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摘要:在工程建设中,混凝土结构是一种非常普遍的工程体。但随着社会发展的不断加快,这些结构已经不和时宜,需对其进行加固改造,为了确保工程的安全,在进行施工时必须采取科学合理的施工技术。综合施工经验,对现阶段混凝土结构工程加固施工中采取的加固施工方案及施工方法遇到的问题进行探讨,同时对不同的施工方案进行了优化对比。
关键词:建筑工程;混凝土结构;加固;施工方案
1 混凝土结构工程加固方案要具有良好的施工性
在进行混凝土结构工程加固方案优选时,施工操作简便是首要条件。虽然有的加固方案可以解决问题,但是,由于在施工过程中往往会增加施工难度,从而造成工期延长,动用大量施工人员,同时也会造成安全系数降低,因此,工程加固质量也将大打折扣。例如施工若是在冬季进行,施工原材料中防冻剂若不合格,超标的氯离子将会把钢筋钝化膜破坏掉,这样十架大梁将会产生严重裂缝,因此必须对其进行加固。而原加固施工设计方案共有两种。①简易修补法:即将大梁裂缝处出现的疏松混凝土凿除,露出钢筋后,将锈蚀的钢筋周圈进行除锈后,用环氧砂浆进行封闭,达到加固目的。②加大截面加固法:即通过增大构件的截面和配筋,用以提高构件的强度、钢度、稳定性和抗裂性,并达到修补裂缝的目的。根据以往的施工经验,这两种方案除加固施工成本较少外,同时还存在以下几点不足。
2 混凝土结构工程加固方法
在对混凝土结构工程进行加固施工时,通常采用加大截面、外包钢、预应力及改变结构传力途径等加固法,随着科技的不断发展,许多新技术、新材料、新工艺(如化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法)被广泛应用于工程加固施工中。而在的施工中要根据具体情况采取科学合理的施工方案。现依框架梁、框架柱的加固为例对这些常用方法加以说明。
2.1 框架梁的加固
对于框架梁的加固,粘钢锚固法与碳纤维加固法是比较合理、经济、先进的加固方案,粘钢锚固法造价低、施工简单、占用空间小、加固效果好,与加大截面法及预应力加固法相比具有明显的优势。而碳纤维加固法除材料费用高外,其他优势则更明显,自重轻是其重要亮点,材料自身几乎不增加重量;其强度高表现为固化后与钢材相比要高出十几倍;而劳动强度小、施工工期短则表现为一个作业面只要1~2人即可操作,施工工期方面若是熟练工人,人/天可完成200m2左右。但是其不足之处在于,负弯矩部位加固的效果与钢板相比性能还有所差距。
2.2 框架柱的加固
对于框架柱的加固来说,外包钢加固法是比较常见的一种加固方法(即在混凝土柱四周包以型钢进行加固),这样种方法既不会增大混凝土截面尺寸,又可以有效提高混凝土柱的承载力。外包钢加固法又可分为干、湿作业两种施工方法:其中干式加固法是将型钢(泛指角钢)直接外包在混凝土柱四周,两者(型钢与混凝土)之间无连接,由于二者未有效形成一个整体,因此,这种方法不能确保结合面传递剪力的有效性。而湿式加固法则是一种用乳胶水泥浆(环氧树脂化学灌浆)等材料,将角钢粘贴在混凝土柱上,在角钢与混凝土之间留一定间距,中间再浇筑混凝土,使二者(外包钢材与混凝土)达到有效结合。干式作业法的优点主要是施工简单、价格低、工期短,其缺点是承载力效果不如湿式作业法好。
因此,在选择加固方案时,必须严格按照加固要求及原加固体的实际情况,选择科学合理加固的方案。如某市某建筑由于功能改变,一层柱子的原设计采用的是干式加固方案,采用L100×6的角钢将柱子四周包围起来,并用缀条连接,这样可以完全达到加固要求。而另外一栋建筑4、5层柱子的内置钢筋锈蚀严重,造成混凝土柱产生裂缝,为此,经过分析决定采取湿式加固方案,对局部柱角用石英砂配置的高标号水泥砂浆和环氧砂浆将L80×6的角钢粘贴到混凝土柱四周,施工结束后,整体加固效果非常明显。以上这两种案例都取得良好效果。
3 混凝土结构工程加固施工方法的注意事项
混凝土结构工程加固施工的目的是使原有建筑结构达到维修、加固、提高承载力、增强使用功能和满足使用要求。因此,在选择加固方案时,必须保证原结构的质量。在实际施工中,加固方案的不同方法和质量评价标准是不同的。
3.1钢筋和预应力混凝土的加固方法
该方法施工的关键是结合面和钢板连接处的处理。干钢筋施工时,为了使角钢紧贴构件表面,混凝土表面必须打磨光滑,不得有杂物和灰尘;湿钢筋施工时,钢板应除锈,混凝土应除尘,钢板和混凝土表面应用丙酮或二甲苯清洗干净。处理后的角钢和混凝土表面应涂环氧树脂化学灌浆材料,然后胶合或浇注。对于预应力加固法,为保证拉杆正确可靠的传递,避免拉杆在张拉过程中断裂或滑动,造成安全和质量事故,在安装前应事先将拉杆调直调整,横拉杆的尺寸和安装位置应准确。拉伸前,必须检查螺钉、焊接接头和螺母的质量;采用预应力支撑加固时,必须仔细检查支撑端部角钢(及其垫板)与混凝土构件之间埋深传递焊缝的质量。检验合格后,用螺栓将支撑两端临时固定,然后用环氧砂浆或高强水泥砂浆填充。钢筋压杆腿、连接板、缀板、拉紧螺栓应涂防锈漆防腐。
3.2改变结构传递方式的加固方法
通过改变结构来加强传力的方法是在梁中间增加支承点、托梁(框架)或将多跨管梁改为连续梁。它可以改变结构的传递方式,大大减小计算力矩,提高结构构件的承载力。根据加支撑点连接方式的不同,可分为湿连接和套箍干连接。附加支承点采用湿连接时,应将支点处梁柱接触面及后浇混凝土凿毛,清除浮渣,并浇水湿润。一般采用微膨胀混凝土浇筑。当采用钢箍干接时,环箍与梁接触面之间用水泥砂浆支撑砂浆。钢箍与立柱焊接牢固后,所有接触处用干硬性砂浆填实。楔块吊装法,吊装完毕后,所有楔块用环氧砂浆焊接密封。
结语
在选择混凝土结构工程加固施工方案时,必须对加固方案进行优选。因为,优选出的加固工程方案,不仅可以方便施工,节约施工成本,更重要的是先进施工技术的应用可以有效确保工程加固质量。随着施工技术的不断发展及新型建筑材料的出现,优秀的加固施工方案将会得到更大的拓展,而工程加固施工方案的选择范围也将会越来越广泛。
参考文献:
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