钢筋混凝土结构加固技术分析及在实际工程中的应用

陈晓帆+杨小平

摘要：在工程项目建设中，做好对钢筋混凝土结构加固技术的应用工作有极为重要的意义与价值。文章结合实际情况，重点针对钢筋混凝土结构加固技术的相关实施要点展开分析与探讨，同时结合工程实际案列，研究了钢筋混凝土结构加固技术的应用。

关键词：钢筋混凝土；结构加固；工程应用

中图分类号：TU746 ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ；文章编号：1009-2374（2014）18-0081-03

对比一般意义上的混凝土而言，钢筋混凝土材料具有耐久性、可塑性、耐火性以及整体性等多个方面的优势，故而在当前的建筑工程作业中得到了极为广泛的应用。对于我国而言，由于幅员辽阔，海岸线绵长，区域性气候变化较大，且部分区域位于地震构造带之上，高发的地震因素加上环境因素影响，使得钢筋混凝土结构所处的运行条件相当恶劣，结构稳固性方面存在的缺失也对钢筋混凝土所作用工程的整体使用寿命产生了不小的影响。故而，展开对钢筋混凝土结构加固技术的应用与创新是至关重要的。结构加固技术需要确保方案的可行、安全与可靠，避免施工难度过大，同时消除各种内外部因素对结构整体性产生的不良影响，兼顾建筑适用功能与美观性的实现。综合对以上因素的考量，现针对钢筋混凝土结构加固技术及其应用要点进行分析与探讨：

1钢筋混凝土结构加固技术分析

在建筑结构发生承载力不足或者是正常使用功能受损以及使用功能改变的情况下，需要结合建筑工程的实际工况与特点，采取相应的加固方案进行结构加固。结构加固的最主要目标在于：使钢筋混凝土结构构件的强度得到合理的提升，优化结构耐久性以及稳定性，使结构运行更加的安全，消除结构运行中潜在的质量事故与隐患，并达到提升结构使用寿命的目的。在现阶段的技术条件支持下，常见的钢筋混凝土结构加固技术可以归纳为以下七个方面：

1.1截面加大加固技术

截面加大加固技术的实施要点在于：在钢筋混凝土构件外部外包新增的钢筋混凝土，对混凝土构件所对应的截面积进行合理的提升，起到增加结构受力的作用，按照工程实际需求，在受弯构件受压区域内增加一定比例的钢筋混凝土截面面积，达到提高结构整体界面抗弯性能、斜截面抗剪性能的目的。在工程实践中，需要严格遵循《混凝土结构设计规范》中的相关要求进行本项加固设计，且加固过程当中对于混凝土的增设需要考虑能够满足混凝土结构构造方面的要求。还需要特别注意的一点是：在以围套方式进行截面加大加固的过程当中，需要在受压区内设置一定的封闭箍筋，而在以单侧增加截面方式进行截面加大加固的过程当中，则需要在受压区设置一定的U字型箍筋。同时，为确保加固施工的顺利进行，还需要在受力钢筋焊接前卸除荷载或者是增加支撑装置，配合涂刷混凝土界面剂的方法，确保既有混凝土与新浇筑混凝土粘接的牢固。本加固方案的应用优势在于：加工工艺简单，具有较强的实用性，施工经验与设计经验均发展成熟，可广泛作用于对各类构造物的加固实践中。劣势在于：截面加大厚度不宜太薄，否则砼施工质量将会受到影响。会对建筑物净空产生一定影响，湿法作业时间长。

1.2置换混凝土加固技术

置换混凝土加固技术的实施要点在于：将待加固工作面中部分陈旧的混凝土予以剔除，并将其置换成为全新的混凝土原料。相较于陈旧混凝土原材而言，新混凝土原材无论是从结构，从构建，还是从强度等级上来说，均有一定的提升，故而可以达到巩固钢筋混凝土结构稳固性水平的目的。本加固方案的应用优势在于：加工工艺简单，具有较强的实用性，且加固施工完成后不会对建筑物的自身净空产生影响，当前多作用于受压区混凝土强度较低或存在自身缺陷结构的梁、柱和板混凝土加固作业中。劣势在于：湿法作业时间耗时较长，对卸载及支撑装置的要求较高。

