结构加固技术在房建建筑施工中的应用探讨

石蔚涛

阳泉市元承建业工程有限公司 山西 阳泉 045000

房建工程的各种建筑结构及各种构筑物因年代久远，在正常使用过程因质量问题，及长期日晒雨淋使各种结构构件逐渐老化，造成诸多工程结构失稳等问题，这对于建筑物安全和居民人身安全都埋下了比较多的安全隐患。为此，必须及时采取相应结构加固措施，对危险性较大建筑物、构筑物进行改造处理，让房建工程建筑结构及构筑物在合理使用的情况下延续其寿命。

1 结构加固技术在房建施工中的重要性

1.1 结构加固技术有利于提升房建施工的安全性

结构加固工程技术的主要目的是保证住宅建筑的整体结构安全稳定性，并保证房屋可以实现多种功能用途。从安全角度分析进行房屋建筑施工，过程中开展加固技术能够有效提升房屋自身的质量和安全性。及时在房屋改造过程中运用加固技术，也能有效延长建筑物的使用寿命，是其提升自身对于外界影响因素的抵抗性。例如，房屋在实际建设过程中，会对自身的抗震性进行一定的考量，由于地震灾害对房屋建筑的影响较大，并且存在不可控性毁坏，直接影响人们的生命财产安全，而应用加固技术能够提高房屋的稳固性，强化其抗震性，在应对地震过程中能够起到一定的缓冲作用，从而抵抗一定的地震等级。加固技术的应用能够有效提升建筑物自身的延展性，利用构造柱塑性变形优势消耗地震所产生的应力和压力，从而提升房屋自身的安全性与稳定性[1]。

1.2 结构加固技术有利于提升房建工程的经济效益

结构加固工艺可以有效地确保建筑施工效果，可以有效合理减少建筑生产成本，在确保工程质量大幅提升的情况下，降低了生产成本。正确的使用结构加固方法可以有效地减少建设资金损失，因为普通结构加固方法通过改善建筑构件品质和尺寸来确保建筑安全，而现代结构加固方法则巧妙利用钢材，使建筑构件简单化、结构材料多元化，保护效应较之以前更为突出，同时在国家提倡节约型社会建设的大背景下，结构加固技术无疑可以降低建筑生产成本，从而有效合理减少了工程造价，为项目建设留下更多地使用空间和带来更大经济效益的可能性[2]。

1.3 结构加固技术有利于建筑行业的进步与发展

结构施工技术是目前建筑业施工流程中的关键环节，对住宅建筑领域来说具有巨大的实用价值。由于结构施工技术能够保证建筑施工安全稳固，特别现在随着大规模的施工工程项目增多，在安全方面、结构方面都得以有效保护，从而能够使建筑材料产品满足市场需求，从而提高了建筑材料产业不断进步。另外结构加固技术的普及，还能够有效促进各产业科技交流融合，特别是对科研教育领域以及新型材料应用领域都具有划时代的重要意义，能够使各产业之间进行有效的科技交流，合理调控发展趋势。因此应该说结构加固技术是现代建材行业的重大突破，全面提高了建材行业的开发水平。新时代更应把握住市场发展趋势，不断完善结构加固技术标准，促进建材行业的良好、稳步发展[3]。

