孙磊
中铁九局集团第四工程有限公司 辽宁省沈阳市 110000
摘要:工业与民用建筑框架结构的加固改造施工。是对已建成老旧建筑的一种维修护养，是为了更好的满足企业生产办公的要求。从应用结构加固技术的重要性、建筑工程需要进行加固改造的原因、建筑加固的原则以及常用的结构加固方法在混凝土框架结构加固中的应用等方面对房屋建筑结构加固技术的应用进行了探讨。
关键词：工业与民用建筑 混凝土框架结构 加固改造施工
在房屋建筑施工过程中，应用混凝土框架结构加固技术，保证房屋建筑的施工质量，发挥房屋建筑的使用功能，才能适应不断增长的房屋建筑使用功能和施工质量要求，促进房屋建筑施工的发展，提高老旧房屋建筑的经济效益和社会效益。
一、混凝土框架结构加固的意义
随着我国经济的发展，各地建筑行业均拉动当地GDP的增长，人们对房屋使用功能的需求也逐年增大，但每个房屋建筑都有其设计使用年限，结构的可靠度也会随着时间的推移逐渐降低。必要时对建筑结构进行检测、维修、加固，可有效提高房屋建筑结构的可靠度。在房屋建筑中应用混凝土结构加固技术不仅可以保证房屋建筑工程质量，而且一定程度上还降低了房屋建筑成本，重要意义体现如下：
1.在现实中，由于受到施工原材料、施工人员、施工设备以及施工环境等多种因素的影响和制约，很多建筑工程的质量得不到保证，使房屋建筑中容易出现裂缝、变形以及错位等各种问题，不仅造成了巨大的经济损失，而且威胁到房屋住户的人身安全。由此可见，混凝土框架结构加固技术在房屋建筑施工中的应用具有必要性。
2.现各地的大中城市的城中心区域，均存在年限较长、较破旧的办公楼、小区住宅及工业厂房等，影响城市市容的整体美观，但考虑拆迁成本较大，拆迁后土地批复手续办理缓慢等综合因素，使用混凝土框架结构的加固可解决相关的难题。
3.结构加固后可满足人们生产生活的需要，同时又能实现建设成本有效节约，保证有限的空间、时间和成本；从长远的角度出发，既满足当下企业或政府的发展需求，又为企业或政府日后的发展留有充足的余地。混凝土框架结构加固改造后，要在经济使用的基础上，保证其结构设计合理，能够满足一定的刚度和抗震能力。
4.在改扩建工程中，通过对旧房屋结构加固，可扩大建筑的使用面积及完善使用功能，既延长旧建筑的使用年限，又可保证新旧建筑物合理有效的连接，在一定的程度上，可以降低房屋建筑的成本。
二、房屋混凝土框架加固改造的原则
通过上文，我们了解了混凝上框架结构加固的相关优势，但是在实践中。我们会发现在一些办公楼或住宅楼投人使用后由于混凝上结构的强度不足，延展性较差等原因导致其使用功能和安全性等方面无法达到现有的要求。因此对已建成建筑的加固改造成为一种必然。
建筑物是由好多部分构成的，每一个部分都发挥着自己的作用。任何一个部分出现了问题都要及时去解决，进行对建筑物的加固。建筑构件的加固是针对不稳固的构件采取相适应的加固方法来进行加固，但是不能只考虑到危险的构件，需从建筑物的整体来进行考虑。
在进行建筑物加固的时候，除了制定出最适合的加固方案以外，加固过程中材料的选择也是相当重要的，且要根据原结构的材料强度来进行取值。如果原结构的材料没有取值范围的时候，就要请专门的技术专家去现场根据当时的实际情况进行现场勘察评估，按照评估的结果来决定取值的范围。以保证材料的性能基本相同，不会因为功能的差别影响加固的结果。
三、常用的结构加固方法
1. 加大截面积法（图a）
