房屋建筑混凝土结构加固施工技术研究

周永超

（中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司，广东 深圳 518106）

1 引言

制订加固施工方案之前，需要对房屋建筑混凝土结构进行评估。钢筋混凝土结构建筑主要包括地基、主体结构、梁板柱等部位。要分析混凝土结构的受力分布情况，采用合适的加固施工技术。比较常用的加固方法有增加截面面积、增加支撑构件等，以及使用纤维素复合材料加固等。

2 混凝土结构直接加固施工技术

2.1 加大截面加固技术

混凝土结构加固施工经常会采用增大截面加固技术。该技术主要是增加建筑构件截面的尺寸，根据实际需求增加受力配筋，以此来增加构件的承载能力，让建筑结构更加稳定。该方法可以被运用在多个构件的加固施工中，如梁柱加固施工和楼板加固施工。增大截面加固技术的发展非常成熟，对施工人员的要求较低，施工过程比较方便，具有较高的可靠性，能够提高构件的抗力，最大程度上保证建筑结构柱的稳定性。但是，增大截面加固技术有一定的不足，在施工的过程中需要占用一定的建筑空间，而且现场施工作业量较大，需要长时间养护，对整个建筑的外观会产生一定影响[1]。

2.2 置换混凝土加固技术

如果建筑混凝土结构中的梁柱等承重构件或者受压区的其他构件在密实度和强度上无法满足相关规范标准的要求，可以采用置换混凝土加固技术。施工期间，将建筑结构中承重力没有达到标准的部位全部拆除，在该部位重新施工，放入新的混凝土，确保新混凝土的质量和承重性可以满足要求。置换加固施工技术不会对建筑结构的布局方式产生影响，不会占用额外的建筑空间。该技术的不足在于施工周期较长、工作量较大，需要花较多的时间清除原有的混凝土，而且施工的过程中，需要对周边的结构进行支撑和加固，避免周边结构受到影响[2]。

2.3 外包钢加固技术

如果不能增加原构件的截面尺寸，可以采用外包钢加固施工技术。施工时，需要用专门的材料包裹待加固构件，如结构柱等，包裹的材料主要为钢材，如角钢或钢板等材料，包裹之后，构件会具备更强的抗压能力。外包钢加固施工技术具体有两种加固方法：第一，干式外包钢加固施工技术，通过焊接的形式将原构件和外包型钢连接起来，以此来约束原构件，使原构件具备更强的抗变形能力和承载能力。第二，湿式外包钢加固施工技术，需要准备多种材料，主要有水泥砂浆和环氧树脂，这些材料可以使外包钢和原构件紧密黏结。虽然该方法的作业量较大，但是加固效果非常好，操作简单，缺点在于成本较高，不能在高温环境和没有防护的环境中施工[3]。

2.4 粘贴钢板加固技术

施工中需要使用黏结剂和锚栓，用这些材料和工具把钢板粘贴到待加固部位，使钢板和构件紧密连接。在建筑混凝土结构梁板构件的加固施工中，经常会采用粘贴钢板加固技术，这种加固施工工艺发展比较成熟，具有较好的加工效果。但该技术存在较多缺点，如对环境温度有较高的要求，很容易受到腐蚀，后期养护工作比较麻烦等。如果钢筋密度较大，或者结构比较复杂，尽量不要使用粘贴钢板加固技术。

2.5 粘贴纤维复合材加固技术

纤维复合材料主要包括3种纤维，分别是玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。在建筑结构加固施工中，一般会使用碳纤维材料。碳纤维织物强度较大，能够改善混凝土结构的性能。碳纤维有良好的弹性模量，其抗拉强度非常高，与钢材相比，碳纤维材料具有更强的抗疲劳能力，质量也相对较小，还具有耐久性和抗腐蚀性，即使混凝土结构较为复杂，也能起到很好的加固效果。一般会在受拉构件和受弯构件承载性能较差的时候使用该技术，通过缠绕约束的方式加固受压构件。该技术的缺点在于防护要求较高，很容易在火灾中失去作用。

2.6 喷射混凝土加固技术

施工人员需要准备专门的喷射机械，通过压缩空气等方式对材料进行拌制，拌制材料的时候，需要注意材料的比例。喷射机械在高速喷射的过程中，混凝土会逐渐凝结硬化，按这种方式制作的混凝土具有较高的黏结强度，有良好的力学性能，还能够传递拉应力和剪应力。

2.7 结构胶植筋加固技术

运用结构胶植筋加固施工技术时，需要在建筑现有混凝土构件上进行钻孔。控制好钻孔的深度，将受力钢筋植入构件的孔洞内部。使用结构胶，也就是化学胶粘剂，将钢筋和构件粘牢。利用钢筋的抗拉性能提高构件的承载力。结构胶植筋加固施工技术有较好的锚固效果，一般在补埋钢筋或后埋钢筋的加固施工中会运用该技术。

