土建工程常用加固技术浅析

张苏苏

摘要：世界城市的发展已经有五千多年的历史，大多数发达国家的城市化程度都在70%-80%以上。我国的城市化进程也已进入快速发展阶段，据统计，自改革开放以来，房屋的建筑及城市建设的数量日趋增加，特别是许多工业与民用建筑，都是五、六十年代建造的，基本都超过了建筑结构的设计年限，造成使用功能的下降，存在一定的安全隐患；部分新建成的工程，由于在建设初期就存在诸多的问题，也会出现安全质量隐患，对于这些情况是需要进行加固改造和修复。

关键词：土建；工程；加固技术

一、建筑结构加固的现状

我国建筑结构大多采用的是混凝土结构，因为混凝土的建筑结构一般会有裂缝的情况出现，有些裂缝及变形是不能发生的或者需要一定的限度，那么许多现有房屋特别是高层建筑要满足新的标准及要求，就需要采用相应的加固方案进行抗震加固，从而提高建筑工程的质量。同时，从成本方面考虑，由于这种方式影响小、投资少、见效快，利用原有老建筑进行加固改造的工程也逐步增多。许多工程技術人员已经把结构鉴定与加固改造放在了首要位置，开始转向加固领域。这已经成为建筑业越来越受关注的问题，因此，建筑结构的加固改造有非常可观的发展前景。

二、常见的加固改造技术

我们按照先鉴定后加固的原则，从整体结构上考虑，通过合理经济、安全可靠及方便施工这几个方面来选择加固方案，尽量延长原有建筑结构的使用期限。

1、预应力加固法

预应力加固法，是利用增设的预应力杆、撑，对结构的构件或整体进行加固，提高结构承载力的一种方法。在较高应力应变状态下，大型结构的加固效果不是特别理想，或无法使用其它的方法进行加固时，一般采用预应力加固法。它适用于大跨度的结构，但并不适用在高湿度环境下的混凝土结构加固。通过预应力加部分拉杆或撑杆受力，来改变原结构的内力分布，从而降低原结构的应力水平，使一般加固结构中特有的应力应变滞后现象得以完全消除。

目前体外预应力加固法在国内外的工程中应用较为广泛，通过钢结构的支座高差的调整改变支承反力的大小，来达到预应力目的。这项技术在旧桥加固改造工程中应用较多，利用预应力加固法进行加固旧桥，能够显著的提高结构的承载力和抗裂度，这样可以改善结构的应力状态。这种方法具有方便施工、预应力筋可以独立防腐以及经济可靠等特点。

2、加大截面加固法

加大截面加固法，又称为外包混凝土加固，是加大构件的截面尺寸，在原受弯构件的上面或者下面浇筑一层新的混凝土，并补加相应的钢筋，原构件的承载力也相应提高，达到显著的加固效果。它是工程中常用的加固方法，如果梁、板、柱及承载力相差很大，比如构件超筋和墙柱轴压比超限时的时候，一般采用这种加固技术。采用加大截面加固法必须按照现场检测结果确定的原构件混凝土等级应该超过C10。在施工时，一定要保证新旧混凝土界面的处理和粘结的质量，考虑新加混凝土与原有混凝土的协同工作，只有当界面处理及其粘结质量符合规范要求的时候，按照整体截面来进行计算。

加大截面加固法在工程中的适用性较强，施工工艺相对简单，使用范围广泛，施工设计和经验也趋于成熟，经济可靠。但是施工过程较为复杂，现场的湿作业工作量大，工期长，对净空和美观有一定的影响。

3、喷射混凝土技术加固法

我国建筑结构大多采用混凝土，而混凝土结构通常会有裂缝或变形的情况，在这种情况下，利用喷射混凝土技术加固法就可以让施工材料和混凝土紧密相接，从而达到传递应力填补裂缝的效果。它的原理就是借助喷射机器利用压缩空气，把一定配比的外加剂及水泥砂浆等拌料结合形成的液体，通过管道运输喷到被加固的结构表面，可以迅速使液体凝固，达到硬化加固的效果，形成混凝土支护层。

喷射混凝土技术具有非常高的强度，简单的工艺、独特的效应、经济的造价和快捷的施工速度，并具有良好的持久性，在砌体墙体开裂加固、砖混结构加层墙体加固、抗震加固、铁公路隧道施工、矿山井巷建设、边坡加固等领域广泛应用。

