土木工程建设中结构与地基加固技术的运用

黄洪

（广西弘创建设工程有限公司，广西 河池 547001）

为保证建筑整体使用性能，需要在施工中对结构或地基进行必要的加固技术。为保证加固效果，应深入了解不同的加固技术方法，掌握其原理、特点、适用范与施工工艺，并在施工中加以严格执行，从而保证实际的加固效果。

1 结构加固技术

目前，对于混凝土结构主要采用以下几种加固技术：

（1）增大截面法：通过对原构件截面积适当增大或增加配筋提高结构整体稳定性、承载力与刚度，也可通过对自振频率的适当改变实现直接加固。该加固技术的适用范围相对较广，可以在常规构件与一般构筑物中使用，尤其适用于原截面尺寸相对较小或轴压比很高的待加固构件。该加固技术的优点为：使用经验较多，操作简单，有很强的适应性；缺点为：湿作业较多，周期偏长，当构件自身尺寸增大时，可能会对其使用功能造成影响，或影响其他构件自身受力性能[1]。

（2）外粘型钢法：在构件外包型钢或扁钢，通过焊接形成整体，并灌入结构胶进行粘接，以此实现整体受力和协同工作。该技术适用于梁、柱、桁架、墙与框架的节点加固。该加固技术的优点：受力明确且可靠，能有效改善结构构件的性能，并且不会对使用空间造成太大的影响；缺点：对施工有着很高的要求，所有外露的钢件都需要做好防火和防腐，操作难度较大，过程烦琐。

（3）粘贴钢板法：利用专门的胶粘剂在待加固结构表面粘贴一道薄钢板，以此形成复合截面，提高结构自身承载力。该加固技术主要用于受弯、斜截面受剪、受拉与偏心较大的受压构件，当构件截面内力有较大的拉压变化时，应谨慎使用此方法。该加固技术的优点：施工操作较为简单，不会使构件自重增加太大，也不会改变原结构的外形，对建筑的使用空间基本没有影响；缺点：胶粘剂自身耐久性与耐火性可能存在问题，而且在粘贴钢板之前，需要对钢板进行必要的防火处理[2]。

（4）粘贴复合材法：在待加固的构件表面采用胶粘剂粘贴一道复合材料，以此形成复合截面，提高结构自身延性与承载力，属于直接加固法。该加固技术适用于受弯、受压与受拉构件。该加固技术的优点：质量轻、强度高、施工简单，复合材料可以在曲面粘贴，也可进行转折，完成加固后，构件自身重量基本没有变化，对结构的外形也基本没有任何影响；缺点：胶粘剂自身耐久性与耐火性可能存在问题，且复合材料锚固也存在问题。

在实际情况中，要根据结构构件具体情况，并结合实际的施工条件选择适宜的加固技术，以下以粘贴钢板法为例，对其施工工艺做简要分析。

1.1 界面处理

利用角磨机对待加固构件的表面进行打磨，以去除松散组织，确保粘接面达到平整和坚实。用吹风机对结构表面的浮尘进行吹扫。用干净的棉布蘸取适量丙酮溶液对打磨完成后的结构表面进行擦拭，使结构表面达到洁净。用角磨机和砂轮片对钢板表面进行打磨，具体的打磨方向要和受力方向保持垂直，将锈迹去除干净后，尽可能达到粗糙。在打磨完成后，要用干净的面部蘸取适量丙酮溶液进行擦拭[3]。

1.2 粘贴钢板

钢板的粘贴要用专门的胶粘剂进行。在拌和胶粘剂的过程中，应借助低速搅拌机，以保证搅拌的均匀性。胶粘剂搅拌完成后，其色泽应保持均匀，且没有气泡，同时还要采取有效措施避免杂质进入。搅拌完成的胶液需要在要求的时间范围内用完，若超出规定期限未用完，应将其废除。

将胶粘剂拌和均匀后，将其及时均匀的涂刷在待加固结构表面及钢板表面，经检查确认没有漏刷后，方可进行粘贴。完成粘贴后，胶粘剂厚度应处在2～3mm 范围内。在俯贴的过程中，胶层应做到中间厚和边缘薄；在竖贴的过程中，胶层应做到上层厚和下层薄。粘贴钢板的过程中，必须保持平整，使段差过渡达到平滑，没有折角[4]。

