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混凝土结构加固技术研究

作者：徐春恒

来源：《科技创新与应用》2013年第33期

摘 要：既有建筑物的维修、改造和加固技术已成为工程建设领域关注的一个重要课题。文章介绍了混凝土结构加固的基本概念和原则要求，对目前常用的混凝土结构的加固方法进行了介绍和分析，强调在具体应用时，应结合建筑物的不同情况和条件，综合分析确定。随着建筑业和现代科学技术的发展，混凝土结构加固技术将会得到更好更快发展。 关键词：混凝土结构；加固改造技术；研究 1 引言

作为现代建筑技术的重要组成部分，既有建筑物的鉴定、维修和加固改造技术越来越受到国内外的高度重视。世界上经济发达国家的建设基本上都经历了从大规模新建，到新建与维修改造并举，再到重点转向已有建筑的维修加固改造等三个发展阶段。在我国，在经过几十年大规模的基本建设后，既有建筑物的维修、改造和加固技术也已成为工程建设领域特别关注的一个重要课题，需要将其视为一个体系加以研究和探讨。 2 混凝土结构加固概述 2.1 混凝土结构加固的基本概念

混凝土结构通常在使用30～50年以后会产生明显的劣化与损伤，为确保建筑物的安全性能和使用寿命，就必须加强混凝土结构的日常维护和加固工作。又因为在建筑物使用时，难免会因为多种因素影响建筑结构的承载力，为提升和恢复结构的承载力，同样需要对其进行加固处理。而在所有的结构加固当中，尤以混凝土结构加固最为常见。 2.2 混凝土结构加固的背景意义

我国自改革开放以来，特别是受新型城镇化政策的全面推动，建筑业快速发展，进入了大规模基础建设时期。同时，也由于以下几个方面的原因，对已有建筑物的鉴定、维修和加固改造，变得日益突出和重要。

（1）由于设计不合理或错误，施工质量低劣达不到设计要求，需对原结构进行鉴定和加固。这种情况在新建建筑和已投入使用的建筑中都可能遇到。（2）由于地震、火灾、爆炸等自然灾害或偶然事件的影响，结构产生开裂和破坏，需要对原结构进行鉴定或加固。（3）既有建筑物的耐久性不良，或因管理和使用不当、缺乏维护、结构有破坏及损伤，安全度不足或达不到目前使用要求时，需要进行鉴定和加固。（4）当对建筑物实施改扩建或增层改造，或内外装修过程中原结构的受力体系受到影响和改变时，需要对原结构进行鉴定和加固。（5）

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其他原因，如为变更建筑物局部设计、完善使用功能，消除开挖深大基坑对周围既有建筑物的不利影响，保护重要的历史性或有纪念意义建筑等，都需对既有建筑物进行鉴定和加固。 3 混凝土结构加固的原则和要求 3.1 混凝土加固结构的受力性能

（1）加固前原结构已经载荷受力，但新加部分在加固后无法立即承担荷载，而是在新增荷载作用下才开始受力。因此在其后的第二次载荷受力过程中，后加部分的应力、应变较于原结构始终滞后，承载潜力得不到充分发挥。（2）加固结构新旧两部分结合面的构造处理及施工做法是其能否实现整体工作、共同受力的关键。由于结合面上混凝土的粘结强度一般总是远低于混凝土自身强度，因此，加固结构的总体承载能力一般略低于一次整浇结构。 3.2 混凝土结构加固的原则和要求

（1）加固的内容及范围应根据可靠性鉴定结论和委托方提出的要求确定。（2）加固结构方案应严格遵照有关规范、标准要求，注重设计与施工方法紧密结合，并采取有效措施，保证新浇混凝土与原结构连接可靠、协同工作。（3）加固应考虑其综合经济效果，尽量防止和减小对原结构的损伤，保留具有利用价值的结构构件，避免不必要的拆除或更换。（4）加固结构一般选用比例极限低、变形小的低强钢材；如采用预应力法加固，可采用高强钢材。加固用水泥和混凝土，要求收缩小、早强、粘结性好，并有微膨胀。加固用化学灌浆材料及粘结剂，要求粘结强度高、可灌性好、收缩小、耐老化、无毒无污染。 4 混凝土结构常用加固方法及其选择 4.1 混凝土结构常用加固方法

