混凝土结构加固的施工方法需根据结构损伤程度、加固目标及现场条件选择,核心是通过新增材料(钢筋、钢材、纤维复合材料等)或修复原结构,恢复或提高其承载力、刚度及耐久性。下面加固之家就给大家介绍一下常见的加固施工方法及详细流程:
通过增加构件截面尺寸(如加厚梁、柱、墙体)并新增钢筋,提升结构整体受力性能,适用于梁、柱、墙、基础等构件。
施工流程
1、基层处理
剔除原构件表面松动混凝土、浮浆、油污,用钢丝刷打磨至露出坚实基层,对裂缝(宽度≥0.2mm)采用压力注浆(环氧树脂浆液)修补。
若原构件钢筋锈蚀,需除锈(用机械除锈或化学除锈剂),锈蚀严重时(截面损失>10%)需增补钢筋。
2、植筋与钢筋绑扎
按设计要求在原构件中钻孔(孔径比钢筋直径大 4-6mm),清孔后注入 A 级植筋胶,植入 HRB400 级钢筋(锚固长度≥10d,d 为钢筋直径),固化时间≥24 小时。
绑扎新增钢筋(纵筋、箍筋),确保与原钢筋连接牢固(搭接长度≥35d 或采用机械连接),箍筋加密区(如梁端、柱端)间距≤100mm,保护层厚度≥25mm。
3、支设模板
模板采用钢模或木模(需涂脱模剂),与原构件间隙用密封胶封堵防漏浆,支撑体系需牢固(如钢管架,间距≤1.5m),确保浇筑时不变形。
4、浇筑与养护
浇筑比原构件强度高一级的微膨胀混凝土(如原 C30 用 C35),坍落度控制在 180±20mm,分层振捣(每层厚度≤500mm),用插入式振捣棒振捣至表面泛浆。
浇筑后 12 小时内覆盖薄膜保湿,夏季每天洒水 3-4 次,冬季覆盖保温被,养护期≥14 天(混凝土强度达 100% 后方可受力)。
关键要点
新旧混凝土结合面需凿毛(露出粗骨料)并涂刷界面剂(如水泥基渗透结晶型),确保粘结强度≥1.5MPa。
避免新增截面过大导致自重增加,需验算基础承载力。
通过在构件受拉区或受剪区粘贴钢板(钢材)或 FRP(碳纤维、玻璃纤维布),利用材料抗拉性能增强结构承载力,适用于梁、板、柱的抗弯、抗剪加固。
1. 粘贴钢板加固
(1)钢板与基层处理
钢板切割成设计尺寸(长度需延伸至支座处≥100mm),用角磨机除锈(露出金属光泽),涂刷防锈底漆;原构件表面找平(用修补胶填补凹陷),确保平整度误差≤3mm。
(2)涂胶与粘贴
调制环氧树脂结构胶(甲、乙组分按比例混合),均匀涂刷在钢板和构件表面(厚度 2-3mm),将钢板贴合到位,用夹具或膨胀螺栓固定(间距 300-500mm),挤出多余胶液(确保胶层饱满)。
(3)固化与防护
胶层固化时间≥7 天(环境温度≥20℃),固化后拆除夹具,对钢板表面涂刷防锈漆 + 防火涂料(厚度≥2mm,耐火极限≥1.5h)。
2. 粘贴 FRP 加固
(1)基层处理
同钢板加固,需额外用修补胶将构件转角处打磨成圆角(半径≥20mm),避免 FRP 被棱角刺破。
(2)粘贴流程
涂刷底胶:在基层均匀涂刷 FRP 专用底胶,干燥至指触不粘(约 2-4 小时)。
粘贴纤维布:按设计层数(通常 1-3 层)粘贴,每层涂胶后立即铺布,用橡胶滚筒沿纤维方向压实(排除气泡),搭接长度≥100mm(纵向)和 50mm(环向)。
(3)固化与防护
自然固化 7 天(温度≥5℃),固化后表面抹 20mm 厚防火砂浆(或涂刷防火涂料),避免高温环境(>60℃)影响性能。
关键要点
结构胶需符合《混凝土结构加固设计规范》(GB50367),粘贴面积空鼓率≤5%(单个空鼓面积≤100cm²),否则需钻孔补胶。
