混凝土结构加固方法与技术

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摘要：混凝土结构在长期的自然环境以及使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，对于结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要及时做好科学的评估结构损伤的客观规律与程度，并采取有效的方法保证结构的安全的使用，必然结构的加固将成为一项重要的工作。

关键词：混凝土 加固技术

混凝土结构使用是最为普遍和广泛的一种结构形式，在施工或使用过程中混凝土结构有时会出现严重的缺陷，影响建筑的安全性和耐久性，为了满足混凝土结构的使用要求，就要对产生的这种缺陷的机理进行分析和研究，从而尽可能满足混凝土结构的可靠性。混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

1、直接加固的方法

1.1 加大截面加固法

增大截面法是工程结构加固中最为常见的，该法施工工艺简单、适应性强，通过一定程度的增加构件截面尺寸，加大受力拉筋，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但施工过程中也一定程度受到空间，使用功能的限制，现场湿作业工作量大， 并且加固后的建筑物在外观上有一定程度的影响。

1.2 置换混凝土加固法

该方法适用于受压区混凝土存在强度偏低或密实度达不到要求的严重质量缺陷的混凝土梁、柱等承重构件的加固。该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，构件加固后能恢复原貌，且不改变原有空间和建筑结构布置。但该方法同样存在施工的湿作业时间长的缺点；清除旧混凝土的工作量大并需对周边有影响。

1.3 有粘结外包型钢加固法

该法主要是利用钢板、角钢等钢型材将混凝土构件（主要用于柱构件）包裹起来，通过四周各种的约束来增加构件的抗压能力，适用于在不允许增大原构件截面尺寸，但又要去大幅度提高截面承载能力的混凝土结构，一般主要有干式外包钢法和湿式外包钢法两种。其中干式外包钢法主要是用焊接连接方式将混凝土构件外所包的型钢连接起来，实现对原构件的约束从而提高构件的承载能力和抗变形能力；湿式外包钢法是应用环氧树脂、水泥砂浆等粘结材料将钢材和原构件混凝土面层紧密连接，其湿作业工作量大但整体性较好。

1.4 粘贴钢板加固法

采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴固定于混凝土结构的拉面或其他弱势地位，钢板与钢筋混凝土结构的形成，提高结构承载能力的目的。该方法是广泛采用。该方法基本上不改变原结构的截面尺寸，施工工艺比较简单，施工周期短，可靠性高，成熟的技术和工艺的强化效果好，特别是这一技术的应用，每单位面积的加固费用下降，一般和增大截面法等在体外预应力预应力价格的方法相比，加固成本是最低的，是目前一个非常乐观的前景的加固方法。它的主要缺点是：使用环境温度的限制，耐腐蚀性差。节点位置不易加工。然而，容易腐蚀加固方法所面临的问题，与粘钢加固表面是必要的保护，如水泥砂浆保护层或环氧砂浆层，但在长期使用钢筋锈蚀程度是难以估计的，一定程度上降低加固构件的可靠性，增加维护成本。

1.5 粘贴纤维增强塑料加固法

纤维复合材主要包括碳纤维（CFRP）、芳纶纤维（AFRP）和玻璃纤维（GFRP）三种，而目前加固市场上主要采用碳纤维材料。碳纤维加固法是近年来以迅速发展起来的一种混凝土结构加固技术，它通过将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面达到改善结构受力性能的目的。碳纤维布具有起稿的抗拉强度和弹性模量，并具有比钢材更好的抗疲劳性能，质量比钢材小很多，碳纤维材料具有优良的抗化学腐蚀能力和耐久性，且能适用各种复杂形状混凝土的粘贴要求，因此被广泛应用于钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构等各种结构形式的加固，主要用于受拉和受弯构件承载力不足的加固，而用其进行缠绕约束作用时，也可用于受压构件的加固，可以有效增强被加固构件的延性，适用于结构抗震加固。在施工方面，粘贴后对原结构自重和构件尺寸的影响较小，功效高，不需要大型施工机具。

1.6 绕丝法

该法主要是用于提高混凝土构件的位移延性，采用该法具有加固后构件自重增加较小，外形解密尺寸变化小等优点；但缺点表现为对混凝土结构构件承载力提高不明显，因此其应用范围收到了较大限制。

1.7 喷射混凝土固法

该法采用的是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配合拌制的拌合料，高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。喷射混凝土与混凝土、砖石、钢材有很高的粘结强度，具有较高的力学性能和良好的耐久性，并可以在结合面上传递剪应力和拉应力。其缺点主要表现为施工过程中需诱导大型喷射专用机械，而且施工作业面要求较大。

2、间接加固的方法

2.1 预应力加固法

设置预应力拉杆或杆和拉杆或杆预应力，改变结构的内力分布，降低原结构内力，提高结构的承载力预应力加固法。该方法有三个作用——改变结构内力分布，卸荷加固，对其它加固方法应力应变滞后可以消除。

2.2 增加支承加固法

通过增加支撑点减少结构计算，改变结构内力分布提高齿轮承载能力的加固方法是众所周知的增加支撑加固方法；该方法适用于使用条件和外观要求的建筑，抢救工程临时屋顶的支持，具有受力明确，易于安装拆卸，简单可靠；缺点明显影响使用空间，原有的建筑外观和使用功能造成一定损害。

3、砌体结构加固方法

3.1 钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

3.2 钢筋水泥砂浆外加层加固法 该法属于复合截面加固法的一种

其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3.3 增设扶壁柱加固法

该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。

综上，各类加固方法都有其适用性，同加固方法可以运用于构件类型，同一种构件类型可采用不同的加固方法。下面我们结台板、梁、柱等不同类型构什的特点分析比较其加固方法的选取。