《混凝土結(jié)構(gòu)加固應(yīng)用研究6200字（論文）》

混凝土結(jié)構(gòu)加固施應(yīng)用實例研究TOC\o"1-3"\h\u242241引言 淺析混凝土結(jié)構(gòu)工程加固施工及方案1引言現(xiàn)階段，由于我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各地區(qū)的工程項目建設(shè)也在如火如荼的進(jìn)行。因此，在這種情況下，也帶動了其他行業(yè)的發(fā)展。人們在提高了生活質(zhì)量的同時，也開始重視施工技術(shù)的質(zhì)量，并提出了更高的要求，另外，由于建筑施工材料與建筑工程質(zhì)量之間的聯(lián)系是非常緊密的，所以要嚴(yán)格把握建筑施工的材料。舊鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨著使用時間的增加，難免會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，并對建筑結(jié)構(gòu)的安全性帶來一定的負(fù)面影響，這些問題主要有以下幾種：一是混凝土強度等級不足；二是混凝土結(jié)構(gòu)的配筋不符合建筑要求。與此同時，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展腳步的不斷加快，使得我國的建筑行業(yè)也開始邁進(jìn)維修和新建的雙重發(fā)展階段。與重建或改建相比，通過一些具有科學(xué)性和可操作性的加固方法，也能夠有效的增強原有建筑的承載力，并延長原有建筑的使用時間，具有更好的經(jīng)濟效益。2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固基本原理和方法2.1混凝土結(jié)構(gòu)加固的基本原理和受力特點設(shè)計階段和施工階段是進(jìn)行加固工程的必經(jīng)階段，目的是恢復(fù)受損前的原有結(jié)構(gòu)性能，并且加固設(shè)計需要根據(jù)實際工程的現(xiàn)有條件進(jìn)行。加固后新加部分的應(yīng)力應(yīng)變只有在荷載發(fā)生變化結(jié)構(gòu)受力后才產(chǎn)生，另外，新增加固件的受力只有在結(jié)構(gòu)的荷載發(fā)生變化時才會體現(xiàn)出來。還需要注意的是，建筑物加固時必須以其本身能夠承受的最大荷載值為標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果進(jìn)行全面的考慮。為了增強加固部分和原始結(jié)構(gòu)之間的良好協(xié)同性能，就需要選擇一些性能盡可能接近原始結(jié)構(gòu)的加固材料。在加固的過程中，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的卸載能夠有效提高加固結(jié)構(gòu)的承載能力，并主要反應(yīng)在原有結(jié)構(gòu)首次受力以及應(yīng)變程度降低這兩個方面。2.2常用混凝土結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)2.2.1增大截面加固方法混凝土結(jié)構(gòu)的擴展能夠有效提高結(jié)構(gòu)剛度和承載能力，還可以用來修補裂縫等。圖2-1增大截面加固法這種加固方法增加了鋼筋基部或長距離側(cè)的橫截面尺寸，并提高了建筑主梁本身所能夠承載的最大負(fù)荷值，所以，增加橫截面法被廣泛用于加固橋梁的施工項目中。2.2.2置換混凝土加固法所謂置換法，其主要是指對柱子部分進(jìn)行混凝土處理，并有效提高負(fù)荷值的一種方法，通過原始的混凝土和替代的新混凝土一起承載或依靠新混凝土來承載。這種方法只加固原柱的混凝土部分，所以其對混凝土強度過弱部位的加固效果更加顯著。圖2-2置換混凝土加固在拆除混凝土之前，必須先將其卸載。一般情況下，置換用的混凝土有以下兩種：一是噴射混凝土；二是噴射鋼纖維混凝土。