1.3粘接外包钢加固技术

粘接外包钢加固技术的实施要点在于：将型钢或钢板外包在需要进行加固处理的钢筋混凝土构件外部，同时，两者之间通过对包括锚栓及灌注结构粘钢胶等在内粘接技术的合理应用，构成受力整体。依照此种方式，使钢筋混凝土构件所承受部分作用力能够同步由外包型钢所负担。此种加固技术的应用，由于钢筋混凝土构件所对应的受拉工作区、受压工作区钢材截面积水平明显增大，故而达到了提高结构性能的目的。本加固方案的应用优势在于：加工工艺简单，受力安全可靠，现场工作量较低，当前多作用于对受条件限制不能够增加原钢筋混凝土构件截面尺寸，但需要显著提高承载力水平的结构加固工作中。劣势在于：钢材消耗量大，且若需要在高温环境及高腐蚀环境中应用的，需要设置相应的防护保障措施。

1.4碳纤维布加固技术

碳纤维布由于其强度高、弹性模量大，用于横向包裹钢筋混凝土柱时，可以有效地提高柱的承载力和延性性能。使用碳纤维布对钢筋混凝土结构进行加固处理的作用机理有两个方面：首先，碳纤维布横向包裹，作用机理受剪箍筋类似，与箍筋共同发挥对剪切作用力的承受价值，以此种方式来实现对抗剪承载力的合理提升。受这一因素的影响，还在改善构件变形性能方面有确切的价值；其次，横向包裹碳纤维还会对其浅部的混凝土起到有效的约束作用，提高了混凝土的抗压强度。当受压混凝土达到相当高应力值时，其横向膨胀变形急剧增大，碳纤维环向应变显著增大，环向约束力随之增大，同时实现对极限压应变作用力的提升，使纵向钢筋塑性变形性能得到有效的提升，最终达到结构加固的功效。

1.5结构灌缝技术

结合相关工程实践经验来看，结构灌缝加固技术的主要操作原理在于：针对需要进行结构加固的区域，采用低粘度、高抗拉强度灌浆材料，通过压力灌浆的方式，将制备形成的灌浆材料直接注入混凝土构件的裂缝、空洞中，扩散、胶凝、固化，达到粘结作用，恢复构件整体性的目的，是理想的原位加固技术。适用于混凝土结构所出现的裂缝，恢复其整体性和使用功能。固化后的灌浆浆液具有较高的粘结强度，与混凝土能较好地粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到防锈补强的目的。endprint

1.6结构植筋技术

化学法结构植筋是指建筑工程化学法植筋胶植筋，简称植筋，是建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶种植钢筋的连接技术，是结构植筋加固与重型荷载紧固应用的最佳选择。结构植筋技术的实施过程当中以混凝土等为基材，在需要的混凝土构件上按照结构受力分析确定钢筋数量、型号、位置，在结构物上经过钻孔、清孔、注入高强化学剂，然后植入所需钢筋。本加固技术方案的优势在于：施工期间锚固快捷有效，安全可靠，能够迅速达到共同作用整体受力的加固改造目的。

1.7体外预应力加固技术

相对于体内预应力技术而言，体外预应力技术的特点在于：预应力筋直接布置在主体结构以外。通过对体外预应力加固技术的应用，能够在发挥对钢筋混凝土结构加工图效果的同时，兼顾荷载卸除以及结构内力改变这两个方面的价值。常见的体外预应力加固方案有外部预应力钢丝束加固技术、下撑预应力拉杆加固技术、外部预应力钢绞线补强加固技术以及纵向张拉预应力补强加固技术等多种类型。通过对体外预应力加固技术的灵活应用，一方面能够使既有钢筋混凝土结构的承载能力得到合理的提升，使加固后的荷载等级能够满足整个建筑结构的安全运行要求；另一方面能够在合理提高结构受力的同时，缩短工期，降低加固成本。兼顾实现良好的综合效益水平。

2钢筋混凝土结构加固技术工程应用分析

某综合办公楼层高为2层，建筑结构设计为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为8度，单层层高为4.6m，整体建筑高度为9.2m，无地下室结构。结构基础为独立模式。该工程结构示意图如下图所示（见图1）。如图1，施工至封顶阶段时，按照建设方要求，需要对9轴C、D较差位置柱体结构加以拆除，以达到扩大结构空间的目的。

