對工程鑒定與加固改造的認(rèn)識

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1、對工程結(jié)構(gòu)與加固改造的認(rèn)識 摘要： 隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方 法將會有更大的發(fā)展。與之同時發(fā)展的建筑結(jié)構(gòu)的鑒定也日益重要。本文根據(jù)作 者的施工經(jīng)驗，介紹了目前混凝土結(jié)構(gòu)工程加固施工中所遇到的加固施工方案及 施工方法，并對不同方案進(jìn)行優(yōu)化比較。同時也對建筑結(jié)構(gòu)的鑒定作了一些講解。 在發(fā)展迅速的城市建設(shè)中，建筑是城市即現(xiàn)代建筑都訴說著城市的演變， 而對不同時期的建筑群出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題，或是功能性的改變需要不同的維修加固 方法來延續(xù)建筑的價值，而建筑結(jié)構(gòu)的鑒定也是密不可分的。 混凝土建筑物、構(gòu)筑物因出現(xiàn)功能性改變，如接建、增加荷載等，或出現(xiàn)質(zhì) 量問題，

2、如混凝土強(qiáng)度不夠、配筋不足、災(zāi)后修補(bǔ)等，都需要進(jìn)行加固。其加固 施工及加固方案的制定尤為重要，對于需要加固的建筑物、構(gòu)筑物，應(yīng)根據(jù)建筑 物、構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、快 捷、施工方便的原則，只有這樣，加固工程才能收到良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 建筑結(jié)構(gòu)的鑒定與之密不可分，是保證加固成果的重要手段和措施。 一、建筑結(jié)構(gòu)加固概述 優(yōu)秀的加固方案具體體現(xiàn)在其施工作業(yè)方便、施工技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效果好、 加固質(zhì)量高等四方面的特點。 1、不同類型加固工程與加固方案分析 一般來說，加固工程常采用的方法有外包鋼加固法、加大截面加固法、預(yù)應(yīng) 力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力途徑

3、加固法等，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)用新技術(shù)、 新材料、新工藝進(jìn)行工程加固的方法開始廣泛應(yīng)用于各類加固工程中。具體哪個 方案最能體現(xiàn)加固工程所要求的短、平、快、省的特點，應(yīng)根據(jù)需要加固的構(gòu)件 情況，綜合確定加固方案。 以框架梁的加固為例，較為合理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)先進(jìn)的加固方案當(dāng)屬粘鋼錨固 法和碳纖維加固法，前者以造價低、施工簡單、占有空間小、加固效果好等優(yōu)點 優(yōu)于加大截面法和預(yù)應(yīng)力加固法，后者除材料費(fèi)用高外，則各種優(yōu)勢盡顯其中， 重要表現(xiàn)在自重輕，材料自身幾乎不增加重量；強(qiáng)度高，固化后的碳纖維強(qiáng)度比 鋼材高達(dá)十幾倍；勞動強(qiáng)度小，一個作業(yè)面只需一至兩人操作即可；施工工期短， 熟練工人每人每天可完成

4、近200皿左右。但是，應(yīng)用其在負(fù)彎矩部位進(jìn)行加固效 果不如鋼板性能好。 2、良好的施工性是加固工程方案必須考慮的條件之一 加固工程方案的優(yōu)劣，首先要把是否具有施工作業(yè)方便作為必要條件，沒有 良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個攔路虎。有的加固方案雖然具有解決問 題的可行性，但是由于其方案在施工過程中增加了一定的施工難度，而造成施工 工期長，勞動用工大，安全系數(shù)低的弊端，結(jié)果是將影響到加固質(zhì)量。在冬季施 工中，如摻加不合格防凍劑，超標(biāo)的氯離子破壞了鋼筋鈍化膜，致使十架大梁產(chǎn) 生嚴(yán)重裂縫，需要進(jìn)行加固，方案之一是采取簡易補(bǔ)修法；方案之二是采取截面 加固法。經(jīng)對設(shè)計方案分析，此兩種方案除具有工程

5、造價低的優(yōu)點外，還有以下 不足之處： （1） 技術(shù)可行性差，由于梁跨度大，鑿除混凝土梁則需分段進(jìn)行，要用大 量的臨時支撐進(jìn)行安全防護(hù)，造成周轉(zhuǎn)材料不必要的浪費(fèi)。 （2） 勞動強(qiáng)度高，在鑿出混凝土梁時，因分段施工時，只能鑿一米挪一米， 成倍增加了勞動強(qiáng)度。 （3） 功效低，大量的重復(fù)勞動和落后的施工作業(yè)方法，延誤了施工工期并 導(dǎo)致勞動效率下降。 （4） 安全性差，因所有大梁必須將鋼筋鑿除外露，大梁承載力減小，在施 工時，需時刻注意防護(hù)措施是否到位，麻痹大意則易出現(xiàn)意外事故。 （5） 產(chǎn)值效益小，大量的周轉(zhuǎn)材料和人工費(fèi)用的浪費(fèi)，加大了生產(chǎn)成本， 減少了生產(chǎn)效益。 基于這些原因，改變加固

