【關(guān)鍵詞】建筑物加固改造植筋碳纖維噴射混凝土裂縫

　　一、前言

　　近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速增長，建筑領(lǐng)域里，不斷出現(xiàn)越來越多的混凝土建筑物由于設(shè)計變更、施工質(zhì)量、使用功能改變或經(jīng)受災(zāi)害破壞等原因，而必須對原建筑物進行加固改造。而在此領(lǐng)域里，隨著新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)明和使用，可供用戶選擇的加固方法也越來越多，從技術(shù)角度講都可以通過一定的加固方法達到繼續(xù)使用的目的。本文僅對目前常用的幾種施工方法進行簡單的介紹，供業(yè)主及設(shè)計人員在工程項目改造時選擇。

　　二、植筋

　　植筋，即鋼筋的后生根技術(shù)。作為鋼筋錨固用的化學(xué)材料，現(xiàn)在市場上通用的均為結(jié)構(gòu)膠，以取代純環(huán)氧樹脂或水泥砂漿。結(jié)構(gòu)膠作用機理較為復(fù)雜，在此可簡化理解是由鋼筋與膠、膠與混凝土之間的粘結(jié)力共同作用產(chǎn)生的錨固力，來完成整體(鋼筋與混凝土)受力的目的。錨固力包含：膠與鋼筋表面的粘結(jié)力、膠與混凝土界面的粘結(jié)力、膠體自身膠結(jié)力、各介質(zhì)之間的摩阻力等。我們在此所指的錨固力主要為單根鋼筋的抗拉力或拉彎共同作用下的復(fù)合拉力�？估�力值的大小直接影響因素有：錨固膠自身性能、鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔狀態(tài)、鋼筋原材料性能、混凝土基材強度、錨筋邊距等。其他因素如：環(huán)境溫度和濕度、施工擾動等，在此不考慮這些因素，以免使錨固設(shè)計復(fù)雜化。不同基材強度對應(yīng)下的抗拉力也不同，但對于此類錨固，基材強度應(yīng)在C15～C60之間。

　　通過對錨固鋼筋抗拉力值的檢測，其主要破壞形式有以下三種：

　　1、鋼筋破壞：在錨固深度大于或等于建議錨固深度時，錨固膠及錨固質(zhì)量為合格；

　　2、膠體破壞：表現(xiàn)形式為鋼筋與膠體脫離、膠體與基材脫離，多發(fā)生于錨固深度小于建議錨固深度，且后者多發(fā)生于前者；

　　3、基材破壞：在不同錨固深度下均可發(fā)生，與基材強度有直接關(guān)系。從破壞形式可判定材料整體性能及施工質(zhì)量是否合格。

　　位移測試作為錨固鋼筋抗拉力值檢測的另一指標，在工程現(xiàn)場檢測可選擇性地進行測試，通常不正式要求。

　　三、粘碳纖維復(fù)合材料、粘鋼加固

　　當結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪承載力不夠或建筑抗震達不到要求時，引起原因有：設(shè)計失誤、施工錯誤、混凝土強度過低等，都可以采用在混凝土結(jié)構(gòu)外面粘貼碳纖維布(板)或鋼筋的方法進行補強。粘鋼板的施工工法已被業(yè)內(nèi)廣為熟悉，在《混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)加固規(guī)范》中已有明確闡述。

　　碳纖維片材、板材在我國研究和應(yīng)用是近幾年開始發(fā)展起來的，但發(fā)展非常迅速，工程應(yīng)用范圍不斷擴大。這種高科技的符合材料也越來越被更多的業(yè)內(nèi)人士認同。目前國內(nèi)碳纖維加固使用的碳纖維布大部分是國外進口產(chǎn)品，其性價比較好。上述二種材料使用的膠粘劑一般是國產(chǎn)產(chǎn)品，性能與國外同類產(chǎn)品基本相同但價格便宜的多。碳纖維片材對混凝土的加固原理與粘鋼板相同。但其獨有的特殊性能是鋼板無法取代的，諸如：質(zhì)量輕、施工便捷、不增加構(gòu)件截面積、強度高、耐腐防銹等。

　　近年來，碳纖維片材應(yīng)用于磚混或砌體結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)研究工作也取得了階段性的進展。主要用于開裂的墻體。目前大量的數(shù)據(jù)還來源于實驗室，但也在一些工程中得到應(yīng)用。研究和實踐證實，碳纖維布用于磚混或砌體的加固是有效的。加固后墻體的開裂荷載明顯提高，變形能力也明顯改善，同時提高了構(gòu)件的抗裂能力。

