建筑加固方法及前景浅析

赖锐罗刚

摘要：本文主要阐述了房屋建筑加固工程技术的必要性以及一些基本的原理与方法，并深入探讨房屋建筑的加固施工技术。

关键词：房屋建筑；加固；原理；方法

1.房屋建筑加固工程技术的必要性以及基本原理与方法

随着新建的房屋总量不断提升，对新建和既有房屋建筑结构的维护和修补加固工作也逐渐引起工程界同仁的重视和深入探讨。“小震不坏、中震可修、大震不到”是我国《建筑抗震设计规范》上世纪提出并沿用至今三个水准的具体化。以下为房屋加固的因素：

1、我国房屋建筑都的设计基准使用期一般为50年，自上个世纪70年代起建造的房屋使用周期都已经接近或超过这一年限。

2、以“唐山大地震”，“汶川大地震”为代表的自然灾害，致使部分地区设计标准提高。

3、全国各市政规划中对工业排污、绿化建设的管理及实施方面缺乏有效的具体措施，大气污染往往以酸雨、雾、灰尘等三种方式加快对建筑物的破坏。

4、由于渗水和漏水腐蚀结构，大大折减了建筑的使用寿命。

当越来越多的房屋不满足现有的规范和社会条例的需求时，浪费资源的“大拆大建”的观念已经行不通，而是应该采取适当的技术措施，对其进行修补与加固处理继续发挥作用，满足人们对房屋建筑安全性、适用性和耐久性的要求，可以继续为社会创造利益，而不会引起更多的资源浪费。

加固后的结构相对一次浇筑成型的普通结构受力特征存在较大差异。主要体现在以下几个方面：

1.1加固结构是二次受力，加固之前结构已经完成初始受荷之后的应变。特别是针对因结构承载力不足而需要进行的加固构件，其应力和应变都处于较高的水平。加固之后的构建不会立即分担荷载进行，而是在承受新增荷载时才开始形变受力。上述情况将导致加固结构在第二次荷载受力中始终处于一种应变滞后的状态。可能导致的结果是新增部分的加固构件未达到自身的极限状态时房屋就受到破坏。所以结构在进行加固之前一般需要先完成卸荷工作，以便二次构件更好受力。

1.2加固结构实际上属于二次组合性质的结构，面临着两者之间如何进行整体工作和共同承担荷载的问题。关键之于是结合面的构造处理以及结合面周边构件的施工方法。通常情况下，新旧结合面的混凝土粘结强度要远低于混凝土一次浇筑成型的强度。所以，在整体受力面，经过二次组合的结构要比一次整浇的结构低。由于加固结构这种特点，所以在加固结构的构造处理方面，需要区别于普通的结构概念。

2.房屋建筑加固施工技术

2.1混凝土结构加固技术

2.1.1直接加固法

（1）增大截面法——传统加固方法。优点是有长期的使用经验，施工简单，适应性强。缺点是需要湿作业，施工期长，易形成肥梁胖柱。适用于梁、板、柱、墙等构件及一般构筑物加固。这要注意的是尽量不产生新的刚度突变，必要时在过渡区采取一些措施，如粘贴过渡钢板或在过渡区逐渐增大截面；

（2）置换混凝土法——置换掉强度偏低的受压区混凝土或存在严重缺陷的局部混凝土。优点是构件加固后能恢复原貌，不改变使用空间。缺点是易伤及原构件的混凝土和钢筋，湿作业周期长。这里特别要注意要定量卸载，在拆除问题混凝土之前制定详尽的卸载方案；

（3）外粘型钢法——以型钢外包与构件主要受力部位的方法。优点是受力可靠，能显著改善构件性能，对使用空间影响小，施工简便。缺点是外露钢件应进行防水、防腐处理。适用于梁、柱、桁架等构件和一般建筑物加固；

（4）外粘钢板法——以薄钢板用结构胶粘贴于构件主要受力面的加固方法。优点是施工期短，不改变构件外形和使用空间。缺点是环境湿度有限制，防火、防腐措施较严。适用于受拉和受弯构件的加固；

（5）外贴纤维复合材料加固法——以碳纤维、芳伦纤维、玻璃纤维等复合材料，用结构胶粘贴于构件主要受力部位的加固方法。优点是轻质高强，施工特别简便，能适应曲面粘贴。缺点是环境湿度有限制，需作专门的防火及耐久性防护处理。适用于受拉和受弯构件加固，当利用其缠绕约束作用时，也可用于少量提高框架柱抗压承载力；