6、方案，采用先進(jìn)的外包鋼加固施工方法，應(yīng)用建筑 工程結(jié)構(gòu)膠粘錨技術(shù)，對大梁進(jìn)行加固，由于技術(shù)先進(jìn)，加固性能好，占用空間 小，施工周期短，材料消耗少，工藝簡便、安全并減輕了勞動強(qiáng)度，提高了加固 質(zhì)量，取得了良好的綜合效益。 3、加固工程方案要在新技術(shù)、新材料、新工藝上下文章 優(yōu)秀的加固工程方案要在工法上體現(xiàn)出其可行性、科學(xué)性、先進(jìn)性?；瘜W(xué)補(bǔ) 強(qiáng)法不失為當(dāng)前加固工程中首選的一種最為先進(jìn)的工法。眾所周知，一些加固工 程采用過時的加固方法需要大量的人力、物力和時間，已不能滿足當(dāng)前加固工程 質(zhì)量、工期、安全、經(jīng)濟(jì)的要求，而化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)加固方法越來越以其明顯的優(yōu)勢成 為加固工程中的優(yōu)選方案。 可見，選擇加

7、固工程方案要有針對性，不同的加固工程應(yīng)采取相應(yīng)的加固措 施，其方案需要在進(jìn)行價格比、性能比、質(zhì)量比的同時，還要體現(xiàn)出其工藝技術(shù) 的科學(xué)性和先進(jìn)性，這樣的加固方案才是優(yōu)秀的加固方案。 二、建筑結(jié)構(gòu)的鑒定的常見的方式 1、混凝土鉆芯取樣檢測 從結(jié)構(gòu)中鉆取的混凝土芯樣應(yīng)加工成符合規(guī)定的芯樣試件，芯樣試件混凝土 的強(qiáng)度應(yīng)通過對芯樣試件施加作用力的試驗方法確定。芯樣試件宜使用標(biāo)準(zhǔn)芯樣 試件，其公稱直徑不宜小于骨料最大粒徑的3倍；也可采用小直徑的芯樣試件， 但其公稱直徑不應(yīng)小于70mm且不得小于骨料最大徑的2倍。鉆芯法確定檢測批 的混凝土強(qiáng)度推定值時，取樣應(yīng)遵守下列規(guī)定： （1） 芯樣試件的數(shù)量應(yīng)

8、根據(jù)檢測批的容量確定。標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件的最小樣本 量不宜少于15個，小直徑芯樣試件的最小樣本量應(yīng)適當(dāng)增加。 （2） 芯樣應(yīng)從檢測批的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中隨機(jī)抽取，每個芯樣應(yīng)取自一個構(gòu)件或 結(jié)構(gòu)的局部部位。 芯樣試件的數(shù)量應(yīng)根據(jù)檢測批得容量確定。標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件的最小本量不宜少 于15個，小直徑芯樣試件的最小樣本量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加。鉆芯取樣確定單個構(gòu)件 的混凝土強(qiáng)度推定值時，有效芯樣試件的數(shù)量不應(yīng)少于3個；對于較小構(gòu)件，有 效芯樣試件的數(shù)量不得少于2個。 芯樣宜在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的下列部位鉆取： （1） 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小的部位 （2） 混凝土強(qiáng)度具有代表性的部位 （3） 便于鉆芯機(jī)安放與操作的部位 （4）

9、避開主筋、預(yù)埋件和管線的位置 鉆芯檢測混凝土強(qiáng)度時一種直接測定混凝土強(qiáng)度的檢測技術(shù)。直接對芯樣試 件施加作用力得到混凝土強(qiáng)度的檢測方法檢測結(jié)果的不確定性（偏差）源于系統(tǒng)、 隨機(jī)和檢測操作三個方面。鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度的系統(tǒng)偏差較小，而強(qiáng)度樣本 的標(biāo)準(zhǔn)差相對較大（隨機(jī)性偏差與樣本的容量少有關(guān)）。間接檢測方法可以獲得 較多檢測數(shù)據(jù)，樣本的標(biāo)準(zhǔn)差可能與檢測批混凝土強(qiáng)度的實際情況比較接近。鉆 芯法與間接檢測方法結(jié)合使用，可揚(yáng)長避短，減少檢測工作中的不確定性。 結(jié)構(gòu)工程檢測有時需要確定混凝土的抗拉強(qiáng)度，對芯樣試件施加劈裂力和軸向拉 力的方法可以測試混凝土的抗拉強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測可采用下列

