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加固方法及相关技术

1 加固方法

1. 1 混凝土结构常用的加固方法有:增大截面加固法、置换 混凝土加固法、外粘型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤 维复合材加固法、绕丝加固法、钢绞线网片-聚合物砂浆力口固 法、外加预应力加固法、增设支点加固法、结构体系加固法、 增设拉结体系加固法等。

1. 2 各种加固方法的基本概念、适用范围、优缺点等技术指 标见表1 。

1. 3 加固方法的选择应根据实际条件和使用要求,进行多方案 比较,按技术可靠、安全适用、经济合理、方便施工原则,

择优选用。

2 相关技术

与结构加固方法配套使用的相关技术种类很多,主要有裂 缝修补技术、后锚固技术、阻锈技术、喷射混凝土技术等。

2. 1 裂缝修补技术

2. 1. 1 裂缝修补的目的是修复因结构开裂所降低的功能、耐 久性、防水性及观感等。

2. 1. 2 裂缝修补技术包括裂缝成因分析、危害性评定、裂缝 修补方法及工艺要求等。

2. 1. 3 裂缝成因分析主要包括宏观责任分析、裂缝产生的时 间过程分析及裂缝形态分析。

宏观责任分析主要是分析原材料的供应及质量状况、设 计质量、施工质量以及使用管理情况。裂缝产生的时间过程 分析,主要是检查裂缝出现的时段,是出现在施工阶段还是


使用阶段。裂缝形态分析是裂缝原因分析最直接的方法,因 为裂缝形态与产生原因密不可分,尤其是单因素典型裂缝, 形态基本固定不变,如荷载裂缝、地震裂缝、不均匀沉降裂 缝、温度收缩裂缝、锈蚀裂缝、反复冻融裂缝、混凝土沉缩 裂缝、火灾裂缝、模板变形裂缝等,一般均可根据裂缝位置、 起吃点、走向、形状、宽度、深度、长度、裂缝清晰度、边 缘光滑度等形态特征加以区别和判断。

2. 1. 4 裂缝对混凝土建筑的危害主要表现在结构耐久性和正 常使用功能的降低。

裂缝的存在及超限会引起钢筋锈蚀,降低结构使用年限; 裂缝对建筑正常使用功能的影响,主要是降低了结构的防水 性能和气密性,影响建筑美观,给人们造成一种不安全的精 神压力和心理负担。裂缝危害性大小与裂缝性状、结构功能 要求、环境条件及结构抗腐蚀能力有关。

2. 1. 5 混凝土结构的裂缝按其形态可分为静止裂缝、活动裂 缝、尚在发展的裂缝三类。

1) 静止裂缝:尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修 补时,仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法。

2)活动裂缝:在现有环境和工作条件下始终不能保持稳 定、易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而 时张、时闭的裂缝。修补时,应先消除其成因,并观察一段 时间,确认已稳定后,再按静止裂缝的处理方法修补;若不 能完全消除其成因,但可确认对结构、构件的安全性不构成

危害时,可使用具有弹性和柔韧性的材料进行修补,并根据裂 缝特点确定修补时机。

3)尚在发展的裂缝:长度、宽度或数量尚在发展,但经 历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展 后,再进行修补或加固。

2. 1. 6 混凝土结构裂缝修补方法,主要有表面封闭法、注射 法、压力注浆法和填充密封法,分别适用于不同情况。应根 据裂缝成因、性状、宽度、深度、裂缝是否稳定、钢筋是否 锈蚀以及修补目的的不同对症选用。

1 )表面封闭法:利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度 W < 0. 2mm)或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透 性的修补胶液,封闭裂缝通道。对楼板和其他需要防渗的部 位,尚可在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。

2)注射法:以一定的压力将低粘度、高强度的裂缝修补 胶液注入裂缝腔内。此方法适合于 0. lmm < W < 1. Smm静止的独 立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷的补强和封闭。注射 前,应按产品说明书的规定,对裂缝周边进行密封。

3)压力注浆法:在一定时间内,以较高压力(按产品使用 说明书确定)将修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内。此法适用 于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷 以及深而蜿蜒的裂缝。

4)填充密封法:在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和

槽宽分别不小于 20mm和 15mm的V型沟槽,然后用改性环氧树脂 或弹性填缝材料充填,并粘贴纤维复合材附加约束。此法适用 于处理w 》 0. Smm的活动裂缝和静止裂缝。填充完毕后,其表面 应做防护层。

2. 2 后锚固技术

2. 2. 1 后锚固是通过相关技术手段将被连接件连接锚固到已有 结构上的技术。相应于传统的预埋件-先锚,后锚固具有设计 灵活、施工方便等优点,是房屋装修、设备安装、旧房改造及 工程结构加固必不可少的专用技术;缺点是后锚固产品种类繁 多,破坏形态多种多样,质量较难控制。

2. 2. 2 后锚固技术的构造措施及施工要点如下:

1 )承重结构用的锚栓,应采用有机械锁键效应的后扩底 锚栓,也可采用适应开裂混凝土性能的特殊倒锥形胶粘型锚栓。

2)在抗震设防区的结构中,严禁采用普通膨胀型锚栓作为 承重构件的连接件。

3)当在抗震设防区承重结构中采用锚栓时,应采用后扩 底锚栓或特殊倒锥形胶粘型锚栓,且仅允许用于设防烈度不高 于8度、建于 I 、 II 、 III 类场地的建筑物。

4)混凝土构件的最小厚度 hmin 不应小于 l.5hef {her为锚栓 有效锚固深度),且不应小于 lOOmm。

2. 3 阻锈技术

2. 3. 1 既有混凝土结构中钢筋的防锈与锈蚀损坏的修复所使用

的阻锈剂分为掺加型和渗透型两类。

掺力口型是将阻锈剂掺入混凝土或砂浆中使用,适用于局 部混凝土缺陷及钢筋锈蚀的修补处理。渗透型,亦称喷涂型, 是直接将阻锈剂喷涂或涂刷在病害混凝土表面或局部剔凿后 的混凝土表面。

2. 3. 2 混凝土结构钢筋的防锈,宜采用喷涂型阻锈剂。承重 构件应采用炕氧基类或氨基类喷涂型阻锈剂。对掺力口氯盐、 使用除冰盐和海砂以及受海水侵蚀的混凝土承重结构加固时, 必须采用有效的阻锈剂,并在构造上采取措施进行补救。

2. 4 喷射混凝土技术

2. 4. 1 喷射混凝土是利用压缩空气将混凝土喷射到指定部位 结构表面的一种混凝土浇筑技术,分为干喷与湿喷,我国目 前主要采用干喷。优点是施工简便,不用支模,与基层的粘

结力强,密实度高,费用较低。缺点是设备复杂,技术要求较 高。适用于旧房改造、结构加固及非平面结构等薄壁层( 30 -80mm)混凝土浇筑,宜用于墙、板类构件。

2. 4. 2 水泥应优先采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥,强度等级应 不低于 32. 5 级。石子应采用坚硬耐久性好的卵石或碎石,粒径 不应大于 12mm ,宜采用连续级配;当掺入短纤维材料时,粒径 不应大于 lOmm。水质要求与普通混凝土相同。

2. 4. 3 喷射混凝土的配合比宜通过试配试喷确定,其强度应符 合设计要求,且应满足节约水泥、回弹量少、粘附性好等要求。

2. 4. 4 喷射混凝土终凝 2h后,应喷水养护;养护时间不得少于 14d 。气温低于+ 5 ℃时,不得喷水养护。

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