建筑结构加固综述大工土木工程论文.doc

网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：建筑结构加固综述学习中心：奥鹏远程教育济南学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 2014年 春季 学 号： 141033303071 学 生： 罗文豪 指导教师： 田丹 完成日期： 2015年 11月 20日 内容摘要质量是企业的生命，质量是企业发展的根本保证.在建筑市场竞争激烈的今天，如何提高施工质量管理水平是每一位企业管理者必须思考的问题.随着我国经济建设的迅速发展，人们对建筑的要求也随之提高，建筑物的裂损现象影响着人们的正常生产和生活.建筑物中裂缝的存在预示着结构承载力可能不足，过大的裂缝会促使钢筋生锈而降低结构耐久性，会造成房屋渗漏影响建筑物美观。因此本文论述了建筑结构加固的必要性，加固的常用方法、加固的新型方法，并通过实例来说明新方法的应用，最后结构加固有待解决的问题。通过本文的论述一方面能够总结所学的知识，另一方面提升了对知识的应用能力为以后的工作打下基础。关键词：建筑结构；检测；加固；安全性目 录内容摘要I引 言11 绪论12 结构加固的重要性和常用方法22.1 结构加固的原因和重要性22.2 结构加固的常用方法22.2.1 粘钢加固法22.2.2 加大截面加固法32.2.3 外包钢加固法32.2.4 预应力加固法32.2.5 增设支点加固法42.3 与结构加固配套使用的技术43 新型加固方法的研究及工程应用63.1 新型加固方法简介63.1.1 粘贴碳纤维加固法63.1.2 填充法63.1.3 灌浆法73.2 新型加固方法的应用83.2.1粘贴碳纤维加固法应用83.2.2 灌浆法94 工程实例分析114.1 工程概况114.2 抗震鉴定114.3 抗震加固设计125 结构加固有待解决的问题155.1 加强对加固基础理论的研究155.2 重视加固技术的研究与交流155.3 加强维修加固决策的研究155.4 建立和完善混凝土结构加固的技术标准155.5 加强对新型加固材料和产品的技术研究与开发155.6 加强混凝土结构加固的软件开发156 结论与展望17参考文献18引 言随着城市建设的飞速发展和住宅改革制度的不断深入，用户对房屋环境和质量要求越来越高，建筑物(住宅)裂缝问题反映强烈，引起工程界及社会各界的广泛关注。由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命。这一现象不仅影响人民群众的生命和财产安全,亦使建筑业的公信力受到严峻挑战。 所以当工程出现质量问题时，需要对其进行加固，经过多方的资料查询对需加固的工程进行如下总结：一是当建筑物超过或达到设计基准期(一般为50年)时,从理论上讲,结构已经老化,不宜继续服役,因而需要对其加固。例如,诞生于上世纪50年代的建筑物大多已超过了预定的设计基准期,但由于种种原因,这些建筑物至今仍在使用。而要继续使用这些建筑物,就必须对其进行加固处理,否则就有可能产生严重后果。二是随着生产的发展和人们生活水平的提高,人们对现有建筑物的功能感到不能满足新的使用要求。或者因土地资源的有限和地价、拆迁费用的高昂,使得人们越来越多地把目光投向了对旧的建筑物的修缮与改造。与新建建筑物相比,对原有建筑物进行加固和现代化改造不仅见效快,而且其造价仅为新建建筑物的30%60%,经济效益和社会效益是显而易见的。三是有些建筑物质量低劣,需要加固处理。例如,上世纪80年代以来,因经济发展迅速和当时的技术立法、工程管理跟不上,使得部分建筑设计和施工水平低下,质量难以保证,如不及早加固,后果不堪设想。四是自然灾害的破坏。风灾、水灾、火灾和地震等。我国是一个多自然灾害的国家,2/3以上的大城市处于地震带,很多城镇曾经遭受过水灾或流沙等灾害。据统计,风灾每年损坏房屋30余万间,火灾平均每年约3.6万起,直接经济损失约5亿元。