建筑工程混凝土结构加固方法与技术应用

摘 要：本文结合工程实例，对建筑工程混凝土结构加固方法与技术应用谈一些看法。

关键词：建筑工程 混凝土结构 加固方法 技术应用

【分类号】：F284

混凝土构筑物因出现功能性改变，如接建、增加荷载等，或在出现质量问题，如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等，都需要进行加固。本文结合工程实例，对建筑工程混凝土结构加固方法与技术应用谈一些看法。

一、混凝土结构的加固的方法

1、直接加固的一般方法

（1）加大截面加固法；（2）置换混凝土加固法；（3）有粘结外包型钢加固法；（4）粘钢加固法；（5）粘贴纤维增强塑料加固法等。

（6）绕丝法；（7）锚栓锚固法等。

2、间接加固的一般方法

（1）预应力加固法；（2）增加支承加固法；（3）辅助结构加固法等。

3、加固方法的选择

对于需要加固的构筑物，应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则，只有这样，加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

二、混凝土结构的加固方法的应用

1、工程概况

某工程为13层框剪住宅楼，桩上承台基础，地下室为一层，建筑物总高约为45米，宽约21米，长约65米；地下室分为两次施工，即主楼与车库从后浇带处分开后两次施工，现主楼框架结构到第九层，车库部份土方工程完成，尚未全面进行施工；基础承台混凝土为C35，剪力墙及柱为C40，地下室混凝土抗渗等级为S6，地下室层高为3.7米。在进行地下室剪力墙及框架柱混凝土施工试块试验后，所取的两组混凝土试件抗压强度有一组因离散性过大不能代表该部位混凝土的强度评定，而另一组试件不能达到设计强度，因此，决定对该层混凝土进行现场原位检测后评定，该层混凝土强度不能达到设计要求，应对该层结构进行补强处理。

2、原因分析

通过综合分析，致使该部位混凝土强度达不到设计要求主要存在以下几方面的原因：

（1）原材料不能满足现行国家规定的相关标准值，如砂的含泥量、石子的抗压强度等。

（2）施工方案上的失误，主要表现在混凝土的运输；该分部工程的混凝土通过现场集中搅拌后，采用拖拉机装载运至200多米外的施工浇灌点进行浇灌。

（3）配合比的使用；因为该配合比按该建设项目的其他施工单位出具的配合比进行配制，对砂、石料的分析不应按同一标准执行。

（4）现场施工工艺上的影响，如振捣程度、方法等。

（5）其他，如浇灌方式，气温，养护条件、计量等。

3、加固方法选择

通过全面的分析比较，决定采用“增大截面法”对地下室的构件进行补强。

（1）增大截面加固法是用增大结构构件或构筑物截面面积进行加固的一种方法，它不仅可以提高被加固构件的承载能力，而且还可以加大其截面刚度，改变其自振频率，使正常使用阶段的性能在某种程度上得到改善，这种加固方法广泛应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱等。

（2）增大截面加固法具有原理简单、使用经验丰富、受力可靠、加固费用低廉等优点，很容易为人们所接受；但它也有一些缺点，如湿作业工作量大，养护周期长、增加结构自重、占用建筑空间较多等，使其应用受到限制。

（3）增大截面加固法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固，当梁、板、柱其承载力相差较大，且其刚度也不满足要求时，采用增大截面加固较为有效。采用增大截面加固法时要求按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不低于C10。该方法施工时的重点是要保证新旧混凝土界面的处理和粘结的质量，只有当界面处理及其粘结质量符合规范要求时，方可考虑新加混凝土与原有混凝土的协同工作，按整体截面进行计算。

4、加固方案设计

增大截面加固法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题，试验研究表明，加固结构在受力过程中结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力，其中关键是剪力和拉力。在弹性阶段，结合面的剪应力和法向应力主要靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担，在开裂及极限状态下，主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切磨擦力传递。由于结合面混凝土的粘结抗剪强度及法向粘结抗拉强度远远低于混凝土本身强度，结合面是加固结构受力时的薄弱环节，即或是轴心受压破坏也总是首先发生在结合面，因此，结合面必须进行处理，涂刷界面剂，必要时对结合面从设计构造上配置足够的贯穿于结合面的剪切磨擦筋或锚固件将两部分连接起来，是确保结合面有效传力，使新旧两部分整体工作。

本工程根据钢筋混凝土结构的工作原理及相关特性，重点对地下室部份的框架柱和电（楼）梯间剪力墙进行补强，柱子的具体处理方法如图一所示，剪力墙上柱处理方法如图二所示。

图一 图二

5、加固处理要点

根据目前施工进度分析，目前结构的荷载约为设计总荷载的40-60%，对结构的加固补强有一定的影响，原结构存在一定的压缩变形，同时原结构混凝土基本完成收缩变形；而目前的加固工作不可能采取卸荷加固，通过ANSYS有限元分析，这种二次组合结构在结合面的剪应力可能较大，新旧材料能否共同工作，关键在于结合面的剪应力能否有效地传递，为保证新旧混凝同工作的可靠性，在设计时需对结构的结合面进行抗剪验算的同时，并在施工工艺上采取如下措施：

（1）设计时采用封闭式箍筋，使结合面抗剪承载力有效地提高。

（2）对旧结合面表面采用凿糙处理，主要是剔出表层光滑的砂浆层。

（3）控制新浇混凝土的水灰比和坍落度；新浇的混凝土强度愈高、水灰比和坍落度愈小，则结合面粘结力量就愈大，因此新浇混凝土将采用低流动性、水灰比小、高强度的混凝土，并在混凝土中加入适量的微膨剂。

（4）采用附着式或小直径振动棒进行振动，并在构件全高范围内分两次浇灌经保证混凝土的浇灌密实性，在第一次与第二次混凝土浇灌接口采用小喇叭口状，以保证混凝土可靠、良好的连接。

（5）加强养护工作，混凝土浇灌完毕8小时后，采用草席包裹，结合天气情况进行养护，养护时间不少于14天。

6、加固处理效果

按照上述要求补强、加固后，确认地下室剪力墙及框架柱整体混凝土的强度等级可达C40。经计算复核，该层结构强度能达到原设计要求。

三、结束语

总之，在选择加固工程方案要有针对性，不同的加固工程应采取相应的加固措施，其方案需要在进行价格比、性能比、质量比的同时，还要体现出其工艺技术的科学性和先进性，这样的加固方案才是优秀的加固方案。

参考文献：

1、路凤英，混凝土结构加固技术在建筑工程中的应用，《中国新技术新产品》。2012年05期