混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)與加固

1、混凝土結(jié)構(gòu)的 修復(fù)與加固混凝土構(gòu)筑物因出現(xiàn)功能性改變，如接建、增加荷載等，或在出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。如配筋不足、災(zāi)后修補(bǔ)、混凝土強(qiáng)度不夠等，為避免危險(xiǎn)或者一定得損失，在出現(xiàn)問(wèn)題前都需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)與加固。 混凝土結(jié)構(gòu)由于種種原因不能滿(mǎn)足安全性、適用性、耐久性的要求。主要是：（1）提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的強(qiáng)度（2）提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的穩(wěn)定性（3）提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的剛度（4）提高結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的耐久性 由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞程度不同，修補(bǔ)加固的要求和目的也不甚相同，應(yīng)針對(duì)不同情況，選用不同的加固方法，采取不同的修補(bǔ)加固處理。修補(bǔ)加固的目的修補(bǔ)加固的目的加固工作程序加固工作程序建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)與施工與新建工程不盡相同，

2、加固工程主要有以下特點(diǎn)：總之：加固設(shè)計(jì)是項(xiàng)細(xì)致的工作，必須貫徹多快好省的方針。由于加固受已有建筑各種條件的限制，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，因陋就簡(jiǎn)，切實(shí)可行地進(jìn)行設(shè)計(jì)，并繪制詳細(xì)完備的加固圖紙，經(jīng)審定后，再行施工。 混凝土加固結(jié)構(gòu)受力特征混凝土加固結(jié)構(gòu)受力特征 對(duì)已建的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，其受力性能與一般未經(jīng)加固的普通結(jié)構(gòu)有較大的差異。 首先，加固結(jié)構(gòu)屬于二次受力結(jié)構(gòu)，加固前原結(jié)構(gòu)已有荷載作用受力(即第一次受力)，原結(jié)構(gòu)存在一定得壓縮（或彎曲）變形，同時(shí)原結(jié)構(gòu)混凝土基本已經(jīng)完成變形收縮；而加固一般是在未卸載下進(jìn)行的，新加部分在新增荷載時(shí)，即第二次加載下，才開(kāi)始受力，導(dǎo)致新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變滯后于原結(jié)構(gòu)

3、的應(yīng)力、應(yīng)變。 因此，新、舊結(jié)構(gòu)不能同時(shí)到達(dá)應(yīng)力峰值，破壞時(shí)，新加部分可能達(dá)不到自身的極限狀態(tài)。如果原柱在施工時(shí)的應(yīng)力過(guò)高、變形較大，有可能使新加部分的應(yīng)力處于較低的水平，不能充分發(fā)揮作用，起不到應(yīng)有的加固效果。 其次，加固結(jié)構(gòu)屬于二次組合工作，新、舊兩部分存在整體工作問(wèn)題，整體工作的關(guān)鍵在于結(jié)合面能是否有效地傳遞剪力。由于結(jié)合面混凝土的抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)低于混凝土自身強(qiáng)度，因此，二次組合結(jié)構(gòu)承載力比第一次整澆結(jié)構(gòu)略低一些。 由于加固結(jié)構(gòu)有上述的受力特征，決定其計(jì)算方法和構(gòu)件處理以及施工要求，不同于普通混凝土。 混凝土加固結(jié)構(gòu)實(shí)屬二次組合結(jié)構(gòu)，受力時(shí)，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)臨近破壞時(shí)，結(jié)合面會(huì)出現(xiàn)拉、壓、彎、剪