10、兩 種方式，其適用范圍及結(jié)構(gòu)或構(gòu)件數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定： （1） 單個檢測：適用于單個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測； （2） 批量檢測：適用于在相同的生產(chǎn)工藝條件下，混凝土強(qiáng)度等級相同， 原材料、配合比、成型工藝、養(yǎng)護(hù)條件基本一致且齡期相近的同類結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。 按批進(jìn)行檢測的構(gòu)件，抽檢數(shù)量不得少于同批構(gòu)件總數(shù)的30%且構(gòu)件數(shù)量不得少 于10件。抽檢構(gòu)件時，應(yīng)隨機(jī)抽取并使所選構(gòu)件具有代表性。 每一個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)應(yīng)符合下列規(guī)定：每一個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)不應(yīng)少 于10個，對某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的構(gòu)件，其測區(qū) 數(shù)量可適當(dāng)減少，但不應(yīng)少于5個； 2、統(tǒng)一回彈檢測 統(tǒng)一回彈儀檢測

11、方法，保證檢測精度是本規(guī)程制定的目的?；貜椃ㄔ谖覈?用已達(dá)四十余年，國外在使用回彈法時精度并不高，有的只能定性判斷混凝土質(zhì) 量，不能定量給出具體的強(qiáng)度數(shù)值。但回填法在我國卻越用越廣泛，這不僅是因 為回彈法簡便、靈活、符合國情，更是由于我國已解決了回彈法使用精度不高和 不能普遍推廣的關(guān)鍵問題，為了解決使用回彈法時出現(xiàn)的混亂狀況，如有的按照 國外進(jìn)口儀器使用說明書使用，有的不知回彈儀要檢定成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，有的不測量 碳化深度值等等。因此有必要統(tǒng)一檢測方法，保證檢測精度，使其在監(jiān)督、檢驗 結(jié)構(gòu)工程和混凝土質(zhì)量重發(fā)揮應(yīng)用的作用。目前國內(nèi)常用于檢測混凝土抗壓強(qiáng)度 的回彈儀，其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的沖擊能量為2.20

12、7J、示值系統(tǒng)為指針直讀式。 由于回彈法測試具有快速、簡便的特點，能在短期內(nèi)進(jìn)行較多數(shù)量的檢測， 已取得代表性較高的總體混凝土強(qiáng)度質(zhì)量，故作此規(guī)定。原規(guī)定按批進(jìn)行檢測的 構(gòu)件，抽檢數(shù)量不得少于較小的構(gòu)件，只需布置5個測區(qū)如果強(qiáng)調(diào)不少于100 個測區(qū)的話，則被測構(gòu)件數(shù)量過大。因此將其改為構(gòu)件數(shù)量不得少于10件。 此外，抽取試樣應(yīng)嚴(yán)格遵守“隨機(jī)”的原則，并宜由建設(shè)單位、監(jiān)理單位、 施工單位會同檢測單位共同商定抽樣的范圍、數(shù)量和方法。 原規(guī)程對長度不小于3m的構(gòu)件，規(guī)定其測區(qū)數(shù)不少于10個，對長度小于 3m且高度低于0.6m的構(gòu)件，規(guī)定其測區(qū)數(shù)可適當(dāng)減少，但不應(yīng)少于5個。例如 柱子就應(yīng)按高度決

13、定其測區(qū)數(shù)。此外經(jīng)多年實踐，認(rèn)為長度不小于3m的構(gòu)件其 測區(qū)數(shù)不允許少于10個測區(qū)數(shù)的規(guī)定過于嚴(yán)格，加大了檢測工作量。一般民用 建筑，尤其是磚混住宅，梁、柱尺寸不大，不必拘于原規(guī)定測區(qū)數(shù)。因此改作某 一方向尺寸小于4.5m，另一方向尺寸小于0.3m時，作為是否需要10個測區(qū)數(shù) 的界線。 檢測時必須為混凝土原漿面，已經(jīng)粉刷的須將粉刷層除京，注意不可誤將砂 漿粉砂層當(dāng)做混凝土原漿面進(jìn)行檢測。 三、常見的一些加固方法 近些年，結(jié)構(gòu)加固方法取得了非常大的進(jìn)展。工程加固的目的就是通過加固 施工達(dá)到修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)、提高承載力、增強(qiáng)使用功能、滿足使用要求，因此，選擇 加固方案要以提高加固工程質(zhì)量為根本目的

