李俊

（中信建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

0 引言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑物的主要結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)質(zhì)量是否合格、各項(xiàng)承載性能是否達(dá)標(biāo)都是影響整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要因素。但是在設(shè)計(jì)、施工、使用過(guò)程中因設(shè)計(jì)缺陷、施工質(zhì)量、鋼筋混凝土材料、施工技術(shù)及使用功能改變等不穩(wěn)定因素的影響，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全和穩(wěn)定性在使用過(guò)程中不能保證，甚至?xí)绊懙浇Y(jié)構(gòu)安全。為了避免引發(fā)重大事故，可以采取有效的加固改造技術(shù)提高鋼筋混凝土的承載性能，提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性，保證整體建筑工程的質(zhì)量，為建筑的正常使用提供可靠的保障。

1 加固改造技術(shù)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要意義

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工成本低、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性較強(qiáng)，且具有良好的防火性，是當(dāng)前建筑工程施工中廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式。在實(shí)際施工過(guò)程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)涉及的施工工藝及施工技術(shù)等較為廣泛，但部分施工人員對(duì)規(guī)范性操作意識(shí)認(rèn)知不全，加之后期對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的維護(hù)工作不到位，很容易引發(fā)安全事故。為了彌補(bǔ)這一不足、保障鋼筋混凝土及整體建筑的施工質(zhì)量，相關(guān)人員則需要重視加固改造技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，依照建筑工程的建設(shè)需求，結(jié)合工程施工的實(shí)際情況，選擇合適的加固改造技術(shù)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷部分進(jìn)行處理；針對(duì)使用年限較長(zhǎng)且出現(xiàn)老化破損的部位要進(jìn)行應(yīng)急處理，由此提高整體建筑的安全性，確保建筑工程能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效使用[1]。

此外，合理應(yīng)用加固改造技術(shù)還能有效提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益、降低工程運(yùn)維成本，滿足建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)需求。在我國(guó)科技水平不斷提高的背景下，鋼筋混凝土的加固改造技術(shù)趨向多元化，為了切實(shí)保證加固改造技術(shù)應(yīng)用的有效性，工程設(shè)計(jì)師要在充分了解建筑工程施工需求的基礎(chǔ)上，選擇合適的加固改造方式，降低其對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的不良影響，提高其適應(yīng)性及實(shí)用性，充分發(fā)揮加固改造技術(shù)的真正作用，保障鋼筋混凝土的施工質(zhì)量，滿足建筑結(jié)構(gòu)的正常使用要求。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的改造技術(shù)

2.1 增大截面加固改造技術(shù)

增大截面加固改造技術(shù)是指在鋼筋混凝土加固改造中，通過(guò)增大混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱等構(gòu)件或一般構(gòu)筑物的截面面積來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)承載力、加強(qiáng)其受力性能，進(jìn)而達(dá)到加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得目的，滿足建筑工程的建設(shè)需求。

在采取此技術(shù)加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，施工人員要根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造情況選擇合適的材料，通常多應(yīng)用細(xì)石混凝土，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)在C20 以上，并且要高于原構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度，由此才能保證加固質(zhì)量。在加固結(jié)構(gòu)梁時(shí)，施工人員要注意將重新添加的縱向鋼筋安置在梁底和梁上部，并保證其與支座有效連接；同時(shí)在縱向鋼筋外圍處增設(shè)箍筋，其直徑應(yīng)在8mm以上，箍筋間距則需要控制在200mm 以內(nèi)，在接近梁柱節(jié)點(diǎn)的位置應(yīng)適當(dāng)增加箍筋密度，提高加固效果[2]。加固結(jié)構(gòu)柱時(shí)，應(yīng)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱的周圍增設(shè)縱向鋼筋，并在其外圍設(shè)置封閉性箍筋。若增設(shè)的柱中縱向鋼筋與建筑樓板相碰，施工人員則需要進(jìn)行鑿洞工作，將其穿過(guò)樓板、做好連接，要保證縱向鋼筋的根部完全插入至鋼筋混凝土的基礎(chǔ)中、其頂部也應(yīng)在屋面板進(jìn)行封頂錨固，確保錨固，增設(shè)的柱中箍筋應(yīng)進(jìn)行封閉處理，而梁中箍筋的一半應(yīng)在穿過(guò)樓板后進(jìn)行彎折封閉，并確保連接可靠。