（6）绕丝加固法——通过缠绕钢丝使被加固构件混凝土受到约束，而提高其极限承载力和延性的加固方法。优点是不改构件外形和使用空间。缺点是非圆形构件作用不大。适用于仅需提高混凝土强度等级的构件加固或短柱加固，也可用于局部加固；

2.1.2间接加固法

间接加固法是针对结构整体，用减小或改变构件内力的加固，具体方法很多，主要有：

（1）外加预应力加固法——通过从结构或构件外部对结构施加预应力，减小或改变原结构构件内力大小和性质的加固方法。优点是降低了原构件应力水平，减少构件挠度，显著改善结构使用功能，缺点是裸露预应力杠杆件需有防火措施。适用于大跨结构及大型结构的加固。

（2）增设支点加固法——外设支承点来减小结构计算跨度，达到减小构件内力的加固方法。优点是受力明确，简便可靠。缺点是显著影响使用空间。适用于使用条件和外观允许或要求不高的场所，以及危险工程临时性支预。

（3）新增剪力墙及支撑体系加固法——调整结构体系，满足相关标准和要求的加固方法。优点是能大幅度提高结构整体性，抗侧刚度和抗震能力。适用于抗震性能不满足规范的框架结构加固和抗震加固。

（4）增设拉结连系加固法——对于全装配式结构，为防止偶然事故下个别构件失效而引起的连续倒塌，在房屋周边，纵向、横向、竖向增设相应的拉结连系的加固法。优点是增强结构整体性和超静定性。适用于装配式结构防止连续性倒塌。

（5）减轻结构荷载加固法——减少结构内力，可通过减轻建筑的楼面与屋面自重或将原使用荷载予以限制，以使结构内力与使用性能符合规范要求。优点是不用涉及对结构的复杂加固工作，并由于自重或荷载的减少，其地震作用也相应减少，抗震性能也可得到保证，适用于提高单层工业厂房抗震性能（将重屋面换为轻屋面），框架结构中的砖砌体填充墙改为轻质隔墙等。

2.2砌体结构加固技术

砌体结构的加固可分为构件加固与整体性加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的加固方法，此方法多针对于传统砌体结构。

（1）水泥砂浆面层和钢筋网砂浆面层加固。在墙体的一侧或两侧采用水泥砂浆面层和钢筋网砂浆面层加固。优点是有长期的使用经验，施工简单，适应性强。缺点是需要湿作业，施工周期长，对室内空间有一定的影响。适用于砌体结构的静力加固和抗震加固。

（2）钢筋混凝土板墙加固。在墙体的一侧或两侧使用现浇钢筋混凝土板墙加固。其优点是墙体在平面内及平面外的抗弯强度、抗剪强度及延性均得到较大提高。缺点是需要湿作业，施工周期长，对室内空间有较大的影响。适用于砌体结构增幅较大的静力加固及抗震加固。

（3）钢绞线网——聚合物砂浆面层加固。在墙体的一侧或两侧采用钢绞线网——聚合物砂浆面层加固。适用于砌体结构的静力及抗震加固。墙体局部拆砌。砌筑质量很差或砂浆强度很低的墙体可采用局部拆砌的方案加固处理。采用墙体局部拆砌时，应对上部结构做好临时的支顶工作。适用于局部砌体质量不符合要求的加固。

（4）墙体裂缝修补。墙体裂缝的修补与加固应以结构鉴定结论为依据，有针对性地采用的裂缝加固方法。

（5）压力灌浆加固。借助于压缩空气，将复合水泥浆液、沙浆或化学浆液，注入砌体裂缝、欠饱满灰缝、孔洞以及疏松不适砌体，达到恢复结构整体性、提高砌体强度和耐久性、改善结构防水抗渗性能的目的。

3.结语

当今土木工程行业，如何走向可持续性发展，除了采用广为人知的PPP模式“社会资本参与基础设施和公用事业项目投资运营”外，针对新旧房屋因使用功能的变化或者使用周期的完毕而进行结构房屋加固改造技术也可以成为可持续性发展的新方向。所以加固工程技术与创新关系到建筑行业如何更好的走向明天。

参考文献：

[1]《大气污染导致建筑物的危害及破坏》-冯川萍

[2]《混凝土结构加固设计规范》-GB50367-2013

[3]《混凝土结构加固构造》-13G311-1