项瑜
中铁十局集团第一工程有限公司 山东 济南 250001
[摘 要] 目前，我国正处在基础建设高速发展的时期，随着基础建设的不断发展，建筑加固的必要性逐渐凸显出来，文章讨论了加固施工的原则，并对常用的几种既有混凝土结构加固法的做法及优缺点加以简述，为今后既有建筑的加固提供一定的技术支持。
[关键词] 既有建筑;混凝土结构;加固处理
引言
目前，我国正处在基础建设高速发展的时期，随着基础建设的不断发展，愈来愈多的建筑物和构筑物已进入或即将进入老龄化阶段，其结构使用功能和安全性逐渐减弱，但对其拆除所产生的费用和对人们正常生活秩序和环境带来的影响也是巨大的，为此人们把目光投向对既有结构的维修加固和现代化改造上，通过对既有结构的加固处理，实现对既有结构的安全性和使用功能的提升，大大节约了建设成本和环境污染。
一、工程概况
茌平站综合楼为混凝土框架结构，由于使用功能的改变，现有结构已不能满足结构使用要求，需要对楼板，梁、柱进行加固处理，本工程梁柱的加固方法主要采用湿式外包钢加固、粘钢加固，楼板的加固方法采用粘贴碳纤维，具体如下：
二、湿式外包钢加固
（一）、工艺流程
定位放线→基层处理→钢件处理→运输→预贴→固定焊接→封缝→试压→配胶→灌注→检验→刷漆→挂网抹灰。
（二）、施工方案
1.定位放线：严格按照图纸要求及现场实际情况放线，轮廓线每边外扩3㎝，以防止粘贴部分被污染。
2.基层处理：为加强结合力，湿式外包钢构件，应凿去结合面，风化酥松层，碳化锈裂层及严重油污层，直到完全露出坚实基层，在此基础上将结合面打凿平整，四角磨出小圆角，并用钢丝刷刷毛，用压缩空气吹净，扁钢及铁板结合面应除锈；并打磨出金属光泽，然后用丙酮、二甲苯等洗涤擦净。
3.钢件处理：角钢、钢板等材料尽量在下料场地集中进行，下料尺寸一定要结合现场构件尺寸，防止将构件尺寸弄错，造成工料浪费。下料完毕后进行打磨处理，直至露出金属光泽为止，打磨纹路要与受力方向垂直。处理完的钢件表面不得有油污、锈蚀存在。处理完的钢件编号分类码放整齐，避免雨淋。
4.吊装运输：结合现场实际情况进行吊装，大件钢件不能整体运进施工现场的，应按规范要求断开，到现场后再拼接焊好，然后进行安装。
5.预贴：将处理好的钢件贴在要求预定的部位，如果构件之间不满足搭接要求，应进行修改矫正，直到达到要求为止。
6.固定焊接：采用水泥灌浆外包扁钢加固，沿柱轴线采用扁钢箍与扁钢焊接，扁钢箍应紧贴混凝土表面，扁钢两端应有可靠的连接和锚固，保证力的有效传递，加固区内的外包钢应通长设置，不得中断，扁钢下端应伸到基础顶面，中间应穿过各层楼板，上端应延伸至加固层的上层楼板或屋面板底面，可临时用卡具固定住，用电焊点焊固定加固然后焊接，焊接材料要符合图纸要求，焊缝没有夹渣、咬边、未焊透等焊接缺陷，焊缝外观应平整，焊缝尺寸达到设计要求，焊接经检查合格后进行封缝。
完成后扁钢表面抹厚25mm 的1：3 水泥砂浆保护层，亦可采用其它饰面防腐材料加以保护。
7.封缝：用封缝胶封缝，每隔1米左右放置一根注胶管，注意在跟部一定要放一根注胶管，在顶部一定要放一根出气管。将封缝胶一定要压严实，防止注胶时泄露，造成工料浪费。
8.试压：将注胶管接通压缩空气试压，试压压力不要过大，可用肥皂水检测，如果没有漏气现象，则可进行下道工序。
9.配胶：上海悍马牌灌注胶配比为A:B=2:1，30kg/组，25℃时的可操作时间约为45-60min，每次配胶量不宜过大，以在可操作时间内用完为宜。将配制好的胶放入注胶罐中。
10.灌注：给注胶罐通以一定的压力，使胶慢慢从底部向上流，直至注满整个型钢空间。注意注胶时压力不宜超过0.2~0.3Mp，胶刚从出气孔流出时，不应马上停止注胶，而应用较小的压力维持一段时间（5分钟左右）。
11.检验：灌注胶固化后（完全固化需3-7天）进行检验，检验采用小锤敲击法，空鼓率小于5%为合格。
12.刷漆：将钢件表面除锈，均匀涂刷防锈漆两遍，按照防火等级要求涂刷防火漆。
13.挂网抹灰：如有特殊要求，如挂网抹灰，则按此要求执行。挂网前先涂一层界面剂，然后固定好钢丝网，按规定要求配制灰浆，分层压实。
三、粘钢加固
（一）、工艺流程
表面处理→配胶→粘贴→固定与加压→固化→检验→防腐处理。
（二）、施工方案
1.表面处理：
表面处理包括加固构件结合面处理和钢板贴合处理，是粘钢加固施工过程最关键的工序，应认真进行，这两道工序完成后应报监理单位监理工程师现场检查合格后方可进行下道工序施工。对于砼构件结合面应先打掉抹灰层，再根据构件的新旧程度，坚实程序，干湿程序，分别按以下四种情况处理：①对很旧很脏的砼构件的粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2-3mm 厚表层，直至完全露出新面和平整，并用无油压缩空气吹除粉粒处理后，若表面严重凹凸不平，采用高强树脂砂浆修补。②如果砼表面不是很旧，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1-2mm 厚表层，使之平整，用无油压缩空气除去粉尘再用脱脂棉花沾丙酮擦拭表面即可。③对于新砼粘合面，先用磨机将粘合面打磨到平，再用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，用脱脂棉花沾丙酮擦拭表面。
2.配胶
结构胶粘剂为甲、乙两组份，使用前进行现场质量检验，合格后方能使用，将甲、乙两种组分按说明书用量混合一起用转速为100-300r/min 的轴式搅拌器搅拌，至色泽均匀（约10-15min）为止。容器内不得有油污，搅拌时应避免粉尘杂物进入容器，并按同一方向进行搅拌，以免带入空气形成气泡，降低粘结性能。
3.粘贴
胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上，厚1-2mm，中间厚边缘薄。然后将钢板贴于预定位置。
粘完钢板后，用木锤子沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空鼓声，表示已粘贴密实，否则应剥下钢板，补胶，重新粘贴。
4.固定与加压
钢板粘贴好后立即用木杆顶撑或重物固定，压力保持为.05-0.1Mpa，以使胶液刚从钢板边缝挤出为准。
5.固化
粘钢结构胶粘结剂在常温下固化，保持在20℃以上，24h 即可拆除支撑，三天可受力使用。若低于15℃，应采用人工加温，一般用红外线灯加热。固化期中不得对钢板有任何扰动。
6.检验
撤除临时固定设备后，应用小锤轻轻敲击粘结钢板，从音响判断粘接效果或用超声波法探测粘结密实度。如锚固区粘结面积少于90％，非锚固区粘结面积少于70％，此粘结件无效，应剥下重新粘结。
7.防腐处理
对于钢板贴合面，应根据钢板锈蚀程度，分别按以下两种方法处理：
（1）如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用喷砂，砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直，然后用脱脂棉花沾丙酮擦拭干净。
（2）如钢板锈蚀严重，须先用适度盐酸浸泡20 分钟，使锈层脱落，再用石灰冲洗，中和酸离子，最后用平砂轮打磨出纹道，再用丙酮擦拭干净。
防腐处理粘钢加固的钢板，应按设计要求进行防腐处理，可在钢板表面粉刷水泥砂浆保护，如钢板面积较大，为了有利于砂浆粘贴，可粘一层铅丝网或粘一层豆石，并在抹灰前涂刷一道混凝土界面剂，水泥砂浆的厚度，对于梁不应小于20mm，对于板不应小于15mm。
四、碳纤维加固工程
（一）工艺流程
基底处理→胶粘剂的配置→涂底胶→粘贴碳纤维布。
（二）施工方案
1.基底处理
（1）混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。
（2）裂缝部位，如有必要应先进行封闭处理。
（3）用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R310mm）。
（4）用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。使用EC高强度聚合物砂浆修补表面凹陷底部分。
2.胶粘剂的配置
（1）将原材料按不同配合比称量准确，分别配置底涂胶料、整平胶料及粘结胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌至均匀，最后加入固化剂，充分搅拌后即可使用。
（2） 配置胶料时应注意以下事项：底涂胶料每次配置量以1－2 公斤为宜；整平胶料每次配置量以0.5－1 公斤为宜；粘结胶料每次配置量以1－2 公斤为宜。
（3）所有胶料要求于1 小时内施工完毕。
3.涂底胶
（1）按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。
（2）用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2 小时），再进行下一道工序。
（3）混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。
（4）转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。
（5）整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2 小时），方可再进行下一道工序。
4.粘贴碳纤维布
（1）按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应在3m以内。
（2）配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。
（3）用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维布充分浸润胶料。
多层粘贴应重复以上步骤，待纤维表面指触感干燥为宜，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。
（4）在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。
综上所述，既有建筑加固的原则主要是新旧结构共同受力问题，由于加固结构受力性能与未经加固的结构有较大差异，加固结构属于二次受力，加固前原结构已经承载受力，而新加固部分在加固后并不立即分担荷载，而是在新增荷载下才开始受力，这样，整个加固结构再受力过程中新增结构的应力应变滞后于原有结构，其次，由于加固结构属于二次结合结构，既有建筑加固处理的关键就在于新旧结构共同受力问题以及结合面的构造处理和施工方法。
参考文献：
[1] 张友才， 段敬民等，《建筑物的检测、 鉴定、 加固与改造》 北京： 冶金工业出版社， 1997
[2]混凝土结构加固技术规范（GB50367）
[3]碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程（CECS146）
[4]纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程（DGJ/TJ08-2000）
[5]钢结构焊接规范（JGJ81-2002）
作者简介：项瑜（1990年5月），男，汉族，山东济南人，工程师。