預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中的應(yīng)用研究

吳文龍

摘 要 本文針對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中的應(yīng)用要點，立足工程案例，先對預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的原理進(jìn)行分析，接著探討了此項技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中的應(yīng)用要點。分析結(jié)果表明，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，不但施工方便、經(jīng)濟(jì)，而且加固效果好，可大幅度提升原結(jié)構(gòu)的受彎承載力和受剪承載力，保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，值得大范圍推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力技術(shù);鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)加固;卸載架

引言

鋼筋混凝土是目前建筑領(lǐng)域常用的施工材料，但是隨著使用年限的增加，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會發(fā)生不同程度的破壞，結(jié)構(gòu)性能或材料會發(fā)生不同程度的退化，致使一些結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件發(fā)生損傷。另外，新建結(jié)構(gòu)受到設(shè)計不合理、施工管理不嚴(yán)格、使用功能變更、自然因素的影響等都會使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件處于“病態(tài)”而需要進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)、改造。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中常用的技術(shù)，具有操作簡單，耗時少，加固效果好等優(yōu)勢，具有良好的發(fā)展前景。同時，對于后續(xù)需要二次改造的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其拆卸較為方便，可逆性較好?；诖?，開展預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中的應(yīng)用研究就顯得尤為必要[1]。

1工程概述

某建筑工程項目總建筑面積為1.84萬㎡，主樓呈現(xiàn)梭形，主體結(jié)構(gòu)都是鋼筋混凝土框架剪力結(jié)構(gòu)。施工至8層時，現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)理檢查發(fā)現(xiàn)，很多梁都出現(xiàn)了不同程度的裂縫，經(jīng)過一系列檢測及驗算分析之后，發(fā)現(xiàn)問題梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果僅達(dá)到C20，嚴(yán)重低于設(shè)計強(qiáng)度C35的要求，且部分梁縱向受力鋼筋遺漏，未嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙配筋進(jìn)行施工。為保證結(jié)構(gòu)的安全性，且避免增大截面加固法對建筑凈高及外觀產(chǎn)生影響，設(shè)計院分析比選后，采用外加預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固處理，效果顯著，值得推廣應(yīng)用。

2預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的原理

預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是目前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中比較常用的技術(shù)，具有操作簡單、加固效果好等優(yōu)勢，其加固原理是對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的位置，施加一定的預(yù)應(yīng)力，改造原鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，從而降低發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞鋼筋混凝土的水平應(yīng)力。既能和建筑工程原有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相互聯(lián)合共同作用，也可以提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固之后的總體承載力?？稍诓桓淖兘Y(jié)構(gòu)高度和影響結(jié)構(gòu)使用性能的基礎(chǔ)上，鋼筋混凝土的抗剪承載力，改善結(jié)構(gòu)性能。因為，通過預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)能夠有效抵消不分荷載和負(fù)載彎矩，縮小裂縫，甚至完全閉合，加過效果非常顯著，值得大范圍推廣應(yīng)用[2]。

3預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中的應(yīng)用

3.1 預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)應(yīng)力張拉是預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在鋼筋混凝土加固中應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，按照張拉方法的不同，分為千斤頂張拉、橫向收緊張拉、豎向張拉、電熱張拉等方法。其中千斤頂張拉是最常用的預(yù)應(yīng)力筋張拉方法，而且成本比較低，在預(yù)應(yīng)力筋的頂端布置千斤頂，進(jìn)行張拉錨固，和預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的步驟基本相同。橫向收緊張拉需要在預(yù)應(yīng)力筋的兩端同時張拉和錨固，需要用到扳手、螺栓等工具，促使加固筋從直變曲，形成拉伸應(yīng)變，具體的應(yīng)用工藝如圖1所示：

豎向張拉法分為豎向收緊張拉和豎向頂撐張拉。豎向收緊張拉通過帶鉤的收緊螺栓在穿過帶加肋的鋼肢后，被鉤在加固筋上（拉桿的初始形狀可以是直線的，亦可以是曲線的），擰動收緊螺栓的螺帽時加固筋即向下移動，使其由直變曲或增加曲度，從而處于預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，如圖2所示。

電熱張拉法也是預(yù)應(yīng)力加固中比較常用的張拉方法，在張拉過程中，對加固筋通電流，促使加固筋發(fā)熱伸長，達(dá)到設(shè)計要求之后，再切斷電源，進(jìn)行兩端錨固[3]。