2 房建建筑结构加固施工技术主要应用

2.1 增大截面加固法

该技术在目前结构加固施工中应用最为广泛，根据原结构构造和受力的实际情况，如果结构抗力由于混凝土强度不足、截面尺寸明显偏小及轴压比明显偏高造成安全问题，则采用增大混凝土截面加固（图1）方法比较有效。其优点是施工工艺简单，适应性强，适用范围广。缺点是在施工期间建筑不能正常使用，且施工周期比较长，构件尺寸增大可能影响使用功能，还可能改变结构内力受力分布，也可能出现意外的不良效果。增大截面加固法，选用在受压区或受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层的加固方式，在原结构增大截面面积，有效的改变了原结构的承载、受弯、受剪及受扭等受力，还可能改变结构内力受力分布。根据结构构件功能需要，在钢筋混凝土结构构件的单个侧面或者多个侧面进行增大截面加固，必要时还可以将整体结构进行增大截面加固。加固施工技术及工艺流程：本方法选用的主要材料为钢筋、植筋胶、混凝土、自流密实灌浆料等，及辅材为焊条、界面剂、扎线等材料；材料的选用对于结构加固尤为重要，应对加固材料的生产厂家进行实地考察，确认材料符加固合要求后再采购。采购材料进场后，工程管理参与单位必须对原材料进行取样抽检，经检测合格后方能使用。按图纸要求采用墨线进行定位放样，钢筋加工制作应按规格型号编号分类堆放，植筋位置控制点要准确按部钻孔，清理孔内粉尘注入植筋胶按规范植筋。增大截面加固法，新旧混凝土接触面的处理也是非常重要，如果处理不当将会影响整体结构不能同时工作；因此，原混凝土结构凿毛后将粉尘清理干净，清理松散混凝土及浮浆，涂刷界面剂后才能进行下一道混凝土浇筑。模板安装及各项支撑杆件、拉杆、围箍构件必须牢固，避免涨模或脱模现象。混凝土振捣确保密实度，确保新旧混凝土有效的粘结性，使加固后的结构构件能同时工作；在混凝土振捣时，应合理的分层分段使用插入式振动棒进行振捣，同时应在模板外侧轻轻敲打，确保混凝土流动性及密实度。注意对混凝土进行养护，确保增大截面加固的工程质量[4]。

图1 有效截面的加固技术的应用

2.2 外包型钢加固法

外包型钢加固法技术（图2）主要是在建筑结构构件外部使用型钢进行包裹加固的方法，采用角钢、钢板在混凝土构件截面以外包裹、挟持以增强承载力。连接的方式有两种：干式或湿式，也就是无粘结外包型钢加固法和外粘型钢加固法。两种方法均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柱及梁的加固。对于使用上不允许增大截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力和抗震能力的混凝土梁、柱，外包型钢加固法是比较现实的选择。外包型钢加固方法是对钢筋混凝土梁、柱构件进行外包型钢、扁钢焊接成钢构架，形成对被加固构件的围箍而约束原构件,从而达到构件整体受力的加固目的。外包钢材加固结构的环境温度不应高于60℃。（1）无粘结外包型钢加固法施工技术及工艺流程材料的选用、进场、检测及使用等步骤与上述增大截面加固法的流程是一致的。该技术选用的主要材料为型钢、钢板、钢筋等，及辅材为焊条、锚件、除锈剂、防腐等。按要求对已裁切好的型钢、钢板进行分类按编号堆放，按图纸要求采用墨线进行定位放样，控制好尺寸，对型钢、钢板准确下料裁切；对围箍的型钢、钢板按图纸要求进行焊接，焊接搭接长度必须满足规范要求，焊缝必须要饱满，焊缝厚度一般为6mm，避免焊接部位出现气泡、漏焊现象，焊接前必须将型钢、钢板的表面进行除锈及清理表面的油渍；当型钢壁厚或钢板厚度达到8mm时，应切割开坡口进行焊接。焊接完成后，应采用防腐、防锈、防火等防护措施。（2）外粘型钢加固法施工技术及工艺流程材料的选用、进场、检测及使用等步骤与上述增大截面加固法的流程是一致的。该技术选用的主要材料为型钢、钢板、钢筋、结构胶、填补胶、粘钢胶和结构灌注胶等，及辅材为焊条、除锈剂等。按图纸要求采用墨线进行定位放样，控制好尺寸，对型钢、钢板准确下料裁切；焊接前应对原钢筋混凝土结构的表面进行打磨，清理缺陷处的松散混凝土及浮浆，清理表面粉尘，采取凸凿凹填措施，填补材料应比原结构强度高一个等级。粘钢胶的厚度控制在8mm以内，如果粘钢胶太厚应在原结构进行补强，补强材料应比原结构强度高一个等级。首先对围箍的型钢、钢板进行焊接，焊接搭接长度满足规范要求，焊缝必须要饱满，焊缝厚度一般为6mm，避免焊接部位出现气泡、漏焊现象，焊接前必须对型钢、钢板的表面进行除锈及清理表面的油渍；型钢、钢板灌注结构胶必须饱满，特别在两端部600mm内不允许有气泡空鼓现象，应按要求在型钢上钻孔灌注，型钢外边沿与混凝土结构连接的缝隙封闭密实，避免注浆时从缝隙外溢引起的局部空鼓，注浆时应分段分层开孔注浆，应不允许一次性注浆，这样容易出现气泡及空鼓现象。注浆完成后，外表面采用防火防腐材料进行防护措施[5]。