仅1976年发生的唐山大地震倒塌和严重破坏的房屋就有656136间之多, 共计10501056,分别占唐山房屋总间数的96.17%和总面积的96.06%。自然灾害的破坏重者可使建筑物毁于一旦,轻者会降低结构的安全性和耐久性。因此,有必要对受损建筑物进行必要的维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。 加固的重要性是不言而喻的，所以本文着重对工程加固进行深入的研究，以此将所学用于实际，不仅如此也同时希望这份研究能给建筑行业带来一定的借鉴。1 绪论建筑物维修加固的目的主要是提高结构构件的强度、刚度、稳定性和耐久性，恢复结构的使用功能和安全性，减少事故隐患，延长结构使用寿命。结构加固作为工程结构的一个重要分支，近年来取得了长足的发展。我国从50年代起就开始了混凝土结构的加固处理。几十年来，这门技术的发展非常迅速。目前已经相继颁布混凝土结构加固技术规范、建筑抗震加固技术规程等规范，这些规程的制定，对促进我国混凝土结构加固技术的发展和应用起到了很大的推动作用1。但是多年来，人们习惯于已有的加固经验，在混凝土结构加固实践中往往就事论事，缺乏深层次的理论研究与探索，加固水平提高不快。我国传统的混凝土结构加固方法虽已形成了比较系统、配套的工艺和技术，但总的来说，工艺仍然相对落后，技术含量偏低。具体表现在以碳纤维为代表的新型材料在加固工程中的应用还不普及，相关的设计、施工还存在很多问题。其次，检测设备技术水平低，与发达国家相比，在检测软件及设备系统方面存在着较大的差距。2 结构加固的重要性和常用方法我国现有建筑中，由于各种自然、人为灾害以及旧建筑功能限制等原因，建筑加固修复业近年来迅速发展。特别是随着我国经济发展和人民生活水平的提高，旧城改造几乎成了各大、中城市的共同问题。我国混凝土结构常用的加固方法主要有5种粘钢加固，加大截面加固，外包钢加固，预应力加固及增设支点加固法等，另外还有托换技术、植筋技术、裂缝处理技术和结构表面处理技术等4类主要技术2。2.1 结构加固的原因和重要性建筑物维修加固的目的主要是提高结构构件的强度、刚度、稳定性和耐久性，恢复结构的使用功能和安全性，减少事故隐患，延长结构使用寿命。结构加固作为工程结构的一个重要分支，正方兴未艾，近年来取得了长足的发展。过去，人们把加固视为修修补补，“头痛医头。脚痛医脚”，缺少系统的分析和理论探讨。近十余年来，结构加固技术发展迅速，已经逐渐发展为一门新的学科。混凝土结构加固的原因主要有以下几个方面：1）设计基础资料和设计方法不准确，导致设计出来的建筑物存在着安全问题；2）施工方法的错误、施工管理的不善及偷工减料等原因，使建筑物存在质量问题；3）由于高湿酸碱环境、温差、冻融等影响以及地震、流沙等自然灾害的作用，导致建筑物发生严重损坏；4）设计规范的修订和设计标准的提高，按原规范标准设计的结构将不能满足设计标准的要求；5）原有建筑物使用功能和要求的改变，需要对其进行改造、加固3。我国是一个自然灾害多发的国家，在二十世纪五六十年代修建的大批工业厂房、公用建筑和民用建筑的加固改造任务已经大量的提到日程上来。大量的桥梁工程由于交通量和荷载的增加、修建时间较长或原设计标准较低，已经出现严重的损坏，急需加固改造处理。据统计，到2010年我国建筑面积约为50亿平方米，其中约23亿平方米需分期分批进行鉴定和加固，近10亿平方米急需维修加固才能使用。总之，大规模建设之后，结构加固将成为建设的主角，无论是从历史文化保护角度还是对居住安全耐久性等角度，结构加固将变得尤为重要。2.2 结构加固的常用方法2.2.1 粘钢加固法粘钢加固法原理是在混凝土构件表面胶粘特制钢板，以提高混凝土构件承载能力的一种加固方法。适用于受弯或受拉构件，包括梁、板、桁架等。该方法的优点是施工快速、现场无湿法作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活的影响较小，且加固后对原构件外观和原有净空间无显著影响。