我國建國以來共完成各類工業(yè)與民用建筑項(xiàng)目累計(jì)超過30億平方米，其中20世紀(jì)60年代建成的接近50% ,相當(dāng)多的建筑已經(jīng)進(jìn)入中老年期，必須進(jìn)行維修和加固。而且在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，人們對建筑物的使用功能提出了越來越高的要求，而既有建筑物很多都不能滿足，所以如果要滿足人們的使用要求，就需對建筑物部分構(gòu)件進(jìn)行加固改造。此外，對已修建好的各類既有建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行維修、保護(hù)，保持其正常使用功能,延長其使用壽命，對我國而言，不但可以節(jié)約投資，而且能夠減少土地的征用，對緩解日益緊張的城市化用地矛盾有著重要的意義。

一、加固改造的設(shè)計(jì)內(nèi)容和方案選擇的重要性

1.1加固設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

建筑物的加固改造設(shè)計(jì),包括被加固構(gòu)件的承載能力驗(yàn)算及變形驗(yàn)算、構(gòu)件處理和施工圖繪制、施工過程的指導(dǎo)等四部分工作。在承載能力驗(yàn)算中,應(yīng)特別注意新加部分與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的協(xié)同工作。一般來說,新加部分的應(yīng)力滯后于原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力,處理加固結(jié)構(gòu)的構(gòu)造時(shí)不僅要滿足新加構(gòu)件自身的構(gòu)造要求,還要考慮其與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接。加固施工比正常新建施工復(fù)雜,主要原因是對原結(jié)構(gòu)不完全了解,故設(shè)計(jì)對加固施工的指導(dǎo)顯得尤為重要。

眾所周知, 加固技術(shù)被越來越廣地應(yīng)用于土木工程中，以滿足新的荷載需要和改正在設(shè)計(jì)計(jì)算、施工問題或薄弱結(jié)構(gòu)等工程實(shí)際中的一系列錯(cuò)誤。加固技術(shù)也用來修補(bǔ)因意外或自然災(zāi)害而嚴(yán)重?fù)p傷的結(jié)構(gòu), 特別是因腐蝕而大大削弱的年久的鋼筋商品混凝土結(jié)構(gòu)。因此，加固技術(shù)被看作一種現(xiàn)代技術(shù)，并取得了較大的成績。

2.2加固方案選擇的重要性

對既有建筑物加固改造方案的選擇十分重要,加固改造方案不僅影響資金投入,更重要的是影響加固質(zhì)量。例如,對于裂縫過大而承載力已夠的構(gòu)件,若用增加縱筋的加固方法是不可取的,因?yàn)樵黾涌v筋不會(huì)減少已有裂縫。有效的辦法是外加預(yù)應(yīng)力鋼筋,或外加預(yù)應(yīng)力支撐,或改變受力體系等。又如,當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力足夠,但剛度不足時(shí),宜優(yōu)先采用增大梁板結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸的方法,以提高其剛度。再如,對于承載力不足而實(shí)際配筋已達(dá)到超筋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,若仍在受拉區(qū)增配鋼筋或粘貼鋼板,是起不到加固作用的。所以合理的加固方案應(yīng)該是加固效果好,對使用功能影響小,技術(shù)可靠,施工簡便,經(jīng)濟(jì)合理,不影響外觀。

二、加固常見的設(shè)計(jì)、施工方法及注意的問題

在現(xiàn)在的加固行業(yè)中，加固的方法有很多中，針對我們工作中常用的幾種加固方法需要在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意的問題在下面做了詳細(xì)的說明。

2.1增大截面加固法

增大截面加固法，從字面上我們就能理解，它是增大構(gòu)件的截面和配筋的一種方法。它也是我們?nèi)粘＝?jīng)常用到的一種方法。一般可以用來提高構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性，也可用來修補(bǔ)裂縫。

2.1.1設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

（1）我們在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，尤其是在正截面承載力計(jì)算時(shí)我們雖可按現(xiàn)行規(guī)范《商品混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的基本假定進(jìn)行計(jì)算，但是我們原結(jié)構(gòu)的商品混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)該按實(shí)測的取值。而且在計(jì)算受彎構(gòu)件加固時(shí)，在算得加固后商品混凝土受壓區(qū)高度與加固前原截面有效高度的比值如果大于原截面相對界限受壓區(qū)高度時(shí)，應(yīng)考慮原縱向受拉鋼筋應(yīng)力尚未達(dá)到原鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。此時(shí)應(yīng)重新驗(yàn)算，原縱向受拉鋼筋應(yīng)力值應(yīng)按下式計(jì)算確定：

