中，可根据不同品种阻锈剂的阻锈能力和适用范围进行选择。

2.8锚固技术

主要指植筋技术和锚栓技术。前者适用于承重结构加固中的构件连接、接长以及施工漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救；后者适用于金属构件（如钢部件、幕墙龙骨等）与混凝土结构的连接、紧固；也用于其他加固材料（如粘钢、外包钢和纤维复合材料粘贴等）与混凝土基层粘结的附加锚固。其优点是定位准确、施工方便；缺点是增加加固工程造价。

3结语

引起房屋结构需要加固改造的原因有多种，有自然因素破坏、人为因素、设计因素、施工因素等等，进行加固改造前应该对其原因认真的分析，并对结构物进行科学的评定，根据评定的结果结合原因选用合理的加固改造方法。另外在选择加固方法的同时还必须考虑施工环境、结构新的功能要求、结构的布置特点、主体结构的传力承力特征等各方面的因素。随着建筑科技的发展，新材料、新技术的不断涌现，今后的房屋结构加固技术也会越来越合理、加固效果也会越来越好。