钢筋混凝土框架结构加固技术的应用

岳军

(中机第一设计研究院有限公司，安徽 合肥 230000)

工程建筑的形态在不断的变化，但支撑结构和框架变动较大。因此，必须对相应的结构进行加固，以适应建筑使用的要求。相同的框架在进行加固后，承载力和受力状况都要比原来的框架有所变化，这就为施工方提供了更多的施展空间，既能保证施工质量，又能满足相应的施工要求。在建筑施工中，质量才是最重要的，如果出现了质量问题，那么后果不堪设想。因此，合理运用钢筋混凝土的施工工艺，是保证施工质量的关键。当然，施工单位也要根据具体情况来确定施工方案，合理使用加固技术，确保施工质量。

1 钢筋混凝土框架结构概述

钢筋混凝土框架是由横梁、纵梁等构件构成的框架，按其施工方法可分为三种，包括整体式、装配式和装配整体式。整体式结构的稳定性和完整性较好，结构也比较灵活，但是整体结构的缺点就是需要大量的模板，所以施工时间较长。装配式结构的全部构件都是预制构件，装配式结构可以在工地上直接进行构件的安装和连接，为机械化施工提供了更为有利的施工环境[1]。装配整体式是在工地上进行预制梁、柱、板的安装，并在构件的连接处采用钢筋混凝土浇筑，以确保施工质量。由于在设计框架结构时，通过控制建设项目的费用，可以提高项目的经济效益，因此具有很好的经济性。另外，在设计时，还可以方便地进行平面空间的结构设计，通过对平面的调整，可以更好地确保设计的合理性，提高整个平面空间的使用率。由于框架结构采用的大部分构件都是标准构件，所以可以确保工程的规范性。在施工中，相同尺寸的构件可以提高工作效率，确保工程质量。

2 钢筋混凝土框架结构设计中直接加固技术应用

2.1 增大截面法

在目前的直接加固方式中，增大截面法是一种比较常见的处理方式，其主要作用是通过在现有的钢筋混凝土结构中增加一定的截面面积，并在原来的基础上增加钢筋，从而提高结构的整体强度。在实际使用中，主要用于某些受压构件加固作业，其操作程序十分简便，是当前建筑工程中普遍采用的结构形式。由于采用这种方法，结构的整体体积会增大，占用的空间也会很大，而且会增加结构的自重，从而给地基带来更大的压力[2]。

2.2 混凝土置换法

在直接加固中，混凝土置换的作用是将不符合规定的钢筋混凝土拆除，在清理完毕后，在原有的框架上重建模板，进行混凝土浇筑，以达到修复结构承载力的目的。在工程实践中，这种加固技术是针对某些结构在施工质量不合格或受到外力影响而损坏时应用。另外，在进行结构模板重建时，必须与原有结构的大小保持一致，并且使用的混凝土浇注材料必须与原有的施工材料相适应，以增强结构的整体强度[3]。但在工程实践中，这种方法不仅工作量大，而且养护周期也比较长，从而限制了施工进度。

2.3 外粘型钢法

与上述两种传统的施工应用技术不同，外粘型钢法是一种比较新颖的加固技术，基本原理是在原有的钢筋混凝土框架外包覆一层钢结构，从而达到外包钢骨架的目的，既能有效地避免钢筋混凝土结构的变形，又能提高整体强度。这种方法对结构进行快速加固，对工期较短的工程具有很好的效果[4]。但这种方法造价昂贵，耐热性能差，一旦发生火灾，很可能造成结构坍塌。

2.4 粘贴钢板法

与外粘型钢法类似，粘贴钢板法的施工材料也是钢结构，但与外粘法的区别在于，这种粘结法使用的是粘胶剂，在粘胶剂的作用下，可以直接附着在钢筋混凝土构件的表面，取代原有的受力结构，形成新的承载体，提高整体结构稳定性。根据以往的工程实践，这种加固方式主要是针对某些受拉或受弯的建筑物。但与外粘型钢相似，其结构在外部环境、温度等因素的作用下容易出现质量问题。粘钢加固必须保证施工环境中的温度和湿度，使其免受腐蚀。粘钢加固施工工艺要求在混凝土结构外施工，采用粘结剂加固结构，从而提高结构稳定性。另外，混凝土强度不得低于C15规范，施工质量直接影响最终加固施工质量，需要专业技术人员操作，有效保证最终加固效果达到工艺要求[5]。粘钢加固时，需要对材料表面进行处理，并在加压固化后及时检查，直至达到标准要求，才可使用防腐粉末。

