浅谈建筑结构加固方法及技术

赵进叶康

[提要]：本文介绍了目前建筑结构常用的加固方法，包括基础工程、混凝土结构工程、砌体结构工程、钢结构工程及抗震结构工程的加固方法及技术，最后对加固工程的维护及使用年限也进行了分析。

[关键词]：建筑结构；加固方法；加固施工；建筑结构检测

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1、引言

随着我国经济建设的高速发展，城市建设的日新月异，人们对建筑的要求及改造随之提高，建筑物的裂损现象也越来越多。为此对建筑结构加固的要求及技术提出了更高的要求。本文就建筑结构加固问题作简单分析如下。

2、结构加固原则及程序

2．1、结构加固的原则

结构加固的目的就是恢复或提高建筑结构已丧失或降低的可靠性,使失去部分抗力的结构或构件重新获得或大于原有的抗力。其主要包括以下内容：提高结构构件的承载力；增大结构构件的刚度以减小荷载作用下的变形、位移；增强构件的稳定性以及减小结构裂缝的开展以及改善其耐久性。

2．2、加固工作的一般程序

建筑的加固与改造应按照如下程序进行：

加固设计，包括被加固构件的承载力验算、构件处理和施工图绘制三部分工作。加固工程的施工，如采取专业分包作业模式时，必须交由具备相应加固施工专项资质的单位实施。加固工程施工组织设计时，应充分考虑加固施工是在负荷或部分负荷的情况下进行的，因此施工安全非常重要措施之一就是，施工前尽可能卸除一部分外载，并施加预应力顶撑等，以减小原结构构件中的应力。

3、常见结构加固方法及技术

建筑结构的加固可分为直接加固与间接加固两类，可根据实际条件和使用要求选择适宜的加固方法及配合使用的技术。

3.1、加固及改造处理的内容

地基基础加固、复位纠偏、结构补强、裂缝修补、防渗堵漏、扩建改造、部分或全部拆除以及整体平移或旋转等。

3.2、加固改造处理方法及技术

（1）地基基础加固处理方法

基础结构加固主要是地基承载力的建筑物进行加固，其主要方法有：补强注浆加固法、加大基础底面积法、加深基础法、坑式托换法、抬墙梁法、锚杆静压桩法、树根桩法、墩式加固法、坑式静压桩法、石灰桩法、砂石桩法、换填法、预压法、强夯法、振冲法、注浆加固法、高压喷射注浆法、土或灰土挤密桩法、深层搅拌法、硅化法、碱液法、迫降纠倾技术、顶升纠倾技术、深基坑复合土钉支护技术。

（2）混凝土结构加固方法

直接加固宜根据工程的实际情况选用增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、外粘钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法、绕丝加固法或高强度钢丝绳网片－聚合物砂浆外加层加固法等。间接加固宜根据工程的实际情况选用外加预应力加固法或增设支点加固法。

此外可以配合使用的技术包括：植筋技术、锚栓技术、裂缝修补技术、托换技术、碳化混凝土修复技术（目前尚未成熟）、混凝土表面处理技术、填充密封、化学灌浆技术、结构构件仪位技术、调整结构自振频率技术等。

<1>增大截面加固法：主要适用于钢筋混凝土受弯构件和受压构件的加固。采用本方法时，按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不应低于C10。

<2>置换混凝土加固法：主要适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。采用该法施工过程中，置换截面处的混凝土不应出现拉应力，若控制有困难，应采用支顶等措施进行卸荷。

<3>外粘型钢加固法：主要适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构。

<4>外粘钢板加固法：主要适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件。但该法不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的最小配筋率的构件。被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。加固施工时，应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。

<4>粘贴纤维复合材加固法：主要适用于对钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压和受拉构件。但该法不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的最小配筋率的构件。被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。加固施工时，应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。

<6>绕丝加固法：主要适用于提高钢筋混凝土柱的位移延性的加固。采用该法时，原构件现场检测结果推定混凝土强度等级不应低于C10，但也不得高于C50。此外，若柱的截面为方形，其长边尺寸h与短边尺寸b之比，应不大于1.5。

<7>高强度钢丝绳网片－聚合物砂浆外加层加固法：主要适用于对钢筋混凝土受弯和大偏心受压构件。但该法不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的最小配筋率的构件。被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。加固施工时，应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。

<8>外加预应力加固法：主要适用于下列场合的梁、板、柱和桁架加固，即：原构件截面偏小或需要增加其使用荷载；原构件需要改善使用性能；原构件处于高应力、应变状态，且难以直接卸除其结构上荷载。

<9>增设支点加固法：适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固。

（3）砌体结构加固方法

现阶段常用的砌体结构加固方法主要有下列：钢筋混凝土外加层加固法（喷射混凝土）、钢筋水泥砂浆外加层加固法（喷浆）、增设扶壁柱加固法、外包钢加固法、预应力撑杆加固法、增改圈梁及构造柱加固法、增设梁垫加固法、局部拆砌加固法、裂缝修补加固法。

（4）钢结构加固技术

钢结构加固技术主要有以下：改变结构计算图形的加固法、增设支点加固法、有粘结外包型钢加固法、粘贴纤维增强塑料加固法、加大构件截面的加固、连接的加固与加固件的连接、裂纹的修复与加固等。

（5）抗震加固方法

“抗震加固”是指使现有建筑达到规定的抗震设防要求而进行的设计及施工。常用抗震加固方法有：<1>面层加固法：在砌体墙表面增抹一定厚度的水泥砂浆或钢筋、水泥砂浆的加固方法；<2>板墙加固法：在砌体墙表面浇注或喷射钢筋混凝土的加固方法；<3>外加柱加固法：在砌体墙交接处增设钢筋混凝土构造柱的加固方法；<4>壁柱加固法：在砌体墙垛（柱）侧面增设钢筋混凝土柱的加固方法；<5>混凝土套加固法：在原有的钢筋混凝土梁柱或砌体柱外包一定厚度的钢筋混凝土的加固方法；<6>钢构套加固法 ：在原有的钢筋混凝土梁柱或砌体柱外包角钢、扁钢等制成的构架的加固方法。

4、加固工程的维护及使用年限

4.1、使用维护

相当多使用单位认为加固是一劳永逸的事情，既然加固完成了就无需再去关注。这是极端错误也是极其危险的想法。事实上，加固作业是一项特殊的施工技术，加固效果受用途、使用环境等因素的综合影响，经常性的维护是延长加固工程使用寿命必不可少的举措。加固工程竣工验收合格后，相关参建单位，特别是设计及施工单位，应编制加固工程使用要求，并对使用过程中的维护工作提出具体措施。工程移交后，使用单位应指派专人负责管理工作，建立定期检查、维护、保养制度，并将检查中发现的问题及检查记录归档。

4.2、使用年限

加固工程的使用年限，应由业主和设计单位共同商定。一般情况下，混凝土结构加固工程宜按30年考虑；到期后，若重新进行的可靠性鉴定认为该结构工作正常，仍可继续延长其使用年限。对于使用胶粘方法或掺有聚合物加固的结构、构件，尚应定期检查其工作状态。检查的时间间隔可有设计单位确定，但第一次检查时间不应迟于10年。未经技术鉴定或设计许可，加固改造工程不得改变用途和使用环境。

5、小结

建筑结构加固与改造工程是随着建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料不断的出现，创新的加固技术会得到更进一步的探索。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。