建筑混凝土结构工程的加固设计策略探析

张永光 刘振涛

辽宁和祥特种混凝土股份有限公司 辽宁沈阳 110000

当前出现大量的混凝土结构提前失效的情况，混凝土耐久性达不到预期指标，带来大量维修以及重建费用，使国家的财政压力增加。因此，对影响混凝土结构耐久性的各种因素深入分析，并有效提高混凝土结构的耐久性，是当前亟待解决的问题。

1 建筑混凝土结构工程加固设计的重要性

对于建筑工程建设而言，对混凝土框架结构进行合理设计与优化，能够有效实现建筑使用价值、经济价值与环保价值的大幅提升，并且对混凝土结构设计进行优化，能够在确保建设质量的前提下，减少建设资金投入，实现对工程预算的有效控制。较之一般的混凝土结构设计，经过优化后的设计除了能够为项目业主带来更高的经济效益，还能使用户获得最佳使用体验。优化结构设计，能够实现对施工材料、设备、人员、资金等的优化配置，提高资源利用效率，在实现建筑结构优化的同时，更好地对施工进行有效指导。通常，建筑层数越高，建筑面积越大；建筑工程稳定性、可靠性要求越高，建筑单位面积建造成本越大。设计人员可通过结构优化，找到相关影响因素的平衡点，进而实现建筑工程建设价值的最大化[1]。

2 建筑混凝土结构工程的加固设计策略

2.1 增大截面法

增大截面法施工工序主要有：清理、修整原结构或构件→安装新增钢筋（包括种植箍筋）并与原钢筋、箍筋连接→界面处理（凿毛或涂刷界面剂）→安装模板→浇筑混凝土→养护及拆模→施工质量验收。增大截面法虽然具有工艺简单、使用经验丰富等优点，但考虑到界面处理对增大截面法能否确保新旧混凝土共同工作十分重要，施工时应该特别注意新旧混凝土界面的凿毛处理及剪切-摩擦筋的植筋，该部分内容可有效地保证新旧混凝土共同受力。另外应特别指出的是，因钢筋安装及模板架设时间较长，已大大超出涂刷界面胶的可操作时间，界面胶往往容易失去其粘结能力，且起到反效果，故建议采用剪切-摩擦筋（剪切销钉）来处理新旧混凝土界面的剪力传递问题。

2.2 外粘型钢加固法

外粘型钢加固法施工工序主要有：混凝土界面打磨及四角圆弧化处理→型钢骨架制作安装→环氧胶泥封缝→预埋排气孔及灌浆嘴→环氧树脂灌浆→封闭排气孔及灌浆嘴→施工质量验收。为保证型钢有效受力，加固前应尽量卸载，必要时采用千斤顶配合型钢卸载，能更好地使后粘型钢与原构件协同受力，加固效果最好。同时应着重注意混凝土和钢板的表面处理，对于旧、脏严重的混凝土构件的结合面，应处理至露出光滑的混凝土面层，必要时钢板及混凝土表面可以打磨与受力方向垂直纹路[2]。

2.3 压力灌浆

根据裂缝具体情况划定修补范围，确定钻孔位置及浆液用量，裂缝前的钻孔必须沿着裂缝作业，并确保裂缝表面和钻孔轴线呈30°以上夹角。钻孔完成后，顺着孔洞注入清水进行清洗处理，并用压缩空气吹干钻孔，将事先制备的浆液灌入混凝土后通过灌浆泵进行灌浆修补施工。对于非贯通性裂缝，浆液很难注入结构内部，注入压力过大还有可能扩大裂缝宽度，为此，建筑结构裂缝应采用低压低速注浆，既能控制注浆量，又能保证浆液注入裂缝深部。若以环氧树脂为灌浆材料，则应充分考虑环氧树脂材料黏度的不同，为保证浆液充分灌入裂缝可以增加溶剂量，但过大的溶剂量又会使浆液黏度降低而难以达到预期的填筑黏结目的。环氧树脂的变形跟踪属性在延伸性裂缝中会变差，此类裂缝应改用可挠性环氧树脂材料。根据大量工程实践，环氧树脂材料和钢爪钉结合使用能增强结构裂缝加固后的整体性，还能有效防止裂缝继发。

2.4 合理选用混凝土材料，减水剂适量掺入

①合理选用混凝土各组成材料以及钢筋，按照相关规范规定严格检验进场的原材料，并对颗粒及配比进行合理改善，有效保障混凝土的密实性。水泥类的材料中水泥砂浆的凝结硬化程度决定了其强度以及工程性能。混凝土的耐久性会因为水泥石遭受破坏而被破坏。因此，在选择集料时应对其碱活性以及耐蚀性等进行全面考虑，选择级配合理的材料，使新拌混凝土的和易性得以有效改善，从而使混凝土的密实度提高。②掺入适量高效减水剂，在满足新拌混凝土的流动性的前提下，将用水量尽可能降低，使水灰比减少，从而有效降低混凝土的孔隙率。水泥加水搅拌后会有含较多拌和水的絮凝状的结构生成，会使新搅拌混凝土的工作性降低。高效减水剂的掺入能将水灰比降低到，从而使混凝土内部的孔隙率减少。

2.5 严格控制混凝土框架结构尺寸

在工程实施的过程中，合理控制施工环境温度，过低或过高的施工温度会在不同程度上影响施工材料的性能。施工材料在完成施工后，由于外部荷载等方面的因素，会发生一定的形变问题，导致混凝土框架结构不稳，甚至发生混凝土开裂的情况。为了预防各类问题的出现，确保混凝土框架结构设计的精准性与科学合理性，尤其要严格掌控建筑结构尺寸。重视结构中涉及的非线性设计内容，简化其中过于冗杂的结构，提升整个建筑受力的稳定性与均匀性[3]。

3 结语

综上所述，在建筑混凝土结构工程的加固设计中，相关工作人员需要始终围绕工程实际，严格执行标准化混凝土土工施工工艺，并及时处理突发问题，最大限度地提升混凝土结构的施工质量，并加强该施工技术的创新和管理研究，促使其在建筑工程中发挥更大的作用，从而在建筑行业获得更好地发展。