1、混凝土结构在加固中应该注意的问题摘要：建筑物的加固改造设计,包括被加固构件的承载能力验算及变形验算、构件处理和施工图绘制、施工过程的指导等四部分工作。在承载能力验算中,应特别注意新加部分与原结构构件的协同工作。一般来说,新加部分的应力滞后于原结构的应力,处理加固结构的构造时不仅要满足新加构件自身的构造要求,还要考虑其与原结构构件的连接。加固施工比正常新建施工复杂,主要原因是对原结构不完全了解,故设计对加固施工的指导显得尤为重要。 关键词：混凝土结构，加固，加固的方法。 中图分类号：TU375 文献标识码：A 前言： 我国建国以来共完成各类工业与民用建筑项目累计超过 30 亿平方米，其中 20
2、世纪 60 年代建成的接近 50% ,相当多的建筑已经进入中老年期，必须进行维修和加固。而且在经济飞速发展的同时，人们对建筑物的使用功能提出了越来越高的要求，而既有建筑物很多都不能满足，所以如果要满足人们的使用要求，就需对建筑物部分构件进行加固改造。此外，对已修建好的各类既有建筑物、构筑物进行维修、保护，保持其正常使用功能,延长其使用寿命，对我国而言，不但可以节约投资，而且能够减少土地的征用，对缓解日益紧张的城市化用地矛盾有着重要的意义。 一、加固改造的设计内容和方案选择的重要性 1.1 加固设计的主要内容 建筑物的加固改造设计,包括被加固构件的承载能力验算及变形验算、构件处理和施工图绘制、施
3、工过程的指导等四部分工作。在承载能力验算中,应特别注意新加部分与原结构构件的协同工作。一般来说,新加部分的应力滞后于原结构的应力,处理加固结构的构造时不仅要满足新加构件自身的构造要求,还要考虑其与原结构构件的连接。加固施工比正常新建施工复杂,主要原因是对原结构不完全了解,故设计对加固施工的指导显得尤为重要。 众所周知, 加固技术被越来越广泛地应用于土木工程中，以满足新的荷载需要和改正在设计计算、施工缺陷或薄弱结构等工程实际中的一系列错误。加固技术也用来修补因意外或自然灾害而严重损伤的结构, 特别是因腐蚀而大大削弱的年久的钢筋混凝土结构。因此，加固技术被看作一种现代技术，并取得了较大的成绩。 2
4、.2 加固方案选择的重要性 对既有建筑物加固改造方案的选择十分重要,加固改造方案不仅影响资金投入,更重要的是影响加固质量。例如,对于裂缝过大而承载力已够的构件,若用增加纵筋的加固方法是不可取的,因为增加纵筋不会减少已有裂缝。有效的办法是外加预应力钢筋,或外加预应力支撑,或改变受力体系等。又如,当结构构件的承载力足够,但刚度不足时,宜优先采用增大梁板结构构件的截面尺寸的方法,以提高其刚度。再如,对于承载力不足而实际配筋已达到超筋的结构构件,若仍在受拉区增配钢筋或粘贴钢板,是起不到加固作用的。所以合理的加固方案应该是加固效果好,对使用功能影响小,技术可靠,施工简便,经济合理,不影响外观。 二、 加
5、固常见的设计、施工方法及注意的问题 在现在的加固行业中，加固的方法有很多中，针对我们工作中常用的几种加固方法需要在设计和施工中应注意的问题在下面做了详细的说明。 2.1 增大截面加固法 增大截面加固法，从字面上我们就能理解，它是增大构件的截面和配筋的一种方法。它也是我们日常经常用到的一种方法。一般可以用来提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性，也可用来修补裂缝。 2.1.1 设计中应注意的问题 （1）我们在设计计算时应严格按照规范规定进行计算，尤其是在正截面承载力计算时我们虽可按现行规范混凝土结构设计规范GB50010的基本假定进行计算，但是我们原结构的混凝土轴心抗压强度设计值，应该按实测的取值