3 混凝土结构间接加固施工技术

3.1 增加支撑加固技术

增加支撑点之前，需要对建筑结构的内力分布进行分析，通过增加支撑来调整混凝土结构的内力分布情况。适当缩小结构之间的跨度，以此来提高混凝土结构的承载能力，这种加固技术就是增加支撑加固施工技术。该技术具有受力明确和施工方便的优点，但是会对原本的建筑空间和空间功能产生影响。

3.2 预应力加固技术

在预应力加固施工中，需要安装外预应力拉杆，拉杆受力后，建筑混凝土结构的内力分布情况也会逐渐变化，内力水平逐渐降低，混凝土结构也会具有更强的承载能力。预应力加固施工技术最大的作用就是改变建筑混凝土结构的内力分布情况，对结构进行加固，该技术还能解决应力应变滞后等问题，一般会在跨度较大或重型结构中使用这一加固技术，如果混凝土结构处于高应变状态，可以利用预应力加固施工技术进行处理。但是，预应力加固施工技术存在一定的缺点，加固之后，建筑结构外观会受到影响，尽量不要在温度较高的环境中使用。

4 混凝土结构板梁加固施工技术

4.1 混凝土结构板梁承载力较低的原因

从设计的层面来看，计算数值与梁板真实的受力情况不相同，没有注意到部分荷载，导致计算结果不准确，没有考虑细节问题和其他附加荷载，都会使设计方案不合理，无法满足建筑结构梁板的承重要求。从施工的层面来看，构件截面尺寸较小，材料质量较差，没有按照规范使用材料，混凝土强度等级较低，构件存在多种缺陷，植入钢筋时出现误配或少配等问题，使受力钢筋的位置发生变化，焊接的过程中，没有将钢筋焊牢，没有达到锚固的要求，发现问题后未经讨论，自行改变设计施工方案，钢筋受到腐蚀，养护管理工作不到位，这些施工中的问题会影响梁板的承载力。从使用的层面来看，当空间功能发生变化，实际承载超出预计的范围，现有的梁板结构无法满足需求，个别人员私自拆除构件，导致承重构件受到破坏，或者位于腐蚀性环境，这些情况下，混凝土结构板梁承载力都会降低，需要对混凝土结构梁板进行加固处理。

4.2 混凝土结构板梁加固施工要点

混凝土结构板梁部位的加固施工可以采用增大截面、粘钢加固、增补受拉钢筋等加固施工方法。在增大截面加固施工中，可以在构件一侧补浇混凝土加固梁，如图1所示，如有必要，还可以增加钢筋，进一步提高承载能力。施工时，要控制板梁的不平度，分段进行焊接，按照规范安装钢筋和支设模板，浇筑后及时冲洗干净，并进行除锈。粘钢加固施工需要使用专门的粘贴胶，将钢板和构件黏结，将一部分拉应力分给钢板，结构梁有多种粘钢加固方式，如图2所示。增补受拉钢筋施工技术可以采用不同的连接方法，主要包括全焊接补筋、半焊接补筋和黏结方式。

图1 单侧补浇混凝土加固梁

图2 梁下、梁上粘钢加固示意图

5 混凝土结构柱加固施工技术

5.1 混凝土结构柱存在的问题及其原因

当小偏心受压柱遭到破坏时，压应力较大的区域会出现纵向裂缝；当轴心压柱遭到破坏时，先产生纵向裂缝，保护层混凝土也会受到影响，起壳后逐渐剥落，导致混凝土被压碎和崩裂；当大偏心受压柱遭到破坏时，边缘部位会产生横向裂缝，压应力超过极限后，混凝土彻底被破坏。梁板遭到破坏的原因同样适用于混凝土结构柱，除此之外，在地基不均匀沉降形成附加应力的情况下，或者突然发生灾害，这些情况也会使结构柱出现问题。

5.2 混凝土结构柱的加固施工要点

混凝土结构柱可以采用多种加固施工技术。外包混凝土加固主要包括单面外包、双面外包和四周外包，图3为四周外包。在外包钢加固施工中，需要使用钢板和型钢，包裹柱子的两面或者包裹四角，如图4所示，可以采用干式外包或者湿式外包，利用型钢套箍和缀板来约束原构件。在置换加固施工中，可以对局部进行置换，也可以将缺陷部位全部置换，确保新老混凝土的受力相互均衡，在接触面涂刷界面剂，或者涂刷高强纯水泥浆。

图3 四周外包加固柱

图4 外包钢加固柱

6 结语

加固施工技术能够提高房屋建筑混凝土结构的承载能力，让混凝土结构更加稳定，让房屋建筑更加安全。可以采取增加截面、增补钢筋、外包钢加固等方法，不同的加固施工技术有着不同的加固效果，各个施工方案的流程、要点和标准也都不同，为了最大限度提高混凝土结构的承载性，需要合理运用加固施工技术，做到规范施工。