房屋建筑工程结构加固改造技术的运用探究

房屋建筑工程结构加固改造技术的运用探究

王晓伟   孟兆雄

中冶天工集团有限公司  天津市  300308

摘要：随着我国城市更新发展的进程日益加快,人民生活水平的不断提升对居住环境的要求也越来越高，使得老旧既有建筑的改造逐渐增多。通常情况下，既有老旧建筑不会拆除重建，而是进行适当的加固改造，既解决了房屋建筑结构安全问题，又延长了建筑的使用寿命。

关键词：房屋建筑工程；结构加固改造技术；运用

引言

随着城市化进程的加快和人们生活质量的提升，我国基建行业功能需求和安全要求日趋严格，带动我国其它行业的不断进步。房屋建筑工程结构加固改造的目的非常明了，即提高建筑结构整体性能，预防遏制既有建筑结构或构件出现坍塌，提高既有建筑结构的强度、刚度、稳定及耐久性。

1房屋建筑结构加固技术的应用价值

1.稳固性。在应用结构加固技术时，不但能够有效改善整个建筑结构的稳定性，还可增强其安全性、抗震性等。当发生地震自然灾害时，依托结构加固技术使得房屋建筑具有较强的抵抗能力；与此同时，还能够减少裂缝、坍塌的发生概率。2.耐久性。采用结构加固技术可有效改善建筑结构整体质量，延长房屋使用寿命。一般情况下，如果建筑结构的施工质量与强度不符合规定要求，会出现返修或者拆除的情况，而使用结构加固技术之后，可提升建筑整体结构的稳定性与安全性。3.经济性。如果建筑结构发生损坏、裂缝等现象时，需第一时间组织人员进行养护和维修，不及时修复则会造成重大经济损失与人员伤亡。在维修期间，需投入大量资金与各种建筑材料，不但提升了建设成本，还会对企业形象以及市场竞争产生较大影响。在工程建设时，采用结构加固技术能够有效避免以上这些问题，降低成本投入，提升企业的市场口碑以及竞争力。

2房屋建筑工程结构加固工程弊病分析

1.设计人员经验不足，结构加固设计针对的是既有建筑，部分建筑原始资料不齐全，增加了结构加固设计难度。虽然结构工程师根据图集和规范都可以进行结构加固设计，但要保证良好的加固设计质量，离不开工程师丰富的实践经验。完全只参照图集与规范会造成结构加固设计与现场实际情况偏离甚远，造成现场施工难度大、施工成本巨大。2.计价不合理，结构加固方式主要有原混凝土结构托换工程、原混凝土结构改变截面、粘贴钢板、粘贴碳纤布等加固工艺。目前结构加固工程报价主要采用定额计价与清单计价两种方式，对结构加固报价具有参考价值，但指导性不强。3.加固材料良莠不齐，结构加固施工常用材料除混凝土、钢材外，还有结构胶粘剂、纤维材料及特种砂浆系列。结构胶粘剂种类繁多，如植筋胶、碳纤维胶、粘钢胶、封口胶、灌注胶等，这些胶粘剂主要成分是环氧树脂再配比一定的固化剂进行调制。目前市面上有些生产结构胶粘剂的厂家为家庭式作坊，生产过程产品控制措施不严，产品质量不稳定，给结构加固施工质量留下安全隐患。

3房屋建筑工程结构加固改造技术的运用

3.1加大截面加固法

通常情况下，建筑物的外层加固是由型钢结构和混凝土组成，加大截面加固法的技术原理是加大建筑结构构件的截面，并针对一些特定的结构进行改造，实现建筑原有材料与加固材料的连接，形成统一整体，以共同承受作用力。该技术可以有效提高建筑结构的抗震能力，同时，可以增强建筑物的材料性能，对提高建筑结构的稳定性具有重要意义。此外，在应用加大截面加固法的过程中，可以进一步强化建筑结构的耐久性，对后续建筑物的使用至关重要。施工人员需要修复建筑中已经出现损坏的混凝土，目的是提高建筑结构整体的承载能力。该技术主要应用在墙体结构、梁体结构和混凝土柱结构中，技术工艺较为完善，在当前建筑结构加固改造施工中的应用范围较广。具体施工阶段需要进行湿作业施工，施工周期相对较长，会占用一部分的建筑空间，因此，应用该技术时，需要综合考虑建筑结构加固改造施工的实际情况，明确可能影响施工质量的各方面因素。施工单位需要加强对该技术的研究和应用，避免在实际施工中出现技术质量问题。

3.2外包钢加固法

外包钢加固法是通过型钢包裹混凝土柱或梁的四角或两角，所用型钢可采用角钢、工字钢或组合型钢等。并在内部灌注粘结剂，以达到整体受力的一种加固方法。目前已被广泛应用于钢筋混凝土柱、梁的加固。该加固方法施工简单、工期短、抗震能力好。主要的施工工艺只有钻孔、焊接、灌胶和粘钢，湿作业较少，所用的胶黏剂固化快，施工工期短，适用于应急工程。整体的钢骨架对核心混凝土的变形有较强的约束作用，可以较好承受冲击荷载和振动荷载。