替換長度應(yīng)根據(jù)混凝土誤差、強度試驗以及計算結(jié)果來確定，在進(jìn)行加固工程后，能夠使其恢復(fù)到原來的外觀，同時也不會改變建筑原有的功能和使用空間，具有成本低和施工簡捷的特點。2.2.3黏貼鋼板加固法通過粘貼鋼板對建筑物進(jìn)行加固主要是指使用環(huán)氧樹脂粘合劑或建筑膠去除給定深度的原始構(gòu)件，并對基礎(chǔ)薄弱或有缺陷的混凝土進(jìn)行卸載處理，以露出堅固的表面。鋼板應(yīng)直接粘合到橋頭桿拉伸區(qū)或防腐區(qū)，對薄弱的部分進(jìn)行切除，使其與主梁形成牢固的結(jié)合。通常情況下，需要支頂對其進(jìn)行拆除或保護，進(jìn)而限制裂縫的繼續(xù)延申，有效提高橋梁結(jié)構(gòu)的彈性和復(fù)原力。圖2.3粘貼鋼板加固法這種加固方法所需要的施工技術(shù)比較簡單，并且在用這種方法加固橋梁的過程中，其對正常交通的影響小到可以忽略不計。站在結(jié)構(gòu)張力原理的角度上看，粘貼鋼板加固法是一種被動型的加固方法。2.2.4外包鋼加固法外包鋼加固法是一種使用鋼外包覆蓋原混凝土構(gòu)件，以顯著提高原構(gòu)件承載能力的加固方法。圖2-4外包鋼加固法由于原構(gòu)件與干式外包鋼構(gòu)架各自單獨承受荷載，在加固設(shè)計時，用型鋼骨架來約束原構(gòu)件混凝土的橫向變形，原構(gòu)件和外鋼體先按剛度比劃分荷載，然后用矩形外殼加固中心受壓混凝土板，進(jìn)而保證擴大段正常運行。對其進(jìn)行加固后，外鋼體可部分或全部替換原有構(gòu)件進(jìn)行工作，以加固原有結(jié)構(gòu)。2.2.5黏貼纖維復(fù)合材料加固法所謂粘貼碳纖維加固法，其主要是指通過增強復(fù)合材料將固體復(fù)合纖維織物粘合到橋表面的加固方法。橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)為外部荷載，并使用實心復(fù)合纖維織物對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，最終形成一個整體，共同受力，這樣不但能夠提高橋梁結(jié)構(gòu)的荷載、剛度以及抗力，還能限制裂縫的發(fā)展和延申。纖維復(fù)合材料加固法加固的關(guān)鍵在于保證加固后的纖維材料和原構(gòu)件能夠協(xié)調(diào)受力共同工作。圖2-5粘貼碳纖維加固法結(jié)構(gòu)張力原理適用于粘貼鋼板被動加固法，用煤纖維織物代替伸縮桿固定混凝土表面，增加主梁中的鋼筋數(shù)量，改善和調(diào)整混凝土結(jié)構(gòu)。粘貼碳纖維加固法能夠用于加固支撐構(gòu)件，如主梁和壤臺等。它的優(yōu)點是不增加載荷和橫截面測量，結(jié)構(gòu)簡單，對結(jié)構(gòu)沒有新的損傷，以及對結(jié)構(gòu)的外觀也沒有影響。但需要注意的是，這種方法主要用于對主梁的加固，對于提高承載能力非常有限。2.2.6植筋技術(shù)植筋技術(shù)應(yīng)確定所需鋼筋在舊混凝土構(gòu)件上的位置，而后根據(jù)結(jié)構(gòu)強度的特性進(jìn)行種植，并通過機械或鋼刷清除植入鋼筋表面的鐵銹和氧化層，還需要在植入鋼筋的區(qū)域鉆孔。因此，在設(shè)計的過程中，就必須保證確認(rèn)后的加固界面切割率大于原始結(jié)構(gòu)。圖2-6混凝土結(jié)構(gòu)植筋技術(shù)當(dāng)鋼筋植入混凝土足夠深度且混凝土強度越高時，其共同受力工作的關(guān)鍵在于結(jié)合面抗剪強度的大小，植入鋼筋拉拔力均達(dá)到設(shè)計要求值，當(dāng)植入的鋼筋達(dá)到一定的附著深度時，就會具有很強的回退性。3混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固應(yīng)用實例研究3.1案例工程簡介某大型市政混凝土工程建筑總面積為45643.48平方米，占地總面積為16090.58平方米，其中4、6、8、9以及11號樓的建筑總面積為16111.2平方米；13和15號樓的建筑總面積為9293.88平方米；14、16和18號樓的建筑總面積為10435.32平方米；17號樓的建筑總面積為9803.08平方米，建筑層高為3米，檐高為72.2米，等級和耐火級都是二級，建筑的耐久性是50年，內(nèi)外墻材料采用MU10燒結(jié)實心板巖磚。