钢筋混凝土建筑结构加固改造技术在工程中的运用
陈 烨
（中国城市建设研究院有限公司兰州分院，甘肃 兰州 730000）
钢筋混凝土建筑结构是当前建筑主要结构形式，就目前的情况看，住宅建筑大部分使用的钢筋混凝土结构。相比于普通的建筑结构，钢筋混凝土建筑结构的稳定性更高，并且在对其结构进行加固改造时，工艺流程相对简单。现阶段，我国钢筋混凝土建筑结构的加固改造技术应用相对较多，施工人员具有扎实的工作经验，因此，技术应用水平越来越高。施工人员应该加强对加固改造技术的优化和更新，提高加固改造技术应用的水平，不断提高建筑结构的整体美观程度。
就目前的情况看，当前我国大部分住宅建筑为钢筋混凝土结构，建筑经过一段时间的使用会出现变形或者损坏的情况，这种情况下需要对建筑结构进行加固和改造。随着人们不断研究，市场中更多新型材料涌现出来，将其应用到钢筋混凝土建筑结构的加固和改造中可以改善建筑结构的现状。例如，将钢板或者是聚合物板材应用到钢筋混凝土结构受拉区表面，可以提高表面的稳定性。针对受损严重的建筑结构，施工人员可以采用加固的方式对受损部位进行处理，确保其稳定性更高，能够承受相应的荷载，满足人们使用的需求。常见的需要加固改造的钢筋混凝土建筑结构包括以下情况：①建筑使用的时间比较长，结构受损程度比较严重，这种情况下需要及时对其进行改造加固。②建筑结构设计不合理，结构的承载能力较差。③改建以及扩建已经不能满足当前建筑的使用需求，建筑的承载能力有所提升。
2.1 钢筋混凝土结构加固的基本原理
钢筋混凝土结构加固技术的应用原理相比简单，技术人员需要对结构细节部分进行分析，原结构使用过程中由于受力不均匀等问题的存在，结构会出现压、弯、扭等严重变形问题，或者结构使用一段时间后会混凝土出现收缩现象。使用结构加固技术以后，混凝土结构新旧部分之间的力会出现传递的作用，从而实现对结构加固的作用，减少混凝土结构出现变形的可能性。
2.2 钢筋混凝土结构加固的基本方法
钢筋混凝土建筑结构加固的方法有很多，不同的钢筋混凝土结构可以选择使用不同的结构加固方式。
（1）增大混凝土截面加固法。在原有混凝土构件的基础上对其外叠浇筑新的钢筋混凝土，这种情况下可以实现对原有构件加固的目的，从而提高混凝土结构的承载能力。增大混凝土截面加固法比较简单，并且应用范围广泛，可以应用于梁柱等多个部位。
（2）钢筋混凝土结构外粘型钢加固法。这种方法主要是使用型钢对钢筋混凝土结构进行加固，能够在很大程度上提高结构的承载能力。通常情况下这种加固方法应用于梁柱加固效果比较明显。
（3）粘贴纤维增强复合材料加固法。这种加固方法是人们使用的比较先进的加固方法，根据原混凝土结构受损的情况，使用纤维布对其进行修复，纤维布韧性以及强度较高，可以改善混凝土材料的性能，提高结果的抗弯能力以及抗剪能力，保证结构的刚度有所提升。这种方法主要应用于钢筋混凝土结构加固中。
3.1 纤维材料加固技术应用要点
科学不断发展的过程中建筑材料的种类越来越多，基于纤维材料的优良性能该材料被应用于结构加固中。与传统的建筑加固材料相比，纤维材料比较轻，并且具有较高的耐腐蚀性。技术人员可以根据建筑结构的情况灵活使用碳纤维加固技术，这也是人们常说的碳纤维加固技术。碳纤维加固技术有两种不同的形式，碳纤维布加固。该方法用于碳纤维布和专业的结构胶进行加固施工，碳纤维布的强度高，是普通二级钢强度的10倍左右。通常情况下碳纤维布的厚度在2 mm左右，但是不会对构件截面造成任何影响。
碳纤维加固技术应用时施工人员必须认识到基地处理的重要性，使用磨机以及钢丝刷等进行处理，确保混凝土结构表面更加光滑，针对不均匀的地方，施工人员可以进一步处理残渣和污渍。同时，为确保施工可以顺利进行，施工人员还需要先准备好调料容器以及衡器等常用工具，碳纤维加固技术的应用还需要使用注胶器和割刀。加固需要使用的工具准备齐全以后，施工人员需要准备足量的环氧树脂材料，环氧树脂的粘结性比较好，可以牢固的粘结在钢筋混凝土结构表面。需要注意的是碳纤维加固使用的环氧树脂种类比较多，不同的钢筋混凝土结构部分需要使用不同型号的环氧树脂材料。