（2）我們進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所用公式與《商品混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的公式很相近，但是我們切忌別忘了在加固工程計(jì)算中有兩個(gè)系數(shù)是新增商品混凝土強(qiáng)度利用系數(shù)和新增鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)。而且這兩個(gè)系數(shù)在受彎構(gòu)件正截面和斜截面計(jì)算取值是不同的，而在受壓構(gòu)件正截面加固計(jì)算時(shí)是一個(gè)綜合修正系數(shù)。

（3）我們在設(shè)計(jì)時(shí)所采用新增商品混凝土設(shè)計(jì)等級要考慮比原構(gòu)件商品混凝土等級高一級，且新增商品混凝土強(qiáng)度等級不低于C20。

2.1.2施工中應(yīng)注意的問題

（1）在修補(bǔ)施工中，主要是加強(qiáng)新舊商品混凝土的結(jié)合質(zhì)量控制，保證新舊商品混凝土的整體受力，同時(shí)尚應(yīng)考慮新增部分的兩端嵌固程度。在施工前，對需要加大截面的部位進(jìn)行鑿毛和清理，要求打成麻坑或溝槽，清理所有的松軟面以及浮土等，利用鋼絲刷等對疊合接觸面進(jìn)行清刷，并在施工商品混凝土前用清水沖洗干凈，并原構(gòu)件表面應(yīng)保持濕潤，但不得積水，避免新舊商品混凝土之間出現(xiàn)夾層。在澆筑商品混凝土前，原商品混凝土表面應(yīng)以水泥砂漿等界面劑進(jìn)行處理，以加強(qiáng)新舊商品混凝土的結(jié)合。

（2）新增商品混凝土的強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度時(shí)，嚴(yán)禁增加外部附加荷載，對于結(jié)構(gòu)梁等水平構(gòu)件，強(qiáng)度未達(dá)到要求時(shí)，不得拆除卸載支撐和模板支撐。

（3）當(dāng)采用三面或四面外包方法加固梁或柱時(shí)，應(yīng)將梁、柱的棱角敲掉，同時(shí)應(yīng)除去浮渣、塵土。

（4）新增部分的受力鋼筋應(yīng)用短鋼筋與原有構(gòu)件主筋焊接牢固，焊接部位必須嚴(yán)格按規(guī)范、規(guī)程要求進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，確保施工質(zhì)量。如果不焊接也可以用新增箍筋的辦法。

2.2局部置換構(gòu)件商品混凝土法

此種方法是用于商品混凝土承重結(jié)構(gòu)受腐蝕、凍害、火災(zāi)燒毀以及地震、強(qiáng)風(fēng)和人為破壞后的修復(fù)，具體操作方法是將破壞部分的商品混凝土全部拆除后，用高于結(jié)構(gòu)建造時(shí)規(guī)定的強(qiáng)度的商品混凝土重新澆筑。此種方法也可用于新建工程商品混凝土質(zhì)量不合格的返工處理。我們在西羅園住宅陽臺板的加固中采用置換商品混凝土法將破損的商品混凝土全部置換，重新修復(fù)了陽臺的使用功能。

2.2.1設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

（1）非置換部分的原構(gòu)件商品混凝土強(qiáng)度等級，應(yīng)按現(xiàn)場檢測的結(jié)果不應(yīng)低于該商品混凝土結(jié)構(gòu)建造時(shí)規(guī)定的強(qiáng)度等級，否則也應(yīng)予以置換。

（2）置換的商品混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)比原構(gòu)件商品混凝土提高一級，且不應(yīng)低于C25，但是商品混凝土等級也不能提高過高，否則會(huì)產(chǎn)生“鎖栓效應(yīng)”。而且商品混凝土所用低強(qiáng)度等級也比增大截面法中的低規(guī)定高了一個(gè)強(qiáng)度等級。

（3）置換的長度應(yīng)按問題檢測及驗(yàn)算結(jié)果確定，但兩端應(yīng)分別延伸至少100mm。

2.2.2施工中應(yīng)注意的問題

（1）置換商品混凝土施工時(shí)的一些注意事項(xiàng)與增大截面法很相近，不同的是被置換的商品混凝土需要剔除。剔除時(shí)應(yīng)在到達(dá)問題邊緣后，再向外清理不小于100mm；對問題范圍較小的構(gòu)件，應(yīng)從問題中心向四周擴(kuò)展，逐步進(jìn)行清理。

（2）置換商品混凝土需補(bǔ)配鋼筋或箍筋時(shí)，鋼筋應(yīng)與原鋼筋焊接，焊接方法應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，焊接質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3外粘或外包型鋼法