14、。對于不同的加固方案也有不同的施 工方法和質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)，依照施工經(jīng)驗，不同的加固方法在施工時應(yīng)重點做到： 1、混凝土結(jié)構(gòu)的加固 混凝土結(jié)構(gòu)加固的主要方法有[8]: （1）增大截面加固法：增大原構(gòu)件截面面積或增配鋼筋，以提高其承載力和剛 度，或改變其自振頻率的一種直接加固法，適用于混凝土受彎、受壓構(gòu)件的加固。 （2）置換混凝土加固法：用高強(qiáng)度等級的混凝土置換原結(jié)構(gòu)中受壓區(qū)強(qiáng)度偏低 或局部有嚴(yán)重缺陷的混凝土的一種加固方法，適用于承重構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度 偏低或嚴(yán)重缺陷的局部加固。本方法的關(guān)鍵是新舊混凝土結(jié)合面的處理效果必須 達(dá)到使新舊混凝土協(xié)同工作的要求。 （3）外加預(yù)應(yīng)力加固法：通過施

15、加體外預(yù)應(yīng)力，使原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力得到改 善或調(diào)整的一種間接加固法。原來主要采用普通鋼筋施加體外預(yù)應(yīng)力，近些年無 粘結(jié)鋼絞線在體外預(yù)應(yīng)力加固中得到了應(yīng)用。本方法注意對預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼絞線 的防火保護(hù)。 （4）外粘型鋼加固法：對鋼筋混凝土梁、柱外包型鋼、扁鋼焊成構(gòu)架并灌注結(jié) 構(gòu)膠粘劑，以達(dá)到整體受力、共同約束原構(gòu)件要求的加固方法，適用于需大幅度 提高截面承載力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱結(jié)構(gòu)的加固。 （5）粘貼纖維復(fù)合材加固法:通過粘貼主要承擔(dān)拉應(yīng)力作用的纖維復(fù)合材料（如 碳纖維、玻璃纖維等）對鋼筋混凝土受彎、受拉構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件等的加固。 其基材混凝土強(qiáng)度不低于C15,纖維復(fù)合材表面應(yīng)進(jìn)

16、行防護(hù)處理，處于高溫（高 于60°C)時或特殊環(huán)境時，可采用無機(jī)膠粘結(jié)劑。近些年采用了預(yù)應(yīng)力纖維復(fù)合 材進(jìn)行加固處理的研究和工程實踐，將進(jìn)入修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》。 (6) 粘貼鋼板加固法：在鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件等的表面通 過粘貼鋼板進(jìn)行加固的一種加固方法。與粘貼纖維復(fù)合材加固法類似，其基材混 凝土強(qiáng)度不低于C15，處于高溫(高于60C)時或特殊環(huán)境時，可采用無機(jī)膠粘 結(jié)劑。此法施工較為簡單，但首先需要著重注意混凝土和鋼板的表面處理，對于 舊、臟嚴(yán)重的混凝土構(gòu)件的粘合面，應(yīng)先用硬毛刷沾高效洗滌劑，刷除表面油垢、 污物后用水沖洗，在對粘合面進(jìn)行打磨，除去2-3mm厚表

17、層，露出新面和平整， 將粉塵清除干凈；對于混凝土表面較好的，則可直接對粘合面進(jìn)行打磨，去除 1-2mm厚表層，使之平整，清去粉塵，再用丙酮擦拭表面即可；鋼板表面處理應(yīng) 根據(jù)其銹蝕情況，可用噴砂、砂布、砂輪機(jī)打磨，使鋼板出現(xiàn)金屬光澤。打磨紋 路盡量與受力方向垂直，然后用丙酮擦拭干凈。其次要注意對膠粘劑的選擇，目 前國內(nèi)市場建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑魚龍混雜，對膠粘劑的選擇一定要慎重。第三要注意 在配膠、粘貼過程中的細(xì)節(jié)，膠粘劑要嚴(yán)格按照說明書要求的比例配制，尤其是 要掌握好固化劑的用量，攪拌要均勻，同時要在粘貼時要保證粘貼面的飽滿、密 實。最后要注意在固化階段不能對鋼板有任何擾動。 (7) 增設(shè)支點加固法

18、：增設(shè)支點加固法是通過增設(shè)支點以減小被加固結(jié)構(gòu)、構(gòu) 件的跨度或位移，來改變結(jié)構(gòu)不利受力狀態(tài)的一種間接加固方法，是一種傳統(tǒng)的 加固方法，廣泛適用于對外觀和使用功能要求不高的梁、板、桁架、網(wǎng)架等的加 固。其支點根據(jù)支承結(jié)構(gòu)、構(gòu)件受力變形性能的不同，可分為剛性支點加固法和 彈性支點加固法。 (8) 其它方法：鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層加固法、繞絲加固法等。 四、就目前來看，這些混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)還有待于在實踐中進(jìn)一步探索，隨 著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會 有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。而與之 同時發(fā)展的建筑結(jié)構(gòu)的鑒定也將日益完善。