在构件表面包裹型钢(角钢、钢板),通过焊接或螺栓连接形成整体受力体系,适用于柱、梁的承载力提升,尤其适合对空间占用敏感的场景。
施工流程
1、型钢加工与基层处理
按构件尺寸切割角钢(如柱四角用 L75×8)和缀板(扁钢,厚度≥8mm),型钢除锈后涂刷防锈漆(2 遍)。
原构件表面打磨平整,边角凿成直角(与角钢贴合),若间隙>5mm,用环氧砂浆填补。
2、型钢安装与连接
将角钢贴合构件四角,用膨胀螺栓临时固定(间距 500mm),缀板与角钢焊接(焊缝高度≥6mm,间距 300-600mm),形成封闭钢框。
若为 “湿式外包钢”,在型钢与原构件间隙注入结构胶(压力注浆),确保胶层饱满;“干式外包钢” 则直接用螺栓紧固(无需注胶)。
3、防护处理
焊接完成后清除焊渣,补刷防锈漆,外包防火涂料(厚度≥3mm)或浇筑 50mm 厚细石混凝土保护层。
关键要点
焊缝需做探伤检测(一级焊缝 100% 探伤),避免虚焊;缀板间距需≤15 倍角钢边长,确保型钢整体受力。
剔除构件中受损或强度不足的混凝土(如蜂窝、酥松、碳化深度超保护层),替换为高性能混凝土,适用于柱、梁、基础的局部修复。
施工流程
1、界定置换范围
用回弹法或钻芯法确定劣化区域,标记切割边界(置换范围需延伸至完好混凝土≥50mm),避免损伤未劣化部分。
2、剔除与清理
用风镐或切割机剔除劣化混凝土(严禁大锤猛击,防止震动引发新裂缝),露出原钢筋并除锈,对钢筋损伤处焊接补强。
3、浇筑新混凝土
支设模板(与原构件紧密贴合),浇筑早强高性能混凝土(强度比原设计高一级,如 C60),振捣密实后覆盖薄膜 + 养护毯,高温养护(40-60℃)加速强度增长(3 天强度≥设计值 80%)。
关键要点
置换层与原混凝土结合面需凿毛并涂刷界面剂,浇筑时需分层(厚度≤300mm),确保新旧混凝土协同受力。
通过对构件施加预应力(张拉钢绞线或钢筋),抵消部分荷载产生的内力,提高抗裂性和刚度,适用于梁、板、桁架等大跨度构件。
施工流程
1、锚固端施工
在构件两端钻孔植入预应力锚具(与原钢筋焊接固定),或浇筑混凝土锚墩(尺寸≥300mm×300mm)。
2、预应力筋安装与张拉
穿入钢绞线(直径 15.2mm),用千斤顶分级张拉(每级加载≤设计应力的 20%),控制张拉力(如 1.05σcon,σcon 为张拉控制应力),张拉过程中监测构件挠度(不得超过 L/250)。
3、锚固与防护
张拉完成后用锚具固定,切除多余钢绞线(预留长度≥30mm),锚具处浇筑混凝土封锚,或涂刷防腐涂料 + 包裹防火层。
关键要点
张拉前需验算原构件承载力(避免张拉时破坏),张拉后需监测预应力损失(1 个月内损失≤5%)。
1、施工前卸荷:对荷载较大的构件(如大梁、柱),需设置临时支撑(钢管架)分担荷载,避免施工时结构变形加剧。
2、质量验收:
材料验收:植筋做拉拔试验(抗拉强度≥设计值),混凝土试块强度、钢板 / FRP 粘结强度需达标。
工艺验收:检查钢筋间距、焊缝质量、胶层空鼓率等,隐蔽工程(如植筋、注浆)需留存影像资料。
3、安全防护:高空作业设防护栏,使用化学材料(结构胶、除锈剂)时通风防火,避免中毒。
混凝土结构加固需根据构件类型和损伤情况选择方法,增大截面法侧重 “补强”,粘贴法侧重 “增效”,外包型钢法侧重 “提载”,施工中需严格把控材料质量和工艺细节,确保加固后结构安全可靠。