在對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固操作時(shí)，施工人員要先清理原構(gòu)件的缺陷及密實(shí)部位，對(duì)其表面進(jìn)行鑿毛處理或改造為溝槽，需要注意的是，溝槽深度應(yīng)超過(guò)6mm，間距應(yīng)保持在200mm 以內(nèi)；被包裹住的混凝土棱角則需要打磨光滑，并清理掉塵土及浮渣，同時(shí)進(jìn)行沖洗工作。在澆筑新混凝土前，施工人員應(yīng)將新鮮水泥漿或其他介面劑均勻涂抹至原有的混凝土表面，以此促進(jìn)新舊混凝土充分粘合，提高混凝土的強(qiáng)度。在進(jìn)行加固處理工作時(shí)，還要對(duì)原有及新增的受力鋼筋實(shí)施除銹工作，避免其在后續(xù)使用過(guò)程中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.2 外包鋼加固改造技術(shù)

將鋼板安置在鋼筋混凝土構(gòu)件受拉處表面，借助其粘結(jié)力增遞剪力，促使鋼板和原有的鋼筋混凝土成為整體，使其形成二次加工組合構(gòu)件的技術(shù)稱之為外包鋼加固改造技術(shù)，多應(yīng)用于不適合增大混凝土截面但又需要提升其承載力的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，主要通過(guò)外包鋼板提高受拉鋼筋的承載力，達(dá)到加固目的。其還可分為干式外包技術(shù)和濕式外包技術(shù)兩種，施工人員需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方式實(shí)施操作。如若選用化學(xué)灌漿外包鋼加固技術(shù)時(shí)，則需要控制型鋼溫度，其表面溫度應(yīng)低于60℃；如若施工環(huán)境中存在腐蝕性物質(zhì)，則要進(jìn)行防腐工作，加強(qiáng)防護(hù)措施，避免外包鋼被腐蝕[3]。

當(dāng)利用外包鋼加固結(jié)構(gòu)梁時(shí)，施工人員要在梁的陽(yáng)角外增貼角鋼，且應(yīng)穿透梁板的型鋼綴板和梁底鋼綴板進(jìn)行焊接，而角鋼兩端則需要同結(jié)構(gòu)柱相連接。在對(duì)結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行加固時(shí)，結(jié)構(gòu)柱的四角需要外貼角鋼，同時(shí)將其與外圍鋼綴板進(jìn)行焊接，如若角鋼在樓板處應(yīng)先鑿洞，再將其穿過(guò)并進(jìn)行上下焊接；對(duì)于頂層的角鋼而言，應(yīng)與屋面板可靠連接，底層的角鋼則需要同基礎(chǔ)錨固，確保其穩(wěn)固性。

在操作過(guò)程中，施工人員要明確角鋼的構(gòu)造要求，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的角鋼材料，一般角鋼不應(yīng)小于L50×6，鋼綴板的截面則應(yīng)大于40mm×4mm，安置間距要控制在單肢角鋼的400mm 以內(nèi)。施工人員要在保證外包型鋼有可靠連接和錨固的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，在對(duì)結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行操作時(shí)，角鋼下端要依照柱腳彎矩的大小延伸至上層基礎(chǔ)頂面或?qū)⑵溴^固至地基中；上端則需要延伸至加固層上端板或屋頂板面，以此保證外包型鋼的完整性。在外包結(jié)構(gòu)梁時(shí)，施工人員需要將梁角鋼同柱角鋼焊接，或者利用扁鋼帶進(jìn)行繞柱外包焊接，當(dāng)焊接完畢后，應(yīng)借助粘結(jié)料將外包鋼和梁柱混凝土粘結(jié)緊密，確保加固效果。由于外包鋼加固改造技術(shù)操作簡(jiǎn)單、施工便捷，施工人員可在保證加固質(zhì)量的前提下，大幅度提高施工效率，并且在一定程度上能夠降低施工成本，提升工程的經(jīng)濟(jì)效益，因此是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的加固技術(shù)。