4、等復(fù)雜應(yīng)力，特別是受彎或偏壓構(gòu)件，結(jié)合面的剪應(yīng)力可能是相當(dāng)大的。新舊材料能否共同的工作，關(guān)鍵在于結(jié)合面剪力能否有效地傳遞。許多試驗(yàn)表明，新舊混凝土結(jié)合面往往是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，其抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于整澆混凝土的抗剪強(qiáng)度，新混凝土的凝縮、彈性變形、塑性變形、徐變等與舊混凝土存在差異，甚至出現(xiàn)裂縫，結(jié)合面上抗?jié)B、抗凍性能均會(huì)降低。為了確保新舊混凝土共同工作地可靠性、耐久性，設(shè)計(jì)時(shí)需加固結(jié)構(gòu)的結(jié)合面進(jìn)行抗剪驗(yàn)算，施工工藝上采取適當(dāng)?shù)拇胧??；炷良庸踢^(guò)程中混凝土加固過(guò)程中新舊材料共同工作問(wèn)題新舊材料共同工作問(wèn)題結(jié)合面混凝土抗剪強(qiáng)度（結(jié)合面混凝土抗剪強(qiáng)度（N/mm 2 ） 混凝土加固結(jié)構(gòu)結(jié)合面抗剪強(qiáng)度，根據(jù)中國(guó)

5、建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所得試驗(yàn)研究，其結(jié)果如下： 結(jié)合面混凝土所具有的粘貼抗剪力，有時(shí)遠(yuǎn)低于受剪承載力要求，尚需配置一定數(shù)量的貫通結(jié)合面的剪切摩擦筋，來(lái)抵抗結(jié)合面所出現(xiàn)的剪力?；炷良庸探Y(jié)構(gòu)結(jié)合面受剪承載力，根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所的試驗(yàn)研究，可按下式計(jì)算： f v0.56sv f y式中 結(jié)合面剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值； f v 結(jié)合面混凝土抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；sv 橫貫結(jié)合面的剪切摩擦筋配筋率sv=Asv / bs； Asv 配置同一截面內(nèi)箍筋各肢的全截面面積； b 截面寬度； s 箍筋的間距； fy 剪切摩擦筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 對(duì)于四面采用混凝土圍套加固的梁、柱，一般采用封閉式箍筋，部分采用整澆混凝土參

6、加抗剪，所以結(jié)合面抗剪承載力較高，一般能滿(mǎn)足抗剪要求。 新舊混凝土共同工作除滿(mǎn)足 f v0.56sv f y要求外，施工上也應(yīng)采取適當(dāng)措施，提高結(jié)合面粘貼抗剪能力，其措施主要如下：（3）新混凝土水灰比和坍落度要求：新澆的混凝土強(qiáng)度越高，水灰比和坍落度越低，則結(jié)合面粘貼力量就越大，因此，新澆混凝土宜采用低流動(dòng)性，水灰比小，高強(qiáng)度的混泥土，如果新澆混凝土厚度較大，課考慮在結(jié)合面附近澆一層低流動(dòng)，水灰比小，高強(qiáng)度的混凝土作為過(guò)渡層。（4）振搗密實(shí)：由于加固厚度都不大，又布置較密鋼筋，均給振搗帶來(lái)困難，尤其是新混凝土在舊混凝土下部的水平方向，振搗最困難，粘貼效果最差，必要時(shí)配以啦吧澆搗口，使用膨脹水泥

7、等措施，仔細(xì)振搗，使之密實(shí)。（5）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù):澆注12小時(shí)內(nèi)就開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期為14天，如果養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、早期脫水、過(guò)早受振動(dòng)等影響，除降低粘貼強(qiáng)度外，甚至造成結(jié)合面開(kāi)裂。 如上所述，結(jié)合面受力除剪應(yīng)力以外，還會(huì)出現(xiàn)拉、彎、壓等復(fù)雜應(yīng)力，特別是拉力影響還比較大。因此，按照 f v0.56sv f y 驗(yàn)算，保證混凝土加固結(jié)構(gòu)新舊兩部分按整體截面共同工作，并非充分條件，與一次整澆混凝土相比，結(jié)合面受力仍是薄弱環(huán)節(jié)。四川省建筑科學(xué)研究院的試驗(yàn)表明，軸心受壓柱加固前已有縱向裂縫，加固后進(jìn)行試驗(yàn)，雖然結(jié)合面滿(mǎn)足抗剪要求，但破壞時(shí)總是最先出現(xiàn)在結(jié)合面上，新舊混凝土產(chǎn)生分離，降低結(jié)合整體剛度，加固柱試驗(yàn)破壞荷