6、。而且在计算受弯构件加固时，在算得加固后混凝土受压区高度与加固前原截面有效高度的比值如果大于原截面相对界限受压区高度时，应考虑原纵向受拉钢筋应力尚未达到原钢筋的抗拉强度设计值。此时应重新验算，原纵向受拉钢筋应力值应按下式计算确定： （2）我们进行设计计算时所用公式与混凝土结构设计规范中的公式很相近，但是我们切忌别忘了在加固工程计算中有两个系数是新增混凝土强度利用系数和新增钢筋强度利用系数。而且这两个系数在受弯构件正截面和斜截面计算取值是不同的，而在受压构件正截面加固计算时是一个综合修正系数。 （3）我们在设计时所采用新增混凝土设计等级要考虑比原构件混凝土等级高一级，且新增混凝土强度等级不低于
7、C20。 2.1.2 施工中应注意的问题 （1）在修补施工中，主要是加强新旧混凝土的结合质量控制，保证新旧混凝土的整体受力，同时尚应考虑新增部分的两端嵌固程度。在施工前，对需要加大截面的部位进行凿毛和清理，要求打成麻坑或沟槽，清除所有的松软面以及浮土等，利用钢丝刷等对叠合接触面进行清刷，并在施工混凝土前用清水冲洗干净，并原构件表面应保持湿润，但不得积水，避免新旧混凝土之间出现夹层。在浇筑混凝土前，原混凝土表面应以水泥砂浆等界面剂进行处理，以加强新旧混凝土的结合。 （2）新增混凝土的强度未达到设计要求强度时，严禁增加外部附加荷载，对于结构梁等水平构件，强度未达到要求时，不得拆除卸载支撑和模板支撑
8、。 （3）当采用三面或四面外包方法加固梁或柱时，应将梁、柱的棱角敲掉，同时应除去浮渣、尘土。 （4）新增部分的受力钢筋应用短钢筋与原有构件主筋焊接牢固，焊接部位必须严格按规范、规程要求进行检查和验收，确保施工质量。如果不焊接也可以用新增箍筋的办法。 2.2 局部置换构件混凝土法 此种方法是用于混凝土承重结构受腐蚀、冻害、火灾烧毁以及地震、强风和人为破坏后的修复，具体操作方法是将破坏部分的混凝土全部拆除后，用高于结构建造时规定的强度的混凝土重新浇筑。此种方法也可用于新建工程混凝土质量不合格的返工处理。我们在西罗园住宅阳台板的加固中采用置换混凝土法将破损的混凝土全部置换，重新修复了阳台的使用功能。
9、 2.2.1 设计中应注意的问题 （1）非置换部分的原构件混凝土强度等级，应按现场检测的结果不应低于该混凝土结构建造时规定的强度等级，否则也应予以置换。 （2）置换的混凝土强度等级应比原构件混凝土提高一级，且不应低于 C25，但是混凝土等级也不能提高过高，否则会产生“锁栓效应” 。而且混凝土所用最低强度等级也比增大截面法中的最低规定高了一个强度等级。 （3）置换的长度应按缺陷检测及验算结果确定，但两端应分别延伸至少 100mm。 2.2.2 施工中应注意的问题 （1）置换混凝土施工时的一些注意事项与增大截面法很相近，不同的是被置换的混凝土需要剔除。剔除时应在到达缺陷边缘后，再向外清除不小于 1
