常用直接加固方法的适用性探讨

石 岳 刘文祺

（1.山东省机械设计研究院，济南 250031；2.山东济铁旅行服务公司济南旅服分公司，济南 250000）

引言

始建于20世纪六七十年代现正在使用过程中的构筑物，会随着时间的变化产生一定程度的自然老化，并因功能性改变或出现质量问题需要进行加固修复。对于需要加固修复的构筑物，应根据构筑物的不同情况选择不同的加固修复方法。本文介绍了目前在加固施工中常用的外包钢、粘钢、植筋和碳纤维等直接加固方法，并对不同方法在加固工程中的实际应用进行了讨论。

1 外包钢加固方法

外包钢加固是在结构构件周边包裹型钢的传统加固方法。该方法主要适用于建筑结构中梁、柱和屋架等的构筑物加固，施工方便、受力均匀、施工周期较短。为增强粘合力并更好地实现承载力的传递作用，施工中一般采用环氧树脂灌浆湿式外包钢工艺。

（1）环氧树脂灌浆湿式外包钢加固工艺流程：混凝土、钢材粘贴面处理→钢材、缀板制作安装→用修补胶埋设灌胶嘴并封边→密封检查→配胶→压力灌胶→检验—维护。

（2）施工质量控制：①混凝土、钢材表面处理；②在混凝土表面涂刷一层薄环氧树脂浆；③使用卡具将角钢和扁钢箍卡于构件预定的结合面，经测量校准后焊接，扁钢箍应紧贴原混凝土表面，并与角钢焊接，同时用环氧树脂砂浆填满缝隙；④使用环氧树脂胶泥将型钢周围进行封闭处理，在适当位置钻孔并粘贴灌浆嘴，预留排气孔以便排气，密封检查合格后再灌注环氧树脂浆；⑤使用专用压力设备通过灌浆嘴将环氧树脂压入，待全部排气孔出现浆液后改为稳压，并封堵排气孔；⑥灌浆后避免一切对型钢和骨架的扰动。

（3）某企业厂房环氧树脂灌浆湿式外包钢柱加固施工现场图，如图1所示。

2 粘钢加固方法

粘钢加固是在构筑物表面用薄钢板或其他钢衬通过建筑结构胶粘于混凝土结构表面的加固方法。该方法主要适用于构筑物尽量保持原有的构件截面尺寸，以提高截面承载能力的构筑物加固。但是，施工过程中施工难度较大，承载能力的传递仅依靠环氧树脂胶粘剂和原本存在老化甚至已经碳化的混凝土表面的粘着力。

（1）粘钢加固工艺流程：钢板定制加工运至现场→清理障碍物→测量放线→打锚栓孔→清理混凝土结构面→钢板除锈→涂胶粘钢→涂刷防锈漆→验收。

图1 施工现场图

（2）施工质量控制：①粘钢加固时适度卸除荷载，包括静荷载和动荷载；②现场环境温度必须符合粘结材料的使用温度；③粘结材料按标准配比配制；④钢板尺寸和力学性能必须符合设计要求；⑤加固构件表面必须完全露出结构新面，并砍出2～3mm沟壑，钢板表面除锈并粗糙处理；⑥敷胶厚度1～3mm，并保证中间厚边缘薄；⑦粘结固定并保证加压至0.05～0.1MPa；⑧固化养护时间符合规范，一般要求48～72h；⑨钢板防腐保护层厚度必须符合设计要求。

（3）某企业职工餐厅粘钢加固梁、柱施工现场图，如图2所示。

图2 施工现场图

3 植筋加固方法

植筋加固是运用高强度的化学粘合剂，使钢筋、螺杆等与原混凝土结构产生一定的握固力，从而达到预期效果的加固方法。该方法对混凝土结构构筑物的加固施工比较简捷，并能有效连接和锚固，不易产生移位。整体加固完成后，承载能力的传递性较高。该方法广泛适用于各类房屋和水工构筑物的加固改造工程。

（1）植筋加固工艺流程：测量放线定位→钻孔→清孔→植筋除锈→植筋胶配制→植筋→固化保护→验收。

（2）施工质量控制：①测量定位准确；②钻孔时避免钻断原结构钢筋，并一次钻孔成功；③清孔时必须使用压缩空气吹净孔内残留灰粉；④植筋规格必须符合设计要求，植筋必须进行表面除锈和去除油污；⑤粘结剂必须符合设计要求，注胶时按规定顺序并排空气泡；⑥植筋必须缓慢旋入孔内预定深度；⑦养护固化在常温下进行，并保证规定的固结时间，期间不得扰动，钢筋连接按规范施工。

（3）某企业职工公寓植筋加固墙施工现场图，如图3所示。

图3 施工现场图

4 碳纤维加固方法

碳纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料粘贴于被加固构筑物构件的受拉区域，使其与被加固构件截面形成整体，以提高建筑的耐剪能力和耐弯曲能力，以达到增强构筑物构件承载能力的新型加固方法。该方法施工劳动强度较小，具有耐腐蚀、耐潮湿，加固修复后构筑物构件的承载能力显著提高。该方法广泛适用于房屋构筑物的板、墙面以及水工建筑物中渡管及板面构件的加固修复工程。

（1）碳纤维加固工艺流程：测量放线定位→构件基层面处理→涂刷底胶并找平→粘贴碳纤维布→滚筒滚压并排气→养护→保护层防护→验收。

（2）施工质量控制：①碳纤维加固时适度卸除荷载，包括静荷载和动荷载；②现场环境温度必须符合粘结材料的使用温度；③粘结材料按标准配比配制；④如果加固构件存在裂缝，首先进行灌缝或封闭处理；⑤加固构件的倒角处理需打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm；⑥加固构件表面必须完全露出结构新面，并打磨平整；⑦树脂须充分浸透纤维布，顺纤维方向搭接长度符合设计要求，滚筒滚压顺纤维方向多次滚压排除气泡；⑧保护层防护厚度必须符合设计要求。

（3）某企业总装车间碳纤维加固梁、板、柱施工现场图，如图4所示。

图4 施工现场图

5 结 语

综上所述，常用直接加固方法是消除构筑物安全隐患、解决构筑物质量问题、延长构筑物使用寿命的有效加固修复方法。如何选择行之有效的加固方法，需根据具体的工程情况和特点，科学合理地选择不同的加固方法和经济实用的施工材料，并结合现场施工作业面、施工周期等因素综合考虑。选择安全、快捷、经济的加固方法，不仅可以体现良好的经济价值，而且能体现一定的社会价值。

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