图1本工程基础结构示意图

从基础加固的角度上来说，如图1所示，在柱体结构取消后，周边柱体结构所表现出的受力明显提升，故而使得本建筑结构既有基础底面积尺寸无法满足结构受力要求。结合本工程前期对施工区域的地质勘探资料分析认为：由于本工程所处区域的地质条件相对稳定，土质结构均匀性较佳，地基承载力高，持力层稳定，故而在对钢筋混凝土结构进行加固的过程当中，选择加固方案为截面加大加固技术方案。整体加固思路为：加固区域内基础底面对称性增宽300.0mm，对应提高台阶高度。加宽时要对新增基础垫层下的地基土进行夯实处理，加宽区域与基础区域主筋结构进行焊接或植筋处理。同时，为了使新增混凝土与既有混凝土的紧密粘接，要求在本区域混凝土浇筑作业实施前，预先进行基础凿毛以及刷洗作业，同时还需要涂刷界面剂，以满足加固效果。

从柱体结构加固的角度上来说，如图2所示，本工程所采取的柱加固方案为截面加大加固技术方案，对周边梁采用的是粘接外包钢加固技术方案。加固过程当中，柱纵向钢筋下端伸入基础锚固，上端穿过楼板后与上柱脚连接，形成稳固整体。在此基础之上，为保证在后加荷载作用下新旧混凝土的应变变化一致，新旧柱的结合面须可靠粘结。外包的混凝土可采用支模浇注，也可采用喷射混凝土的方法。

图2主体结构加固示意图

3结语

综合本文以上分析认为：对于钢筋混凝土结构而言，在加固改造过程当中所涉及到的技术方法类型众多，常见的钢筋混凝土结构加固技术包括截面加大加固技术、置换混凝土加固技术以及粘接外包钢加固技术、碳纤维布加固技术、结构灌缝技术、结构植筋技术、体外预应力加固技术等加固方法。在工程实际应用中，需要根据工程具体情况的不同，采取对应的加固技术方案，确保所选取方案实施下的结构安全、经济合理、且施工简便。本文重点针对钢筋混凝土结构加固技术及其实际工程应用中的关键要点展开了分析与探讨，希望能够为同类工程实践作业的开展提供一定的参考与借鉴。

参考文献

[1] ；叶列平，冯鹏.FRP在工程结构中的应用与发展 ；[J].土木工程学报，2006，39（3）：24-36.

[2] ；张益多，刘荣桂.混凝土结构加固技术研究及应用 ；综述[J].江苏大学学报（自然科学版），2003， ；24（6）：91-94.

[3] ；张小冬，黄莹，赵霄龙，等.混凝土结构加固 ；与防护材料现状和展望[J].建筑科学，2013，29 ；（11）：120-125.

[4] ；曹忠民，李爱群，王亚勇，等.高强钢绞线网- ；聚合物砂浆加固技术的研究和应用[J].建筑技 ；术，2007，38（6）：415-418.

[5] ；张国庆，游阳明.高性能芳纶纤维/环氧树脂复合 ；材料在混凝土结构加固中的应用[J].高分子通 ；报，2006，（6）：98-101，106.

[6] ；邓江东，宗周红，黄培彦，等.FRP-混凝土界面 ；疲劳性能分析[J].复合材料学报，2010，27 ；（1）：155-161.endprint

1.6结构植筋技术

化学法结构植筋是指建筑工程化学法植筋胶植筋，简称植筋，是建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶种植钢筋的连接技术，是结构植筋加固与重型荷载紧固应用的最佳选择。结构植筋技术的实施过程当中以混凝土等为基材，在需要的混凝土构件上按照结构受力分析确定钢筋数量、型号、位置，在结构物上经过钻孔、清孔、注入高强化学剂，然后植入所需钢筋。本加固技术方案的优势在于：施工期间锚固快捷有效，安全可靠，能够迅速达到共同作用整体受力的加固改造目的。

1.7体外预应力加固技术

相对于体内预应力技术而言，体外预应力技术的特点在于：预应力筋直接布置在主体结构以外。通过对体外预应力加固技术的应用，能够在发挥对钢筋混凝土结构加工图效果的同时，兼顾荷载卸除以及结构内力改变这两个方面的价值。常见的体外预应力加固方案有外部预应力钢丝束加固技术、下撑预应力拉杆加固技术、外部预应力钢绞线补强加固技术以及纵向张拉预应力补强加固技术等多种类型。通过对体外预应力加固技术的灵活应用，一方面能够使既有钢筋混凝土结构的承载能力得到合理的提升，使加固后的荷载等级能够满足整个建筑结构的安全运行要求；另一方面能够在合理提高结构受力的同时，缩短工期，降低加固成本。兼顾实现良好的综合效益水平。