不足之处在于加固效果在很大程度上取决于胶结工艺和操作水平。混凝土粘结钢板必须满足3个因素：（1）被粘结表面必须清洁。（2）环氧至少有混凝土强度的粘结强度。（3）为避免脆性的板分离破坏，板必须长而薄，或采用足够的锚固，来充分发挥钢板的性能。2.2.2 加大截面加固法加大截面加固法的原理是采用同种材料增大混凝土结构或构件的截面面积，以提高结构或构件的承载能力和变形能力。适用于梁、柱、板、墙等一般结构的加固。该方法的优点在于施工工艺简单、适应性强、且具有成熟的设计和施工经验。缺点是现场施工的作业时间长，对生产和生活有一定影响，且加固后的建筑物净空间会有一定的减小。加大截面法的加固效果与原结构在加固时的应力水平，结合面构造处理，施工工艺，材料性能及加固时是否卸载等因素直接相关。加大截面法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。2.2.3 外包钢加固法外包钢加固法是一种在混凝土构件四周或两个角部包以型钢的加固方法。具有受力可靠、施工简单、现场工作量小等优点。缺点在于用钢量较大，且不易在无防护的情况下用于以上的高温场所。外包钢加固分为湿式和干式两种情况。湿式外包钢加固外包钢与构件之间采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结，以期型钢与原构件能整体工作共同受力；干式外包钢加固型钢与原构件之间无任何粘结，有时虽填有水泥砂浆，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，外包钢架与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力。2.2.4 预应力加固法预应力加固包括预应力拉杆加固和预应力撑杆加固两种形式。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性的混凝土结构，它同时具有卸载、加固及改变结构受力三种功能。预应力加固法克服了采用其他方法加固时加固材料中普遍存在的应力滞后的弱点，保证了新旧材料和结构的整体性与协同工作。并且具有施工简便、不占用空间等特点，是一种经济的加固方法。外加预应力加固法的优点为：（1）施工方法简单、成熟；（2）用户X射线或其他无损检测技术可以在结构运行期检验；（3）拉杆或绞线可替换。该方法的缺点源于结构的外部，易于锈蚀、易燃、外观已损坏。外部施加预应力系统对外界侵蚀成分与防火的保护通常采用外包混凝土或喷射混凝土。其锈蚀问题可通过使用纤维加筋塑料来解决。但目前对纤维加筋塑料的机械性能并不十分了解，还有待进一步研究。2.2.5 增设支点加固法 增设支点可以大大减少结构构件的计算长度、计算弯矩，大幅度地提高结构和构件的承载力，减少挠度，缩小裂缝宽度，达到加固原结构的目的。该方法简单可靠，适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固，缺点是使用空间受受到一定的影响。增设支点法按支承结构的变形性能，又分为刚性支点和弹性支点两种情况。刚性支点法是通过支承结构的轴心受压或轴心受拉将荷载直接传给基础或柱子的一种加固方法。弹性支点法是以支承结构的受弯或桁架作用间接传递荷载的一种加固方法。2.3 与结构加固配套使用的技术（1）换托技术换托技术为托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；适用于已有建筑的加固改造；与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。（2）植筋技术植筋技术为一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。