4.1.1 增大截面加固法。增大截面加固法在混凝土结构加固中最为常用，具体做法为：在建筑物构件外部外包混凝土结构，增大构件截面面积与配筋量，从而达到提高构件承载力的目的。该方法具有施工工艺简单和适用范围广的特点，被广泛用于混凝土结构中的梁、板、柱、墙等的加固。其缺点是现场湿作业量大，养护时间较长；此外，对结构外观和房屋净空也有一定的影响。

4.1.2 外包钢加固法。外包钢加固法是在原有混凝土构件的四周包裹型钢（一般为角钢），并通过粘结和键合作用，让后加型钢同原有构件一起工作的结构加固方法，分为干式和湿式两种方式。该方法具有受力可靠、作业量小、施工方便等特点，适用于截面尺寸不允许加大的结构构件，或需要较大幅度提高承载力的结构。

4.1.3 增加支点加固法。增加支点加固法是通过增设支撑点来减小构件计算跨度，达到改善内力分布，从而提高结构构件承载力，减小和限制梁、板挠曲变形的加固方法。该方法具有

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简单可靠的优点，但对使用空间有一定影响，多用于梁、板、桁架、网架等水平结构构件的加固。

4.1.4 预应力加固法。预应力加固法是通过外加预应力拉杆或撑杆对结构施加预应力，影响和改变原有结构的内力分布，降低其应力水平，最终达到提升承载力的目的。该方法适用于大跨度结构加固，以及采用一般方法加固效果不理想的较高应力状态下的大型结构加固；对于混凝土收缩徐变大或者高温环境下的混凝土结构加固应当慎用。

4.1.5 粘钢加固法。粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，进而提升结构承载性能的加固方法。其优点是简单快速，不影响结构外形，施工时对生产和生活影响较小。适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件加固，且处于正常的温度和湿度环境，以及无化学腐蚀的使用条件；否则应采取可靠防护措施。

4.1.6 化学植筋技术。植筋技术是指按设计要求和特定工序对原有结构实施改造，使结构达到预期的强度、刚度和稳定性要求的一种加固技术。植筋技术既适用于既有建筑的改造加固，又可有效解决新建混凝土结构中钢筋漏置或位移等问题。具有施工简便、迅速、安全，并符合环保要求的特点。

4.1.7 裂缝修补。裂缝修补的目的在于恢复结构因开裂而降低的功能和耐久性。但对于因承载力不足所引起的裂缝，单纯修补是不够的，尚需进行结构的补强加固。裂缝修补材料主要为树脂材料和水泥；修补方法主要有表面处理法，灌浆法及填充法等。 4.2 混凝土结构加固方法的选择

实践中混凝土结构的加固方法很多，特点和适用范围各异，对于不同建筑物的维修和加固改造，会有不同的改造思路和实施方案。针对具体的加固改造项目，应按照效果可靠、施工简便、经济合理的原则，根据加固的类型，结合建筑物结构特点、当地具体条件、新的功能要求等因素，综合分析比较，选择最佳方案。 5 结束语

随着建筑业和现代科学技术的迅猛发展，混凝土结构加固改造技术已成为现代建筑技术中最具前景、最具活力的新兴技术分支之一。今后一定时期内，通过加强对建筑物鉴定、维修及改造加固领域的基础理论和实用新技术的研究，推动该领域学术水平和应用水平不断提升，混凝土结构加固技术将得到更好更快发展。 参考文献

[1]孙宪波，蓝巍.混凝土结构工程加固施工技术[J].建设科技，2009. [2]林文修，陈昌松.混凝土加固方法与技术[M].北京：中国建筑工业出版社.