這次工程項目所用混凝土強度的等級及構(gòu)件如下：基礎(chǔ)為框架結(jié)構(gòu)、梁、板；其他的構(gòu)件有：砌塊、胎筋、窗臺均為C25?？蚣苤孛娉叽鐬?00500mm。使用C30混凝土；縱筋使用HRB335鋼筋，箍筋使用HPB235。在選擇桿網(wǎng)時，需要全面考慮到公共服務(wù)辦公樓的建筑特征，并使用主經(jīng)濟支柱網(wǎng)6m6.9m。在對開放空間要求較高的高端教室和實驗室中，需要使用尺寸較大的9m6.9m柱網(wǎng)，另外，為了確保房間的高度，需要使用網(wǎng)格型樓蓋，進(jìn)而有效降低建筑的梁高，減少加固成本。本項目的地質(zhì)調(diào)查結(jié)果表明，其地下水位為-4.0m以下，澆筑施工的時間是2015年11月，在17樓的施工過程中，發(fā)現(xiàn)剪力墻部分被凍傷損壞，所以立即停止了施工。墻體、框架梁以及框架柱連接處都符合建筑要求，另外，其他的建筑部分也都符合要求。同時，建筑的地下土壤地質(zhì)良好，無軟弱層，地下-1.8米處有中砂層，建筑物的地基承載能力也較高。3.2混凝土結(jié)構(gòu)加固基本要求3.2.1改造加固的一般原則建筑物的設(shè)計應(yīng)充分考慮建筑物的美學(xué)性質(zhì)，并設(shè)計合適的加固方案，需要對建筑條件、加固成本和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行綜合考慮。另外，不同的加固方法還需要使用不同的加固材料，有不同的對應(yīng)要求，結(jié)構(gòu)加固部分與未加固部分在外形上應(yīng)相對協(xié)調(diào)，通常是基于強度要求，對于單一構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)計算，必須防止對原有結(jié)構(gòu)的不利影響，還需要防止新漏洞的出現(xiàn)。3.2.2混凝土結(jié)構(gòu)加固方法的適用條件加強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)重建加固模型的優(yōu)化模型，并不重視非優(yōu)化模型的創(chuàng)新性和獨特性。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計，應(yīng)針對原結(jié)構(gòu)在正常使用和承載力兩個“極限狀態(tài)”上出現(xiàn)的弱點，應(yīng)在充分研究分析原結(jié)構(gòu)的剛度、承載力、或耐久性等各種缺陷的前提下，在現(xiàn)場試驗損傷減少后，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的實際尺寸，使用原始部件的強度和凈橫截面積來確定載荷能力。3.3置換混凝土加固方案設(shè)計選用3.3.1加固設(shè)計的基本思路因此本工程加固設(shè)計中，需將計算結(jié)果與單個構(gòu)件的實際配筋面積比較，分析結(jié)構(gòu)的受力機理及原有結(jié)構(gòu)在構(gòu)造、承載力方面的不足，計算結(jié)果需要符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》以及其他的一些規(guī)范要求。如果在加固時只注意牢固性，就會比較容易引發(fā)一些安全隱患。設(shè)計值仍然對應(yīng)鋼筋的原始結(jié)構(gòu)、構(gòu)件強度等級和標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度，方案的明確必須按照安全、經(jīng)濟、快速以及便于施工的原則進(jìn)行。3.3.2置換混凝土加固方案確定工程的質(zhì)量問題源于剪力墻的混凝土受凍，現(xiàn)在建議拆除。對上述混凝土加固方案進(jìn)行研究和分析后發(fā)現(xiàn)，置換混凝土加固法最具有可操作性。