碳纤维加固施工完成后，质量检验人员要对加固效果进行检验与评估，可以使用小鼓锤轻轻敲打碳纤维材料，根据敲击的声音判断碳纤维材料加固的效果。碳纤维质量检验还可以使用超声波法检测，这样可以准确检测除粘结的牢固程度。如果建筑工程施工规模比较大，质量检验技术人员可以选择使用抽样调查的方法，并且对结构出现的形变量等进行分析，确保施工效果达到相应的质量要求和标准。
例如，某住宅小区使用一段时间后其底板出现钢筋保护层过薄的问题，并且部分钢筋裸露在外面，出现被锈蚀的现象，这种情况下该住宅小区存在很多安全隐患，必须对楼板结构进行及时修复。施工人员通过多方面的检测以及鉴定报告，对该住宅小区的承载能力等各项参数进行了分析，基于该建筑的钢筋承载能力下降等因素，技术人员决定采用碳纤维布加固法对其进行加固处理。加固施工完成后，施工人员设置了钢丝高强砂浆，以此提高对楼板的保护力度，提高楼板的整体承载能力。
3.2 增加截面加固技术应用要点
增加截面加固技术也是常用的钢筋混凝土结构加固的方式之一，该方法是在钢筋混凝土结构的加固截面部位进行面积扩大，使用与原有钢筋混凝土结构相同的材料，保证结构的承载能力有所提升。通常情况下增加截面加固技术更多被应用于梁柱结构的加固中。就目前的情况看，我国施工单位运用该技术的经验丰富，能够熟练使用该技术，并且加固修复的效果突出。需要注意的是，该技术使用前，技术人员需要对截面部分受力情况进行分析，从部分到整体，考虑加固后的效果，尤其是参考建筑工程周边地区地震或者风震的共振频率区域数据，综合运用增加截面加固法。增加截面加固法在使用时需要的周期比较长，这就要求技术人员必须根据实际情况合理安排施工时间，最大限度降低对居民生活和工作的影响。
3.3 补充受拉钢筋加固技术应用要点
3.3.1 补充钢筋与原梁连接施工
①全焊接法。将补充钢筋直接焊接在梁的主筋上，全焊接法不需要进行二次混凝土补浇，使用流程简单。该方法使用前补充筋是一种裸露的状态，为保证补充筋与原梁牢固的连接到一起，专业技术人员可以采用焊接的方式。通常情况下梁中的应力处于分布不均匀的状态，原钢筋结构中应力相对较小，要想提高整体的承载能力，可以选择使用全焊接法。②半焊接法。将补充筋焊接到主梁上以后，施工人员需要进行再一次的混凝土补浇或者是在其表面喷射一层细石混凝土材料。手焊点锚固是半焊接法的突出特点，从而实现原筋稳固的目的。③黏结法。黏结法的使用流程相对复杂，施工时施工人员需要注意处理好补充筋构件的凿毛。同时，设置剪力键，并保证剪力键之间的间距满足施工的需求。
3.3.2 补充型钢与原梁连接施工
钢筋混凝土结构加固时可以选择使用外包加固法，将型钢置于混凝土结构的四个角部位，从而实现结构加固的目的。通常情况下外包加固法还有两个不同的类别：①湿式外包钢法。该方法主要是借助环氧树脂材料对原结构进行加固，协调好环氧树脂材料与原构件之间的关系，从而提高结构的稳固性。需要注意的是施工时施工人员需要明确带凿区域，保证结构构造加固效果更好。②干式外包钢法。该方法使用时不需要额外添加粘结剂，结合原结构构件的特点合理配制水泥砂浆混合料，并对加固后构件的强度进行测量。
3.4 预应力加固技术应用要点
随着人们研究力度的加深，加固技术更新换代的速度也在加快，当前使用比较多的加固技术中还有预应力加固技术，预应力加固技术对周边空间的影响相对较小，因此，该技术的应用范围在扩大。基于预应力加固技术的应用优势，该技术更多被应用于梁、板端部以及受拉区段等。