1.3 固定、加压与养护

固定和加压需使用由顶杆、千斤顶与垫板构成的系统进行，这一系统除了可以提供较大压力，还能在加压固定的基础上卸除构件所承受的荷载，确保粘贴后结构和钢板能够协同受力，保证加固效果，并能提高施工效率。将钢板粘贴好后，应均匀布点进行加压固定。具体的加压顺序为从钢板其中一端至另外一端逐个点位进行加压，也可以从钢板的中央不断向两端进行逐个点位加压，但不可以从两端开始向中间部位加压。相邻两个加压点之间的距离应按照50mm 控制。另外，在实际的加压过程中，胶缝厚度应按照2mm 严格控制和调整。

粘贴完钢板后，做好养护，使养护温度达到15℃以上，在固化24h 的时间后方可卸掉加压夹具与支撑；在养护72h 的时间后，方可开始下一道工序的施工。如果养护时温度低15℃，应采用红外线灯进行加热。在固化的过程中，钢板不能受到任何形式的扰动[5]。

1.4 防护面层施工

将钢板粘贴在构件表面后，往往直接外露，对此要做好防腐处理。具体方法：在钢板的表面涂抹一层厚度达到25mm 以上的聚合物砂浆，也可使用具有良好防腐蚀性能的饰面材料，对所有钢构件的表面都要进行除锈。具体的涂装方案：当耐火极限在2.5h 以内时，先涂抹环氧富锌底漆，共两道，使干膜厚度达到75μm，然后涂抹一道环氧云铁中间漆，使干膜厚度达到80μm，再涂抹薄层防火涂料，最后涂抹两道聚氨基酸面漆，使干膜厚度达到70μm；当耐火极限在2.5h 以上时，先涂抹环氧富锌底漆，共两道，使干膜厚度达到75μm，然后涂抹一道环氧云铁中间漆，使干膜厚度达到80μm，再涂抹厚层防火涂料，并用腻子将基面找平，最后涂抹两道聚氨基酸面漆，使干膜厚度达到70μm[6]。

2 地基加固技术

地基加固技术有很多，若按加固原理，可将其分为以下三类：①换土垫层法；②振密与挤密法，包括表层压实法、重锤夯实法、强夯法、振冲挤密法、土桩法、砂桩法、夯实水泥土桩法、爆破法等；③排水固结法，包括堆载预压法、砂井法、真空预压法、真空堆载联合预压法、降低地下水位法和电渗排水法。不同的地基加固方法采用不同的原理，适用范围有所不同，实际工程中需要根据地基情况和加固要求选择适宜的加固技术。

以下以强夯法为例，对其施工工艺做简要分析。

（1）对施工场地的表面进行清理与平整，并设置必要的排水系统。

（2）将第一遍夯点的具体位置标出，同时对场地的实际高程进行测量。

（3）将起重机就位，并把夯锤放到夯点位置。

（4）对夯前锤顶高程进行测量。

（5）将夯锤平稳起吊至设计要求的高度，然后开启脱钩装置，使夯锤脱钩并自由下落，再将吊钩放下，对锤顶的实际高程进行测量；如果发现因坑底倾斜导致夯锤倾斜，应对坑底进行整平[7]。

（6）对步骤（5）进行重复，按照设计要求的夯击次数和控制标准完成一个夯点的夯击；如果夯坑的深度过大，导致无法提锤，但没有明显的隆起，还没有达到相应的标准，则应对夯坑进行回填，直到和坑顶达到平齐，然后继续进行夯击。

（7）换下一个夯点，重复步骤（3）至步骤（6），直到完成第一遍所有夯点的夯击。

（8）用推土机对夯坑进行回填，同时对场地的实际高程予以准确测量。

（9）在间隔足够的时间后，按照以上步骤完成所有夯击。最后要用能量相对较低的方式进行满夯，以此将场地范围内的表层土夯实，最后对夯实完成的场地高程进行测量。

（10）施工中应安排专人做好质量检验与监测，需监测的项目、方法及允许偏差或允许值为：①夯锤落距：采用钢尺梁或钢索设标志的方法检测，偏差不能超过±300mm；②锤重：直接称重，偏差不能超过±100kg；③夯击遍数与顺序，采用计数法检测，应完全满足设计要求；④夯点间距：钢尺量，偏差不能超过±500mm；⑤夯击范围：钢尺量，应完全满足设计要求；⑥间歇时间：不超过7d；⑦夯击击数：采用计数法检测，应完全满足设计要求；⑧最后两次夯击的下沉量均值：采用水准仪检测，应完全满足设计要求[8]。

3 结语

综上所述，建筑工程施工中，往往需要对结构或地基进行必要的加固处理，无论是结构加固还是地基加固，都有很多种不同的方法可供选择。为保证加固效果，需要在明确结构或地基实际情况的基础上，结合具体的加固要求与施工条件来选择适宜的加固技术，以此充分发挥所选加固技术的作用效果。