摘要:本文通過對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)事故分析，論述鋼筋混凝土構(gòu)件的加固方法。

關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫變形事故分析加固

Abstract:The methods of reinforcement of reinforced concrete structure are discussed in this paper by the failure analysis of the structure.

Key Words:reinforced concretecomponentcrackdeformation accident analysis reinforcement

中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在工程建設(shè)中，我們由于勘察設(shè)計(jì)、施工、使用等方面存在某些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，工程質(zhì)量存在很多問題，這些問題不僅影響使用，造成質(zhì)量隱患，還給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失。為盡可能挽回?fù)p失，我們常常需要對(duì)這些存在質(zhì)量問題的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，消除缺陷和隱患，使建筑結(jié)構(gòu)得到補(bǔ)救。以下便是作者在學(xué)習(xí)了有關(guān)方面知識(shí)后的一些體會(huì)，盼望與同行交流共進(jìn)，不適之處請(qǐng)斧正。

一、常見建筑結(jié)構(gòu)事故及其原因分析

建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)局部損壞、結(jié)構(gòu)倒塌等。在工程項(xiàng)目的方案選定、設(shè)計(jì)、施工、使用階段，任何一個(gè)階段均有可能出現(xiàn)差錯(cuò)。造成事故的原因是多方面的，有的是勘察、設(shè)計(jì)原因，有的是施工、建材原因，有的是使用不當(dāng)?shù)脑�因，有的是自然�?zāi)害造成的。最為常見的事故表現(xiàn)是混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或者構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。前者根據(jù)事故出現(xiàn)的構(gòu)件不同，加固處理的方法各相徑庭，本文只對(duì)造成的原因進(jìn)行分析；而后者大多數(shù)通過補(bǔ)強(qiáng)加固，可以挽救，處理方法也具有一定的普遍性，因此除分析其產(chǎn)生的原因外，還羅列一些加固方法。

二、 混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的事故分析

混凝土強(qiáng)度與諸多因素有關(guān)。主要是原材料達(dá)不到規(guī)定的要求、配合比不準(zhǔn)、攪拌不均勻、振搗不實(shí)及養(yǎng)護(hù)不良造成。水灰比過大，多余的水分殘留在混凝土中形成水泡，蒸發(fā)后形成氣孔，混凝土密實(shí)度差，并且水泥漿與骨料的粘結(jié)力低，造成強(qiáng)度混凝土低；相反水灰比過小，和易性欠佳，混凝土攪拌不均、振搗不易密實(shí)，會(huì)形成蜂窩、麻面、露筋、空洞等缺陷，造成混凝土強(qiáng)度低、構(gòu)件截面削弱，致使結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力下降，引發(fā)事故。此外，混凝土的強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)溫度、濕度和齡期有關(guān)，比如養(yǎng)護(hù)時(shí)期的氣溫越低混凝土強(qiáng)度發(fā)展愈慢。養(yǎng)護(hù)期內(nèi)不能保持混凝土的濕度，水分蒸發(fā)過快，水泥水化不完全；冬季施工氣溫低，混凝土凍脹這些都會(huì)引起強(qiáng)度降低。因此在設(shè)計(jì)和施工過程中應(yīng)注意以上因素，避免事故的發(fā)生。

三、 構(gòu)件裂縫

建筑物的破壞與倒塌大多數(shù)是從裂縫的擴(kuò)展開始的，也就是說裂縫是結(jié)構(gòu)破壞的前兆，因此人們十分關(guān)注它，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫進(jìn)行了許多研究、調(diào)查，經(jīng)分析引起裂縫的原因可歸結(jié)成兩大類：第一類，由外荷載引起的裂縫，也稱受力裂縫，與荷載相應(yīng)，預(yù)示著結(jié)構(gòu)承載力可能不足；第二類，由變形引起的裂縫，如溫度變化、混凝土收縮、地基不均勻沉降等，當(dāng)變形得不到滿足，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力，自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力即會(huì)形成裂縫。調(diào)查資料表明：兩類裂縫中，變形引起的裂縫占主導(dǎo)，約占結(jié)構(gòu)總裂縫的80％（包括兩種類型共同作用，但以變形為主），屬于荷載引起的裂縫約占20％（包括兩種類型共同作用，但以荷載為主）。

