土木工程建设中的混凝土加固施工技术与应用
俞东江 李亚鹏 刘一廷
甘肃省建设工程检验检测认证中心有限公司 甘肃兰州 730050
引言:随着我国城镇化进程深入推进,土木工程建设领域正经历从增量建设向存量提质的战略转型。大量既有建筑面临结构老化、承载力不足、使用功 等挑战 混凝 固技术作为解决此类问题的关键手段,受到业界广泛关注。在国家大力推进城市更新与老旧小 □自 土加固技术迎来重要发展机遇。同时,工程质量安全事故防范要求日益提高,对加固技术的规范性与可靠性提出更严格要求。
一、混凝土加固施工技术的优势(一)显著提升结构承载能力,增强建筑抵御荷载能力
混凝土加固技术通过增设构件、强化截面、改善受力路径等手段,使原本承载力不足的结构重获力学性能提升[1]。钢筋混凝土梁柱在加固后,抗弯、抗剪、抗压能力获得全面增强,抵抗恒荷载与活荷载的表现更为出色。实际工程案例表明,适当加固后的结构承载力提升幅度可观,安全储备明显增加。对于因年久失修导致结构性能退化的建筑,加固后能重新满足规范要求的承载力标准,消除潜在安全隐患。
(二)有效延长建筑使用寿命,减少重建成本与资源浪费
混凝土加固技术为老旧建筑注入新生命力,使结构性能回归甚至超越设计初期水平。传统观念认为建筑使用一定年限后需拆除重建,而通过科学加固,建筑使用寿命可获得可观延长,焕发第二春。经济学角度看,加固改造费用通常仅为重建成本的较小比例,节约大量经济资源。环保视角下,避免拆除重建过程产生的建筑垃圾填埋问题,减少新建材生产所需能源消耗与碳排放,契合国家环保战略目标。
二、土木工程建设中的混凝土加固施工技术与应用要点(一)加固前全面检测结构损伤,为方案制定提供依据
土木工程中的混凝土结构在使用过程中往往会出现各类损伤,结构检测作为加固工作的前提环节具有至关重要的意义。科学的检测工作应覆盖混凝土强度 估、 裂缝分布记录、结构变形测量以及内部缺陷探查等多个方面。现场目视检查 能揭示内部隐患,两者结合构成完整的检测体系。结构荷载试验通过模拟实 直接获取结构承载能力数据,为评估工作提供最直接依据。混凝土取芯试验虽会对结构造成局部破 坏,但能最真实反映材料实际强度。建筑历史资料分析也不容忽视,原始设计图纸与历年维修记录往往蕴含关键信息。
(二)合理选择加固材料,匹配结构性能与使用环境
混凝土加固材料的科学选择直接关系到加固效果与工程寿命。传统钢材因其良好力学性能被广泛应用于粘钢加固领域,但在潮湿环境中易受锈蚀侵袭,需采取防腐措施。纤维材料族群中,碳纤维凭借超高强度与轻质特性成为现代加固明星,但其价格偏高限制了大规模应用。玻璃纤维成本较低,适合一般加固工程,而芳纶纤维则在抗冲击性能方面表现卓越。聚合物改性水泥基复合材料兼具黏结性与耐久性,适合大面积修复加固。环氧树脂作为粘结剂,其温度适应性直接影响整体加固效果,选型时须考虑当地气候特征。针对化学侵蚀严重区域,耐酸碱性能优良的特种材料不可或缺。大体量结构加固宜选用价格合理、施工便捷的常规材料,精细构件则可考虑高性能但价格较高的特种材料。
(三)注重加固工艺的规范性,保证施工质量符合标准
混凝土加固工艺的规范执行是确保加固效果的基础保障。基层处理作为加固施工的起点环节,其质量直接影响后续工序效果,破损混凝土必须彻底凿除,露筋部位需进行防锈处理,表面应清洁干燥无浮尘[2]。粘贴类加固工艺要求严格控制胶粘剂配比与搅拌时间,施工环境温度应维持在适宜范围,粘贴压力需均匀持续。灌浆技术实施过程中,浆液配比、流动性控制、压力选择均需遵循技术规范,灌浆顺序从下至上逐步推进。植筋加固时,钻孔深度、孔径、清孔质量、植入角度直接关系到连接可靠性。混凝土置换修复过程中,新旧混凝土界面处理尤为关键,界面剂的选择与涂覆方式须严格按规范执行。任何工艺环节的偷工减料或操作不规范都可能导致整体加固效果大打折扣。
(四)结合结构受力特点,优化加固方案的受力传递
混凝土结构加固设计的核心在于准确把握构件受力特性,实现力的合理传递。梁构件主要承受弯矩与剪力作用,底部加固着重提升抗弯能力,腹部加固则针对剪力增强;柱构件以轴向压力为主,配合弯矩作用,加固设计需综合考虑承压能力与抗弯刚度提升。板类构件加固应注重正负弯矩区分布,底部、顶部加固措施各有侧重。节点区域作为力传递枢纽,加固处理尤为关键,必须确保节点刚度与承载力不成为整体结构薄弱环节。老旧框架结构加固中,应优先增强柱构件承载力,避免“强梁弱柱”现象导致地震下的脆性破坏。传统建筑加固改造时,往往需引入附加结构系统,新旧结构间的力传递机制设计尤为重要。不同加固方式的组合应用能取长补短,如梁底碳纤维布提供抗弯增强,同时腹部粘贴碳纤维片增强抗剪能力。
(五)做好加固后的验收工作,确保满足结构安全要求
混凝土加固工程的最终验收是质量把关的最后防线,科学严谨的验收程序不可或缺。验收工作应包括资料审查与现场检测两大部分,施工记录、材料证明、检测报告等文件资料必须齐全完整,现场实体质量检查则直接反映加固效果。外观质量检查关注表面平整度、裂缝存在情况、粘贴材料有无剥离等直观问题。无损检测手段如超声波、雷达扫描可探查内部缺陷,红外热像仪能发现粘贴界面异常。局部破损检测如钻芯取样、粘结强度拉拔测试虽对结构有微小破坏,但能最直接验证加固效果。荷载试验作为最权威的验收手段,通过实际加载观察结构变形与裂缝发展情况,直接判断加固后结构承载能力是否满足设计要求。检测数据分析应注重综合评价,不能单一指标合格就简单通过。
结束语
混凝土加固施工技术作为土木工程维护与改造的重要手段,随着新材料、新工艺不断涌现,其技术体系日益完善,应用领域持续拓展。未来,混凝土加固技术将向绿色环保、智能监测、性能可控方向发展,与建筑信息模型、物联网技术深度融合,实现加固过程的精准控制与效果预测。加固技术的持续创新与规范应用,将为城市更新与存量建筑改造提供有力技术支撑,促进建筑业高质量发展,实现建筑资源可持续利用。
参考文献:
[1]胡培俊,刘孟孟,郭伟. 土木工程建设中的混凝土加固施工技术与应用[J].居舍,2023,(28):29-32.
[2]徐彧. 土木建筑工程项目的混凝土加固施工技术[J].四川建材,2022,48(12):106-107.