封 南

近年来，随着社会的不断发展，混凝土结构作为一种主要的建筑结构形式，越来越广泛地应用于各种建筑物中。然而混凝土结构在建筑工程施工过程中，由于施工质量不满足设计和规范要求，建筑使用功能改变，大量混凝土结构老化以及水泥质量、施工方法、配合比等因素的影响，难免有时会造成混凝土强度偏低。如果弃之返工会造成很大的经济损失，因此，必须采取一些措施对混凝土结构进行补强加固、改造、维护。近几年来，新材料、新成果、新技术在加固领域的应用，加固的方法和手段也越来越多样化，工程现状、经济效益、技术进步等多种因素也催生了建筑结构加固改造技术的迅速发展。本文对此进行简要论述。

1 混凝土结构需要加固的原因

在工程实践中，导致混凝土结构需要进行加固的原因主要有以下几个方面:1)勘察资料不准确、设计不周或者是施工管理不严造成的施工质量不佳，以及建筑材料不符合要求等原因造成的工程事故;2)建筑物改建、扩建以及改变原有结构的使用功能等;3)自然灾害与偶然事故的发生对建筑物造成的损害;4)由于建筑物环境的影响导致结构构件的裂缝、钢筋锈蚀、混凝土碳化等影响结构的耐久性;5)为防患于未然而对现有的老建筑物进行的抗震加固等。现对通用的混凝土结构选用原则及其加固方法作一分析。

2 混凝土结构加固的基本原则

1)方案制定的总体效应原则。2)荷载取值原则。3)综合考虑技术经济原则。4)与抗震设防结合的原则。

3 混凝土结构加固方法

3.1 直接加固方法

1)加大截面加固法[1]。此法是通过用钢筋混凝土或钢筋网砂浆增大截面达到提高结构承载力的目的。它通过增大原混凝土构件横截面高度，加大构件的承载力从而达到提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪的能力。该法施工工艺简单，适应性强，且有成熟的设计和施工经验，适用于梁、板、柱、墙等的混凝土构件加固，但现场施工的湿作业时间较长，且加固后的建筑物净空受到一定影响。加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小[2]。

2)粘钢加固法。钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力和满足正常使用要求[3]。此方法设计及结构计算简单，不损伤原混凝土构件，施工方法简便，周期短，现场作业量小，对原构件外形尺寸影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固[4]。

3)置换加固法。此法先剔除原混凝土结构受力构件中需置换部位的混凝土，直至露出坚实的结构层，然后将结合面处理干净，浇筑新的混凝土，新浇筑混凝土的水泥胶体在微膨胀剂的压力下渗入原有结构构件，从而在水泥水化过程中粘结为一体。当置换界面部分的处理和施工符合相关规范要求时，其结合面可按整体工作计算，所以此法可用于新建工程混凝土质量不合格的返工处理，也可以用于已有混凝土承重结构受侵蚀、冻害、火灾烧损以及地震、强风和人为破坏后的修复。该法也适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。

4)外包型钢加固法。外包钢加固法是以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)的加固方法。外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法[4]，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一个整体。此方法受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600℃以上高温场所;适用于使用上不允许增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

3.2 间接加固方法

1)预应力加固法。即采用外加预应力的钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合拉杆3种)或撑杆，对结构进行加固的方法。预应力加固法具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果，适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件，但不能用于温度在600℃以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构[6，7]。

2)增加支撑加固法。该法通过增设支点来改变结构传力途径以达到加固的目的。用增加构件、增设支承点来减小受弯构件的计算跨度，减轻被加固构件的负担，达到减少作用在被加固构件上的承载效应，提高结构承载水平的目的。此方法简单可靠，适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间。

3.3 新型加固方法

1)聚合物浸渍混凝土。此方法是一项纯粹的化学加固技术，是指以普通混凝土为基材，以有机单位为浸渍液渗入混凝土内部并且聚合而成的一种有机—无机复合材料。此方法主要用于提高混凝土强度及耐久性，极大地改善混凝土的微观力学结构，提高原混凝土基材的力学强度。施工过程完全不损伤原混凝土构件，不削弱原构件承载力，安全可靠;加固材料渗入混凝土内部，不存在应力滞后问题;不影响原构件外形尺寸。

2)玻璃钢加固法。玻璃钢是由玻璃纤维加环氧树脂形成轻质高强度的新材料，具有自重轻，强度高，耐腐蚀，与混凝土线膨胀系数接近，使得二者能共同工作，施工方便，周期短，抗渗性好等优点。玻璃钢具有耐腐蚀的优良特性，但对其在高温和动力荷载以及在长期荷载作用下的老化问题仍然需要进行研究。

3)碳纤维加固法[8]。碳纤维增强塑料加固修补混凝土结构所用材料主要是碳纤维材料和粘贴用树脂。此方法高强高效，能大幅度提高混凝土构件的承载力和延性，施工便捷，工效高，没有湿作业，具有极佳的耐腐蚀性和耐久性，可抗拒常温的酸、碱、盐;适用面广，不改变结构尺寸及外观[9];施工质量易保证，质量轻且薄，自重增加少。但缺乏施工规范及设计标准，需要施工人员擅长于聚合物的技艺[10，11]。

4 目前混凝土结构加固亟待解决的问题

1)加强对加固基础理论的研究。2)建立和完善混凝土结构加固的技术标准。3)重视加固技术的研究和交流。4)加强对新型加固材料和产品的技术研究与开发。

[1] 刘协生.关于混凝土结构和砌体结构加固的几点见解[J].建筑与工程，2009(23):25-26.

[2] 过镇海，时旭东.钢筋混凝土原理和分析[M].北京:清华大学出版社，2005.

[3] 混凝土结构加固设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社，2006.

[4] 徐 哲，段先庆.混凝土粘钢结构加固应用[J].建筑结构，1998(9):102-103.

[5] 卓尚木.钢筋混凝土结构事故分析与加固[M].北京:中国建筑工业出版社，1997.

[6] 史丽远，郑志东.体外预应力在加固工程中的应用研究[J].福建建筑，2002，76(1):12-13.

[7] 王海良，邓 勇.体外预应力混凝土桥梁的发展现状及探讨[J].石家庄铁道学院学报，1997(12):59-60.

[8] 逮彦秋，王胜报.碳纤维加固桥梁技术综述[J].森林工程，2003，19(2):110-111.

[9] 谢 剑，赵 彤，王 亨.碳纤维加固钢筋混凝土梁受弯承载力设计方法的研究[J].建筑技术，2002，33(6):99-100.

[10] 李 荣，胡孔国.碳纤维片材加固钢筋混凝土梁受弯构件计算方法的探讨[J].特种结构，2002，17(2):135-136.

[11] 赵 彤，谢 剑.碳纤维布加强混凝土结构新技术[M].天津:天津大学出版社，2001.