混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因是多種的，其裂縫的形式也是多樣的。進(jìn)行裂縫原因分析可為裂縫危害性評(píng)定、裂縫的修補(bǔ)和加固提供依據(jù)，并且可在工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，加以防范，有效地防止裂縫的發(fā)生。

（一）變形裂縫的產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施

混凝土凝固過程中，多余水分蒸發(fā)、水泥和水起水化作用逐漸硬化不斷緊縮，均導(dǎo)致混凝土體積收縮而形成收縮裂縫，并隨時(shí)間增長(zhǎng)而加大。這種收縮裂縫一般除和養(yǎng)護(hù)有關(guān)，還和振搗、混凝土原料收縮量有關(guān)，振搗過度，表面形成水泥漿較多，收縮量大。另外，采用含泥量較大的砂石配制的混凝土，也會(huì)加大收縮，容易產(chǎn)生收縮裂縫。為了防止這類裂縫的發(fā)生，應(yīng)控制混凝土中水泥用量、水灰比和砂率不能過大，嚴(yán)格控制砂石含泥量，混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，同時(shí)要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、保持濕潤(rùn)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨著溫度變化而產(chǎn)生熱脹冷縮，即溫度變形。當(dāng)此變形受到約束時(shí)，混凝土內(nèi)部將產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。有三種情況下可能出現(xiàn)溫度裂縫：①環(huán)境溫差較大，結(jié)構(gòu)截面均勻伸縮②構(gòu)件上下溫差大（如室內(nèi)外溫度差）③構(gòu)件內(nèi)外溫差大（例如大體積混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生水化熱）。得知溫度裂縫發(fā)生的原因，我們可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防，比如：設(shè)置溫度伸縮縫、選擇適宜的季節(jié)澆筑大體積混凝土或用冰水拌制（減少水化熱）、選用礦渣水泥或粉煤灰水泥（水化熱和收縮�。�、大體積混凝土分層澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)保濕防寒、設(shè)置后澆縫等。

地基受荷后壓縮變形，使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻沉降，結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形產(chǎn)生裂縫。產(chǎn)生的原因有：結(jié)構(gòu)荷載分布差別過大、結(jié)構(gòu)剛度差別懸殊、地基土質(zhì)不均勻等。如果我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，在房屋的總體布置上，注意房屋的高差適度；在軟弱地基上，平面形狀力求簡(jiǎn)單，而形體復(fù)雜的設(shè)置沉降縫；加強(qiáng)房屋整體剛度，通過縱橫結(jié)構(gòu)拉通等手段使得地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)共同作用。施工時(shí)，注意安排好施工順序，先重后輕、先高后低、先沉降大后沉降��；設(shè)置后澆帶等。做到這些要求，即能有效地預(yù)防地基不均勻沉降，消除沉降裂縫的因素。

此外，施工不當(dāng)也會(huì)留下裂縫。由于多種原因，混凝土不能連續(xù)澆筑，中斷后新舊混凝土間形成施工縫，處理不好，往往成為弱點(diǎn)，混凝土收縮或受力變形后呈現(xiàn)裂縫。

（二）外荷載引起的受力裂縫

由外荷載引起的受力裂縫在設(shè)計(jì)、施工、使用環(huán)節(jié)均可能發(fā)生。設(shè)計(jì)中，鋼筋錨固長(zhǎng)度不夠，鋼筋滑移裂縫；構(gòu)件鋼筋構(gòu)造設(shè)置不妥、構(gòu)件剛度不足變形大、計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際受力不符等引起開裂。施工時(shí)，構(gòu)件起吊過程中動(dòng)力過大、起吊點(diǎn)不妥引起裂縫。使用階段的地震作用，結(jié)構(gòu)變形大，構(gòu)件難以承受，最終開裂。

