混凝土结构工程加固设计及施工方案

李亚利

摘要：混凝土构筑物因出现功能性改变，如接建、增加荷载等，或出现质量问题，如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等，都需要进行加固。其加固设计及加固施工方案的制定尤为重要，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。文章介绍了混凝土结构加固设计方法，分析了几种典型加固方法的工程施工要求，以供参考。

关键词：混凝土;结构工程;加固设计;施工

前  言

随着钢筋混凝土结构加固理论研究的不断深入，涌现了各种各样的的新型建筑材料，建筑物改造与病害处理得到越来越广泛的应用，这个时候，加固施工及加固方案的制定尤为重要，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。

一、混凝土结构加固设计

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，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。

1.直接加固的一般方法

1.1加大截面加固法。在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。

1.2置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时问长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

1.3有黏结外包型钢加固法。外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件黏结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

1.4粘钢加固法。钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。

1.5粘贴纤维增强塑料加固法。外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

1.6绕丝法。该法的优缺点与加大截面法相近;适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。

1.7锚栓锚固法。该法适用于混凝土强度等级为C20～C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

2.间接加固的一般方法

2.1预应力加固法。1）预应力水平拉杆加固法。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上，在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。2）预应力下撑拉杆加固法。钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力。

2.2增加支承加固法。增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的承载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

1.2.3其他加固法。

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土粱，部分或全部分担被加固梁的荷载。在支座附近加腋后，支座附近截面的有效高度提高了，因此，截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

二、几种典型加固方法的工程施工要求

工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求，因此，选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准。根据《混凝土结构加固技术规范》（CECS25︰90）中几种典型的加固方法，依照施工经验，不同的加固方法在施工时应重点做到：

1.外包钢加固法

要把表面处理包括加固结合面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键，对于干式加固施工，为了使角钢能紧贴构件表面，混凝土表面必须打磨平整，无杂物和尘土;当采用湿式加固施工时，应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料，对钢板进行除锈，混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面，进行粘、灌。

2.预应力加固法

采用预应力拉杆加固时，在安装前必须对拉杆事先进行调直校整，拉杆尺寸和安装位置必须准确，张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验，保证拉杆传力正确可靠，避免张拉过程中断裂或滑动，造成安全和质量事故;采用预应力撑杆加固时，要注意撑杆末端处角钢（及其垫板）与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验，检验合格后，将撑杆两端用螺拴临时固定，然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌，加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。

3.改变结构传力途径加固法

增设支点若采用湿式连接，在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面，应进行凿毛，清除浮渣，洒水湿润，一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接，型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆，待型钢套箍与支柱焊牢后，再用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实;对于楔块顶升法，顶升完毕后，应将所有楔块焊连，再用环氧砂浆封闭。

4.混凝土构件外部粘钢加固法

此法施工较为简单，但首先需要着重注意混凝土和钢板的表面处理，对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3㎜厚表层，露出新面和平整，将粉尘清除干净;对于混凝土表面较好的，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1～2㎜厚表层，使之平整，清去粉尘，再用丙酮擦试表面即可;钢板表面处理应根据其绣蚀情况，可用喷砂、砂布、砂轮机打磨，使钢板出现金属光泽，打磨纹路尽量与受力方向垂直，然后用丙酮擦试干净。

三、结束语

就目前来看，这些混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索，随着建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料不断出现，更好的加固施工方法将会有更大拓展，因此，加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。

参考文献：

[1]杨国忠.建筑工程质量的创优[J].科技风，2009，（15）.

[2]王群.某高层住宅楼火灾后混凝土结构综合加固方法[J].特种结构，2011，（03）.

[3]冯华宾.混凝土结构工程加固方案之探讨[J].现代装饰（理论），2011，（04）.

[4]戚宏飚.停建十数年后续建工程的结构加固及施工质量控制[J].建筑施工，2011，（05）.

[5]殷保良，瞿卫华.混凝土桥梁施工中裂縫预防及控制[J].交通世界（建养.机械），2011，（08）.