2钢筋混凝土结构加固技术工程应用分析

某综合办公楼层高为2层，建筑结构设计为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为8度，单层层高为4.6m，整体建筑高度为9.2m，无地下室结构。结构基础为独立模式。该工程结构示意图如下图所示（见图1）。如图1，施工至封顶阶段时，按照建设方要求，需要对9轴C、D较差位置柱体结构加以拆除，以达到扩大结构空间的目的。

图1本工程基础结构示意图

从基础加固的角度上来说，如图1所示，在柱体结构取消后，周边柱体结构所表现出的受力明显提升，故而使得本建筑结构既有基础底面积尺寸无法满足结构受力要求。结合本工程前期对施工区域的地质勘探资料分析认为：由于本工程所处区域的地质条件相对稳定，土质结构均匀性较佳，地基承载力高，持力层稳定，故而在对钢筋混凝土结构进行加固的过程当中，选择加固方案为截面加大加固技术方案。整体加固思路为：加固区域内基础底面对称性增宽300.0mm，对应提高台阶高度。加宽时要对新增基础垫层下的地基土进行夯实处理，加宽区域与基础区域主筋结构进行焊接或植筋处理。同时，为了使新增混凝土与既有混凝土的紧密粘接，要求在本区域混凝土浇筑作业实施前，预先进行基础凿毛以及刷洗作业，同时还需要涂刷界面剂，以满足加固效果。

从柱体结构加固的角度上来说，如图2所示，本工程所采取的柱加固方案为截面加大加固技术方案，对周边梁采用的是粘接外包钢加固技术方案。加固过程当中，柱纵向钢筋下端伸入基础锚固，上端穿过楼板后与上柱脚连接，形成稳固整体。在此基础之上，为保证在后加荷载作用下新旧混凝土的应变变化一致，新旧柱的结合面须可靠粘结。外包的混凝土可采用支模浇注，也可采用喷射混凝土的方法。

图2主体结构加固示意图

3结语

综合本文以上分析认为：对于钢筋混凝土结构而言，在加固改造过程当中所涉及到的技术方法类型众多，常见的钢筋混凝土结构加固技术包括截面加大加固技术、置换混凝土加固技术以及粘接外包钢加固技术、碳纤维布加固技术、结构灌缝技术、结构植筋技术、体外预应力加固技术等加固方法。在工程实际应用中，需要根据工程具体情况的不同，采取对应的加固技术方案，确保所选取方案实施下的结构安全、经济合理、且施工简便。本文重点针对钢筋混凝土结构加固技术及其实际工程应用中的关键要点展开了分析与探讨，希望能够为同类工程实践作业的开展提供一定的参考与借鉴。

参考文献

[1] ；叶列平，冯鹏.FRP在工程结构中的应用与发展 ；[J].土木工程学报，2006，39（3）：24-36.

[2] ；张益多，刘荣桂.混凝土结构加固技术研究及应用 ；综述[J].江苏大学学报（自然科学版），2003， ；24（6）：91-94.

[3] ；张小冬，黄莹，赵霄龙，等.混凝土结构加固 ；与防护材料现状和展望[J].建筑科学，2013，29 ；（11）：120-125.

[4] ；曹忠民，李爱群，王亚勇，等.高强钢绞线网- ；聚合物砂浆加固技术的研究和应用[J].建筑技 ；术，2007，38（6）：415-418.

[5] ；张国庆，游阳明.高性能芳纶纤维/环氧树脂复合 ；材料在混凝土结构加固中的应用[J].高分子通 ；报，2006，（6）：98-101，106.

[6] ；邓江东，宗周红，黄培彦，等.FRP-混凝土界面 ；疲劳性能分析[J].复合材料学报，2010，27 ；（1）：155-161.endprint

1.6结构植筋技术

化学法结构植筋是指建筑工程化学法植筋胶植筋，简称植筋，是建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶种植钢筋的连接技术，是结构植筋加固与重型荷载紧固应用的最佳选择。结构植筋技术的实施过程当中以混凝土等为基材，在需要的混凝土构件上按照结构受力分析确定钢筋数量、型号、位置，在结构物上经过钻孔、清孔、注入高强化学剂，然后植入所需钢筋。本加固技术方案的优势在于：施工期间锚固快捷有效，安全可靠，能够迅速达到共同作用整体受力的加固改造目的。