（3）裂缝修补技术裂缝修补技术为根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性的裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。（4）碳化混凝土修复技术碳化混凝土修复技术是通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。（5）混凝土表面处理技术混凝土表面处理技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其他附着物的专门技术。（6）混凝土表层密封技术混凝土表层密封技术是指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。3 新型加固方法的研究及工程应用近年来，随着新材料、新成果、新技术在加固领域的应用，加固方法也越来越多，例如FRP复合材料加固法，包括CFRP、GFRP和AFRP，内嵌筋材加固法，高强不锈钢绞线网加固法等等4。本章主要就一些新的加固方法进行详细分析，阐述其主要概念、作用原理，工程应用及优缺点等内容。3.1 新型加固方法简介3.1.1 粘贴碳纤维加固法粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构表面，与原建筑结构共同作用，以提高混凝土结构的承载能力，达到对建筑结构的加固、补强目的。CFRP是碳纤维增强聚合物的简称，它是由环氧树脂粘接高抗拉强度碳纤维束而成，具有施工工期短、施工方便、强度高、效果好、自重轻、抗腐蚀、对基层要求低、施工费用低等优点。碳纤维材料具有优良的力学性能，其强度为普通钢材强度的10倍以上，但当纤维织成纤维布后在受力时各碳纤维丝很难同时共同发挥作用，纤维丝因无法同时受应力而逐根断裂，无法发挥碳纤维布的整体作用力和碳纤维的高强性能。当使用高强粘结剂后，每根碳纤维因粘结剂固化而很好的共同发挥作用，较完整的发挥了每根碳纤维的高强力学性能，同时也能保证与原混凝土结构共同工作，从而达到补强的目的。3.1.2 填充法填充法又称凿槽法,是沿裂缝将混凝土开凿成“U”形或“V”形槽,然后嵌填各种修补材料,达到恢复防水性和耐久性,以及部分恢复结构整体性的目的,适用于数量较少的宽大裂缝(70.5mm)及钢筋锈蚀所产生的裂缝修补,填充法所使用的嵌填材料视修补目的而定,有环氧树脂,聚合物水泥砂浆或纯水泥砂浆等。对于活动性裂缝,应采用极限变形值较大的延伸性材料。对于锈蚀裂缝,应先展宽加深凿槽,直至完全露出钢筋生锈癌位,彻底进行钢筋除锈,然后涂上防锈涂料,再填充聚合物水泥砂浆及环氧砂浆等,对增强界面粘结力,嵌填时应于槽面涂一层环氧树脂浆液。在实际工程中,裂缝是常见的。修补裂缝的目的在于使结构因开裂而降低的功能和耐久性得以恢复。对于因承载力不足所产生的裂缝,单纯修补已很不够,尚需进行补强加固。用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（大于0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开型槽，然后作填充处理。本工程是用填充法修补合肥赛维太阳能公司P3厂房地下室出现的裂缝。经过现场勘查后，进行裂缝原因分析以及结合现场条件最后决定使用SJ-75混凝土裂缝修补剂进行修补，采用的方法是开槽填补法。首先用切割机在裂缝两边出宽×深=1.2cm×1.0cm的小槽，凿除混凝土清理干净。再直接用水泥与修补剂配成水泥砂浆修补膏进行修补。具体操作如下：用毛笔或小刷子在混凝土裂缝处涂刷SJ-75裂缝修补剂两遍，待以上涂膜干燥后，选用普通硅酸盐水泥，用SJ-75修补剂调成水泥净浆修补膏即可使用。配比为：修补剂水泥=1：3.5，裂缝填补分为两次，第一次填补0.5 cm深，第二次填补浆体高出混凝土表面23mm。