浅议混凝土结构的修复与加固

李 伟,刘书伟

河南六建建筑集团（471000）

0 引言

长久以来,人们通常认为混凝土是一种特有的耐久性材料,用混凝土建造的建筑物或构筑物具有使用寿命长和无需维护的特点 。但是，在长期的工程实践中人们发现，在很多情况下钢筋混凝土结构由于各种原因而遭受的破坏也是相当迅速而又严重的。如设计的失误，施工质量低劣，处于高温、潮湿、腐蚀、超载等恶劣的使用环境，遭受地震、爆炸、火灾等灾害的破坏，均将使结构受到灾难性的损坏，影响建筑物的耐久性和使用寿命。国内外都出现了相当多的混凝土结构物没有达到预期的寿命而过早破坏的实例。因此，为了延长钢筋混凝土结构的使用寿命,必须对老化和损伤的建筑物进行加固和修复。据报道目前在工业发达国家建筑工业总投资的40%以上用于现有结构的修补和维护,在我国也有为数众多的钢筋混凝土结构面临急待维修、加固甚至重建的严峻现状。所以对现有建筑物修复与加固的工作量是相当可观的，合理、有效地开展钢筋混凝土结构的加固和修复工作将具有重大的经济和社会意义。

1 修复与加固的原理

建筑物或构筑物在长期自然环境和使用环境作用下将逐渐损坏，以致丧失其功能，这是一个不可逆的客观过程。如果结构设计失误、材料使用错误、施工与维护质量低劣，或者使用环境、荷载条件比设计时预计的差等都将造成结构物的承载能力随时间延长急剧地下降,从而大大缩短结构的使用寿命。

对老化和损伤的钢筋混凝土结构进行加固和修复能够延长建筑物的使用寿命,且老化和损伤的钢筋混凝土结构的使用寿命受修复与加固时间的影响。大量实践证明，早期修复与加固的效果比晚期修复与加固要好。

结构的寿命意味着经济效益,结构的寿命越长,其建设投资的经济效益就越大,所以老化和损伤的钢筋混凝土结构的修复与加固,对延长建筑物的寿命和防止重大事故的发生具有重大意义。

2 修复与加固的工作程序

由于钢筋混凝土结构的修复与加固工作是在已有建筑特定的环境中进行的,因此它比新建房屋更复杂、更困难。一般修复与加固工程的工作程序可分为修复与加固前的鉴定、方案确定、设计、施工、验收五个步骤。

2.1 加固前的鉴定

加固前的鉴定是已有结构修复和加固工作的基础。它包括资料的收集、现场检查监测、试验室试验分析、抗力的验算、资料整理分析、编制鉴定报告与工作内容。在鉴定工作中必须尽可能多的收集调查、实测资料，以便对结构现状作出比较客观科学的评价。

2.2 方案的确定

修复与加固方案的优劣，直接影响到修复与加固工程的质量和经济性。在选择修复与加固方案时，应在结合鉴定情况的基础上，认真听取施工、使用等相关单位的意见，选择加固可靠、对使用功能影响小、施工方便、修复与加固费用低、所需时间短的方案。

2.3 进行加固设计

加固设计是加固工作中的关键环节，其主要任务是根据已确定的加固方案，选择所用材料、进行结构计算、构造处理和绘制施工图。设计者应尽可能把设计意图交代清楚，以利于施工,同时要充分考虑到施工期间对建筑物或构筑物正常使用可能产生的不利影响。

2.4 修复与加固施工

修复与加固施工不同于新建工程。由于施工现场狭窄，受设施、管道和原有构件的制约，有的还需在不停产的条件下进行修复和加固,因此该种施工是一项专业性很强的技术。施工前必须充分考虑到其复杂性和特殊性，认真做好施工组织设计,选择有资质的具有专业经验和信誉良好的施工单位，严格按图施工，确保工程质量，全面实现设计者的意图，满足使用功能要求。

2.5 工程验收

修复与加固工程完工之后，应由使用单位或其主管等相关部门组织专业技术人员进行验收，为了保证加固效果，对一些重要部位或施工质量产生怀疑时,还要采取必要的检验手段对修复与加固效果进行检验。

3 常用的修复与加固方法

3.1 增大截面法

增大截面法是通过加大混凝土和钢筋截面的面积，达到提高截面承载力和刚度的目的。该方法加固效果好，适用范围广，可广泛用于钢筋混凝土结构梁、板、柱等构件的加固，也可用来修补开裂截面。

3.2 外包钢法

外包钢也是一种常用的加固方法,它是在结构构件四周包以型钢的方法。有干式外包钢和湿式外包钢两种形式。该方法能够在基本不改变原构件截面尺寸的情况下大幅度的提高其承载力,特别适用于使用上不允许增大构件截面尺寸,而又需要大幅度提高承载力的轴心和偏心受压构件的加固，其施工速度快、效果好，但用钢量大，费用高。

3.3 外部粘钢法

外部粘钢法是用结构胶把钢板粘贴在构件表面上的一种加固方法，此法可提高被加固构件的抗弯、抗剪能力，限制裂缝的发展。因该法施工简单、速度快，可在结构不停止使用的条件下进行施工，构件截面尺寸变化不大，不影响净空使用，故得到广泛应用。但该法对施工工艺要求较高，需专业施工队伍才能保证施工质量。

3.4 预应力法

预应力法是用外加预应力钢拉杆或撑杆，对结构进行加固的方法。该法施工速度快，可在不停产的情况下施工，适用范围广，能够消除或减缓后加杆件的应力滞后现象，使后加杆件有效地参与工作，减小原构件裂缝宽度和挠度。因此该法被广泛用来加固混凝土受弯和受压构件。

3.5 增设支点法

增设支点法是通过增设支点来改变结构传力途径的一种加固方法，该法可以缩小结构构件的计算跨度，提高其承载力，减小挠度和裂缝宽度，能较大幅度地提高原有结构的承载力，加固效果好。其缺点是影响净空的使用。

3.6 托梁拔栓法

托梁拔栓法是在不拆或少拆上部结构的情况下，拆除或更换柱子，增大空间的一种加固方法，尤其适用于老厂改造。

3.7 化学灌浆法

化学灌浆法就是将一定的化学材料配制成浆液,用压送设备将浆液压入混凝土构件裂缝内的一种修补方法。由于固化后的化学浆液具有较高的粘结强度,与混凝土能较好地粘结，从而增强了混凝土构件的整体性,恢复其使用功能，保护钢筋，提高耐久性。

4 结语

老化和损伤的钢筋混凝土结构的修复与加固,是目前国内外的突出问题。对结构加固理论，加固材料、加固技术的研究,越来越受到国内外土木工程界的关注。对因设计失误、施工错误、钢筋锈蚀引起的结构或构件的损伤，以及对因老化、使用功能改变或因增加荷载的结构或构件进行加固，能够延长建筑物的使用寿命，节约建设资金，对国民经济的发展具有深远的经济和现实意义。