图2 外包钢加固技术应用

2.3 体外预应力加固法

本方法适用于连续梁和大跨简支梁、一般简支梁、柱的钢筋混凝土结构构件加固。连续梁和大跨简支梁加固，以无粘结钢绞线为预应力下撑式拉杆加固；一般简支梁加固，以普通钢筋为预应力下撑式拉杆加固；柱的加固，以型钢为预应力撑杆加固。加固以后，可以减小构件的挠度、缩小裂缝宽度甚至可以使其完全闭合。既有结构构件在相应的受拉区域通过加固的预应力筋施加预应力(体外预应力)来承担拉力，增强承载能力,减小挠度,闭合裂缝。根据加固结构的具体情况,因地制宜地合理选择施加预应力的方式，并进行相应的构造设计和工艺参数计算。加固施工技术及工艺流程：材料的选用、进场、检测及使用等步骤与上述增大截面加固法的流程是一致的。该技术选用的主要材料为预应力筋（钢绞线）、锚具、钢垫板、钢管套筒、对穿螺杆等，及辅材为焊条、除锈剂、防腐防火等。按图纸采用墨线定位放样，按要求对受力构件比对钢绞线孔径大小进行钻孔，确保钢绞线张拉时自由伸长，如孔径过大很难保证张拉时的稳定性；钢垫板应对准孔位安装并固定牢固，钢绞线应按顺序从起端穿至终端锚固位置；预应力方向的转折必须建立可以滑动的支点，先设置在端部的锚固钢板或钢垫板,焊接连接或螺栓连接的方式实施锚固。张拉前，将张拉端锚垫板清理干净，夹片锚孔要保持清洁，工作夹片和工具夹片用钢管套在钢绞线上用力敲紧夹片，注意使其结合严密；检查千斤顶及油表读出是否正确，以确保加固张拉质量安全。张拉步骤，应从两端同步张拉，先同时将每根体外索匀速张拉，张拉程序应分为：0→初始应力→40%控制应力→100%控制应力→锚固。防止“欠张”，或者“超张”。预应力筋必须采取保护措施，以保护体外预应力筋或钢材兔遭腐蚀，并保护其耐久性[6]。

2.4 粘贴纤维复合材加固法

碳纤维复合材料加固法（图3），该方法是目前应用比较广泛的加固技术，适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。本方法与其他加固材料相比，碳纤维材料稳定性更加突出，无论是刚度还是结构强度性能都远超于其他加固材料，而且碳纤维的自身重量较轻，不会对主体结构施加很大的外部应力。加固施工技术及工艺流程：材料的选用、进场、检测及使用等步骤与上述增大截面加固法的流程一致的。该技术选用的主要材料为碳纤维布、浸渍胶水、碳纤维片材（板材）、粘贴胶、结构填补胶、钢板、钢筋、粘钢胶等，及辅材为焊条、除锈剂等材料。按图纸要求采用墨线定位放样，对原结构的表面进行修整、打磨，清理缺陷处的松散混凝土及浮浆，采取凸凿凹填措施，填补料强度比原结构高一个等级，清理表面粉尘。当粘贴碳纤维片（板）材时，采用粘贴胶将碳纤维片（板）与混凝土结构连结并在板材表面轻轻敲打，粘贴胶厚度应控制在3～8mm以内。当使用碳纤维布粘贴时，使用滚筒浸泡浸渍胶水在加固构件上来回滚涂，还需在碳纤维布上滚涂一道，控制湿度及粘结度，碳纤维布粘贴在钢筋混凝结构构件上应控制好其粘结性和平整度，避免出现气泡、空鼓现象，碳纤维布加固端部应采用压条固定，当梁柱采用碳纤维布环绕围束时，抗剪受力端部必要时采取附加锚固措施。采用防火材料进行防护，避免碳纤维加固材料受到损害[7]。

图3 碳纤维材料加固技术

3 结语

总而言之，随着中国城镇化建设进程的日益深入，中国建材行业也必将蓬勃蓬勃发展，住宅建筑设计的安全可靠性能的重要作用也必将显得更加凸显。住房建设施工单位在实际开展建筑施工的过程中，一定要重视对建筑物结构加固施工技术进行完善，借此有效地提升住房建筑物的寿命、耐久和防震技术能力，并合理运用住宅建筑结构加固技术，借此有效地提升建设工程的总体建筑品质，为全国人民创造一个更优质的生活环境，为建设施工单位的可持续健康发展打下更牢固的基石[8]。