不但能夠節(jié)約成本，還能夠解決構(gòu)件混凝土的壓縮強度問題。有關(guān)施工單位決定對14層的6-22—6-38軸線梁板及13層柱、剪力墻進(jìn)行拆除，并重新澆筑混凝土。設(shè)計要求顯示，拆除剪力墻需要通過四個階段，另外，為了保證施工的質(zhì)量，還需要把每個階段在細(xì)分為四個階段。本項目為商品住宅，所以需要對置換過程中的荷載能力狀態(tài)進(jìn)行單獨的計算，因此確認(rèn)方案需要滿足設(shè)計要求，并對墻體尺寸進(jìn)行必要的調(diào)整。工程項目部決議制定該部位置換混凝土加固技術(shù)方案，更換該位置的混凝土鋼筋，減少剔除過程中不透水區(qū)域和孔洞的不利影響。3.3.3置換加固所用材料的選擇因為這次置換工程的新舊混凝土銜接面積較大，所以需要使用早期膨脹第Ⅳ類水泥，另外，在加固過程中，沒有必要通過一些輔助措施對墻體空隙進(jìn)行填充，其主要用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固改造。IV型水泥，具有堅固、不收縮的特點，其基灌漿料的流通速度超過280mm，在微膨脹壓力下可穿透原混凝土，并在水泥水化過程中相互滲透。并且通過塑性收縮確保二次灼燒后的收縮，提高效應(yīng)填充下原荷載能力。3.4加固工程施工3.4.1柱頭置換混凝土該層中的框架柱混凝土表面存在以下幾種問題：一是表面不嚴(yán)實；二是強度不符合要求。對其進(jìn)行仔細(xì)觀察后，認(rèn)為應(yīng)予以更換。以這個項目中必須更換的框架柱為例，出于安全的考慮，需要增加支撐繩索，進(jìn)而提高其本身的負(fù)荷力。通過手動敲擊，從損壞的柱子上移除分離的混凝土。為保證混凝土澆筑的質(zhì)量，可適當(dāng)擴大混凝土抽取面積。剔除方式為（圖一）：圖3-1柱頭置換方式剔鑿的時候，不能對結(jié)構(gòu)造成過大的振動，也不能損壞鋼筋，還需要提供良好的邊界保護，以避免混凝土段墜落，進(jìn)而造成人員傷亡。柱是一個中心，需要由各方的支柱對其進(jìn)行支持。由于1000千牛的支撐力分配緊張，因此需要重新澆筑C35微膨脹混凝土，以防止混凝土在交換過程中發(fā)生位移，還要確保頂部系繩穩(wěn)定。灌漿材料為自密封性材料，澆注過程中無需振動。澆注時，注意模型中的灌漿材料走向。在預(yù)先確定的平面凹槽的底面，后及時養(yǎng)護混凝土，12小時后分離的維護、專業(yè)技術(shù)熟練的工人來避免，分離破裂角，完成正常使用日常的快速模板后從銷破壞全過程的現(xiàn)象。鋼支架應(yīng)按照要求安裝，整個建筑砌塊的垂直支柱應(yīng)垂直，水平桿應(yīng)與垂直桿成直角。為了便于澆頂，當(dāng)柱子澆縫料時，在斜孔上開一個喇叭傾翻孔。并且在有些情況下，還需要使用灌漿對外包層進(jìn)行澆筑，當(dāng)灌漿到達(dá)C15時，就可以將柱側(cè)的突出部分去除。3.4.2剪力墻置換剪力墻受損區(qū)域松散混凝土剔除及清理→鋼筋綁扎恢復(fù)→原混凝土表面涂刷水泥凈漿→模板支設(shè)及封邊→高強度灌漿料澆筑→養(yǎng)護驗收。圖3-2剪力墻修復(fù)處理示意圖在切割混凝土前，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求，提高每批替換混凝土的邊界線。對桿件和接頭進(jìn)行必要的檢查，將所有不符合原始強度要求的混凝土都進(jìn)行去除和清理，加固由模具支撐，鑿除是手動完成的。墻壁所用的鋼筋應(yīng)在儲存前進(jìn)行測量，為了保證質(zhì)量，可以適當(dāng)擴大混凝土澆筑的面積。雙扣件的載荷為16.00kN，根據(jù)扣件抗滑系數(shù)0.80，在拾取過程中損壞的一些鋼筋必須被移除，并由同一區(qū)域的鋼筋補充。本項目實際旋轉(zhuǎn)雙扣件荷載值為1280kN，新老混凝土的粘結(jié)面受到約束，混凝土表面需要用加壓水進(jìn)行沖洗干凈，并涂上水泥漿。觀測點的位置處于置換柱的側(cè)面，受損部分用木模具壓實，模具高度需要高于受損形狀的高度。