浅谈混凝土加固修复技术
2011-08-15李明国王金凤
李明国,王金凤
1.包头恒久钢构有限公司,内蒙古 包头 014030
2.包头市赛特建筑设计有限公司,内蒙古 包头 014010
0 引言
众所周知,近年来我国土木工程基础建设发展越来越快,太多资源投入会是今后面临的一重大危机。因此,已有建筑的维护问题日渐成了我们关注对象。己有建筑物常因设计或施工缺陷,及长期使用导致的老化、损坏,甚至自然灾害等多方面因素,造成了混凝土结构的承载力不足、结构开裂或抗震性能降低等,严重影响了建筑的安全使用性能,因此,为恢复改善其原有功能或特殊功能,结构的加固修复成为必然。建筑结构维修加固与新建工程相比,具有工期短、投资少、效益高等优点。据权威机构调查,预计在今后的十年中我国的建筑业重点将逐步转向已有建筑的修复加固。因此,建筑物的维修、加固、改造、新建技术的开发和研究是今后结构工程人员的最大课题。鉴于上述特点,本文结合混凝土加固修复技术实际发展情况,主要介绍了国内几种常用的加固修复技术方法,并对主要技术的特点、适用范围等进行了详细论述,展望了该技术未来发展趋势,以期进一步推动技术发展及应用。
1 几种常用加固修复技术
1.1 增大加固法
增大截面加固法是指在原构件上浇层新的混凝土并补加相应的钢筋,以提高原构件承载力,是一种常用的加固方法。当补浇的混凝土在变拉区时,则对补加的钢筋有粘结和保护的作用;若补浇层混凝土处在受拉区时,则增加了构件的有效高度,提高了构件的抗弯和抗剪承载力,从而增加了构件的刚度,因此,该方法加固效果显著,适用范围广范,可广泛应用于钢筋混凝土结构板、梁、柱的加固,亦可用于修补开裂截面。如应用于阳台、雨篷等悬臂构件承载力的加固。增大截面加固法可分新旧混凝土截面独立工作和整体工作两种情况。
1.2 外包粘钢法
外包钢法是指在结构构件的四周包以型钢的一种常用加固方法。主要包括两种形式:干式外包钢和湿式外包钢。外包钢法能保证在原构件截面尺寸基本不改变的情况下,而能大幅度提高结构承载力。其特点表现在施工速度快、效果好,缺点是用钢量大,费用高。
外粘钢法是指用结构胶把钢板直接粘贴在构件表面上的加固方法,此法能提高被加固构件的抗弯和抗剪能力,并限制了裂缝的发展。该技术可在结构不停止工作的条件下进行施工,不影响构件截面尺寸,不影响净空使用,施工简单、速度快,得到广泛应用。局限是该法对施工工艺要求高,要保证施工质量则需要专业施工队伍。
1.3 增设支点和预应力法
增设支点法是通过增设支点,改变结构传力途径的一种加固方法,该技术可缩小结构构件跨度,提高承载力,减小挠度及裂缝宽度,且能较大幅度提高原有结构承载力,有良好加固效果。但影响净空使用。可应用于增加屋面支承及柱间支撑、增设剪力墙、墙垛等。
预应力加固法是用外加预应力钢拉杆或撑杆,对结构进行加固的一种方法。通过对后加拉杆或撑杆施加预应力,改变原结构内力分布,消除其应力滞后现象, 使后加杆件有效地参与工作,从而可减小挠曲变形,缩小裂缝宽度。此法可使结构的承载力、抗裂性和刚度三重功效同时得到提高。主要适用于大型结构和大跨度结构。
1.4 化学植筋技术
植筋技术是运用强粘合剂使钢筋、螺杆与混凝土之间产生握裹力的一种加固方法。该方法施工后会产生高负荷承载力,不产生错位、拔出,且密实性能好,由于其对基材不产生膨胀破坏且对结构有补强作用,施工简便,时间短,安全环保,是工程中钢筋混凝土结构修复加固的最有效方法。可应用于各类建筑横梁、柱头、楼板、剪力墙等预留钢筋锚定中,及各类钢结构、机械设备等的螺杆锚定中。
1.5 灌浆加固法
灌浆加固法是通过将一定的化学浆液注入混凝土构件裂缝内的一种修复方法。固化后的化学浆液具有高粘结强度,可与混凝土较好地粘结,增强了混凝土构件的整体性,恢复了其使用功能,提高了钢筋耐久性。该技术主要应用于各种构筑物的修补及桥梁、铁路的附属构件(桥墩、桥台、桥面、隧道等)的修补。
1.6 碳纤维加固法
纤维复合材料是一种由基体材料(即环氧树脂)和增强材料(即纤维)两者组成的复合材料。此复合材料不仅可保持原有材料的特性,亦可发挥组合后的新特性,依据不同需要进行加固设计,得到最合理地性能要求。碳纤维加固法在用于钢筋混凝土受弯、受压构件加固时,优点是轻质高强,无需搭接就能适应曲面形状结构混凝土粘贴要求,其特点是耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷;缺点是受使用环境温度的限制,还需有专门的防护处理。其作用机理主要体现在两个方面:一方面是碳纤维片材横向包裹,作用类似于受剪钢筋,协同钢筋承受剪力;另一方面是横向包裹碳纤维对其内部混凝土还会起有效的约束作用。
2 结论
近年来我国土木工程基础建设的快速发展,给我国建筑工程建设带来巨大压力。对结构加固理论知识、加固原材料、加固修复技术的研究受到国内外土木工程界的密切关注。钢筋混凝土结构加固修复技术能够延长建筑物的使用寿命,减缓全球建筑工程的巨大压力,节约了建设资金,促进了国民经济的可持续发展,体现了深远的经济和现实意义。
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