房建工程中的混凝土结构加固施工工艺

曹力

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

0 引言

钢筋混凝土具备良好的防火性能、可塑性能、耐久性能，所以，其能在建筑领域获得广泛的应用。结合实际情况而言，我国地域辽阔，不同地区的环境气候存在较大的差异性，同时近几年国内各级地区频频发生地震灾害，对钢混结构建筑物的稳定性造成较大的影响，所以，本文着重的对钢混结构建筑物的加固技术进行研究分析。

1 工程概况

此次研究以某办公大楼建设项目作为研究案例，该办公大楼设计为长方形，建筑物的东西走向长度设计为240m，建筑物的南北走向长度设计为308m，建筑物的占地面积设计为73300m2，办公大楼的建筑面积设计为69779m2，地上部位的建筑面积为61970m2，地下部分的建筑面积为9398m2，建筑高度设计94.2m。结合设计图纸来看，建筑物局部区域采用的是大跨度结构，框架梁的截面高度能够达到2400mm，主体结构设计为四层形式，使用的是框架结构形式。

在对标高17.21m 的屋面部位浇筑混凝土过程中，因脚手架体系出现失稳现象，导致建筑物屋面发生坍塌事故，此次事故直接导致单位损失了较为严重的经济损失。

2 加固方法选择和方案设计

结合该项目的实际情况来看，在对项目施工过程中所存在的质量问题进行调研时，施工单位还应该委派具备专业资质的第三方检测机构对钢筋、混凝土等受损部位进行专业检测。掌握建筑物受损的具体情况，结合检测结果编著出具备经济性及技术可行性的加固方法[1]。

2.1 混凝土工程

2.1.1 四层柱头混凝土结构

通过第三方检测机构对混凝土结构柱检测以后，发现结构柱的整体性并未受到较大的影响，结构柱的强度符合设计图纸要求；其主要质量缺陷如下：①坍塌事故发生以后，局部区域因混凝土未充分振捣的原因，而撒落在结构柱附近，导致结构柱部位的混凝土咬合力受到了较大的影响。②部分结构柱柱头的钢筋保护层因受到撞击出现脱落、裂缝等质量缺陷。

对于以上介绍的质量缺陷，可以使用以下方法进行加固。

（1）将结构柱附近松散的混凝土凿除，以露出密实混凝土为合格标准，而后使用清水进行冲洗。

（2）将存在裂缝现象的混凝土凿除，如若脱落部位刚好处在钢筋中线部位，则应该在钢筋附近的混凝土全部凿除，保证混凝土与钢筋之间具备良好的握裹力。

（3）为提高混凝土施工质量，需保证新旧混凝土结合面衔接良好，四层的结构柱及结构梁接头部位需要作凿毛处理，将凿毛面清理干净，而后涂刷界面剂，保证其不会出现分层现象。

2.1.2 悬臂梁、板混凝土结构

四层的悬臂梁、混凝土结构在发生坍塌事故过程中受到了破坏，悬臂部分与结构衔接部位存在较为严重的断裂现象，施工人员将破坏部位的混凝土凿除，并重新浇筑混凝土进行加固。①新旧结合部位的混凝土处理方法：结合部位分布在悬臂梁的端部，为了保证新旧结合面的衔接质量，施工人员需对结合面进行凿毛处理，凹槽的宽度设置为10cm，凹槽的深度设置为5cm；在浇筑混凝土之前，施工人员应该在结合面部位适当洒水作湿润处理，而后涂刷界面剂。②悬臂梁的端部应具备良好的抗剪性能，因新浇筑的混凝土会留置施工缝，施工缝的位置应设置在结构受剪力较小且便于施工的部位，例如，梁、板等受弯构件一般留在距支座1/3 跨的位置处。在经过详细的计算以后发现，加固方案的加固效果无法满足梁体端部对于抗剪性能的要求，因此需要对其进行优化设计，使用更为完善的措施对该部位进行处理[2]。①适当的扩大悬臂梁的截面尺寸。②换用高规格的纵向受力筋。③对悬挑梁端部的钢筋作加密处理，将钢筋的间距设计变更为φ8@100/140；在经过以上方法优化处理以后，悬臂梁的端部抗剪性能大幅度提升，在经过详细的计算以后得出，悬臂梁的端部抗剪为298kN，明显的超过实际需求值255kN。