4、粘贴纤维材料加固法

粘贴纤维材料加固法，是利用结构胶粘剂将纤维布复合材料粘贴在混凝土表面，形成一个整体复合截面，这样可以提高整体结构的承载力，加大延展性。这种方法可在钢筋混凝土受弯、受拉、受压构件的情况下使用，如果混凝土强度低于C15、且砼表面正拉粘结的强度低于1.5MPa，受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件，不能使用粘贴纤维材料这种加固方法。这种方法施工相对简便，基本不影响使用空间和外观，抗疲劳性能较好，综合造价比较低。但它对于结构刚度的提高比较薄弱，这就决定其对已开裂结构的加固效果不够明显，另外纤维材料的成本较高，防火性能也相对较差。

三、在工程中的实际应用

1、工程概况

根据火车站的规划设计，火车站地下工程结构应将出站口及两个扶梯口的高度增加，其中扶梯口需要增加宽度和高度，由原4500*2700变为4900*3000。出站口高度由2700mm改造成3000mm，又在拆掉剪力墙的基础上增加了三个600*700/600*830/700*1000结构柱以及新增3000*6600的出站口。扩大进出站口及扶梯口尺寸影响的范围较大，除了安装在门口上的防爆门以及预埋附件等，还将拆掉影响结构安全的洞口上部混凝土结构，为了以后使用的安全必须对其该处结构进行加固补强。该工程主要运用了加大截面加固法，并新增了结构柱，其加固效果很是显著。

2、加固措施

通过了解设计文件要求同设计院及时沟通交流，现场将采取金刚绳锯静力切割的方式将尺寸扩大，在切割之前，需将原结构用型钢支柱从基础混凝土结构支撑起来，并用50吨螺旋机械千斤顶将压力调节到原结构承担荷载的水平，使其结构稳定，不至于损伤到上部保留结构。

主要工序：现场在需要切割的部位定位划线，采用精密切割的方式将要切割的结构切掉，误差控制在10mm之内；通过植筋、焊接连接等方式将新增构件钢筋骨架搭设好，尤其是楼板顶部的植筋措施，要采用高压灌注后植筋孔底部承托的方式保持其植筋胶的稳固；新增的地下基础部位及防爆门沟槽要提前切割处理，使其新增结构的荷载承担在其上；模板的支护要特别重视，由于是高强无收缩灌浆料，所以模板面临的压力相当大，支护措施要格外加强；工程结构材料采取高强无收缩灌浆料灌注，该材料强度增长很快，能够保证工期。另外加固部位和正常浇筑不同，普通混凝土没办法做到高压灌注，尤其是在柱梁的靠近原顶板的地方，采用了专用的灌浆料材料高压灌注机器，确保了施工进度及施工质量。

3、具体实施

（1）结构支撑

将要拆除的部位采用2根20B#槽钢焊接成的钢柱，坐落在放到基础上的50吨螺旋千斤顶上，放置间距为2m/3m。扶梯口放置两道自带调节支撑，出站口放置4道自带调节支撑。将该处顶升吨位调节到20吨-35吨即可代替原结构，防止由于下部受拉构架缺失造成整体结构的开裂损毁。

（2）金刚绳静力切割

将要切割的部位支撑好以后，精确定位放线，安装定位导轨，制作穿绳引孔，安装固定支架，规划好掉落部位和顺序。

（3）基础开凿制作

在切割的同时就要穿插进行基础工作，将主要结构拆除破碎掉，拿掉防爆门榄，漏出基础混凝土结构，进行凿毛、植筋、绑扎钢筋，然后做拉拔实验 、支模和浇筑灌浆料。

（4）新增结构的钢筋植筋绑扎

该结构以后的安全使用全部在于钢筋工程的施工，新增结构需要大量的受力钢筋通过化学植筋固定到原混凝土结构中。

4、加固效果

对于现场拆除模板、拆除支撑后的砼结构表面进行的检验表面，灌浆料结构在不利施工操作的场所内，能很好的发挥其自身特点，对于结构构件的各项指标均优于普通混凝土。关键是工期能大大的提前，从普通混凝土12天拆模，到该结构的2天拆模，并且同条件试块的2日龄强度就达到了250mpa即C25的强度等级了。通过现场三天后的拆模强度回弹显示，已经达到c35的强度等级，为下一步的工作赢得了工期。

四、结束语

随着我国建筑业的发展，建筑结构的加固改造也成为了重要的建设方式。目前，很多的加固改造技术都已应用于实际工程中，并积累了大量的经验和做法。如今，建筑结构的加固改造和修复的运用也越来越宽泛，各种新工艺、新方法不断的涌现，选择经济的施工材料，确保建筑结构的安全，开发研制高效的加固材料、加大截面技术应用到实际工程中。