预应力筋的张拉施工前，施工人员需要做好预应力筋张拉测试，张拉方法有很多种，需要施工人员结合实际情况合理选择。例如，竖向收紧法，这种方法的操作工具比较简单，可以快速改变钢筋的状态，这种情况下钢筋的拉伸应变能力会表现出来，进而传输到预应力加固筋中。最后锚固预应力钢筋，提高钢筋安装的稳固性，常用的预应力锚固方法有以下几种：第一，U型钢板锚固，这种锚固方法应用前要求施工人员提前将原梁端部的混凝土保护层去除，然后将环氧砂浆涂抹在表面，将U型钢板卡在环氧砂浆和梁之间，再进行锚固和焊接施工。第二，高强螺栓锚固。钻孔是该方法进行的第一步，主要是梁和板钻孔，然后将环氧砂浆注入其中，再在原梁上压上高强度螺栓，从而起到增大摩擦力的作用，将预应力钢筋焊接到钢板上。第三，扁担式锚固。分析原梁受压区域情况，然后适当增加钢板托套，在钢板托套上焊接加固筋。焊接完成后，为保证钢板托套和原梁可以紧密的连接到一起，可以在缝隙中添加适量的环氧砂浆，这样可以起到加固的作用。第四，套箍锚固。结合原梁结构的特征，使用型钢制作合适的钢框，然后嵌套在原梁上，在锚固预应力筋。
3.5 混凝土构件加固技术应用要点
钢筋混凝土结构是由多种不同的混凝土结构构成的，技术人员在对其进行加固时可以实现拟定加固方案，明确结构加固的重点以及难点。例如，混凝土柱子的加固，施工人员先对混凝土柱子的破坏原理进行分析，结合造成破坏的因素制定加固方案。就目前的情况，混凝土柱常见的破坏形式包括小偏心受压破坏和大偏心受压破坏。这种情况施工人员可以选择使用增加截面加固法进行处理，适当增设钢筋，保证混凝土柱的抗压能力和抗震能力有所提升。需要注意的是，加固前，施工人员要做好前期的处理工作，尤其是凿毛处理。按照加固施工路程，完成混凝土加固工作。加固完成后施工人员可以进行抗拉拔试验。
例如，某住宅小区房屋建筑经过一段时间使用后柱钢筋出现被锈蚀的问题，从而导致柱钢筋的稳定性下降。如果施工人员不加以处理，任由其发展，混凝土柱出现裂缝的可能性会增加，有些还会出现膨胀问题。基于此，技术人员应该对混凝土柱进行鉴定，总结问题出现的原因，并分析抗压强度等各项参数，为后续混凝土加固施工的顺利进行提供保障。该混凝土柱出现被锈蚀主要与排水管道渗漏有很大关系，因此，施工人员需要对排水系统进行重新设计，减少对结构柱钢筋的侵蚀。重视植筋工作的开展，结合原梁情况选择钢筋直径，全面提高混凝土结构的承载能力，保证混凝土结构可以承受更大的压力。
总而言之，我国现有的大部分建筑结构属于钢筋混凝土结构，基于钢筋混凝土结构稳定性好、使用安全、有保障等优势，应该加强钢筋混凝土结构加固的重视力度，结合建筑结构特点，合理选择结构加固方式，全面提高建筑的稳定性，为人们创造更加安全的居住环境。与此同时，分析钢筋混凝土结构出现损坏的情况，制定合理的混凝土结构加固方案，明确加固工作的重点以及难点，确保钢筋混凝土结构的稳定性和承载能力得到改善。
猜你喜欢碳纤维预应力施工人员采用UHPC实现无预应力的简支变连续设计分析结构工程师(2022年2期)2022-07-15无黏结预应力框架结构的拆改加固设计结构工程师(2022年2期)2022-07-15预应力混凝土桥梁检测及其加固活力(2019年19期)2020-01-06一种碳纤维加固用浸渍胶的研究上海建材(2019年4期)2019-05-21HP-RTM碳纤维复合材料中通道加强板研究纤维复合材料(2018年4期)2018-04-28中间相沥青基碳纤维及其在飞机上的应用纤维复合材料(2018年3期)2018-04-25碳纤维增强PBT／ABS—g—MAH复合材料的力学性能和流变行为中国塑料(2016年6期)2016-06-27CFRP-PCPs复合筋预应力损失分析及其计算广西科技大学学报(2016年1期)2016-06-22宁波港公安局对镇海化工区施工人员进行消防安全培训水上消防(2014年2期)2014-12-17浅谈电力工程建设中施工人员素质对工程质量的影响河南科技(2014年5期)2014-02-27