二种常用加固方法的适用范围和施工方法

建筑结构因为种种原因达不到强度要求, 必须进行加固补强方可正常使用, 加固方法应该根据不同情况和加固方法的适用性进行选择。下面阐述二种常用加固方法的适用范围和施工方法。

1 加大截面加固法的适用范围和施工方法

1.1 加大截面加固法的适用范围

加大截面法是在现有混凝土构件外加钢筋混凝土, 增大原混凝土构件截面面积, 达到提高结构承载力的目的, 它不仅可以提高被加固构件的承载能力, 而且还可加大其截面刚度, 改变其自振频率, 使正常使用阶段的性能得到某种程度的改善。

加大截面法的优点是施工工艺简单、适应性强, 并具有成熟的设计和施工经验, 这种加固方法广泛应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱和钢结构中的柱、屋架以及砖墙、砖柱等。缺点是现场湿作业工作量大, 养护期较长, 对生产和生活有一定影响;对结构外观及房屋净空也有一定影响。当梁板上捣混凝土后浇层时, 还会增加结构自重。且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大。加在截面法的加固效果与原结构在加固时的应力水平, 结合面构造处理, 施工工艺, 材料性能以及加固时是否卸载等因素直接相关。加大截面法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。试验研究表明, 加固结构在受力过程中, 结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力, 其中关键是剪力和拉力。

加大截面加固法的最大问题就是使新旧部分混凝土整体工作, 共同受力问题, 而新、老混凝土的结合面是加固结构受力时的薄弱环节。因此, 从设计构造上配置足够的贯穿于结合面的剪切摩擦筋或锚固件将两部分连接起来, 是确保结合面能有效传力, 并使新旧两部分混凝土整体工作的关键。

1.2 加大截面加固法施工措施

(1) 严格按照规范及设计要求对原柱混凝土表面凿毛施工时按规范及设计要求将表面打成沟槽, 沟槽深度为10mm, 间距不大于200mm, 原混凝土柱的棱角打掉, 同时除去浮渣、尘土。

(2) 采用界面剂为了使结合面混凝土的黏结抗剪强度和黏结抗拉强度接近或高于混凝土本身强度, 避免结合面过早开裂破坏, 在浇筑新混凝土前, 淋洒1层30%白乳胶水泥浆界面结合剂。

(3) 在混凝土中加入AEA微膨胀剂为提高结合面的黏结性能, 保证新旧两部分混凝土能整体工作, 共同受力, 要求加固混凝土收缩性小。本工程在混凝土中加入12%的AEA膨胀剂以减少后浇混凝土的收缩。

(4) 在混凝土中加入减水剂由于在后浇混凝土仅为150mm (300mm) 厚, 并且在该范围内配有大量的钢筋。为保证混凝土的浇筑质量, 混凝土的坍落度不能太小, 加固混凝土设计强度为C35, 水灰比不能太大, 因此在混凝土中按水泥用量的1%掺入FDN-Ⅱ型高效减水剂, 以保证混凝土的强度和坍落度。

(5) 加强混凝土的振捣为保证混凝土的质量, 施工过程中应加强振捣。浇筑时不可一次下料过多, 在下料500mm高度后应停止下料, 待振捣密实后方可再次下料。由于加固部分截面较小, 且柱子教高, 为防止出现断柱现象, 在下料时, 应用铁锤轻敲模板外壁, 以使混凝土在中间不被隔断, 并且以此方法检查以浇筑混凝土部分是否饱满。振捣时以小直径插入式振捣棒振捣为主, 同时模外也用外震动器振捣。

(6) 加强浇水养护因后浇混凝土比较薄, 其背面就是原有混凝土面, 在养护的过程中要保证混凝土对水分的需求, 现场要定时洒水, 保证其表面长期保持湿润状态。养护期不得小于14天。

2 预应力加固法的适用范围和施工方法

2.1 预应力加固法的适用范围

预应力加固法也可称为反弯矩法。是一种采用外加预应力钢拉杆 (分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种) 或撑杆, 对结构进行加固的方法。预应力加固具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果, 适用于大跨结构加固。用预应力钢筋在构件外进行张拉, 可以起到增加主筋, 提高正截面及斜截面强度, 同时也提高了刚度, 是一种积极的加固方法。但预应力钢筋中的预应力设置多少, 却要受结构受力年限而定, 即要考虑混凝土徐变的影响。

外加预应力加固法具有施工方法简单、成熟;用X射线或其它无损检测技术可以在结构运行期检验;拉杆或绞线可替换等优点。缺点源于结构的外部:易于锈蚀, 易燃, 易于损坏外观。外部施加预应力系统对外界侵蚀性成分与防火的保护通常用外包混凝土或喷射混凝土。

此法广泛用于混凝土梁、板等受弯构件以及混凝土柱 (用预应力预撑加固) 的加固。此外, 还可用于钢梁及钢屋架的加固。

2.2 预应力加固法的基本施工工艺

用预应力钢筋加固、板的基本工艺是:在需要加固的受拉区段外面补加预应力筋, 对钢筋进行张拉, 并将其锚固在梁、板的端部。

(1) 预应力筋的张拉, 预应力筋通常裸置于梁体之外, 所以预应力筋的张拉也是在梁体外进行的。张拉的方法有以下3种:

(1) 千斤顶张拉法:千斤顶张拉法是使用千斤顶在预应力筋的端部进行张拉并锚固的方法。

(2) 横向收紧法:即在加固筋两端被锚固的情况下, 利用简易工具使钢筋由直变弯产生拉伸应变, 从而在加固筋中建立预应力。

(3) 竖向张拉法:竖向张拉法分为人工张拉和千斤顶张拉两种方法。

(2) 预应力筋的锚固, 预应力筋的锚固可采用以下4种方法。

(1) U形钢板锚固:首先将原梁端部的混凝土保护层凿去, 并涂以环氧砂浆, 然后把与梁同宽U形钢板卡在环氧砂浆上, 再将加固筋焊接或锚接U形钢板的两侧。

(2) 高强螺栓锚固:在梁及钢板上钻出与高强螺栓相同直径的孔, 然后在钢板和梁上涂一层环氧砂浆, 用高强螺栓将钢板压在原梁上, 以产生摩擦力和黏结力, 最后将预应力筋锚固在钢板上, 或直接焊接在钢板上。

(3) 扁担式锚固:在原梁的受压区增设钢板托套, 把加固筋锚固或焊接在钢板托套上。施工时, 钢板托套用环氧砂浆年节在原梁上, 以防止其滑动。

(4) 套箍锚固:套箍锚固是把型钢作成的刚框嵌套在原梁上, 并将预应力筋锚固在钢框上的一种锚固方法。施工时, 先除去钢框处的混凝土保护层, 并用环氧砂浆黏结钢框。

3 结语

建筑施工加固方法很多, 上面简述二种遇到较多, 适用性较广的方法, 施工实践中遇到的情况千变万化, 不同的加固方法有其不同的适用范围, 应根据实际进行比对选择。

摘要：本文阐述二种常用、适用性较广的结构加固方法的适用范围和施工方法。

关键词：加固方法,加大截面法,预应力法

参考文献

[1] 中国计划出版社.混凝土结构加固技术规范 (CECS25:90) [S].

[2] 张有才, 段敬民.建筑物的检测、鉴定、改造与加固[M].北京:冶金出版社, 1997.

[3] 卜良桃, 王济川.建筑结构加固改造设计与施工[M].长沙:湖南大学出版社, 2002.