加固施工

 

 

 

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加固的基本方法有:

增大截面加固法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法、外粘型钢加固法、粘贴纤维复合材加固法、粘贴钢板加固法、增设支点加固法、绕丝加固法、钢丝绳网片、高韧性混凝土、钢筋混凝土夹板墙、高标号砂浆抹面加固......

此外,还有与各种加固方法配套使用的植筋技术、锚栓技术、混凝土裂缝修补技术和钢筋阻锈技术等。

 

 

1、增大截面加固法

通过在构件截面外围新浇混凝土,并加配受力钢筋或构造钢筋,以达到提高原构件承载力、刚度、稳定性和抗裂性之目的;对受压构件还可降低其长细比和轴压比。因此,常用于梁、柱、板和基础等的加固。

- 原理:通过增大构件的截面面积和配筋,提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性。

- 适用范围:适用于板、梁、柱、基础和屋架等多种构件的加固。

- 施工要点:现场湿作业工作量大,需将钢筋加以焊接,做好新旧混凝土的结合,养护期较长(采用灌浆料浇筑可缩短工期)。

 

 

2、钢筋混凝土面层加固法:

这是增大混凝土截面加固法在砌体结构中的引用;也称钢筋网夹板墙或围套。具有成熟的设计和施工经验;能提高构件受压、受剪承载力和抗震能力,是砌体结构最常用的加固方法。施工简单,但湿作业时间长,且安装箍筋和拉结筋所需的凿洞工作量大。

钢筋混凝土面层加固法,又称钢筋网夹板墙加固法,是在砌体墙表面设置钢筋混凝土面层,以提高墙体承载能力、刚度和抗震性能的加固方法。以下是关于该方法的介绍:

- 原理:通过在砌体构件表面浇筑钢筋混凝土面层,使钢筋混凝土与原砌体协同工作,共同承担荷载,从而提高砌体的受压、受剪承载力,增大刚度,改善抗震性能。

- 优点:

- 施工工艺简单:无需特殊施工设备与技术,施工难度小,易操作。

 - 适应性强:适用于不同类型砌体结构,如以剪切为主的实心砖墙、多孔空心砖墙和空斗砖墙等。

 - 加固效果显著:可大幅提高砖墙承载能力、抗弯刚度及墙体延性,改变自振频率,改善正常使用阶段性能。

缺点:

- 湿作业时间长:现场浇筑钢筋混凝土面层,需经历混凝土搅拌、浇筑、养护等过程,湿作业时间长,对生产生活有一定影响。

 - 建筑使用面积减少:在砌体墙表面增设钢筋混凝土面层,会使建筑物内部空间尺寸减小,导致使用面积有所减少。

- 适用范围:

适用于原墙没有裂缝并以剪切为主的实心砖墙、多孔(孔径不大于15mm)空心砖墙和240mm厚的空斗砖墙等,也可用于砌体结构的墙体、柱子等多种构件的加固。

- 施工要点:

 - 界面处理:对原砌体表面进行清理、凿毛等处理,去除油污、灰尘、松散砂浆等,必要时涂刷界面剂,以增强原砌体与后浇混凝土面层的粘结力。

 - 钢筋布置:竖向受力钢筋直径不应小于12mm,纵向钢筋的上下端均应锚固;当采用围套式的钢筋混凝土面层加固砌体柱时,应采用封闭式箍筋。

- 混凝土浇筑:混凝土强度等级不应低于C25,采用喷射混凝土施工时,面层厚度不应小于50mm;采用普通浇筑方法时,厚度不应小于60mm。

 

 

3、混凝土构件绕丝加固法

这是通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用,从而提高其极限承载力和延性的一种加固法。在GB 50367中,主要用于位移延性不足的混凝土柱的抗震加固。它可提高原混凝土强度1~2级。

 

 

 

4、复合截面加固法

通过采用结构胶粘结或高强聚合物砂浆喷抹,将增强材料粘合于原构件表面,使之形成具有整体性的复合截面,以提高其承载力和延性的一种直接加固法。

(1)粘钢加固:

粘贴钢板法是在混凝土构件表面用结构胶粘贴钢板,以提高构件承载力的一种加固方法。该方法适用于对钢筋混凝土构件受弯、斜截面受剪、受压和受拉构件的加固,但不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010规定的最小配筋率的构件加固。

- 原理:用胶粘剂将钢板粘贴在构件外部,提高原结构构件的配筋量,从而提高结构构件的抗拉、抗弯、抗剪等力学性能。

- 适用范围:适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。

- 施工要点:构件表面和钢板表面需进行处理,保证胶粘剂的性能和粘贴质量,控制使用环境温度和湿度。

2)粘贴纤维复合材加固:

这种加固法是以结构胶为粘料,将纤维织物或纤维板材外贴于被加固构件表面,利用纤维复合材的高抗拉强度和受拉弹性模量达到提高结构承载力和延性的目的。目前常用的有三种纤维材料:碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)和芳纶纤维(AFRP)。它们的施工方法基本一致。

- 原理:通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴于构件表面,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形协调,共同受力。

- 适用范围:广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固,以及桥梁、隧道等土木工程的加固补强。

- 施工要点:表面处理要干净,粘贴时胶料要涂抹均匀,确保碳纤维布与构件紧密粘结。

(3)外贴型钢加固

这是在混凝土柱的四角包以型钢,并用结构胶粘结成整体的一种加固方法。最常用的是在方形或矩形柱的四角粘以角钢,并在横向以钢缀板施加约束的做法。这种加固方法可以大幅度提高原构件的承载能力,且无上限的控制,又不影响建筑空间,因而为大跨、重型结构加固所首选,但须由熟练的钢结构专业人员施工。

- 原理:将角钢、钢板箍通过胶栓和灌注高强无机粘结材料与原混凝土柱连成整体,提高柱子承载力,同时新增钢板箍的横向约束作用使原混凝土柱产生三轴应力状态。

- 适用范围:适用于混凝土柱的加固。

- 施工要点:需确保胶栓和粘结材料的质量,以及型钢与原柱的连接可靠性。

 

  

5、钢丝绳网-聚合物改性水泥砂浆面层加固法

这是将小直径钢丝绳网片(钢铰线网片)敷设并固定于被加固构件部位,再在其表面喷涂约30mm厚聚合物改性水泥砂浆面层,固化后形成整体受力的加固方法。一般用以替代碳纤维复合材加固砼或砌体构件。其优点是原构件表面处理简单,缺点与碳纤维相近。90年代开始从韩国引进,但应用不多。

6、置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是指剔除原构件低强度或有缺陷区段的混凝土,重新浇筑较高强度等级的混凝土进行局部增强,使原构件承载力得到恢复的一种直接加固方法。

- 适用范围: 

适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的柱、梁、板等承重构件的加固;使用中受损伤、高温、冻害、侵蚀的构件加固;由于施工差错引起局部混凝土强度不能满足设计要求的构件加固。

- 优点:结构加固后能恢复原貌,不影响使用空间。

- 缺点:新旧混凝土粘接能力较差,剔凿易伤及原构件的混凝土及钢筋,湿作业周期较长;施工前需对原结构进行卸载,施工过程中安全管理技术要求较高。

7、增设支点加固法

增设支点加固法是通过增加支承点来减小结构计算跨度,进而降低结构内力、提高承载能力的一种加固方法。

- 适用范围: 

适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固,尤其适用于对使用空间和外观效果要求不高的大跨度结构。

 - 刚性支点加固法:新增支点的支撑件刚度和强度很大,被加固构件的新支点在外荷载作用下没有竖向变位或可忽略不计,荷载直接传给基础或其他竖向支承构件,受力明确,计算简单,能大幅提高结构承载能力。

- 弹性支点加固法:增设的支杆和托架相对刚度不大,在外荷载作用下,新支点的变形相对原支座较大,通过支承结构的受弯或桁架作用间接地传递荷载,内力分析较为复杂,但对使用空间影响较小。

- 优点:受力明确,简便可靠,能有效减小结构内力,提高承载能力,还可增大结构刚度,减少结构挠度,部分情况下施工相对简单。

- 缺点:增设支点会占用一定空间,对建筑使用功能有影响;可能需要对原有结构进行改造,如在梁、板下设置支撑时,可能需要在基础或柱上设置预埋件等;弹性支点加固法内力分析复杂,设计和施工要求较高。

- 施工要点:

施工时,需先根据结构受力情况和设计要求,准确确定支点位置;对于刚性支点,要确保支撑构件与原结构连接牢固,能可靠传递荷载,常采用预埋件、植筋等方式连接;对于弹性支点,要合理选择支杆和托架的材料与截面尺寸,保证其具有合适的刚度和变形能力;施工过程中,还需对原结构进行必要的保护,避免在施工中对其造成损伤。

 

 

8、外加预应力加固法

这是通过施加体外预应力,使原结构、构件的受力得到改善或调整的一种间接加固法。近几年来在江浙一带经常用来提高混凝土构件的承载力,减小结构变形或增大结构跨度等目的。

 

 

9、植筋加固法 

- 原理:在原有混凝土结构上钻孔,注结构胶,把新的钢筋旋转插入孔洞中。

- 适用范围:广泛用于设计变更,增加梁、柱、悬挑梁、板等加固和变更工程。

- 施工要点:钻孔深度、孔径要符合要求,清孔要干净,钢筋要除锈,结构胶要按比例配制并搅拌均匀。