混凝土結(jié)構(gòu)是工業(yè)和民用建筑使用較普遍的一種結(jié)構(gòu)。在使用中某些工程為了改變用途、延長(zhǎng)使用年限等原因以滿足對(duì)混凝土板、梁荷載的要求，需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。在實(shí)踐中，本著對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)上可靠，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理，施工易于操作，確保質(zhì)量的原則組織施工。下面淺談混凝土結(jié)構(gòu)板、梁加固技術(shù)與荷載測(cè)試檢驗(yàn)。
掌握工程概況，編制加固工程方案。
1.1首先明確工程基本情況，地理方位，建筑面積，工程結(jié)構(gòu)，確定需要加固的工程項(xiàng)目。依據(jù)國(guó)家建筑法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、與本工程有關(guān)的各種適用版本規(guī)范、規(guī)程、圖集及工程文件編制工程加固施工方案。
1.2明確加固項(xiàng)目，確定加固工作內(nèi)容。它包括對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別、評(píng)估等需要進(jìn)行的加固準(zhǔn)備工作，加固工程所要實(shí)施的內(nèi)容，確定工藝流程，選擇加固方法，列出施工總計(jì)劃。
1.3材料選擇采用。依據(jù)加固設(shè)計(jì)要求在施工總計(jì)劃框架內(nèi)，制定加固物資用料計(jì)劃。選擇符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求的水泥、混凝土、鋼筋和焊接材料、纖維和纖維復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)加固用粘膠劑、混凝土裂縫修補(bǔ)材料。
混凝土結(jié)構(gòu)板梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及實(shí)用方法
混凝土結(jié)構(gòu)板梁加固材料和原結(jié)構(gòu)件連接可靠必須有加固技術(shù)做保障。增大截面加固法；置換混凝土加固法；外加預(yù)應(yīng)力加固法；粘貼纖維復(fù)合材料加固法；粘貼鋼板加固法；增設(shè)支點(diǎn)加固法。依據(jù)上述加固技術(shù)必須到實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)踏勘，根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求選擇最適合加固工程特點(diǎn)的加固技術(shù)，適用便于操作的施工方法制定技術(shù)方案。
2.1針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)外加預(yù)應(yīng)力加固法。
外加預(yù)應(yīng)力加固法適用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)梁的加固，注意五個(gè)步驟①主要對(duì)預(yù)應(yīng)力水平拉桿截面面積進(jìn)行估算②張拉分析③施加預(yù)加應(yīng)力值④驗(yàn)算被加固梁在跨中和支座截面的偏心受壓承載力以及由支座至拉桿彎折處的斜截面受剪承載力⑤采用張拉方法計(jì)算施工中需要的控制量。采用此技術(shù)加固適用面廣，預(yù)應(yīng)力方法較多但必須依照加固規(guī)范計(jì)算對(duì)施加預(yù)應(yīng)力構(gòu)件滿足其混凝土強(qiáng)度的最低要求，滿足結(jié)構(gòu)安全。
2.2混凝土結(jié)構(gòu)外粘型鋼加固法。
外粘型鋼加固法適用于需要大幅度提高截面承載力和適應(yīng)抗震承受力的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱加固。針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)梁加固時(shí)應(yīng)注意采用抗壓強(qiáng)度、鋼度系數(shù)符合加固規(guī)范要求的外粘型鋼材料和改性環(huán)氧樹脂膠粘劑材料。梁的四隅粘貼角鋼，對(duì)梁頂面兩隅由角鋼改為鋼板，優(yōu)選采用角鋼其厚度不應(yīng)小于5mm，角鋼邊長(zhǎng)對(duì)梁、桁架不低于50mm;沿梁軸方向應(yīng)每隔一定距離用扁鋼制作箍板或綴板與角鋼焊接。有樓板時(shí)，U型箍板或附加的螺桿應(yīng)穿過樓板與另加條形鋼板焊接。梁的兩端與下部柱角鋼焊接錨固。外粘型鋼膠縫厚度控制在3-5mm內(nèi)，通過壓力灌注形成飽滿高強(qiáng)度的膠層；型鋼表面應(yīng)抹厚度不小25mm高強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿加鋼絲網(wǎng)防裂作為保護(hù)層。也采用具有防腐蝕、防火性能飾面材料加以保護(hù)。
2.3粘貼纖維復(fù)合材料加固法。