8、載比整澆柱低。 實(shí)際設(shè)計(jì)中，考慮這一因素的影響，采用共同工作系數(shù)予以降低。 值取決于構(gòu)件受力性質(zhì)、構(gòu)造處理、施工方法等，取=0.81之間?；炷良庸探Y(jié)構(gòu)計(jì)算基本假定混凝土加固結(jié)構(gòu)計(jì)算基本假定 由上述內(nèi)容可知，加固結(jié)構(gòu)的承載力不同于新澆混凝土結(jié)構(gòu)，為了從理論上分析求解其承載力，參照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，混凝土加固結(jié)構(gòu)計(jì)算基本假定如下：截面變形仍保持平面不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度混凝土軸心受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為拋物線，極限變形值為為0.002混凝土非均勻受壓時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為拋物線和水平線之組合曲線，極限變形值為0.0033鋼筋應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為直線和水平線之組合折線。受拉鋼筋極限變形值為0.01受

9、損后的鋼筋混凝土板、梁、柱的不同損傷情況分別采用不同的修復(fù)處理與加固方法。根據(jù)受損程度可將構(gòu)件分為：一、輕度受損構(gòu)件二、中度受損構(gòu)件三、嚴(yán)重受損構(gòu)件四、危險(xiǎn)構(gòu)件輕度受損構(gòu)件 因構(gòu)件受損較輕，僅粉刷層有輕度剝落，此類(lèi)構(gòu)件只需將其表面粉刷層或表面污物清理干凈，重新進(jìn)行裝修粉刷即可。對(duì)于損傷輕微的梁、柱表面應(yīng)噴射混凝土填補(bǔ)孔洞。 中度受損構(gòu)件 這類(lèi)構(gòu)件將燒疏松散的混凝土鏟除掉，清理至堅(jiān)硬的混凝土表面，填補(bǔ)同等級(jí)的混凝土，做成完好表面，保證鋼筋不受銹蝕。對(duì)混凝土表面的細(xì)小裂縫，采用水泥素漿，或以環(huán)氧樹(shù)脂為基本組分的膠結(jié)料來(lái)灌縫，水泥選用澎脹水泥或自應(yīng)力水泥。灌縫方法的選擇取決于裂縫寬度和深度，當(dāng)裂縫深

10、度 50mm，寬度03mm時(shí)，用平面式注漿機(jī)灌縫，較深裂縫開(kāi)口兩側(cè)鑿成V形再灌縫。將裂縫、孔洞、缺損修補(bǔ)好以后，外部應(yīng)抹灰，使構(gòu)件滿(mǎn)足外觀要求。此類(lèi)構(gòu)件在外部裝修之前，需驗(yàn)算剩余承載力，當(dāng)構(gòu)件設(shè)計(jì)承載力降低5以上者，應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。嚴(yán)重受損構(gòu)件 這類(lèi)構(gòu)件火災(zāi)后承載力降低較多，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)或計(jì)算結(jié)果，按等強(qiáng)原則進(jìn)行加固。根據(jù)結(jié)構(gòu)部位的不同，采用噴射混凝土或安裝模板進(jìn)行施工。用模板施工時(shí)應(yīng)設(shè)法保證混凝土的密實(shí)性。為保證質(zhì)量，新舊混凝土之間必須有良好的結(jié)合。在此結(jié)合面上涂刷環(huán)氧砂漿或水灰比為04的水泥漿。若需附加鋼筋，則鋼筋的保護(hù)層、錨固、搭接均應(yīng)符合規(guī)范要求。 對(duì)于損傷嚴(yán)重的柱采用增大截面法進(jìn)行加固。對(duì)于損傷嚴(yán)重的矩形截面梁，采用側(cè)面加厚或附加鋼筋等方法進(jìn)行加固危險(xiǎn)構(gòu)件 此類(lèi)構(gòu)件受到實(shí)質(zhì)性的破壞，己失去穩(wěn)定性。一般來(lái)講，這類(lèi)構(gòu)件已失去修復(fù)的可能性，應(yīng)予以拆除，另行更換新構(gòu)件。拆換構(gòu)件是項(xiàng)較為困難而復(fù)雜的工作，必須對(duì)施工方案進(jìn)行周密考慮，防止發(fā)生新的破壞?；炷两Y(jié)構(gòu)加固方法可分為：加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)