裂缝修补后除采用薄膜覆盖，防止因雨淋等因素降低修补效果外，还要仍按原设计要求对修补出进行SJ防水涂料施工。特别要注意的是修补剂要存放于室内，避免阳光直射和雨淋。施工温度要求在4以上，避免在阴雨天气施工。3.1.3 灌浆法灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入天然的和人为的裂缝或孔隙，以改善各种介质的物理力学性质。 此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.20.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。 灌浆法的应用领域越来越扩大，除坝基防渗加固外，在其他土木工程如道桥、矿井、文物、市政、地铁和地下厂房等，灌浆法也占有十分重要的地位。浆材品种越来越多，浆材性能和应用问题的研究更加系统和深入，各具特色的浆材已能充分满足各类建筑工程和不同地基条件的需要。劈裂灌浆技术已取得明显的发展，尤其在软弱地基中，这种技术被越来越多地只作提高地基承载力和消除建筑物沉降的手段。在一些比较发达的国家，电子计算机监测系统已较普遍地在灌浆施工中用来收集和处理诸如灌浆压力、浆液稠度和耗浆量等重要参数，这不仅可使工作效率大大提高，还能更好地控制灌浆工序和了解灌浆过程本身，促进灌浆法从一门工艺转变为一门科学。3.2 新型加固方法的应用3.2.1粘贴碳纤维加固法应用碳纤维加固技术是一种新兴的混凝土结构加固技术，这种技术是利用树脂类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。碳纤维加固技术之所以能在近几年快速发展运用，是因为它有着其它加固方法所不具备的强大优势。1、碳纤维材料具有高强度、高弹性模量的特点。加固修复砼结构所用材料主要为两种：碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，是一种很好的加固修复材料；配套树脂则包括底层FP胶、找平FE胶及粘结FR胶，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与砼能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载力及延性，改善其受力性能，达到对结构构件进行加固、补强的目的。2、碳纤维材料具有极佳的耐腐蚀性、耐久性和较好的抗疲劳性。相关实验研究证明，在弱酸环境中，在冻融循环一定次数，在干湿交替作用一定次数，在一定光照时间，70水中浸泡30天等条件下，碳纤维布与砼间的粘结性能均无降低，构件承载力也无降低。因此，碳纤维材料本身及其与粘结材料形成的复合体在各种环境条件下有良好的耐腐蚀性，可以抵抗建筑物常遇的酸、碱、盐及大气腐蚀等作用，也有较好的抗疲劳性能。故采用碳纤维材料的加固技术可解决其它加固方法所遇到的化学腐蚀问题。3、不增加构件的自重及体积。碳纤维质量轻且厚度薄，经加固后的构件，基本上不增加原结构的自重及尺寸，也就不会减少建筑物的使用空间，经济效益十分明显。4、碳纤维布是一种柔性材料，可以任意裁剪，因而可以用于各种结构类型、各种结构形状的各种部位，且不改变结构形状及不影响结构外观。同时对于其它加固方法无法实施的结构和构件，诸如大型桥梁的桥墩、桥梁和桥板，以及隧道、大型筒体及壳体机构工程等，碳纤维加固技术都能顺利地解决。5、由于现场施工没有湿作业，无需大型施工机具，无需现场固定设备，施工占用场地少，在保证施工质量和无意外干扰的前提下，同样条件下所需时间不足粘钢板加固法所需时间的一半。6、碳纤维加固技术的施工操作方便，在正常施工条件下，碳纤维布的有效粘结面积基本可以达到100%，且现场检测方便，即使有小的空鼓，也可以用针管注胶法补救，施工质量可以得到有效保证。碳纤维加固工艺流程主要为卸荷基底处理涂底胶找平粘贴保护。虽然工艺操作比较简单，但通过实际操作积累的经验，应特别注意影响其施工质量的几个因素。