淺談混凝土結(jié)構(gòu)工程加固設(shè)計(jì)及施工方案
2015-12-03
目錄
在混凝土工程中，混凝土結(jié)構(gòu)加固中的設(shè)計(jì)和施工方案的制定顯得尤為重要，加固的構(gòu)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(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量的原則。只有加固的過(guò)程中，根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況來(lái)采用對(duì)應(yīng)的施工方案，加固工程才能收到良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
一、混凝土結(jié)構(gòu)加固工程施工設(shè)計(jì)方案的重要性
混凝土結(jié)構(gòu)工程加固施工方案對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固施工作業(yè)的質(zhì)量有著直接的影響，安全可靠的良好施工性是保證施工質(zhì)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(wèn)題的可行性，但是其方案在具體的實(shí)施過(guò)程中卻存在著較大的難度，導(dǎo)致施工的周期較長(zhǎng)、勞動(dòng)量大、安全系數(shù)較低等多種弊端，不同的加固方案對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固工程的質(zhì)量影響存在差異。
二、混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)
混凝土結(jié)構(gòu)的加固是由直接加固與間接加固兩類(lèi)構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況、使用要求來(lái)進(jìn)行方法和配套技術(shù)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(gòu)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(bǔ)強(qiáng)的作用，必須要在鋼筋混凝土受彎構(gòu)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(shí)，按現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果確定的原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C10。
（2）置換混凝土加固法
該方法與增大截面法有相近的優(yōu)點(diǎn)，就是在加固之后不影響建筑物的凈空，這樣施工的缺點(diǎn)就是使作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)；適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的柱、梁等混凝土承重構(gòu)件的加固。采用本方法加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，其非置換的原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)，按現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果不應(yīng)低于該混凝土結(jié)構(gòu)建造時(shí)規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)。
（3）有黏結(jié)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(gòu)件的外側(cè)，外包型鋼一般應(yīng)采用濕式外包法加固鋼筋混凝土梁，即采用改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑用灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件黏結(jié)成一整體，被加固后的構(gòu)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(fù)合材加固法
構(gòu)件為了提高承載能力，應(yīng)在被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域用膠結(jié)材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼于此處，使它與被加固截面共同工作，這樣被稱(chēng)為粘貼纖維復(fù)合材加固法。該法不僅具有粘貼鋼板的優(yōu)點(diǎn)，還具有耐潮濕、耐腐蝕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)的重量、經(jīng)久耐用、維護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)被加固構(gòu)件的表面有防火要求時(shí)，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的防火處理。被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于105Mpa。適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
2、間接加固的一般方法
?。?）外加預(yù)應(yīng)力加固法
受彎構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固中，由于附加外力荷載和預(yù)應(yīng)力的共同作用下，軸向拉力在拉桿內(nèi)產(chǎn)生，該力通過(guò)桿的頂部錨固定在偏心地傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)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(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。
（2）增加支承點(diǎn)加固法
增加支承點(diǎn)加固法是通過(guò)受彎構(gòu)件計(jì)算跨度的減少，達(dá)到減少作用在被加固構(gòu)件上的承載效應(yīng)，以提高結(jié)構(gòu)承載力。這種方法簡(jiǎn)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(diǎn)的條件下。
?。?）其他加固法
輔助結(jié)構(gòu)的加固方法是采用另外制定的輔助構(gòu)件，如型鋼、鋼桁架或鋼筋混凝土梁，全部或部分分擔(dān)被加固梁的荷載。然后進(jìn)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(jié)構(gòu)加固施工方案
好的加固方案應(yīng)該具備施工方便、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效果好、加固的質(zhì)量高等特點(diǎn)。
1、加固工程的施工方案必須考慮在內(nèi)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(méi)有良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個(gè)主要因素。雖然有的加固方案在解決問(wèn)題中是可行的，但是，由于其方案的自身特點(diǎn)，在施工過(guò)程中附帶了一定的施工難度，而造成施工工期過(guò)長(zhǎng)，勞動(dòng)力消耗過(guò)多，安全系數(shù)較低等弊端，會(huì)嚴(yán)重影響加固質(zhì)量。
2、不同類(lèi)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(yù)應(yīng)力加固法和增加支承點(diǎn)加固法等，隨著科技的不斷發(fā)展，工程在進(jìn)行加固時(shí)開(kāi)始應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，如化學(xué)灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法應(yīng)運(yùn)而生，并廣泛應(yīng)用于各種類(lèi)型的加固工程中。具體哪個(gè)方案最能體現(xiàn)加固工程所要求的快、省、短、平的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)加固需要的實(shí)際情況，綜合確定加固方案。
?、僖钥蚣芰旱募庸虨槔?，較為經(jīng)濟(jì)、合理、技術(shù)先進(jìn)的加固方案當(dāng)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(shì)明顯，主要表現(xiàn)在自重輕，材料本身幾乎沒(méi)有重量，后者則成本低，工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，加固效果好等特點(diǎn)，明顯優(yōu)于增大截面法和外加預(yù)應(yīng)力加固法。碳纖維加固后強(qiáng)度變高，固化后的碳纖維強(qiáng)度比鋼材高達(dá)十幾倍；體力消耗少，工作面可以只有一個(gè)或兩個(gè)人操作即可；施工周期短，技術(shù)熟練的工人，每人每天可完成了約200米。然而，在負(fù)彎矩部位進(jìn)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(jié)外包型鋼加固法，即用型鋼包在混凝土柱四周進(jìn)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，一定要確保混凝土與型鋼之間無(wú)連接，由于鋼筋與混凝土沒(méi)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(shù)脂化學(xué)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(jìn)行混凝土澆筑，以實(shí)現(xiàn)外包鋼與混凝土相結(jié)合的目的。兩種方法作比較，干式作業(yè)法施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低，施工時(shí)間短，但其承載力提高不如濕式作業(yè)法好。在方案選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)加固要求和原構(gòu)件情況，合理挑選適當(dāng)方案進(jìn)行加固。
結(jié)束語(yǔ)
混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固是一項(xiàng)系統(tǒng)而靈活的工程，在進(jìn)行加固方案的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會(huì)有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將更為廣泛。