三层KL6 部位在发生坍塌事故中，因架体倾覆对梁体造成了撞击，导致梁体部位出现了宽0.5mm、深300mm 的裂缝；经过专业的检测以后发现，自坍塌事故发生的5 个月时间中，裂缝的尺寸不断的增大，但是裂缝部位的混凝土强度符合设计图纸要求，通过进一步的分析、计算以后发现，梁体裂缝部位的稳定性达标。为降低施工成本，提高施工效率，施工单位使用粘钢法进行加固。

2.2 钢筋工程

2.2.1 四楼柱裸露钢筋

自坍塌事故发生后，四楼的钢筋受损情况比较严重，弯曲度超过90°；站在经济性原则层面进行分析，施工单位应该对弯曲的钢筋进行再利用，检测机构随机抽取被压弯的钢筋进行检测，发现钢筋的各项技术参数均符合现行管理规范的要求，通过对钢筋的X 光探伤发现，钢筋具备良好的性能；在经过专家现场目测以后，判断钢筋完全符合使用需求。钢筋修复方案如下。

（1）结构柱部位的裸露钢筋绑扎安装之前，需进行除锈处理。

2.2.2 四楼悬臂梁、悬臂板裸露钢筋

（1）四楼悬臂板区域的钢筋保存较为良好，只需要在钢筋绑扎安装之前，需进行除锈处理。

（2）四楼悬臂梁部位上侧的钢筋出现弯曲、变形现象的应该作切除处理，而后使用套筒进行连接。①如若需要在应力非常高的部位安装接头时，则应该保证相同平面内Ⅲ级接头率控制在25%以内；Ⅲ级接头率控制在50%以内；Ⅰ级接头的数量则不作规定。②钢筋接头尽可能的避让框架梁的端部、结构柱的加密区；如若无法进行避让，则应该换用Ⅰ级接头或Ⅱ级接头，同时保证且接头率控制在50%以内[3]。

3 加固施工工艺和质量控制

3.1 钢筋直螺纹连接施工工艺

3.1.1 施工准备

（1）所有施工人员应该接受系统性的培训，正式施工前技术人员进行技术交底，特殊工种需持证上岗。

（2）所有运输至施工现场的套筒必须进行质量性能检查，套筒进场应附带有出厂合格证及检测报告。如若套筒的外观质量不达标，则应该作退还处理，不得使用在项目中。

（3）施工人员将套筒表面的油渍、锈迹清理干净。

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（4）使用螺纹轧制机对套筒的螺纹尺寸进行合理的调整。

（5）对轧制机的运行性能进行检查。

3.1.2 接头螺纹轧制加工

（1）施工人员将即将轧制的钢筋放置在支架上，将不规则端头切除，切除的长度为10~20mm。

（2）启动轧制机，利用清水对轧制头进行润滑，将钢筋缓慢的向轧制头移动，操作人员可以根据尺寸要求对移动的尺寸进行合理的控制，将钢筋伸入轧制头中，这个工序大概需要40s。

（3）施工人员逐一检查钢筋螺纹的外观质量，检查合格以后，使用扳手对钢筋端头进行拧紧处理，严禁出现松动现象，同时保证钢筋的螺纹深度满足设计图纸要求。

（4）将保护套安装在钢筋端头上，分类摆放整齐。

3.1.3 直螺纹接头连接

（1）钢筋接头。施工人员使用扳手将套筒与钢筋拧紧，而后在将另一端拧紧即可。

（2）面对无法进行转动的钢筋时，或是钢筋存在弯曲现象，可使用正反螺纹套筒进行连接，沿着相同的方向对两根钢筋进行拧紧处理。

3.1.4 质量检查

（1）外观检查。施工人员通过眼睛观察螺纹裸露的长度，并对钢筋连接质量进行判断。

（2）强度检验。按照规范要求对钢筋接头进行试验。钢筋接头抽检的数量为300 个接头作为一个批次，如接头的数量不足300 个时，视为一个批次[4]。

3.2 冷挤压施工工艺

3.2.1 挤压工艺

（1）准备工作。①施工人员将钢筋表面的油渍、锈迹等杂物清理干净。②为保证连接质量，施工人员应进行试套，检查钢筋是否存在马桶、尺寸不合适等情况，如若存在，则应该对钢筋进行矫正，也可以使用砂轮机对钢筋表面进行打磨处理。需要注意的是，不同直径的钢筋套筒严禁混用。③施工人员标记出端部的定位控制线。如若定位控制线与钢筋端部的距离为套筒长度的50%时，则应该将检查标记与控制线的间距设置为20mm。④对挤压设备的运转状况进行检查，可进行试运行，检查合格以后才能够正式施工。