首先是温度。在低温状况下，底胶及环氧树脂粘度会增加，硬化反应较迟缓。会引起硬化反应不良之状况。冬季或寒冷地带，施工条件要慎重，气温5以下不可施工。其次是湿气。水分的存在会阻碍底胶及环氧树脂的粘着。有漏水情形时，先做止水、导水处理，有可能结露的时候不可施工。再次是构件表面不平。表面凹凸或角落的部位，粘贴碳纤维时容易浮起。高差应修正在1mm以内，凸角取R=10mm以上，凹角用树脂砂浆填补使其平滑。底胶及环氧树脂的处理也很重要。粘度应以加温来调整，不可以有机溶剂等来稀释。主剂与硬化剂混合后，严守有效使用时间，超过使用时间的不可使用。最后是碳纤维布的处理。碳纤维布不可随意折叠。粘贴时，长方向纤维，预留10cm的搭接长度，短方向则不用。另外须加固构件基层砼的强度等级应不低于C15。碳纤维加固作为新型的加固技术正以其独有的优势在工程中得到越来越广泛的应用，但是在方案选择比较时，工程技术人员也应严谨地考虑其适用范围，不能因为技术应用的普遍性而忽略工程自身的特点，盲目应用。在具体实施中，也不能因为施工操作简单而不重视细节处理，影响施工质量，难以达到理想的加固效果。希望碳纤维加固技术成为砼加固工程从钢铁时代向复合材料时代转变的重要标志。3.2.2 灌浆法灌浆工艺复杂多变，根据采用灌浆方法的不同而不同，灌浆参数则是影响灌浆效果的最重要因素之一，而且灌浆参数的确定一直是灌浆技术和灌浆效果研究的一个主要方向。1、灌浆压力：灌浆压力是浆液在地层中扩散的动力，它直接影响灌浆加固或防渗效果，但是灌浆压力受地层条件、灌浆方法和灌浆材料等因素的影响和制约，确定灌浆压力大小应视工程具体情况而定。一般来说，化学灌浆比水泥灌浆时的压力要小；浅部灌浆比深部地层灌浆压力要小；渗透系数大比渗透系数小的地层灌浆压力要小。 2、扩散半径或有效扩散距离：浆液扩散半径或有效扩散距离决定灌浆工程量和工程进度，它随着地层渗透系数、裂隙开度、灌浆压力、注入时间的增加而增大，随着浆液浓度和粘度的增加而减小。扩散半径或有效扩散距离可用一些理论公式，结合类似工程经验进行估算，但是由于涉及因素太多，所以一般通过工程试验确定。3、凝固时间：浆液凝固时间是浆液本身的特性，有时因为工程的不同需要，在浆液中加人适量的速凝剂、早强剂、塑化剂、分散剂、膨胀剂等外加剂来调节凝固时间或改善浆液其他性能。要求浆液凝固时间可从几秒至几小时范围内随意调节，并能准确地控制，浆液一旦发生凝固就瞬间完成，凝固前浆液粘度变化不大。 不同工程对于灌浆浆体有不同的要求，而不同的浆体本身具有不同的优缺点，这就要求对各种不同浆体性能进行加强改进，以更好的适应工程应用要求。一般对理想浆液的要求是：浆液的初始粘度要低，流动性好，可注性强，能渗透到细小的裂隙或孔隙内；凝胶时间可以在几秒至数小时范围内任意调整，并能准确控制；稳定性好，在常温常压下能较长时间的存放，且存放不易受温度湿度变化的影响；无毒、无臭、不污染环境，对人体无害，属非易燃易爆品；浆液对注浆设备、管道、混凝土结构物等无腐蚀性，并容易清洗；)浆液固化时无收缩现象，固化后与岩体、混凝土等有一定的粘结力；结石体具有一定的抗压、抗拉强度，抗渗性好，抗冲刷及耐老化性能好；原材料来源丰富，价格便宜；配制方便，操作简单。4 工程实例分析4.1 工程概况某中学图书楼，建于1992年，为三层环形建筑物，中间区域顶部采用钢结构网架。东西向长26.24m，南北向长26.64m，底层层高3.9m，二、三层层高均为3.6m，房屋高度11.4m，其底层结构平面见图1。图4.1 底层结构平面该建筑物为混合结构，基础形式为墙下钢筋混凝土条形基础及柱下钢筋混凝土独立基础，楼、屋面板采用混凝土预制空心板、局部为现浇。墙体采用M5混合砂浆、MU7.5烧结普通砖，主体结构混凝土构件设计强度等级为C20。4.2 抗震鉴定该工程所在地区抗震设防烈度为7度，基本地震加速度值0.15g，设计地震分组第一组。