2.5 粘贴碳纤维布加固法

在直接加固法中，粘贴碳纤维布基本原理是将预先制备好的碳纤维直接粘贴到混凝土结构上，从而达到增强混凝土结构强度的目的。这种方法对梁体的加固具有很好的应用价值。但这种材料具有很低的耐温性，在高温环境下，其强度也会降低。自80年代以来，碳纤维复合材料广泛应用于建筑混凝土结构加固。由于其密度低，施工方便，强度高，在整个混凝土结构加固中得到了广泛的应用。混凝土结构一般采用多种加固材料，TRC是一种新型加固技术，以玻璃纤维、多轴纤维为主要材料，能有效弥补传统混凝土结构的缺陷，同时具有极强的耐火性和耐蚀性，能与原有混凝土结构形成良好的融合性[6]。另外，纤维本身可以按照设计基本方向排列，大大提高了施工效率。因此，这种材料广泛应用于轻型薄壁件或包覆件的修复和加固。

2.6 预应力加固法

在使用过程中，结构会产生相应的预应力，而预应力加固则是将预应力钢筋加入到结构的初始状态下，使得其内部应力分布发生变化，从而改善结构的承压性能，增强结构的使用稳定性。在工程实践中，这种施工方式主要适合于大跨度的梁结构，同时也适合于承重分压结构。在预应力加固法施工中，对各个工序的操作都有很高的要求，而且对设备和操作者的技术水平要求较为严格。预应力加固技术一般适用于钢筋结构严重腐蚀时，即使结构已发生破坏，也可直接应用于结构本身。加固前应充分了解结构开裂程度、结构腐蚀程度、结构承载能力等情况，并据此制定相应的加固方案。同时，预应力加固对混凝土结构强度有一定要求，如果强度达不到要求，应及时采取其它措施。预应力加固的具体工作原理是利用支撑结构将整个结构的受力点分散，从而进一步提高整体承载能力[7]。为了达到较好的加固效果，应合理设计支杆数量、支座布置、主荷载位置增加支杆数量。

2.7 喷射修补加固法

喷射修补加固法是目前框架结构中普遍采用的一种加固方式，其应用原理是利用高速喷射装置，将混合好的水泥砂浆喷入混凝土结构的表层，使其凝固，从而达到加固结构整体强度的目的。该技术的建设速度大大提高，在新旧建筑的连接处具有很好的应用效果。应指出，结构所采用的设备综合性能要求很高，对操作者的整体素质要求也很高。

2.8 化学灌浆加固法

化学灌浆技术是将相应的化学物质注入水泥浆液中，通过压送机械将其注入混凝土裂缝，使其扩散、固化、连续胶凝，最终达到加固的目的。化学灌浆工艺一般采用甲基丙烯酸甲酯和环氧树脂。

3 钢筋混凝土框架结构设计中间接加固技术应用

3.1 增设构件法

在间接加固法中，增设构件法是一种比较常见的加固方法，其应用原理是在原有的基础结构设计基础上，添加部分构件，使原结构的受压状态得到合理的分摊，从而减少原结构的承受压力，提高结构的稳定性[8]。该加固方法的施工和使用步骤简单，施工速度快，适合各种结构的构件加固。但与增大截面法相似，在施工后必须考虑结构对空间的影响。

3.2 增设剪力墙加固法

增设剪力墙加固法也是一种间接加固法，其应用原理是在适当的部位构造剪力墙，使其与原有的钢筋混凝土结构形成一个整体，从而增强结构的抗压强度和抗震性能。一般情况下，这种结构适合于低层建筑，对梁柱的承载力有显著提高。但在工程实践中，由于剪力墙的存在，会使建筑占用更多的空间，所以在工程实践中必须全面考虑。