（2）挤压作业。挤压作业应该先在地面将钢筋的一端挤压至套筒中，而后在施工区域内将另一端挤压入套筒中。

待压接钳准备好以后，施工人员对套筒压痕位置进行标记，以保证压模转动的方向与钢筋所处的平面处于垂直桩体。简单而言就是确保压接面应该分布在钢筋的横向肋上。每次挤压作业过程中，施工人员应该着重的控制挤压的深度。

3.2.2 工艺参数

待原材料、施工设备确定以后，钢筋接头的质量性能会受到压机作业的施工技术参数的影响。挤压变形量主要是涉及挤压的痕迹最小直径、挤压宽度。该项目中使用的连接筋为φ25 钢筋。

压痕宽度是指钢筋接头的压痕宽度的总和。正常情况下，压痕宽度应该是保持在一个合理范围以内。该项目中使用的连接筋为φ25 钢筋，压痕的宽度不得低于55mm。当压痕的宽度＜55mm 时，则说明钢筋接头的质量性能不达标。当压痕的宽度＞55mm 时，则应该适当的增加套筒的长度。压痕的宽度应该是结合设备的尺寸及形状进行确定。

实际施工过程中，施工人员应该严格控制压痕的最小直径。如压痕最小直径超过标准值时，则说明变形量比较小，导致钢筋与套筒之间缺乏咬合力，无法保证二者连接的牢固性，当钢筋处于受拉状态时，钢筋可能会从套筒中滑出；当压痕最小值低于标准值时，则可能会导致套筒出现较大的变形现象，同时压痕部位可能会出现断裂现象。

对压痕最小直径进行控制时，利用挤压设备上的压力表读取数据，通过对数据进行分析确定是否需要对其进行调整。结合实际情况而言，因套筒的材质存在一定的差异性，不同的硬度、不同的韧性，会对压痕最小直径造成一定的影响。结合该项目而言，该项目中使用的连接筋为φ25 钢筋，所以压浆最小直径应该保持在37~39mm。

3.3 植筋加固方法

3.3.1 钢筋胶黏剂

胶黏剂是由两种不同化学成分的元素混合而成，其呈现为软塑状，分别放置在两个锡箔中，锡箔的端部设置有连接器，最后将锡箔放置在注射器内。当两个锡箔中的粘胶剂在连接器部位相遇后，自动进行混合，被注射至孔洞内。

胶黏剂在两种化学成分尚未混合之前，其不会出现硬化现象；当两种化学成分混合以后，其会因为化学反应而产生凝胶现象，同时会在短时间内迅速硬化。胶黏剂凝固与愈合时间如表1 所示。

表1 胶粘剂凝固与愈合时间

该项目中使用的胶黏剂的温度应控制在-5~45℃。

3.3.2 植筋施工方法

植筋作业的流程如下：钻孔作业→清孔作业→注射胶黏剂→植筋→自然凝胶。

（1）钻孔作业。施工人员可使用冲击钻进行成孔，成孔的间距及深度必须符合设计图纸要求。

（2）清孔作业过程中，施工人员使用高压风将孔洞中的杂物清理干净，而后使用毛刷进行清理，清孔作业可反复多次进行。需要注意的是，严禁使用清水冲洗。

（3）使用注射器将胶黏剂注入孔洞中，同时将孔洞内的空气排出。

（4）按照标准规范要求进行植筋，钢筋应该与孔洞保持平行状态，深入至孔底，以胶黏剂溢出为合格标准。

（5）将钢筋固定在架体上，保证其不会受到外部作用力的影响。胶黏剂的固化时间大概为1h。

（6）植筋作业结束以后，施工人员需要对其进行抗拉拔试验[5]。

4 结语

综上所述，在对钢混结构的建筑物进行加固施工时，所能够使用的加固方法非常多，其中使用较为频繁的方法为置换混凝土加固方法、增大截面面积加固方法、粘接外包钢加固方法等，在实践过程中，应该综合多方面的影响因素进行分析，结合分析结果选择合适的方法进行加固，以保证最终的加固质量。