外粘或外包型鋼加固法是在鋼筋商品混凝土梁、柱四周包上型鋼的一種加固方法，一般是在截面的四角沿構(gòu)件通長或某一段設(shè)置角鋼，橫向用箍板或螺栓套箍將角鋼連接成整體。這種加固方法可以在增大不多構(gòu)件截面尺寸的基礎(chǔ)上，大大提高原構(gòu)件的承載力。

2.3.1設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

（1）采用外粘或外包型鋼加固商品混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)采用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑進(jìn)行灌注。

（2）在計(jì)算時(shí)，我們切記要考慮型鋼對構(gòu)件的影響，在《商品混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中計(jì)算公式就增加了新增型鋼強(qiáng)度利用系數(shù)αa（抗震設(shè)計(jì)時(shí)取αa＝1.0，其它取αa＝0.9）,我們在計(jì)算時(shí)應(yīng)特別注意。

（3）采用外粘型鋼加固梁時(shí)，應(yīng)根據(jù)加固部位，或在梁底面的兩隅粘貼角鋼，或在梁頂面粘貼角鋼或鋼板，但均應(yīng)設(shè)置箍板。當(dāng)有樓板時(shí)，U形箍板或其附加的螺桿應(yīng)穿過樓板，與另加的條形鋼板焊接，或嵌入樓板后予以膠錨。

（4）加固柱時(shí)角鋼下端應(yīng)錨固于基礎(chǔ)中；中間應(yīng)穿過各層樓板，上端應(yīng)伸至加固層的上一層樓板或屋面板底。

2.3.2施工中應(yīng)注意的問題

（1）要著重注意商品混凝土和鋼板表面的處理，對于舊、臟嚴(yán)重的商品混凝土構(gòu)件的粘合面，應(yīng)該用硬毛刷沾洗滌劑，去除表面的污物后清水沖洗干凈，并對粘合面進(jìn)行打磨處理，除去表層露出粗骨料，并將粉塵清理干凈；對于商品混凝土表面較好的，直接對粘合面進(jìn)行打磨，去除表面1~2mm表層，使之平整，清去粉塵，用丙酮擦拭表面即可。對于鋼板的表面應(yīng)選用較新的鋼板，對鋼板表面采用砂布或砂輪機(jī)進(jìn)行打磨，使鋼板出現(xiàn)金屬光澤，打磨時(shí)要注意打磨的紋路務(wù)必與受力方向垂直，之后用丙酮擦拭干凈。如果結(jié)構(gòu)表面比較潮濕，必須進(jìn)行人工干燥處理。打磨粗糙度越大越好，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直。

（2）選用粘接劑時(shí)要按照設(shè)計(jì)要求，慎重選用知名度高的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，嚴(yán)禁選用不合格的產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)膠在攪拌過程中應(yīng)避免雨水等各種雜質(zhì)進(jìn)入容器，并保證攪拌中按同一方向進(jìn)行攪拌，容器內(nèi)不得有油污等各種雜質(zhì)。

（3）選用的粘接劑在配膠、粘貼過程中要嚴(yán)格按照使用說明中的比例進(jìn)行配制，尤其要掌握好固化劑的用量，配制的粘接劑必須均勻，在粘貼面的范圍要飽滿、密實(shí)。當(dāng)粘結(jié)面積較大時(shí)，應(yīng)在鋼板上預(yù)留排氣孔，避免鋼板與商品混凝土結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)氣泡、空隙等問題。

（4）在粘貼施工完成后要加強(qiáng)成品保護(hù)，在粘接劑固化階段不得對鋼板及其有關(guān)的支撐有任何的擾動(dòng)。

（5）加固時(shí)加壓固定宜用千斤頂、墊板、頂桿所組成的系統(tǒng)，這樣不僅能產(chǎn)生較大的壓力，而且同時(shí)卸去了部分加固構(gòu)件承擔(dān)的荷載，能更好地使后粘鋼板與原構(gòu)件同時(shí)受力，加固效果好。

（6）加固商品混凝土構(gòu)件時(shí)，型鋼表面應(yīng)抹厚度不小于25mm的高強(qiáng)度等級水泥砂漿作防護(hù)層，也可采用其它具有防腐蝕和防火性能的飾面材料加以保護(hù)。

三、結(jié)束語

商品混凝土結(jié)構(gòu)加固的方法很多，以上只是介紹了我們在工作中常用的幾種方法，還有很多方法，比如商品混凝土外預(yù)應(yīng)力法、灌漿加固等等，這些方法在一些大中型工程中也經(jīng)常用到，我們下次再介紹。

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