依据GB50023-2009建筑抗震鉴定标准，按B类建筑物（后续使用年限为40年）进行鉴定，该工程抗震设防类别由丙类提高至乙类，因此应按8度核查其抗震措施，按7度（0.15g）进行抗震验算5。（1）地基基础该建筑物上部结构未发现不均匀沉降裂缝，通过对该建筑物四个角点倾斜测量，相对倾斜值均小于0.0007H，说明地基基础无明显静载缺陷。（2）房屋外观和内在质量墙体无明显受力裂缝及不均匀沉降裂缝；部分墙体门窗角部存在温度裂缝，缝宽0.30.5mm；底层部分外墙较潮湿，局部抹灰层空臌、脱落。混凝土柱、梁、板无明显裂缝及损伤。（3）抗震措施1）房屋高度、层数及层高该房屋高度、层数及层高均满足鉴定标准限值要求。2）结构体系及平面形式：结构布置不合理，该房屋底层4×DG，9×DG范围为混凝土柱及顶部混凝土托梁，采用玻璃隔断，无抗震墙，而该位置二三层均为砖墙。这不仅使底层抗震墙布置不均匀，沿4轴、9轴纵向形成薄弱部位，而且也导致墙体竖向不连续，对抗震极为不利。除局部外，绝大部分楼、屋盖采用装配式混凝土楼、屋盖，整体性较差。一层、二层抗震横墙最大间距为10.8m，满足鉴定标准中11m限值要求。房屋的高宽比满足GB50023-2009建筑抗震鉴定标准中2.0限值要求。3）整体性连接构造：构造柱设置不足，不满足鉴定标准的相关要求。屋盖及每层楼盖处均设有钢筋混凝土圈梁，满足鉴定标准的要求。4）易局部倒塌的部件及其连接：承重外墙尽端距窗洞边的最小距离为0.87m，不满足鉴定标准中最小1.5m的要求。砖砌女儿墙高度1.2m，而且与屋盖结构拉结不可靠，应采取加强措施。5）楼梯间：楼梯间顶层横墙和外墙未沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，不满足鉴定标准的要求。6）材料强度：实测上部结构梁、柱混凝土强度可评定为C20，各层烧结砖的强度均可评定为MU10，满足鉴定标准的要求；实测一至三层的砂浆抗压强度推定值分别为1.06MPa、1.07MPa和1.01MPa，不满足鉴定标准中不应小于M2.5的要求。（4）抗震承载力验算根据实测材料强度及实际荷载情况，经验算，一、二层抗震承载力不满足要求，2轴、4轴、9轴及11轴纵向抗震承载力严重不足；三层抗震承载力满足要求，应进行抗震加固。4.3 抗震加固设计（1）加固方案1）该工程存在的最大的问题是在4×DG，9×DG位置底层无墙体，墙体竖向不连续，类似于底框-抗震墙结构，在底层形成薄弱部位，为此在底层与二、三层相应的位置增设墙体，使墙体竖向连续，结构体系更加明确，底层墙体布置也更均匀。2）2轴、11轴外墙洞口尺寸较大，纵向抗震能力差，而且纵横墙交接处也未设置构造柱，在墙体与大梁、横墙交接处增设构造柱，提高纵向抗震能力。3）因墙体砂浆强度为M1.0，抗震承载力较低，而且不满足鉴定标准的要求，对墙体采用钢筋网砂浆面层进行加固。采用钢筋网砂浆面层加固墙体后不仅可提高墙体的承载力，而且可在一定程度上改善墙体的脆性特性，提高抗震性能。另外加固时对于部分墙体存在的在温度裂缝、抹灰层空臌、脱落的问题可一并解决。4）承重外墙尽端距窗洞边的最小距离为0.87m，但端部有构造柱加强，而且采用钢筋网砂浆面层加固墙体后，通过钢筋的拉结，可明显提高其整体性，避免墙段在地震作用下倒塌。楼梯间顶层横墙和外墙未沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，通过钢筋网砂浆面层加固墙体这一问题也得到解决。5）装配式混凝土楼、屋盖，整体性较差，大震时也容易塌落，应加强其整体性及支承长度。通过在预制楼板顶部设置混凝土后浇层、配置钢筋网可较强地提高其整体性能，但施工时需人工剔除楼面面层，剔凿工作量大而且容易破坏楼板。在预制板支承梁（墙）处增设支角钢支承，可增加楼板支承长度，另外通过连接件对预制板与支承梁（墙）进行拉结，也可一定程度上提高楼盖的整体性能，增设支角钢支承施工简便、工期短，可行性较好。