房屋建筑施工中运用结构加固技术的探讨

杨 斌 （上海二十冶建设有限公司西南分公司，四川 成都 610031）

在城镇化背景下，各类建筑工程项目不断增多，作业量也在持续上升。在工程施工过程中，不但需合理规划各种室内功能分区，以提高人们的生活品质，并且还需缩短项目施工周期，提高施工效率，增加项目建设效益。在房屋建筑工程建设期间，需采用科学合理的加固技术，有效改善整个结构的施工质量，因此，深入研究房屋建筑结构加固技术具有重要意义。

1 房屋建筑结构加固技术的应用价值

在房屋建筑项目建设合理应用加固技术，可改善结构的安全性以及建设质量。从此技术实际使用效果方面来看，主要有以下几个特征：

（1）稳固性。在应用结构加固技术时，不但能够有效改善整个建筑结构的稳定性，还可增强其安全性、抗震性等。当发生地震自然灾害时，依托结构加固技术使得房屋建筑具有较强的抵抗能力；与此同时，还能够减少裂缝、坍塌的发生概率。

（2）耐久性。采用结构加固技术可有效改善建筑结构整体质量，延长房屋使用寿命。一般情况下，如果建筑结构的施工质量与强度不符合规定要求，会出现返修或者拆除的情况，而使用结构加固技术之后，可提升建筑整体结构的稳定性与安全性。

（3）经济性。如果建筑结构发生损坏、裂缝等现象时，需第一时间组织人员进行养护和维修，反之则会造成重大经济损失与人员伤亡。然而，在维修期间，需投入大量资金与各种建筑材料，不但提升了建设成本，还会对企业形象以及市场竞争产生较大影响。在工程建设时，采用结构加固技术能够有效避免以上这些问题，降低成本投入，提升企业的市场口碑以及竞争力[1]。

2 现代房屋建筑结构常用加固技术

2.1 直接加固技术

（1）加大截面加固法

类似于置换混凝土加固方法，主要是通过增加截面积实施加固处理，此技术较为成熟，具有施工便捷、操作简单以及使用范围广的特点。然而湿作业时间较长，会直接影响到建筑使用。与此同时，应用此方法进行加固处理后，会减少建筑结构内部实际使用面积。因此，这种方法通常适用于加固普通混凝土构件。

（2）有粘结外包型钢加固法

这一方法有着良好的加固作用，承载能力较强，施工较为便捷，但需使用大量钢材，使得造价相对较高。因此，不宜用于加固普通场所，基本使用在对于结构强度有一定要求，同时加固构件尺寸无法增大等场所。由于需要使用钢材，因此，该类型加固方式不能应用于高温场所的房屋结构加固。

（3）粘贴钢板加固法

该方法能够有效减少施工周期，不会对周围居民的生活生产造成较大影响，与此同时，此类加固方法不仅不会减少建筑内部使用面积，也不会破坏整个建筑外观。但是也存在较多问题，比如胶粘质量会直接影响到加固效果，对此，难以有效控制加固效果。另外，这种类型的加固方法主要适用于静力状态情况下的混凝土构件加固处理中。

（4）粘贴纤维增强塑料加固法

此类结构加固方法与粘贴钢板加固法相同，但是在材料方面存在较大差异。除此以外，由于采用的加固材料属于塑料制品，与钢板材料对比时，具有防腐蚀、防潮的优势，并且材料本身质地较轻，施工成本也低于钢材。然而塑料材料也存在较多缺点，比如耐高温能力较差，并且容易引发火灾。对此，在应用此类加固方式时，需对房屋结构进行耐火处理。

2.2 与混凝土结构加固联合应用的技术

（1）托换技术

托换技术是一种系统性技术，也是托梁换柱、托梁拆柱等相关技术的概称，是由上部结构顶升、结构加固以及拆卸废弃混凝土构件等方面技术构成的，主要应用于建筑结构的改造与加固。

（2）植筋技术

在应用此技术时，混凝土构件能够有效、便捷地与锚固技术相连接。不但能够植入螺栓式锚筋，也能够植入普通钢筋，主要适用于现有建筑结构的改造与加固项目。

（3）裂缝修补技术

此方法需依据混凝土结构裂缝的产生原因、尺寸以及形状，应用各种封护方法实施修补处理，从而改善整个建筑结构的耐久性以及应用功能。

（4）外包钢加固技术

在混凝土构件周围设置外包角钢，并采用缀板将角钢连接起来。一般外包角钢技术可细分为湿式与干式。在实际施工中，应用湿式外包钢技术时，需采用环氧树脂、乳胶水泥等材料，对原有结构与型钢实施粘结，保证施工作业的整体性，然而工程量相对较大；在使用干式外包钢法时，既有结构与型钢之间未实施粘结，即便会采用水泥砂浆进行填补，然而也难以满足结合面剪力和拉力之间的传递要求，无法保证原结构与型钢之间的整体性，仅能够达到单独受力的效果。此方法不会改变原混凝土结构的截面面积，不但能够有效改善构件的承载能力，还能够提升延性和刚度，通常用于屋架、梁等混凝土构件加固施工中[2]。