對(duì)表面的一般性的裂縫缺陷，對(duì)結(jié)構(gòu)安全無(wú)太大影響，進(jìn)行適當(dāng)修整即可，本文不再贅述。對(duì)影響結(jié)構(gòu)性能、安全的缺陷，就必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，以下列舉一些常見的加固方法。

四、鋼筋混凝土構(gòu)件常見的加固方法

常見的加固方法有：加大截面加固法、外包鋼加固法、受彎構(gòu)件外部粘鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法。每種加固方法各有特點(diǎn)和適用范圍，應(yīng)根據(jù)具體條件加以選擇。

（一） 加大截面加固法

這種加固法也稱外包混凝土加固法。它是增大構(gòu)件的截面和配筋，以提高構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性。為了保證補(bǔ)加混凝土和鋼筋的正常工作，需按鋼筋的間距和保護(hù)層等構(gòu)造要求，決定適當(dāng)增大截面尺寸。加固中還應(yīng)將新、舊鋼筋焊接，做好新舊混凝土的結(jié)合。適用范圍較大，可用于加固板、梁、柱、基礎(chǔ)、屋架等。

（二）外包鋼加固法

外包鋼加固法是鋼筋混凝土梁、柱四角包以型鋼，并連接成整體，外包鋼構(gòu)架可以完全或部分替代原構(gòu)件工作，達(dá)到加固的目的。鋼材可用角鋼、槽鋼、鋼板等。對(duì)于矩形構(gòu)件大多在構(gòu)件的四角包角鋼，橫向用鋼板連接，而圓形截面可用扁鋼加套箍的辦法加固。外包鋼加固優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)件截面尺寸增加不多，但構(gòu)件承載力可大幅度提高，且原構(gòu)件受到外包鋼的約束，承載力和延性得到提高，施工簡(jiǎn)便，適當(dāng)范圍廣泛。

（三）受彎構(gòu)件外部粘鋼加固法

用構(gòu)膠粘劑，將高強(qiáng)度鋼板粘貼于被加固的構(gòu)件的受力部位，使混凝土和鋼板連成一個(gè)新的整體，共同受力，能充分發(fā)揮粘鋼的強(qiáng)度，封閉粘貼部位的裂縫，約束混凝土變形，有效地提高了加固構(gòu)件的剛度與抗裂性。此法具有所占空間小、施工周期短、材料消耗少、工藝簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，但要求加固所用膠粘劑必須強(qiáng)度高、耐久性好、具有一定彈性。目前這種加固法由于缺乏動(dòng)載試驗(yàn)，一般只適用于承受靜載作用的受彎構(gòu)件。

（四）預(yù)應(yīng)力加固法

該方法用預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固，通過施加預(yù)應(yīng)力，強(qiáng)迫后加的拉桿或撐桿受力，與原結(jié)構(gòu)共同工作，改變?cè)�結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，從而降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，使結(jié)構(gòu)總承載力顯著提高。水平拉桿適用于正截面受彎的加固構(gòu)件，撐桿適用于提高軸心受壓及偏心受壓鋼筋混凝土柱。

（五） 改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法

改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法是通過增設(shè)支點(diǎn)（柱或托架）的辦法，使結(jié)構(gòu)受力體系得以改變。結(jié)構(gòu)承載力不足的部位得到支撐，從而能較大幅度地提高承載力。例如，在梁、板跨中增設(shè)支點(diǎn)后，減少計(jì)算跨度，減小和限制梁板的撓曲變形。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，受力可靠。缺點(diǎn)是使用空間會(huì)受到一定的影響。此法適用于梁、板、桁架等結(jié)構(gòu)的加固。

構(gòu)件加固方法還有很多，本文不再一一列舉。技術(shù)人員在工程事故中需要分析具體情況，靈活處置。隨著技術(shù)的發(fā)展，還會(huì)涌現(xiàn)出更具創(chuàng)新的加固方法，作為設(shè)計(jì)應(yīng)用者，我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)下去。