　　四、噴射混凝土擴大混凝土截面

　　建筑物加固也經(jīng)常使用加大原有結(jié)構(gòu)截面積的方法來提高結(jié)構(gòu)的承載力。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)的鋼性提高較多且施工成本較低，缺點是增大了原結(jié)構(gòu)的體積和重量，施工比較煩瑣。增大截面的混凝土層通常較薄，采用一般的混凝土施工方法很難作到混凝土自身密實，也很難達到和原由混凝土面結(jié)合牢固，因此經(jīng)常使用噴射混凝土的方法。二十世紀七十年代，我國首先在煤炭系統(tǒng)應(yīng)用噴射混凝土方法用于地下工程中。在地下工程中，噴射混凝土用于兩種特別的情況，即：巷道支護和用噴射法構(gòu)筑砌體來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的立模板的方法。隨著技術(shù)日臻成熟，該方法在地面建筑物加固、建筑基坑和巖石邊坡護坡等工程中得到廣泛應(yīng)用，滿足了工程的需要。噴射混凝土具有以下特點：建筑物加固時，常采用在結(jié)構(gòu)（梁、柱、板、墻）表面增加一層鋼筋混凝土擴大原有結(jié)構(gòu)的截面積來提高承載力。由于噴射混凝土粘結(jié)性強，有較高的強度，故與原有結(jié)構(gòu)面粘結(jié)牢固，達到共同承載的目的。在某些情況下，模板的組裝是困難的，且要大量時間做準備。而采用混凝土噴射工藝，雖然每立方米噴射混凝土成本較高，但從節(jié)省的準備費用和時間上講，該法還是比傳統(tǒng)的立模澆灌混凝土經(jīng)濟遙用。從噴射方式劃分施工可以分為兩種：

　　1、干式噴射混凝土：

　　在該系統(tǒng)中，混凝土在現(xiàn)場進行干拌合，然后將混合料送入轉(zhuǎn)子噴射機，再由高速運動的壓風(fēng)將混合料沿軟管輸送，當?shù)竭_噴射時再加入水。由于是在輸料軟管的末端才加水，因此混凝土不會充分與水拌勻，在噴射過程中會產(chǎn)生相當數(shù)量的粉塵。這就要求正確地掌握加水量，這在很大程度上取決于噴射手的經(jīng)驗。為了獲得一定的噴射厚度，并增強“錘擊效應(yīng)”，該法需要在混凝土中加一定數(shù)量的骨料，因此，回彈量會達到3 00-/{o。

　　2、濕式噴射混凝土：

　　在濕式噴射混凝土施工中，混凝土是在攪拌站進行拌合，然后將混合料送入濕式噴射機，再由濕式噴射機沿軟管輸送混凝土料，當?shù)竭_噴咀時壓風(fēng)將混合料噴射到結(jié)構(gòu)面。

　　五、混凝土裂縫壓力注膠修補

　　工業(yè)與民用建筑主體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的。裂縫產(chǎn)生的原因也是相當復(fù)雜的。近年來，隨著商品混凝土的廣泛使用，混凝土中的一些添加成分也是引起裂縫的直接原因。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)可能進一步破壞的第一個信號，如果不及時進行修補，隨著時間的進行可能會造成結(jié)構(gòu)的嚴重破壞，影響到正常使用。修補可以有表面修補和內(nèi)部修補兩種工法，表面修補可以采用粘結(jié)碳纖維布的方法。

　　常用結(jié)構(gòu)內(nèi)部的修補方法是：采用壓力注射的方法將粘度的高分子結(jié)構(gòu)膠注入結(jié)構(gòu)的裂縫中，結(jié)構(gòu)膠固化后將混凝土裂縫粘好，即可恢復(fù)混凝土的整體性又封閉了裂縫防止水及有害氣體對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的侵蝕。所使用的灌縫結(jié)構(gòu)膠流動性好，不收縮，抗壓、抗彎強度高，和混凝土有良好的粘結(jié)性，固化時間較長，可以通過注射器壓注充滿混凝土內(nèi)部。此種方法常用于修復(fù)0.2～2mm混凝土的裂縫。

　　裂縫修補施工近年來使用的多為專用灌注膠，配合封縫膠一起使用。專用灌注膠具有粘度低、粘結(jié)力大、無收縮等特點，可灌注時間加長至1～2小時。采用低壓注射法灌注施工比較簡單，不需要大型設(shè)備很適合在正在使用的建筑物改造加固中應(yīng)用�，F(xiàn)在市面上還推出一種專用灌注工具，具有體積小，施工便捷，成本低廉等優(yōu)點。前幾年在裂縫灌注施工中，多使用純環(huán)氧樹脂或自行調(diào)配過的環(huán)氧樹脂漿液。由于不能對化學(xué)原材料的質(zhì)量進行有效控制，通常使得所用膠體稀稠不一，贊成灌漿結(jié)果不夠理想。注膠處理過裂縫混凝土，可采用壓力注水來檢測密封性，必要時可做切塊送檢。必須指出的是，這種裂縫注膠工法，所適用的對象是混凝土結(jié)構(gòu)或具備一定強度的基材，而不適用于磚砌體結(jié)構(gòu)。

　　六、結(jié)語

　　由于篇幅有限，本文僅對結(jié)構(gòu)如固的常用的幾種方法進行簡單的介紹。另外在結(jié)構(gòu)改造時經(jīng)常要拆除混凝土的某些部分，也可使用無振動的靜態(tài)切割的方法。此外體外預(yù)應(yīng)力及隔震、消震法也是工程中經(jīng)常用到的施工方法，這些方法均屬加固改造的常用方法。隨著新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)展，適應(yīng)結(jié)構(gòu)加固改造的方法也會層出不窮，但建筑物加固改造一般應(yīng)遵循以下程序：加固改造的原因一結(jié)構(gòu)鑒定（檢測）一加固方案確定一選擇施工隊伍、施工材料一施工（必須時調(diào)整加固方案）一施工質(zhì)量檢測一加固結(jié)構(gòu)定期觀測。結(jié)構(gòu)加固改造經(jīng)常是幾種加固方式同時使用，須根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點、工期、成本控制、施工條件等綜合因素，選擇最優(yōu)的方案。