（5）外部粘钢加固技术

通过合理使用粘贴剂，能够起到加固的作用，将钢结构粘结至混凝土结构表面，能够共同受力。现阶段，在受弯构件或者是受拉构件的补强加固项目中，主要采用外部粘钢加固技术，要求施工现场湿度低于70%，温度则需控制在60℃以下，同时还需避免出现化学腐蚀的情况。

（6）增设支点技术

采用增设支撑点的方法，减少房屋建筑的计算跨度，以此对结构内力进行有效控制，改善承载能力。此方法通常应用在桁架、网架以及板等水平构件加固作业中。支点法可细分为刚性支点方式和弹性支点方式[3]。

3 工程概况

在某房屋住宅工程中，梁结构发生裂缝，主要是因为混凝土结构强度较低以及增设各种装饰物导致载荷较大。建筑总面积为2804m2，共有三层，并且梁均发生裂缝，严重影响人们日常生活，需对此建筑物实施加固处理。在对梁结构上的裂缝进行加固处理后，有效改善了梁的安全性、抗裂能力以及刚度等，并且应用效果良好。

4 房屋建筑结构加固技术应用方案

4.1 结构裂缝产生原因分析

依据此建筑工程施工设计图，该建筑物主体属于砖混结构，梁是现浇混凝土结构，强度等级为C20，截面面积为200mm×500mm，梁跨度为6m，楼板采用预制预应力空心板，厚度为120mm，板上炉渣混凝土厚度为70mm，水泥砂浆面层厚度为25mm。在此建筑结构中，进深梁基本处于离支座1P4 跨度区域中的跨中竖向裂缝以及斜裂缝，在梁的支座周围的1P4跨度区域内分布着受剪斜裂缝，每个梁的端部位置至少有五条裂缝，而跨中受弯裂缝呈现出下宽上窄，并逐渐往上侧方向发展，大多数裂缝宽度低于13mm。

对施工现场进行全面检查，该建筑结构地面采用贴面砖，由于建筑物室内空间与走廊地面之间的高差为25mm～30mm 左右，导致楼面荷载上升0.15kN/m2～0.16kN/m2。在检测梁混凝土结构强度时，需采用后装拔出法，得出强度为11MPa～12MPa 左右。为了充分确保混凝土强度的准确性，需采用钻孔取芯法，收集3 个芯样作为校验对象，根据检测数据显示，与使用拔出法得到结果基本相同，混凝土结构强度为11MPa。

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根据梁的配筋设计图与隐蔽项目记录，详细检测梁的稳定性，检测数据显示，缝隙宽度以及承载力无法到达设计标准。通过对项目现场结构损坏位置进行细致勘察，在检测混凝土强度时，需使用拔出法以及取芯法。其中，在应用取芯法的过程中，从试验压力受损情况来看，骨料强度较低，并且受损面基本在骨料与水泥石界面上。与此同时，在对试件进行加工平磨时，骨料已经开始出现松动脱落的情况，发生此类原因是混凝土结构的强度较低，是振捣施工密实较差以及骨料泥量较多等诸多因素所致。另外，通过结构验算不符合规定要求，在对裂缝形成原因进行全面分析时，发现混凝土结构的强度较低。依据验算数据，需使用结构加固技术进行处理。

4.2 结构加固方案的选定

当混凝土梁结构的强度较低时，需合理运用各种加固技术，在选用加固施工计划时需遵循以下原则：在加固施工完成后，要求达到安全控制标准。在保证安全的情况下，需尽量减少施工成本；必须在施工周期之内完成加固施工。通过详细对比施工方案，将此项目钢筋混凝土梁结构细分为屋面梁与楼层梁，在对屋面梁进行加固时，使用梁侧面增加钢板分担部分荷载的方法，而楼层梁加固时，使用增加受压区混凝土面积的方法[4]。

4.3 加固施工要点

4.3.1 加大截面加固法

（1）地面凿除

在拆除加固区域的面层时，需使用振动适宜的电镐进行凿除，同时还需凿掉高出原梁30mm的混凝土楼板，暴露出原有的梁钢筋，使得板面和梁顶的标高保持一致。为显著提升新旧混凝土结构的整体性，需合理运用结构植筋，并从梁的顶部中心位置垂直植入钢筋，每根间隔为200mm，植入深度为200mm，界面处理如图1所示。