2.3 結(jié)構(gòu)植筋加固改造技術(shù)

結(jié)構(gòu)植筋技術(shù)是當(dāng)下先進(jìn)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的一種，其利用化學(xué)植筋膠進(jìn)行植筋，將混凝土結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)作為基礎(chǔ)，依照混凝土構(gòu)件的位置及實(shí)際情況確定植入鋼筋的位置，在完成鉆孔、清孔、鋼筋植入等施工操作后，借助化學(xué)植筋膠將鋼筋和混凝土粘結(jié)在一起，再進(jìn)行混凝土澆筑將新舊鋼筋混凝土連接在一起，通過(guò)這種方式提高整體混凝土構(gòu)件的受力性能、增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)指標(biāo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固。此項(xiàng)加固改造技術(shù)施工便捷、操作難度小、適應(yīng)性高且材料成本低，具有很好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，所以時(shí)常應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固改造操作中。

施工人員在采用結(jié)構(gòu)植筋技術(shù)時(shí)，要充分了解鋼筋混凝土的施工要求及加固需求，詳細(xì)分析原有混凝土構(gòu)件的受力情況，根據(jù)分析結(jié)果確定加固鋼筋的數(shù)量、型號(hào)及位置等，并選擇合適的高強(qiáng)度化學(xué)劑。在目標(biāo)結(jié)構(gòu)物上完成鉆孔、清孔操作后便可將化學(xué)植筋劑灌注至孔內(nèi)，然后依次植入所需鋼筋，利用化學(xué)植筋膠的粘結(jié)特性對(duì)植入鋼筋進(jìn)行錨固，進(jìn)而提升錨固強(qiáng)度、加強(qiáng)鋼筋的穩(wěn)定性，完成對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固。

2.4 碳纖維復(fù)合材料加固改造技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料加固改造技術(shù)主要是將新型的碳纖維復(fù)合材料粘貼至加固構(gòu)件的受拉區(qū)域內(nèi)，使其與加固截面相粘結(jié)，促使兩者成為一體，提高構(gòu)件承載力。碳纖維復(fù)合材料的主要成分是碳元素，其強(qiáng)度高、剛性大，具有較強(qiáng)的耐腐蝕性和抗疲勞以及耐高溫等性能，在應(yīng)用過(guò)程中操作便捷。據(jù)了解，碳纖維的密度僅為鐵的1/5 左右，但其強(qiáng)度和重量卻高于鋼板3～5倍，并且碳纖維復(fù)合材料在高腐蝕性或危害性環(huán)境中也能長(zhǎng)期使用，相較于鋼材而言更具優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)施工人員采用碳纖維復(fù)合材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，可根據(jù)構(gòu)件的不同形狀對(duì)其進(jìn)行裁剪、加工，保證碳纖維復(fù)合材料的適應(yīng)性，確保其與混凝土構(gòu)件變形協(xié)調(diào)，促使兩者共同受力。施工人員可在混凝土結(jié)構(gòu)梁、板等構(gòu)件的受拉區(qū)域粘貼碳纖維復(fù)合材料，完成對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的受彎加固，在操作過(guò)程中要注意碳纖維的粘合方向應(yīng)與加固位置的受拉方向保持一致。施工人員還可通過(guò)封閉式粘貼、U 形粘貼或側(cè)面粘貼等方式對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)件進(jìn)行受剪加固，其粘貼方向要同構(gòu)件軸向保持垂直。

如若混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角需要粘貼碳纖維復(fù)合材料時(shí)，施工人員要注意控制碳纖維復(fù)合材料受力方向的搭接長(zhǎng)度，一般不應(yīng)小于100mm。在操作過(guò)程中如若需要使用多層碳纖維布，那么施工人員需要將其搭接位置錯(cuò)開，避免材料重疊影響粘結(jié)的完整性，必要時(shí)還可采取錨固措施進(jìn)行雙重加固。