10、00mm；对缺陷范围较小的构件，应从缺陷中心向四周扩展，逐步进行清除。 （2）置换混凝土需补配钢筋或箍筋时，钢筋应与原钢筋焊接，焊接方法应符合设计规定，焊接质量应符合现行行业标准。 2.3 外粘或外包型钢法 外粘或外包型钢加固法是在钢筋混凝土梁、柱四周包上型钢的一种加固方法，一般是在截面的四角沿构件通长或某一段设置角钢，横向用箍板或螺栓套箍将角钢连接成整体。这种加固方法可以在增大不多构件截面尺寸的基础上，大大提高原构件的承载力。我们曾在双桥车辆段转向架库的柱子加固中采用这种方法，并取得了很好的效果。 2.3.1 设计中应注意的问题 （1）采用外粘或外包型钢加固混凝土结构构件时，应采用改性环氧树
11、脂胶粘剂进行灌注。 （2）在计算时，我们切记要考虑型钢对构件的影响，在混凝土结构加固设计规范中计算公式就增加了新增型钢强度利用系数 a（抗震设计时取 a1.0，其它取 a0.9）,我们在计算时应特别注意。 （3）采用外粘型钢加固梁时，应根据加固部位，或在梁底面的两隅粘贴角钢，或在梁顶面粘贴角钢或钢板，但均应设置箍板。当有楼板时，U 形箍板或其附加的螺杆应穿过楼板，与另加的条形钢板焊接，或嵌入楼板后予以胶锚。 （4）加固柱时角钢下端应锚固于基础中；中间应穿过各层楼板，上端应伸至加固层的上一层楼板或屋面板底。 2.3.2 施工中应注意的问题 （1）要着重注意混凝土和钢板表面的处理，对于旧、脏严重的
12、混凝土构件的粘合面，应该用硬毛刷沾高效洗涤剂，去除表面的污物后清水冲洗干净，并对粘合面进行打磨处理，除去表层露出粗骨料，并将粉尘清除干净；对于混凝土表面较好的，直接对粘合面进行打磨，去除表面12mm 表层，使之平整，清去粉尘，用丙酮擦拭表面即可。对于钢板的表面应选用较新的钢板，对钢板表面采用砂布或砂轮机进行打磨，使钢板出现金属光泽，打磨时要注意打磨的纹路务必与受力方向垂直，之后用丙酮擦拭干净。如果结构表面比较潮湿，必须进行人工干燥处理。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。 （2）选用粘接剂时要按照设计要求，慎重选用知名度高的优质产品，严禁选用不合格的产品。结构胶在搅拌过程中应避免
13、雨水等各种杂质进入容器，并保证搅拌中按同一方向进行搅拌，容器内不得有油污等各种杂质。 （3）选用的粘接剂在配胶、粘贴过程中要严格按照使用说明中的比例进行配制，尤其要掌握好固化剂的用量，配制的粘接剂必须均匀，在粘贴面的范围要饱满、密实。当粘结面积较大时，应在钢板上预留排气孔，避免钢板与混凝土结构之间出现气泡、空隙等缺陷。 （4）在粘贴施工完成后要加强成品保护，在粘接剂固化阶段不得对钢板及其有关的支撑有任何的扰动。 （5）加固时加压固定宜用千斤顶、垫板、顶杆所组成的系统，这样不仅能产生较大的压力，而且同时卸去了部分加固构件承担的荷载，能更好地使后粘钢板与原构件同时受力，加固效果最好。 （6）加固混
14、凝土构件时，型钢表面应抹厚度不小于 25mm 的高强度等级水泥砂浆作防护层，也可采用其它具有防腐蚀和防火性能的饰面材料加以保护。 三、结束语： 混凝土结构加固的方法很多，以上只是介绍了我们在工作中常用的几种方法，还有很多方法，比如混凝土外预应力法、灌浆加固等等，这些方法在一些大中型工程中也经常用到，在此我就不再介绍。为了便于以后的工作，我将工作中的一些经验和学习中的一些心得写成体会，以供大家共同交流，不足之处请大家批评指正。 参考文献： 【1】 抗震工程学 ，周锡元，沈聚敏编著，中国建筑工业出版社，2000 【2】 工程结构抗震设计 ，李爱群，高振世编著，中国建筑工业出版社，2005 【3】 混凝土加固方法与技术 ，林文修陈昌松编著，中国建筑工业出版社，2003