此項(xiàng)技術(shù)用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓構(gòu)件上加固，適用于梁板加固，不適合素混凝土構(gòu)件加固。外貼纖維復(fù)合材料受力方式承受拉力作用，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15且混凝土表面粘接強(qiáng)度不得低于1.5MPa；外貼粘貼纖維材料不得直接暴露于陽(yáng)光或有害介質(zhì)中，表面要做必要的防護(hù)處理，環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃，被加固構(gòu)件有防火要求的必須按照國(guó)家有關(guān)防火規(guī)范對(duì)粘貼纖維復(fù)合材料表面進(jìn)行防護(hù)。加固用纖維復(fù)合材分為碳纖維和玻璃纖維，它的使用國(guó)家規(guī)范有嚴(yán)格的規(guī)定，近年來碳纖維加固使用廣泛，重點(diǎn)談?wù)勌祭w維加固相關(guān)內(nèi)容。
2.3.1必須選用聚丙烯晴基(PAN)12k以下小絲束纖維，必須采用連續(xù)纖維和改性環(huán)氧樹脂粘膠劑復(fù)合而成，安全性和適配性指標(biāo)檢驗(yàn)合格。
2.3.2注意檢驗(yàn)指標(biāo)合格把關(guān)：抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、層間剪切強(qiáng)度符合規(guī)范要求；正拉粘結(jié)強(qiáng)度、纖維體積含量、單位面積質(zhì)量、纖維密度應(yīng)有獨(dú)立檢驗(yàn)、鑒定結(jié)構(gòu)抽樣檢測(cè)合格證明。
2.3.3 承重結(jié)構(gòu)粘接加固嚴(yán)禁使用單位面積大于300g/�的碳纖維織物或預(yù)浸織物生產(chǎn)的碳纖維織物。
2.3.4施工必須遵循下列工序進(jìn)行：① 施工準(zhǔn)備：閱讀設(shè)計(jì)施工圖根據(jù)被加固構(gòu)件完善施工方案和施工計(jì)劃。碳纖維片材、配套樹脂、機(jī)具等物料準(zhǔn)備. ②表面處理：清除被加固構(gòu)件墊層，剃鑿表面的疏松浮槳、蜂窩、開裂混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。 ③ 按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫或擾動(dòng)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行壓力灌漿或封閉處理，顯露出混凝土結(jié)構(gòu)新面，.轉(zhuǎn)角粘貼處打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。④涂刷底層樹脂按產(chǎn)品工藝規(guī)定配制底層樹脂，用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面，樹脂表面指觸干燥后下一道工序施工。⑤找平處理按工藝規(guī)定配制找平材料，對(duì)混凝土表面凹陷部位用找平材料填補(bǔ)平整，且不應(yīng)有楞角。⑥粘貼碳纖維片材粘貼碳纖維布應(yīng)符合下列要求：按設(shè)計(jì)尺寸裁剪碳纖維布，按工藝規(guī)定配制浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位；用專用滾筒順纖維方向多次滾壓擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，.滾壓時(shí)防損傷碳纖維布；多層粘貼應(yīng)在纖維表面浸漬樹脂指觸干燥后進(jìn)行下一層的粘貼；在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂⑦表面做防護(hù)時(shí)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范規(guī)定處理，并保證防護(hù)材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結(jié)。
2.4 加固的通用方法：
2.4.1植筋與錨固。植筋用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，懸挑構(gòu)件原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C25，其它構(gòu)件原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20；用膠規(guī)定必須采用改性環(huán)氧樹脂和改性乙烯基脂類膠粘劑錨固。植筋鉆孔-注膠-植入鋼筋（除銹）嚴(yán)格工藝流程，植筋直徑大于22mm應(yīng)用A級(jí)膠，長(zhǎng)期使用環(huán)境溫度不高于60℃；錨固計(jì)算應(yīng)符合規(guī)范要求，承重結(jié)構(gòu)植筋錨固深度必須經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定，嚴(yán)禁按短期拉拔實(shí)驗(yàn)值或廠商技術(shù)手冊(cè)推薦使用。