加大截面积法在建筑结构加固中是最普遍、最常用、最原始的方法，这种方法主要适用与以钢筋混凝土框架结构为主的建筑物中。它在加固的过程中，主要是在不稳定的构件外部进行钻孔植筋后包裹混凝土或凿除原构件混凝土保护层，与露出原构件钢筋焊接连接，增加构件的截面积，以此来加大建筑物承重的力度。并根据构件的承重部位不同、构件的结构不同、构件出现问题的部位不同，可以把加大截面积法分为单侧加厚、双侧加厚、三面加厚、四面加厚等。在混凝土框架结构的建筑中，主要体现在框架梁、框架柱的截面加大，新旧混凝土交接处必须进行凿毛处理。
2. 增设支点加固法（图b）
增设支点法是通过增设支点来减小构件的承重跨度，改变力的分布，更有效的提高其承载力。在梁、板中增设支点，可使其均匀受力，减少其因过度承重而导致构件变形的可能性。例如在梁板加固中，可使用型钢钢梁与主梁连接，沿垂直主梁方向按一定间距布置，一般焊接在与框架梁植筋相接的埋板上，这种加固方法适用于不受限制的大跨度的构架结构中，它简单牢固，但是使用空间会受到一定的局限。
3. 外包钢加固法（图c）
包钢加固法是把型（角）钢包裹在构件的四角或者是两角，来加固构件的稳定性。它被划分为两种方法，干式外包钢和湿式外包钢。这种加固方法不会增加构件的截面，可以用于混凝土框架柱、梁等的加固。外包钢加固法，方便操作，快速完成，加固后的稳固性非常可靠。但是外包钢加固法也有它的不足，它使用的钢比较多，维修加固的费用也很高，这就相对的提高了建筑成本。且在湿式外包钢的过程中，对加固结构胶的掺合比例及涂抹时间的要求极高，需要专业的加固施工队伍完成。
4. 外部粘钢加固法（图d）
外部粘钢法大多数被用于承受压力和拉力的构件中，它主要是在建筑物不牢固的构件处用粘接剂将钢板或者是纤维复合增强材料等粘好，从而提高构件的承受力和强度，增强构件的延展性。但是这种加固方法要在没有腐蚀的条件下进行，要有良好的施工技术，需要具有专业技术的施工队伍来完成。这种技术的优点在于它需要的维护时间比较短，施工完成以后对建筑物的外表面没有什么影响。
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四、加大截面法与外包钢法组合应用于混凝土框架结构加固中的实例
各类方法的使用组合根据结构加固的需求而定，可以一种加固方式，也可多种组合的加固方式。例如某大型国有集团办公楼改造为档案馆工程，原建筑物使用功能及楼体承载能力不能满足现有档案馆使用要求，需进行新建或者改造来满足建筑物的使用功能，达到单位的正常生产生活要求；但考虑原址新建需报国家立项审批等复杂程序，且土地使用的批复存在一定变数，不一定满足原址新建的要求，故而考虑于原址将办公楼进行改造加固处理，加固后的办公楼既满足单位生产，又能在原址使用，节约投资成本，缩短施工周期。该工程为主体七层的框架结构，对其分为基础及主体加固两部分，基础使用静压力钢管桩，于原承台周围布置钢管桩。后在承台钻孔植筋使承台与钢管桩结为一体，增大基础截面，提高基础的承载能力，起到加固效果；主体由承台底至顶层框架柱顶四边均包设角钢加固处理，中间使用钢板焊接拉结角钢，框架梁植筋加大截面，在屋面板及框架梁间增加型钢钢梁，减小梁板的承重跨度，可满足结构荷载要求。
针对该案例，柱加固先选用外包刚法提高框架柱刚度，在进行植筋加大框架柱截面尺寸，提高柱的承载能力，达到加固后的使用要求，具体施工方案如下：
1. 柱外包钢加固施工工艺
1.1施工准备施工前认真阅读设计施工图，将结构面清理干净，按设计图纸，在混凝土粘钢位置测放打磨控制线，待打磨工作完成后补加粘钢位置线。
1.2砼表面打磨打磨掉混凝土浮层，直至完全露出坚实新结构面，混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位予以剔除，用指定材料修补，裂缝部位应首先进行封闭处理。