圖3-3模板支設(shè)附圖3.5施工質(zhì)量檢查與驗收3.5.1質(zhì)量管理控制施工質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵審計質(zhì)量保證、安全系統(tǒng)和實現(xiàn)。以確保該網(wǎng)站擁有強大的管理團隊建設(shè)。本項目混凝土切割線更換后，相應(yīng)的控制部門應(yīng)進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量檢查。為了保證混凝土成型后的質(zhì)量，應(yīng)確定模具系統(tǒng)的選擇和梁墻體之間的接縫。加強計量檢測，同時根據(jù)要求和建設(shè)項目的實際情況，積極增強鑒定方法的有效性，并需要豐富的鑒定技術(shù)和配備先進(jìn)的檢測裝置，使檢測頻率達(dá)到100%。施工現(xiàn)場要具備足夠的覆蓋材料（如縫布或塑料薄膜），混凝土澆筑完畢或澆筑過程中如果遇到下雨，應(yīng)立即遮蓋。3.5.2安全監(jiān)理工作要點（1）根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境懸掛安全警示標(biāo)志。（2）智能建筑工程施工現(xiàn)場的樓梯，電梯井，預(yù)留洞口，在陽臺，地板和屋頂邊緣必須安全防護到位，符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。（3）施工人員在高處作業(yè)時應(yīng)佩戴安全帽和安全帶。（4）當(dāng)使用移動操作平臺，不應(yīng)超過5米高，架體必須穩(wěn)固，操作平臺必須設(shè)置防護欄桿和爬上梯子。（5）在裝修階段，施工現(xiàn)場焊接，熱，熱管理系統(tǒng)，操作應(yīng)配備專業(yè)護理和配備消防設(shè)備。按要求檢查施工現(xiàn)場的安全性、技術(shù)安全措施和文明施工的規(guī)范性，檢查施工現(xiàn)場是否存在安全隱患。一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，需要及時報告，并督促整改。3.5.3原材料計量驗收各種建筑計量器具應(yīng)嚴(yán)格遵守計量法規(guī)，確保定期檢查，進(jìn)而保證它們的準(zhǔn)確性。在混凝土的制造過程中，施工人員必須每班至少檢查一次炻器的含水量，并需要正確增加測量次數(shù)，而后根據(jù)實際含水量對材料和水量進(jìn)行更合理的調(diào)整。4結(jié)論本篇文章以某大型市政建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固方法為主要研究對象，并對其進(jìn)行了研究和分析，作者希望通過本文的探討分析可以加強作者對大體積混凝土加固的認(rèn)識，提高加固工程的安全性。不斷加強施工人員的素質(zhì)素養(yǎng)、樹立有關(guān)的質(zhì)量體系、確立質(zhì)量目標(biāo)等，從根本上提高整個建筑建設(shè)的養(yǎng)護上水平和質(zhì)量?；炷良庸谭桨钢锌紤]“以人為本，美觀環(huán)?！钡闹脫Q設(shè)計原則，確定合理可行的安全保證措施以及環(huán)境保護措施。所以在建筑的施工設(shè)計時要保證其具有合格的承載能力，確保路面平整，進(jìn)而保證其所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益?，F(xiàn)階段，這些混凝土加固技術(shù)還缺乏一定的實踐經(jīng)驗，但由于建筑領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展以及新型建筑材料的出現(xiàn)，還需要繼續(xù)探索新的加固技術(shù)，所以，加固施工技術(shù)的應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步擴大。參考文獻(xiàn)：[1]潘嵩.結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的混凝土加