3.3粘贴钢板加固法

该方法能够有效减少施工周期，不会对周围居民的生活生产造成较大影响，与此同时，此类加固方法不仅不会减少建筑内部使用面积，也不会破坏整个房屋建筑外观。但是也存在较多问题，比如胶粘质量会直接影响到加固效果，对此，难以有效控制加固效果。另外，这种类型的加固方法主要适用于静力状态情况下的混凝土构件加固处理中。

3.4碳纤维加固技术

碳纤维加固技术是一种在结构表面粘贴碳纤维预浸布，并使用高强度环氧树脂粘结剂进行固化的加固方法。碳纤维具有高强度和高刚度的特点，与传统钢材相比，碳纤维具有更轻的重量和更好的耐久性。在剪力墙的加固过程中，采用碳纤维加固技术可以有效增加结构的强度和承载能力，同时增强加固质量，减少对原有结构的影响。在施工过程中，碳纤维加固技术的应用相对简便快捷，同时兼具专业性和高效性。在实际施工前，首先对剪力墙表面进行仔细清洁，确保表面光洁无尘，以便为加固材料的粘结提供良好的基础。接着，施工人员涂布环氧树脂粘结剂，这种粘结剂能够确保碳纤维布与剪力墙表面紧密结合，形成坚固的连接。粘结剂的选择及其涂布均需要专业技术，以确保粘结剂在适当的时间内固化。随后，施工人员将碳纤维预浸布粘贴在剪力墙表面，而粘贴方式和层数取决于具体的加固方案。一般来说，多层叠加能够增强加固效果，提高结构的强度和承载能力。碳纤维布的质量和粘贴工艺决定着整个加固工程的成功与否，因此施工人员需严格遵循技术要求和操作规范。完成粘贴后，再次涂布一层环氧树脂粘结剂，以确保碳纤维布与剪力墙表面充分粘结。这一环节对加固效果至关重要，需要仔细操作和精准测量，以保证施工质量。最后，碳纤维加固工程进入固化阶段，经过一定的固化时间，碳纤维加固材料形成强大的力学性能，为剪力墙提供了持久的加固效果。

3.5改变结构传力途径加固法

改变原有建筑力的传导方式。通过增加建筑承载支柱的数量，分散建筑承载力的传导，减小原有承载支柱的受力强度。这种改造方式相对来说技术难度比较高，在施工设计过程中需要寻找合适的承重点和支点，承重点必须能够满足承载的强度，不确定的承重点坚决不能用，支点的选择也是至关重要，支点需要能够对上层结构起到承载作用。所以说此施工方法需要找到合适的支点和承重点以达到加固的作用。

3.6置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是使用新材料对房屋建筑混凝土结构进行置换，将建筑结构中的低强度、低性能混凝土置换为高强度、高性能的混凝土。该技术的应用原理是借助高质量的混凝土材料，满足加固改造施工要求。置换混凝土加固法的应用较为简便，即使是重新浇筑建筑结构也不会影响自身的净空性，经常用于混凝土柱、梁等存在缺陷的结构部位，同时，该技术的应用成本较低，施工周期相对较长，施工人员需要严格按照结构支撑施工标准和结构卸载技术要求开展施工。

3.7地基基础加固施工方法分析

由于人工挖孔桩的施工过程相对简单，工期较短，适用于各类地质条件。该技术通过人工挖掘钻孔进行土方开挖和清理工作，可最大限度地减小挖孔引起的土壤位移，避免对周边建筑物和管线的损害，引入横向注浆技术则是一种通过在挖孔桩孔壁注入浆液，浆液填充土壤中的缝隙和孔隙，使其与周边土体形成一体化的工艺，有效地提高地基的整体强度和稳定性，提高土体的密实性和均质性。因此，例如某建筑结合地基基础地质条件，提出“人工挖孔桩+横向注浆加固”的加固施工方案，建筑独立基础的加固施工方法主要包括人工挖孔灌注桩的开挖、水平注浆孔的施工、桩承台施工、牛腿施工、人工挖孔灌注桩混凝土浇筑、沉降监测。

3.8改造加固设计阶段BIM 的应用

在房屋建筑工程改造加固设计阶段，基于检测阶段既有建筑数据建立的 BIM 三维模型可以实现数据的快速提取和分析，便于对既有建筑改造前（后）建筑功能、构件构造及相关力学性能的综合信息进行对比，更全面地预判可能出现的情况。此外，基于已建立的三维模型，可以在设计阶段避免施工过程中出现的操作空间受限的情况，加固技术操作空间的确定更便捷高效。利用BIM 技术还可以更便捷地进行不同专业之间的构件及管道间的碰撞检查，规避后期改造过程中出现空间交叉情况。

3.9结构加固措施建议

1.由建委、加固协会、设计单位等部门定期对从事结构加固设计人员开展培训；2.加强既有建筑安全性和抗震性检测、鉴定，为结构加固设计提供技术支持；3.严禁无加固资质单位开展加固施工；4.由政府相关职能部门、加固协会、造价编制人牵头，组织相关人员对结构加固的计价方式进行重新梳理，制定出符合结构加固实际情况的计价原则；5.加强加固材料抽检，确保加固质量。

结语

当前我国科学技术的发展速度正不断加快，为房建工程结构加固提供了帮助，不仅使各类模式得到了全面优化，且有效提高了工作的开展效果。

参考文献

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