2.4.2裂縫修補(bǔ)技術(shù)。明確裂縫有三類情況一是靜止裂縫，二是活動(dòng)裂縫，三是尚在發(fā)展中的裂縫。裂縫修補(bǔ)方法應(yīng)符合下列規(guī)定：混凝土表面有獨(dú)立的裂縫（裂縫寬度ω≤0.2mm）采用表面封閉法封閉裂縫通道；直接采用注射法即對(duì)混凝土裂縫在0.1mm≤ω≤1.5mm范圍內(nèi)的靜止裂縫、貫穿性裂縫及蜂窩狀局部缺陷補(bǔ)強(qiáng)和封閉，并對(duì)裂縫周邊進(jìn)行密封；壓力注漿法是適用于大型結(jié)構(gòu)貫穿性裂縫大面積蜂窩狀嚴(yán)重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫，在一定時(shí)間內(nèi)以較高壓力將修補(bǔ)的不回縮漿料壓入裂縫腔內(nèi)；填充密封法適用于處理ω＞0.5mm活動(dòng)裂縫和靜止裂縫，在沿著裂縫線上開鑿槽深和槽寬分別不小于20mm至15mm的U型溝槽，用改性環(huán)氧樹脂和彈性填充料填充并粘貼纖維復(fù)合材封閉表面，在表面做防護(hù)層處理。
2.4.3鋼筋綁扎與混凝土澆筑。板、梁加固鋼筋綁扎，依照?qǐng)D紙核對(duì)鋼號(hào)、直徑、形狀、尺寸、數(shù)量與圖紙相符并作阻銹處理；定位劃線，鋼筋接頭、搭接、綁扎規(guī)范，保護(hù)層墊塊控制，管線預(yù)埋固定�；炷敛捎蒙唐坊炷烈仍Y(jié)構(gòu)高一等級(jí)，不得低于C20，選用聚合物、微膨脹、鋼釬維、合成短纖維混凝土?xí)r，不得使用鋁粉作為混凝土的膨脹劑，施工前配制經(jīng)檢驗(yàn)合格方可使用。澆筑過程要振搗到位密實(shí)起漿飽滿，并保證水濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間防治裂紋。
2.4.4模板支護(hù)與腳手架安全。板、梁拆除與加固涉及到支撐系統(tǒng)，連接原建筑物件上牢固可靠防止傾覆，腳手架搭設(shè)符合規(guī)范要求。被加固構(gòu)件腳手架適合滿堂支撐方式，對(duì)拆除原構(gòu)件時(shí)腳手架搭設(shè)面要大于被拆除的結(jié)構(gòu)面；立桿、水平桿、掃地桿、撐桿、斜拉桿、自由段、扣件要規(guī)整緊固；搭設(shè)在原結(jié)構(gòu)面上的腳手架的自重和承受的荷載要在原結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)，滿足加固方案荷載要求。支護(hù)模板的水平度、垂直度、起拱應(yīng)按設(shè)計(jì)要求定位準(zhǔn)確，跨度大于4M板、梁宜按1‰～3‰起拱，梁高大于70cm時(shí)模板上加設(shè)多道穿梁螺栓，螺栓間距至梁底不大于30cm橫向間距不大于45cm，接縫處封貼防止漏漿脹模。腳手架模板拆除條件混凝土強(qiáng)度要符合現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行，保證安全施工。
三 加固結(jié)構(gòu)荷載測(cè)試檢驗(yàn)概述。
參照《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB50152-92標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)板梁做檢驗(yàn)性荷載測(cè)試. 主要檢測(cè)設(shè)備樁基靜載荷測(cè)試分析系統(tǒng)、位移量測(cè)儀、裂縫測(cè)寬儀等。試驗(yàn)荷載的確定應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求分別確定檢驗(yàn)荷載值，包括設(shè)計(jì)荷載值、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值的乘積，其公式為Scu1 = yo〔yu〕S ，逐級(jí)加載從每一節(jié)荷載加載不應(yīng)少于10min,采用樁基靜載荷測(cè)試分析系統(tǒng)觀測(cè)該檢測(cè)構(gòu)件下表面相對(duì)位移值，用實(shí)測(cè)的位移值對(duì)照設(shè)計(jì)單位提供的最大允許位移值，在最大允許位移值范圍內(nèi)為合格，超出最大允許位移值為不合格。
如某工程樓板承載力檢測(cè)采用細(xì)沙做均布試驗(yàn)荷載，依照設(shè)計(jì)計(jì)算書可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值SQK為8.0KN/�,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)y01.00，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值取yU為1.40，即檢驗(yàn)荷載取8.00×1.00X1.40=11.20KN/�作為最大加載量，對(duì)檢驗(yàn)對(duì)象施加均布檢驗(yàn)荷載分步加載。加載程序?yàn)椋?.0F→O.2F→0.4F→0.6F→0.8F→0.9F→1.0F每級(jí)加載完成后持荷時(shí)間不少于10min,最后一級(jí)加載完成后持載時(shí)間不少于30min. 布置9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，記錄逐級(jí)加載下各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位移值，并觀測(cè)板底裂縫變化，實(shí)測(cè)最大相對(duì)位移值為2.60mm,沒有超出設(shè)計(jì)方提出最大允許位移值3.5mm判定為合格。