3.2 預(yù)應(yīng)力筋錨固

預(yù)應(yīng)力筋錨固也是預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，錨固效果對鋼筋混凝土加固質(zhì)量的影響非常大，常用的錨固方法有U形鋼管錨固、高強(qiáng)度螺栓摩擦黏結(jié)錨固、焊接黏結(jié)錨固等。其中U形鋼板錨固應(yīng)用范圍比較廣，主要在錨固之前，先去除梁端頭的混凝土保護(hù)層，清理干凈后，涂抹環(huán)氧樹脂砂漿，再將和梁相同寬度的U形鋼管卡在環(huán)氧砂漿上和加固筋進(jìn)行焊接，完成錨固操作。高強(qiáng)度螺栓摩擦黏結(jié)錨固是在原鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要加固的位置先鉆出和螺栓直徑相同的孔，并在鋼板和原梁之上，涂抹一層環(huán)氧樹脂，實現(xiàn)高強(qiáng)度螺栓和鋼板錨固的緊密連接。焊接黏結(jié)錨固的施工工藝是利用原梁上部分區(qū)段內(nèi)應(yīng)力較小的受力鋼筋（如鋼筋反彎點處），把加固筋焊接在原筋的這些部位上，并用環(huán)氧樹脂膠將加固筋黏結(jié)在斜向的溝槽內(nèi)。

3.3 施工注意事項

施工進(jìn)場后應(yīng)仔細(xì)閱讀相關(guān)設(shè)計資料，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定相應(yīng)的施工組織方案。對采用的預(yù)應(yīng)力筋、錨具、墊塊等做好施工前的準(zhǔn)備，同時根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行現(xiàn)場定位放樣，包括預(yù)應(yīng)力筋的位置、墊塊位置及錨固點的位置。最后，按照設(shè)計圖紙要求的方式進(jìn)行現(xiàn)場開槽及預(yù)應(yīng)力筋安裝及張拉。不同的張拉方式應(yīng)注意其施工過程質(zhì)量的把控，體外預(yù)應(yīng)力張拉方式較多，不同工藝有其側(cè)重點，應(yīng)予以區(qū)分。施工時應(yīng)注意以下幾點：預(yù)應(yīng)力筋安裝前應(yīng)檢查其規(guī)格尺寸是否滿足設(shè)計圖紙要求，確認(rèn)無誤后方可施工。固定端和張拉端采用粘貼形式的，應(yīng)待環(huán)氧樹脂膠或環(huán)氧砂漿固化后方可進(jìn)行張拉施工。當(dāng)采用千斤頂張拉時，應(yīng)保證張拉施工力同步，且應(yīng)力均勻一致。張拉過程對張拉量實時控制，防止被張拉構(gòu)件側(cè)向失穩(wěn)或發(fā)生扭轉(zhuǎn)。當(dāng)采用橫向或豎向拉張法時，拉桿應(yīng)在施工現(xiàn)場調(diào)直，然后與鋼托套、錨具等部件進(jìn)行裝配。張拉時，應(yīng)以同規(guī)格的扳手同步擰緊，張拉量達(dá)到要求時，宜用點焊將拉緊螺栓的螺帽固定，并切除螺桿伸出螺帽以外的部分。張拉控制應(yīng)力應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行。當(dāng)采用鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力加固筋時，張拉后應(yīng)采用砂輪鋸等機(jī)械方法對超長筋進(jìn)行切割。張拉后應(yīng)對預(yù)應(yīng)力加固筋、錨具、墊板等加固材料進(jìn)行防護(hù)處理[4]。

3.4 施工質(zhì)量驗收

預(yù)應(yīng)力拉桿錨固后，其實際建立的預(yù)應(yīng)力值與設(shè)計規(guī)定的檢驗值之間相對偏差應(yīng)不超過5%。當(dāng)采用鋼絲束作為預(yù)應(yīng)力筋時，其鋼絲斷裂、滑脫的數(shù)量嚴(yán)禁超過每束一根。預(yù)應(yīng)力筋錨固后多余的外露部分應(yīng)用機(jī)械方法切除，外露長度不宜小于25mm。

4結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合理論實踐，分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到的影響因素比較多，因此，在施工中難免會發(fā)生質(zhì)量問題，拆除重建需要消耗大量的成本，工期也不允許。為保證施工質(zhì)量，需要進(jìn)行加固處理，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，具有操作簡單、施工效率高、加固效果好等優(yōu)勢，可滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的要求，值得大范圍推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊文安.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁在水閘除險加固工程中的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2018（29）：293-294.

[2] 葉偉彪.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁在水利工程中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（18）：4364.

[3] 丁新東，曹新明，尚茂，等.混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在工程中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（3）：56-57.

[4] 王亞偉，楊戰(zhàn)爭.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)分析及在實際工程中的運用[J].絲路視野，2018（20）：118.