混凝土整体置换法在结构加固中的运用

混凝土整体置换法在结构加固中的运用

陈洪伟

黑龙江省天旭建筑工程有限责任公司黑龙江绥化152000

摘要：城市在进步与发展过程当中会遇到多种不可避免的现实问题，既有建筑加固以及改造就是其中之一。因此，针对既有建筑加固以及改造技术所开展的探究工作具有十分重要的现实意义。混凝土整体置换法在既有建筑加固以及改造中起着不可替代的重要作用，在应用过程当中必须充分融合现场检测结果以及工程需求。尤其是要在新老结构相互作用下的节点对其进行不断创新与优化，从根本上实现对混凝土强度不足问题的彻底解决，提升建筑物的整体质量。

关键词：置换混凝土加固法；整体置换；加固应用

在社会与经济的发展过程当中，房地产行业也取得较为明显的成就，但是有些不法分子在建造工程过程当中为实现对经济效益的获取，会制造出不合格的工程。这类工程需要在后续使用过程当中进行维修、加固，甚至是改造，这也是混凝土整体置换法产生的背景。混凝土置换加固方法从本质上来说是一种较为传统的方法，但是作为最经典的加固方法存在，相关部门以及工作人员需要在全面了解工程情况的基础上，对其进行科学使用。

一、工程概况

某市矿中街家属院为6层砖混结构建筑，其中该建筑设有构造柱、圈梁、悬挑梁等结构，楼板为预制板，采用240mm。厚横墙承重。原结构1-6层阳台采用悬挑梁结构向外挑出1.2m，宽为3.6m，由于无外墙保温结构和年久失修等原因，悬挑梁混凝土碳化和钢筋锈蚀严重，在圈梁和挑梁等位置处产生裂缝，经检测混凝土构件强度达不到设计要求，混凝土构件损坏严重，已构成安全隐患。根据业主要求，对建筑物悬挑阳台进行加固，以保证正常安全使用。本文只对悬挑梁加固进行论述。

二、加固方案选择

首先，预制楼板是该工程结构所使用的主要楼板。现浇混凝土圈梁是预制楼板放置的主要位置。在承重过程当中主要借助横墙来实现，注意楼板和圈梁并不是作为一个整体存在。整体现浇混凝土结构是圈梁以及阳台悬挑梁所使用的主要结构形式。上部荷载主要由圈梁部分来承载，然后逐步传递给横墙。阳台上所传递下的荷载需要由悬挑梁来承受。有多处裂缝存在于悬挑梁位置之上，混凝土碳化以及钢筋锈蚀破损问题相当严重。

其次，针对该项工程的实际情况进行调查与分析后可以发现，不仅要进行混凝土置换，同时也要整体置换悬挑梁。支撑体系卸载计算工作需要在客观分析已知资料的基础上进行，尤其是要充分融合新旧混凝土的结合面粘结性能实现对相关措施与建议的制定，在此基础上还要进行不断的创新设计。通过对其抗倾覆进行验算后可进一步证明该种施工方案的可行性。

三、整体置换混凝土悬挑梁加固方案

承重构件受压区混凝土强度等级较低，或者存在严重缺陷的混凝土是置换混凝土加固方法所使用的主要范围。在进行局部加固处理时也需要对该种方法进行使用。相对于原构件混凝土来说，置换所用的混凝土强度等级必须有所提升，最低不可以低于C25，在实际应用混凝土整体置换法的基础之上，必须尽最大的可能实现对原有结构承载力的使用。然后结合实际科学选择施工方案与技术，将最大的便利性提供给施工工作。

1.施工工序

分析加固材料→受力构件的状态分析和计算→对受力结构卸载支撑→剔除悬挑梁构件混凝土→界面处理→钢筋修复配置→立模→浇筑混凝土→养护→拆模→检查验收→拆除卸荷结构。结构施工过程中对所选卸载体系进行承载力验算，保证施工方案的可行性，并按现行规范对悬挑梁进行重新设计，满足现行规范要求。