1.7体外预应力加固技术

相对于体内预应力技术而言，体外预应力技术的特点在于：预应力筋直接布置在主体结构以外。通过对体外预应力加固技术的应用，能够在发挥对钢筋混凝土结构加工图效果的同时，兼顾荷载卸除以及结构内力改变这两个方面的价值。常见的体外预应力加固方案有外部预应力钢丝束加固技术、下撑预应力拉杆加固技术、外部预应力钢绞线补强加固技术以及纵向张拉预应力补强加固技术等多种类型。通过对体外预应力加固技术的灵活应用，一方面能够使既有钢筋混凝土结构的承载能力得到合理的提升，使加固后的荷载等级能够满足整个建筑结构的安全运行要求；另一方面能够在合理提高结构受力的同时，缩短工期，降低加固成本。兼顾实现良好的综合效益水平。

2钢筋混凝土结构加固技术工程应用分析

某综合办公楼层高为2层，建筑结构设计为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为8度，单层层高为4.6m，整体建筑高度为9.2m，无地下室结构。结构基础为独立模式。该工程结构示意图如下图所示（见图1）。如图1，施工至封顶阶段时，按照建设方要求，需要对9轴C、D较差位置柱体结构加以拆除，以达到扩大结构空间的目的。

图1本工程基础结构示意图

从基础加固的角度上来说，如图1所示，在柱体结构取消后，周边柱体结构所表现出的受力明显提升，故而使得本建筑结构既有基础底面积尺寸无法满足结构受力要求。结合本工程前期对施工区域的地质勘探资料分析认为：由于本工程所处区域的地质条件相对稳定，土质结构均匀性较佳，地基承载力高，持力层稳定，故而在对钢筋混凝土结构进行加固的过程当中，选择加固方案为截面加大加固技术方案。整体加固思路为：加固区域内基础底面对称性增宽300.0mm，对应提高台阶高度。加宽时要对新增基础垫层下的地基土进行夯实处理，加宽区域与基础区域主筋结构进行焊接或植筋处理。同时，为了使新增混凝土与既有混凝土的紧密粘接，要求在本区域混凝土浇筑作业实施前，预先进行基础凿毛以及刷洗作业，同时还需要涂刷界面剂，以满足加固效果。

从柱体结构加固的角度上来说，如图2所示，本工程所采取的柱加固方案为截面加大加固技术方案，对周边梁采用的是粘接外包钢加固技术方案。加固过程当中，柱纵向钢筋下端伸入基础锚固，上端穿过楼板后与上柱脚连接，形成稳固整体。在此基础之上，为保证在后加荷载作用下新旧混凝土的应变变化一致，新旧柱的结合面须可靠粘结。外包的混凝土可采用支模浇注，也可采用喷射混凝土的方法。

图2主体结构加固示意图

3结语

综合本文以上分析认为：对于钢筋混凝土结构而言，在加固改造过程当中所涉及到的技术方法类型众多，常见的钢筋混凝土结构加固技术包括截面加大加固技术、置换混凝土加固技术以及粘接外包钢加固技术、碳纤维布加固技术、结构灌缝技术、结构植筋技术、体外预应力加固技术等加固方法。在工程实际应用中，需要根据工程具体情况的不同，采取对应的加固技术方案，确保所选取方案实施下的结构安全、经济合理、且施工简便。本文重点针对钢筋混凝土结构加固技术及其实际工程应用中的关键要点展开了分析与探讨，希望能够为同类工程实践作业的开展提供一定的参考与借鉴。

参考文献

[1] ；叶列平，冯鹏.FRP在工程结构中的应用与发展 ；[J].土木工程学报，2006，39（3）：24-36.

[2] ；张益多，刘荣桂.混凝土结构加固技术研究及应用 ；综述[J].江苏大学学报（自然科学版），2003， ；24（6）：91-94.

[3] ；张小冬，黄莹，赵霄龙，等.混凝土结构加固 ；与防护材料现状和展望[J].建筑科学，2013，29 ；（11）：120-125.

[4] ；曹忠民，李爱群，王亚勇，等.高强钢绞线网- ；聚合物砂浆加固技术的研究和应用[J].建筑技 ；术，2007，38（6）：415-418.

[5] ；张国庆，游阳明.高性能芳纶纤维/环氧树脂复合 ；材料在混凝土结构加固中的应用[J].高分子通 ；报，2006，（6）：98-101，106.

[6] ；邓江东，宗周红，黄培彦，等.FRP-混凝土界面 ；疲劳性能分析[J].复合材料学报，2010，27 ；（1）：155-161.endprint