1.3钢材表面打磨钢材粘接面，须进行除锈和粗糙处理。用砂轮磨光机打磨出金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路与钢材受力方向垂直，其后用棉丝沾丙酮擦拭干净。
1.4组装焊接根据图纸或洽商要求结合现场实际情况对钢材进行组装焊接，角钢与原结构柱尽量贴紧，竖向基本顺直，如原结构柱出现较大偏差，进行顺直处理，缀板与角钢搭接部位须满焊，焊缝符合设计及《建筑钢结构焊接规程》要求。
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1.5埋管注胶
（1）焊缝检验合格后，用堵漏剂沿钢材边缘封严，结合现场实际情况确定埋管位置及间距。如不埋管，可在角钢和缀板上钻φ6注胶孔，孔间距不大于500mm。
（2）严格按结构胶说明书提供的配比配制，搅拌均匀后方可使用。一次配胶量不能过多，以40～50分钟用完为宜。
（3）用气泵和注胶罐进行注胶，注胶时竖向按从下向上的顺序，水平方向按同一方向的顺序，注胶时待下一注胶管（孔）溢出胶为止，依次注胶，直至所有注胶管（孔）均注完。最后一个注胶管（孔）用于出气孔，可不注胶，注胶结束后清理残留结构胶。
1.6 质检要点
（1）角钢直接连接，需打坡口，焊缝按设计要求；
（2）柱四角角钢连接不应在同一平面，错开大于500mm；
（3）完成后验收结构胶固化后用小锤轻轻敲击钢材表面，从音响判断粘接效果，如有个别空洞声，表明局部不密实，须局部钻孔注胶灌实。
2. 柱植筋及加大截面
2.1 钻孔
（1）放线：准确在钢筋所在位置放线；
（2）钻孔：用比原钢筋直径大3-5mm钻头钻孔，孔深为20d；若基材上存在受力钢筋，钻孔位置适当调整，但均植在箍筋内侧（对梁、柱）或分布筋内侧（对板、剪力墙）；
（3）清孔：用压缩空气吹净孔内灰尘，残渣。
2.2钢筋除锈：
钢筋锚固部分用角磨机除锈，使之露出金属光泽。
2.3粘结剂的配制
（1）配置结构胶的容器保持干净，严禁有油污或水；
（2）结构胶配制时，设专人按比例搅拌均匀；
（3）结构胶在其初凝前使用。
2.4灌胶和插筋：胶灌于钻孔内和抹于钢筋上，插入孔内，并转动数次，使空气排出。
2.5养护：24小时养护时间内，不得扰动钢筋。
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2.6 安装柱竖向主筋及箍筋：柱上下层主筋贯通楼板，使之成为一整体。
2.7 支设柱模板。
2.8 浇筑柱混凝土：在柱上层楼板四个角的部位凿开洞口，混凝土通过该洞口流入柱模板内，同时在柱四个角部已开设完的洞口处伸入振捣棒，混凝土振捣密实。
2.9 质检要点
（1）、植筋钻孔清理干净；
（2）、注胶饱满；
（3）、植钢筋养护期间不得扰动；
该案例中应用到上述提到加大截面及外包钢两种常用的加固方法，利用这些方法进行原址加固后，既节省工程时间，又不造成工程环境污染及浪费，为最佳施工方案，在以后工业民用建筑中可广泛应用。
五、结语
综上所述，针对当前的实际情况，本文结合目前的加固施工原则，简述了混凝土框架结构加固改造的工程的意义及原则，分析了几种常见的加固方法及在实际中的应用。同时，在进行在建筑物的加固时，要根据建筑物本身加固的需要，遵循加固的原则，充分考虑环境、施工条件，经济状况等各方面的因素，选择最适合的加固方法。
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