4 钢筋混凝土框架结构加固技术应用

4.1 加固技术流程

首先，要对结构的整体可靠度进行有效的分析，着重对结构的材料质量、整体承载力、构件的力学性能等进行深入的研究和分析，以确保工程设计的合理性。如果工程所用的材料与实际需要有一定差异，对材料进行二次检验，并对其进行评估，为加固技术方案的编制提供依据[9]。通过技术人员的分析，可以通过扩大截面加强技术，套箍加固层来约束钢筋混凝土框架结构的所有受力，并限制其横向变形，从而从根本上改善混凝土结构的强度和延性，优化整个结构的使用寿命。采用套箍构件对钢筋混凝土框架基础进行处理，并对其进行表面开裂区封闭，以达到控制应力强度的目的，避免出现裂缝问题。同时，将原有的钢筋混凝土框架与套箍构件有机地结合起来，有效地提高了整体的承载力和刚度，增强工程的整体施工效应。为确保施工的正常运行，必须对加固技术方案进行改造。通过对方案的经济性、安全性和适用性进行详细分析，制定技术标准，确保施工的高效地开展。

4.2 加固技术方案对比

为了确保工程场地的正常使用，必须在加固过程中进行技术方案的优化，并对各种设计方案进行比较和分析，从而提高工程的整体效益。1)在建筑物中增设两层钢筋混凝土框架结构。该方法造价低廉，与原有建筑物衔接良好，减轻钢筋混凝土立面施工的困难。但由于技术使整个结构的自重增大，不宜用于大型梁、柱当中；2)加强轻钢结构的方法。采用两层轻钢结构进行加固，可有效地解决结构自重的问题，而且施工时间较短，具有较高的机械化水平。但由于底层钢筋混凝土结构的连接处，对原有结构的安全性产生了一定的影响，因此应对其进行详细的优化设计。

4.3 框架钢筋施工

在绑扎时，要求在搭接绑扎前按钢筋等级确定搭接长度，并仔细检查搭接长度、绑扎质量、混凝土强度等。如果有不同等级的混凝土，则需要技术人员仔细地计算钢筋的连接强度，以确定特定的搭接长度。技术人员也要注意按规定做好预留部位的处理，以免影响到接头的连接效果。在施工过程中，可以在同一连接区设置接头，合理安排捆扎结构，防止构件过分密集或分散，并按钢筋结构的特性要求进行搭接，适当预留搭接接头的位置。在钢筋焊接过程中，首先要模拟相同的施工工况，确定焊接过程，并按照质量标准仔细检查焊缝中有无夹渣、气孔等不良现象，防止因焊接质量不达标而影响钢筋混凝土结构的加固效果。

4.4 加固技术管理

加强对施工技术人员的专业技能和综合素质培训，增强他们质量控制责任心，确保能够正确、严谨地执行钢筋混凝土框架结构的加固技术，并严格按照操作规范和标准进行作业。在加固工程中，要加强对施工人员的安全意识，对每一道加固工序的操作进行严格控制，防止违章操作现象的发生，要在确保施工安全的前提下，尽可能地提高加固效果。

5 钢筋混凝土框架结构加固的注意事项

鉴于与原建筑工程的承载能力相结合，加固施工方案最终选定应具有综合性，在加层部位要进行新的基础建设，以保证在施工过程中不会影响到原有结构的基础。对基层混凝土结构的各种粘结材料进行角磨机处理，混凝土结构表面产生的灰尘清理干净。若使用高压水洗，应在表面完全干透后再进行下一阶段的施工。混凝土结构表面出现的各类缺陷，在进行下一阶段前，必须使用砂浆进行修补。如钢筋暴露或生锈，应首先对钢筋进行除锈。此外，在施工中应注重新旧交接层的施工质量，使其成为一个整体的受力系统。由于建筑加固工程与新建工程不同，施工过程中有许多不确定性，所以必须加强施工现场的安全管理，并严格按照设计图纸进行施工，特别是在钢筋焊机的使用中，要防止钢筋与酸性物质接触，避免影响到钢筋的使用。

6 结语

在当前的建筑工程建设中，支撑构件是建筑的关键。如果支撑结构发生问题，则整个建筑的安全将会受到质疑。这就要求在采用加固技术时，必须通过对各部位进行分析，确定各部位的强度，再选用相应的加固工艺，从而提高加固效果，同时，对加固工作也要进行严格的规定，如果达不到要求，必须立即进行返工，直至合格进行下一阶段的施工，从而避免安全隐患。另外，有关的施工技术也要加强，在进行加固时，必须要增强加固技术与实际加固部分的契合度，从而提高工程质量。