图1 界面处理

（2）植筋施工

①在梁上需要植筋处画线作为标记，规避原有箍筋明确具体钻孔方位，使用电锤实施钻孔，孔直径约为14mm～16mm；②在清洗孔道时，采用丙酮能够改善植筋强度；③将拌合均匀的结构胶使用胶枪注入孔道中，再插入钢筋，当孔洞边缘能够挤出胶液时即可；④制作安装钢筋。将钢筋布置在横向两层处，间隔为200mm，在底部横向钢筋处，采用焊接的方法，与原梁箍筋或者架立筋进行连接；⑤在施工现场搅拌C30混凝土，浇筑施工具体厚度为70mm，在浇注完约1h～2h 之后，覆盖塑料薄膜进行养护，便于蓄热，同时还需第一时间洒水养护。

4.3.2 梁外侧包钢加固施工方法

在混凝土梁面结构中具有抹灰层，因此，在加固施工之前，需凿除装饰面层与加固梁面抹灰。对于混凝土结构与钢板之间的接触面，清除钢材表面的油脂和清锈，并使用金刚磨片对混凝土结构表面进行磨平处理，清理混凝土梁表面的各种杂质与浮灰，提升混凝土结构表面与型钢的粘结力。

（2）钻孔植筋

根据加固图纸规定的标准实施钻孔植筋，采用两排对拉钢筋，间隔为200mm，与钢板上下两侧的间距均为50mm，并且混凝土梁面结构两侧露出的钢筋不低于20mm，如图2所示。

图2 钻孔植筋

4.3.3 注胶管埋设

在梁的加固界面需设置钢板，并规划出全部注胶点，通过埋设注胶管的方法预设注胶点。在混凝土接触面与钢板周围位置，使用角磨机在构件中设置沟槽，具体尺寸约为20mm×5mm×5mm，并将槽一侧插入钢板中约10mm，另一侧则露在钢板外，在完成割槽作业之后，需在槽内设置注胶塑料胶管，埋设方法与槽走向相同，其中一侧插入钢板，另一侧则暴露在外，并将外露胶管设置成加固注胶点，然后使用封缝膏或者腻子对外露的胶管进行密实处理，在符合规定强度要求后，将胶液体灌注钢板内[5]。

4.3.4 钢板制作安装

①钢板采用Q235 钢板，厚度为10mm，采用E43 焊条，在焊接二级钢筋和钢板时，需使用E50 焊条，并且焊缝等级要求达到三级；②在两块钢板的连接位置，需保证焊缝表面平整以及焊点金属融化均匀，避免出现较大焊次瘤、凹陷以及裂纹。在对钢板进行拼接时，需使用V 型焊接方法，并且焊缝厚度需满足施工设计图规定的相关要求；③在焊接安装钢板与型钢过程中，需依据实验数据以及评定结果，制定焊接技术方案。由于焊接质量会对钢构件的应用安全产生较大影响，为了能够确保建设质量，需开展相关试验工作，结合钢结构焊接流程规定要求，开展焊接技术评定测验，选择出适宜的焊接方法、材料等；④在完成钢板吊装作业之后，需对钢筋和单侧钢板进行塞焊处理，再合理运用锚杆拉力计，以起到拉紧钢板的效果，同时还需对拉钢筋进行塞口焊接；⑤灌胶作业，采用封缝膏、腻子对混凝土和钢板之间的缝隙进行密封处理，等到封缝膏与腻子的强度符合规定要求之后，将胶体灌注钢板内。在对梁进行注胶时，需使用高压注胶设备，从梁底部位置的注胶点进行注胶作业，并按照流程从梁的一侧往梁另一测实施灌注，在灌注第一点过程中，需使用夹子夹住之后的注胶管，在开始灌注第二点时，需松开夹子，当四周排气孔发生反胶情况时，需采用这一方法实施多次灌注作业，直到全部排气孔出现返胶的现象，才可停止施工；⑥在对钢板采取防护措施时，需使用防腐漆涂刷两次以上，并在干燥之后，再涂刷两遍防火漆。

5 结语

在房屋建筑结构加固施工中，要求结合项目建设质量控制要求选择适宜的技术类型，保证结构加固技术方案的可靠性以及合理性，要求相关人员需具有丰富的建筑经验，从而能够选择出适宜的施工技术方法。从本项目加固施工环节来看，在对房屋建筑结构进行加固时，重点在于选择适宜的加固技术，通过详细分析建筑物加固原因，确定加固区域，制定完善的施工方案，以保证房屋建筑结构加固效果。