曾松桂

(广东呈斯意特建筑设计有限公司 广东 惠州 516000)

0 引言

由于钢筋混凝土结构在使用过程中，常年经受自重荷载、风荷载、地震荷载及外界环境等多种作用力作用，造成混凝土结构在使用过程中出现一些病害，影响整体结构的承载能力，并造成整体结构的安全性降低。此外，混凝土结构在使用中还受到混凝土碳化、混凝土收缩、钢筋锈蚀等作用，导致混凝土结构保护层脱落、裂缝、承载力不足，严重影响结构的整体稳定性。因此，当钢筋混凝土结构使用一定时间后，则需要对其外观质量、材料受力性能、钢筋锈蚀等进行有效地检测，鉴定其结构安全程度，并选用合适的加固技术，以提高其承载能力，延长混凝土结构的使用年限。

1 混凝土结构常见的病害及原因

1.1 裂缝

（1）温度裂缝

当混凝土结构内外温差出现较大差异时，则会造成混凝土结构出现热胀冷缩现象。若此时混凝土结构的膨胀变形或收缩变形受到约束，则会在其结构内部产生较大应力，当此应力增大到一定程度，即此应力大于混凝土的极限抗拉强度时则会产生裂缝。根据笔者多年从事结构设计及施工现场处理经验发现，外界环境温度急剧降低或升高是造成混凝土结构出现温度裂缝的主要原因。

例如大体积混凝土施工时，在其混凝土硬化过程中，结构会产生大量的水化热，从而使内部温度上升，当其内部温度无法得到有效地释放，则会造成结构内外较大的温度差，较而容易出现温度裂缝。

（2）沉降裂缝

混凝土的沉降裂缝产生的主要原因是由于混凝土构件之间与地基承载力之间存在差异。当混凝土结构局部地基承载力不足，出现不均匀沉降现象，会对上部混凝土结构产生不均匀的剪应力，当剪应力增大到一定程度时，则会导致混凝土结构出现裂缝。研究表明，该裂缝对结构整体的稳定性危害较大，因此在结构设计阶段时就需对地基与结构之间的协调性进行考虑，避免混凝土结构在后期出现沉降裂缝。

（3）收缩裂缝

收缩裂缝主要是由于混凝土结构的塑性收缩与干缩导致结构出现的裂缝。塑性收缩，其发生在混凝土浇筑施工结束后4～5h，混凝土硬化之前，因混凝土内部水泥水化消耗较多的水分，而造成混凝土结构出现收缩裂缝。同时，混凝土结构还易发生干缩，在混凝土终凝后，结构表层的水分损失较为严重，造成混凝土结构体积减少，而内部水分蒸发速度慢，这就形成内部水分蒸发慢而外部水分蒸发快的不均匀收缩，形成收缩裂缝。

1.2 承载力不足

在混凝土结构中，由于混凝土受到多方面因素影响，造成其承载能力不足。结合多年设计与现场经验分析，其产生原因大致有以下几点因素。第一，在建筑工程前期勘察阶段，由于勘察结果精度不高，未能真实反应地质水文真实情况，例如，勘察单位在布孔钻探时，布置的孔位不合理，点数、钻孔深度未能达到规范要求的数值等，造成勘测结果精度不高，从而导致设计阶段对地质及其承载力判断有误；第二，各类施工因素不达标造成工程施工质量不合格，例如，施工队伍施工素质低、施工材料不满足设计及规范要求、机械设备性能落后、现场未按严格图纸施工导致缺漏钢筋等均会造成混凝土结构承载力不足。此外，在施工管理方面还存在管理混乱、监督力度不严等问题。

1.3 耐久性不足

由于多数混凝土结构常年处于裸露的环境中，这就造成其常年承受环境变化影响，造成混凝土结构在运行过程中，其内部结构逐渐发生微妙变化。例如，在混凝土结构使用中，由于环境中的二氧化碳通过裂缝进入到混凝土结构内部，当混凝土结构保护层被全部碳化反应后，钢筋的碱性保护层被损坏，二氧化碳气体进入到钢筋表面，造成钢筋表面发生锈蚀反应，其表面浮渣体积增大，从而引起保护层开裂。同时，混凝土建筑结构缺乏完善的定期检测维修加固制度这就造成混凝土结构在使用过程中，在未达到设计年限的前提下提前出现耐久性不足的情况。

2 混凝土结构加固技术分析

2.1 外加预应力加固技术

由于混凝土结构在运行一段时间后，其承载力逐渐降低，造成跨中挠度增大。而通过体外施加预应力加固技术，其主要是通过对梁板混凝土施加预应力筋形成结构体外预加拉应力，从而提高了混凝土梁板的承载能力，如图 1所示。试验结果表明，对混凝土结构施加预应力技术，可以明显增强混凝土结构30%～40%的承载能力，其加固效果明显，同时还可以延缓混凝土受压面出现裂缝的时间，以及减轻混凝土结构的变形程度。此外，预应力加固施工作业对建筑混凝土的使用空间影响较小，一般在不对建筑限制使用的状态下完成预应力加固施工。

图1 预应力加固方法

2.2 增大截面加固技术

在混凝土结构出现裂缝，且为深层裂缝或贯穿裂缝时，则会严重影响混凝土结构的承载能力。根据笔者多年结构设计经验，可以采取增大截面的加固方法。具体施工方法是，采用与原结构材料一致的混合料，将原混凝土表面凿毛处理，然后植筋，喷涂混凝土，使新喷涂混凝土与原构件形成有效地整体，从而增大混凝土结构的承载能力，并减缓混凝土结构的碳化反应，提高结构的稳定性能。同时，也可以用钢筋混凝土包裹木杆件加固。

2.3 裂缝修补技术

（1）灌浆法。在混凝土结构裂缝较窄且裂缝较深时，可采用灌注环氧树脂的方式对混凝土裂缝进行灌缝处理，由于环氧树脂具有强度高、固化速度快，并具有较强的渗透性，对混凝土结构裂缝具有较好的修复作用。

（2）表面封闭修补法。当混凝土表面裂缝宽度较小时，可采用表面涂抹保护膜。若混凝土结构表面裂缝数量较多时，可以采用在裂缝区域均匀涂抹保护膜。

若混凝土裂缝较为明显，且裂缝较深时，可以凿除混凝土裂缝区域，并吹扫裂缝区域的灰尘，然后喷涂水泥砂浆，以提高混凝土结构的耐久性。

当然，混凝土加固除以上加固方式以外，还有外黏型钢加固法、植筋加固技术、锚栓技术等等，这些加固工艺使用的同时，应当与工程实际情况及实际施工方法紧密结合，以达到让混凝土结构得到最优化处理的目的。

3 结束语

综上所述，由于混凝土结构的施工因素、环境作用、荷载作用等多种因素的共同作用，导致混凝土结构出现病害，需要采取适宜的加固措施以提高混凝土结构的承载特性，延缓混凝土结构出现裂缝的时间，提高混凝土结构的耐久性。

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