淺談混凝土結構工程加固設計及施工方案
2015-12-03
目錄
在混凝土工程中，混凝土結構加固中的設計和施工方案的制定顯得尤為重要，加固的構筑物情況不同，需要制定的加固方案也就不同。方案的確定始終要遵循技術可靠、安全適用、經(jīng)濟合理、確保質量的原則。只有加固的過程中，根據(jù)構筑物的不同情況來采用對應的施工方案，加固工程才能收到良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
一、混凝土結構加固工程施工設計方案的重要性
混凝土結構工程加固施工方案對混凝土結構加固施工作業(yè)的質量有著直接的影響，安全可靠的良好施工性是保證施工質量以及施工效率的重要因素。部分加固工程的施工方案雖然在理論上具有解決問題的可行性，但是其方案在具體的實施過程中卻存在著較大的難度，導致施工的周期較長、勞動量大、安全系數(shù)較低等多種弊端，不同的加固方案對混凝土結構加固工程的質量影響存在差異。
二、混凝土結構加固設計
混凝土結構的加固是由直接加固與間接加固兩類構成，設計時要根據(jù)實際情況、使用要求來進行方法和配套技術的選擇。
1、直接加固的一般方法
?。?）增大截面加固法
為了提高構件的正截面抗彎、斜截面抗剪能力和截面的剛度，起到加固補強的作用，必須要在鋼筋混凝土受彎構件受壓區(qū)增加混凝土現(xiàn)澆層，增大截面面積，增加截面的有效高度。采用本方法時，按現(xiàn)場檢測結果確定的原構件混凝土強度等級不應低于C10。
?。?）置換混凝土加固法
該方法與增大截面法有相近的優(yōu)點，就是在加固之后不影響建筑物的凈空，這樣施工的缺點就是使作業(yè)時間較長；適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的柱、梁等混凝土承重構件的加固。采用本方法加固混凝土結構構件時，其非置換的原構件混凝土強度等級，按現(xiàn)場檢測結果不應低于該混凝土結構建造時規(guī)定的強度等級。
?。?）有黏結外包型鋼加固法
外包鋼加固是把鋼板或型鋼包在被加固構件的外側，外包型鋼一般應采用濕式外包法加固鋼筋混凝土梁，即采用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑用灌漿等方法把型鋼與被加固構件黏結成一整體，被加固后的構件，由于受到外界的壓力與拉力，鋼截面面積大幅度提高，因此截面剛度和正截面承載力大幅度提高。
?。?）粘貼纖維復合材加固法
構件為了提高承載能力，應在被加固構件的受拉區(qū)域用膠結材料把纖維增強復合材料貼于此處，使它與被加固截面共同工作，這樣被稱為粘貼纖維復合材加固法。該法不僅具有粘貼鋼板的優(yōu)點，還具有耐潮濕、耐腐蝕、幾乎不增加結構的重量、經(jīng)久耐用、維護成本較低等優(yōu)點，當被加固構件的表面有防火要求時，需要進行專門的防火處理。被加固的混凝土結構構件，其現(xiàn)場實測混凝土結構的強度等級不應低于C15，且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于105Mpa。適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。
2、間接加固的一般方法
?。?）外加預應力加固法
受彎構件在預應力水平拉桿加固中，由于附加外力荷載和預應力的共同作用下，軸向拉力在拉桿內產(chǎn)生，該力通過桿的頂部錨固定在偏心地傳遞到構件上，在構件中產(chǎn)生偏心受壓力作用，該作用直接克服了部分彎矩，并減少了外荷載效應，從而提高了構件的抗彎能力。
?。?）增加支承點加固法
增加支承點加固法是通過受彎構件計算跨度的減少，達到減少作用在被加固構件上的承載效應，以提高結構承載力。這種方法簡單可靠，但易損壞建筑物和其使用功能，并可能的減少空間的使用；這種加固方法適用于特點的條件下。
?。?）其他加固法
輔助結構的加固方法是采用另外制定的輔助構件，如型鋼、鋼桁架或鋼筋混凝土梁，全部或部分分擔被加固梁的荷載。然后進行加腋在支座上，支座附近的截面提高，因此，該截面的抗彎和抗剪能力都提高了。
三、混凝土結構加固施工方案
好的加固方案應該具備施工方便、技術先進、經(jīng)濟效果好、加固的質量高等特點。
1、加固工程的施工方案必須考慮在內的條件是良好的施工性。加固工程方案的優(yōu)劣，我們必須首先考慮施工作業(yè)條件的好壞，沒有良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個主要因素。雖然有的加固方案在解決問題中是可行的，但是，由于其方案的自身特點，在施工過程中附帶了一定的施工難度，而造成施工工期過長，勞動力消耗過多，安全系數(shù)較低等弊端，會嚴重影響加固質量。
2、不同類型的工程加固方案的分析。在一般情況下，在加固工程中常采用增大截面加固法、置換混凝土加固法、外加預應力加固法和增加支承點加固法等，隨著科技的不斷發(fā)展，工程在進行加固時開始應用新技術、新材料、新工藝，如化學灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法應運而生，并廣泛應用于各種類型的加固工程中。具體哪個方案最能體現(xiàn)加固工程所要求的快、省、短、平的特點，應根據(jù)加固需要的實際情況，綜合確定加固方案。
?、僖钥蚣芰旱募庸虨槔^為經(jīng)濟、合理、技術先進的加固方案當屬碳纖維加固法和粘鋼錨固法，前者除了材料成本較高外，其他各種優(yōu)勢明顯，主要表現(xiàn)在自重輕，材料本身幾乎沒有重量，后者則成本低，工藝簡單，占地面積小，加固效果好等特點，明顯優(yōu)于增大截面法和外加預應力加固法。碳纖維加固后強度變高，固化后的碳纖維強度比鋼材高達十幾倍；體力消耗少，工作面可以只有一個或兩個人操作即可；施工周期短，技術熟練的工人，每人每天可完成了約200米。然而，在負彎矩部位進行加固的效果比鋼板性能要差。
?、谝钥蚣苤募庸虨槔?，一般采用的加固方法有黏結外包型鋼加固法，即用型鋼包在混凝土柱四周進行加固，這樣就可以既大大提高混凝土柱的承載力，又不增加混凝土截面尺寸，具體的操作分為干、濕兩種形式：干式加固法是將型鋼(一般是角鋼)直接外包于需要加固的混凝土柱四周，一定要確?；炷僚c型鋼之間無連接，由于鋼筋與混凝土沒有成為統(tǒng)一的整體，所以不能確定傳遞剪力連接。濕式加固法一種是用環(huán)氧樹脂化學灌漿、乳膠水泥漿等材料，將角鋼粘貼在混凝土柱上，另一種是角鋼與混凝土之間保持一定的距離，在中間進行混凝土澆筑，以實現(xiàn)外包鋼與混凝土相結合的目的。兩種方法作比較，干式作業(yè)法施工簡單，造價低，施工時間短，但其承載力提高不如濕式作業(yè)法好。在方案選擇時，應根據(jù)加固要求和原構件情況，合理挑選適當方案進行加固。
結束語
混凝土結構工程的加固是一項系統(tǒng)而靈活的工程，在進行加固方案的設計和施工過程中，隨著建筑科學技術的不斷進步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將更為廣泛。