對(duì)于碳纖維復(fù)合材料的施工操作而言，施工人員要熟練掌握其工藝流程，在開展具體工作前，要先清理加固構(gòu)件表面剝落、疏松或腐蝕的混凝土材料，為后續(xù)增強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料與混凝土結(jié)構(gòu)層的緊密度奠定基礎(chǔ)；然后利用修復(fù)材料將構(gòu)件表面修復(fù)平整，并保證其干燥、整潔；針對(duì)轉(zhuǎn)角構(gòu)件，施工人員要對(duì)其進(jìn)行倒角處理，將其打磨至圓弧狀，當(dāng)修復(fù)材料的強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，再將樹脂膠均勻涂刷至構(gòu)件底層，然后粘貼碳纖維復(fù)合材料、涂抹浸漬樹脂膠，再借助專業(yè)滾筒依照碳纖維方向進(jìn)行滾壓擠出氣泡，保證其與構(gòu)件的有效粘結(jié)[5]。碳纖維復(fù)合材料加固改造技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)影響小，且操作簡(jiǎn)單，但是當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件受力差距較大且施工成本較低時(shí)，此方式便不宜使用。因此，工程設(shè)計(jì)師及施工人員還需根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況及建筑工程的成本造價(jià)選擇合適的碳纖維復(fù)合材料及加固方式，在保證其加固質(zhì)量的同時(shí)還要充分考慮其經(jīng)濟(jì)性，切實(shí)保障建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

3 增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的應(yīng)用措施

為了保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的有效性，確保加固效果能滿足建設(shè)需求，工程負(fù)責(zé)人、施工單位及質(zhì)量監(jiān)管部門還需加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制。工程負(fù)責(zé)人要全面考慮整體項(xiàng)目工程的施工特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況制定完善的工程質(zhì)量監(jiān)管制度，參考相關(guān)法規(guī)增強(qiáng)制定的嚴(yán)謹(jǐn)性。施工單位也要在充分了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工要求的基礎(chǔ)上，合理編制施工組織及施工方案，依照施工圖紙做好技術(shù)交底工作，確保施工人員明確建筑工程的施工標(biāo)準(zhǔn)、充分了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固需求，保證后續(xù)加固改造技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性及合理性。

現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)管人員要明確自身監(jiān)管責(zé)任，真正將質(zhì)量監(jiān)管工作落實(shí)到工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)中，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固鋼筋、混凝土、粘結(jié)劑等材料的質(zhì)量以及各類設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)等進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，從根源把控好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。另外，質(zhì)量監(jiān)管人員應(yīng)定期、不定期巡視施工現(xiàn)場(chǎng)，還要依照操作規(guī)范嚴(yán)格監(jiān)察不同環(huán)節(jié)的施工操作，加大質(zhì)量監(jiān)管力度，確保各項(xiàng)施工技術(shù)的規(guī)范性及標(biāo)準(zhǔn)性，保證施工技術(shù)應(yīng)用的有效性。對(duì)于違規(guī)等行為要及時(shí)發(fā)出警告并進(jìn)行合理調(diào)整，切實(shí)保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及加固效果。此外，質(zhì)量監(jiān)管人員還要注意隱蔽項(xiàng)目的加固質(zhì)量，依照工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每道工序進(jìn)行仔細(xì)驗(yàn)收，保證項(xiàng)目工程驗(yàn)收工作的完整性。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)主要的建筑結(jié)構(gòu)形式仍是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但由于維護(hù)不當(dāng)、原始設(shè)計(jì)缺陷、施工質(zhì)量問(wèn)題、功能改變等各類因素的存在，特別是近年來(lái)各種自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，為了保證建筑物的安全和正常使用，提高使用壽命，采取有效的措施對(duì)建筑加固和改造變得越來(lái)越重要。在施工技術(shù)、改造工藝等不斷更新、進(jìn)步的前提下，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的真正價(jià)值。在實(shí)際操作過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況全面、綜合的分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)、各項(xiàng)性能指標(biāo)等內(nèi)容，參考分析目標(biāo)結(jié)果制定詳細(xì)的加固方案，選擇安全、高效且具備經(jīng)濟(jì)性的加固改造技術(shù)，切實(shí)將科學(xué)有效的加固改造技術(shù)應(yīng)用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，能夠最大程度地保證結(jié)構(gòu)使用安全，延長(zhǎng)建筑物的使用年限，能夠帶來(lái)很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。