2.结构卸载体系设计

首先，在实际进行施工工作之前，必须针对加固现场进行彻底的清理。实现对有效卸载以及支撑的合理选择是置换混凝土之前所必须进行的一项准备工作。结合实际科学设置临时支撑，永久支撑设置的主要位置为圈梁混凝土凿除，设置时需要将钢垫板科学放置在上下两端，施工之前彻底清理安装钢垫板，然后打磨平整。利用铺乳胶水泥的方式实现对钢垫板与混凝土结合良好性的保障，安装完成后需要利用千斤顶进行加力，最后在混凝土中进行浇筑。

其次，逆向作业法是现阶段加固施工所使用的主要方法，卸载加固一般是从顶层开始着手，先进行支撑卸载后再进行科学合理的加固施工。钢板钢筋、钢管以及千斤顶等是该工程圈梁部分所使用混凝土置换方法涉及到的主要内容，都在受力体系的涵盖范围之内。施工过程当中可按照分段施工的方式进行，也就是说一段施工工作完成并且合格之后再开展下一段施工。全部替换圈梁之后才可以对钢筋以及箍筋进行有效的配置，最后对混凝土进行浇筑。

四、钢垫板的选择

从传递过程进行分析后可以发现，存在于受力体系中的钢板是上部荷载在传力过程中所借助的主要物质。此种情况下的钢板主要是感受到一种剪力。最为集中的位置在预制圈梁中钢板接触面上存在，针对钢板进行抗剪计算是从根本上保证施工安全的有效途径。

1.新旧混凝土的界面处理

剔除悬挑梁构件混凝土时，为使新旧界面结合牢固，对新旧混凝土进行接触面的粗糙处理，提高机械咬合力，从而提高新旧混凝土的黏结力。因为悬挑梁的正应力和剪应力形成45°的拉应力，易形成剪切斜裂缝，因此为更好地提高新旧混凝土连接的可靠性。在浇筑混凝土前对挑梁四周砌体进行充分湿润，并在旧混凝土的上部进行浇筑，新浇混凝土在自重和机械振捣的作用下与旧混凝土能更好地紧密结合，硬化后能形成良好的机械咬合力，有利于新旧混凝土的结合。

2.构造柱的混凝土置换

在混凝土置换过程中，悬挑梁的置换要通过构柱，对构造柱的混凝土进行凿除时，考虑到其截面面积偏小，为方便施工操作，把构造柱分成两块区域，对称剔除混凝土。为减小构造柱钢筋的变形对原结构的不利影响，对结构进行支撑，每凿除一处即在构造柱内垫与凿除混凝土高度相同的钢板并顶紧，再凿除其他区域，其钢板的承载力大于凿除混凝土的承载力，起到承重和传力的作用。

3.悬挑梁混凝土剔除位置的确定

悬挑梁由圈梁挑出，在确定悬挑梁剔除位置时，对其进行整体置换，只需剔除到原挑梁上部受力钢筋伸入圈梁的长度。对挑梁按新规范进行重新设计，混凝土凿除时保留原钢筋，剔除混凝土的过程中尽量减少对钢筋的扰动，以便能使新浇混凝土与原钢筋严密咬合。检查钢筋的锈蚀情况，若钢筋锈蚀严重，必须对其进行更换，对轻微的锈蚀钢筋可进行除锈，以保证钢筋的完整性，再用强度等级为C25的无收缩粗骨料型灌浆料重新浇筑。

结语：通过上述分析可以发现，在解决混凝土强度不足过程当中混凝土置换加固法所起到的作用不可替代。在使用过程当中需要充分融合传统加固方法，将工程需求以及现场情况作为主要依据，实现对合理加固方案的制定。在加固的同时也需要着重考虑新型加固方法、材料以及工艺等。针对传统加固方法进行不断创新是取得理想加固效果的重要途径。在加固的同时，必须实现对施工方案的认真审查。针对设计以及质量控制工作进行不断优化，保障工程的整体质量与效率。

参考文献：

[1]杨朝晖，冯兴龙.局部置换混凝土技术在高层剪力墙结构加固中的应用[J].建材世界，2014（s2）.

[2]胡克旭，赵志鹏.混凝土置换法在某短肢剪力墙高层住宅加固中的应用[J].结构工程师，2015，31（6）：172-177.