6）砖砌女儿墙高度1.2m，而且与屋盖结构拉结不可靠，地震作用下易倒塌，考虑到原女儿墙砂浆强度也较低，可将原女儿墙拆除，重新砌筑。（2）加固设计1）底层增砌墙体部位，在原混凝土柱下独立基础之间重新设置了混凝土条形基础，增设墙体、构造柱后的底层结构平面图如图4.2所示。后砌墙体采用MU10黄河淤泥烧结砖、M5 水泥砂浆，与原混凝土柱之间通过拉结筋、混凝土连接件进行连接。增设构造柱砌体采用外包混凝土组合柱的形式，采用 C25 细石混凝土。2） 原墙体采用了双面钢筋网砂浆面层加图 4 大梁处组合柱固，单侧面层厚度 35 mm，钢筋网横向及竖向钢筋均为6 200。3）预制板支承梁（墙）处增设角钢支承。4）原女儿墙拆除，重新砌筑，设置混凝土构造柱及压顶，墙体与构造柱之间设6500通长拉结筋。经验算，加固后该房屋抗震承载力满足要求。图4.2 增设墙体、构造柱后底层结构平面图5 结构加固有待解决的问题5.1 加强对加固基础理论的研究深入研究后续使用期和原结构设计使用期的关系及其对结构耐久使用寿命的影响，解决卸载或不卸载情况下，新旧结构或构件的共同作用问题，确立加固设计准则、加固荷载取值及加固材料的选择规则和加固计算方法，以期达到加固规范和新设计规范的统一。5.2 重视加固技术的研究与交流深入研究各种加固方法对整体结构及构件的强度、延性、破坏形式、耐久性的影响，依据可靠度理论确立各种加固方法的计算公式；加强科研成果和加固技术的交流，并进一步完善加固施工技术。如对CFRP加固方面的研究，调查发现，基本性的、验证性的试验研究较多，而对结构加固受力机理、长期受力性能等关键深入性问题研究的较少。5.3 加强维修加固决策的研究加固方案的选择不应只局限于直接投资的多少，而必须综合考虑后期维护费用乃至社会效益等6。加固技术涉及到钢筋混凝土结构基本理论、加固材料性能及组合结构的力学特征这三门学科的交叉，新材料的出现、基本理论的发展、加固技术的提高就决定了加固决策是个动态过程，根据结构动态可靠性而提出的优化维修决策已成为研究的重点。5.4 建立和完善混凝土结构加固的技术标准基于建筑结构加固修复技术发展现状，要从结构检测、鉴定和评估，到加固设计、施工、工程质量评价各个环节，建立起相应的行业标准，形成包括应用技术规程、质量评价标准和专业法规等完整标准体系。5.5 加强对新型加固材料和产品的技术研究与开发碳纤维加固法是混凝土结构加固的发展方向，而目前国产的碳纤维不但在数量上远远不能满足加固业的需要，而且在质量上与国外相比还有差距。同时，还应积极发展用于各种加固修复工程的专用粘结材料，当前最常用的粘结材料是环氧类复合材料，由于现场配置的影响因素多，质量控制得不到保障，要积极开发、引进和生产高质量的结构胶和配套辅助材料。5.6 加强混凝土结构加固的软件开发 在一些发达国家，已经开始采用智能化的检测监控分析系统，业内人士称为建筑指纹系统，它能够对建筑进行准确的检测和分析。2003年，东南大学推出了国内首套结构加固设计软件系统东大迪普（SEU-DEEP），填补了国内结构加固设计领域计算机辅助设计的空白，但尚需进一步完善和推广。6 结论与展望工程质量问题是混工程中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性。从而影响建筑物的承载能力，因此要对工程问题进行认真研究、区别对待。采用合理的方法进行处理并在施工中采取各种有效的预防措施来预防问题的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。工程质量问题的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、施工及使用方等多方面的配合才能最大限度减问题的发生。随着当今对混凝土耐久性研究的不断深入，混凝土质量问题的防控措施和处理方法越来越多。综合这些方法，本文归纳了原料选择、施工方法、科学养护以及优化设计这四个主要的防控措施进行重点阐述，并且对已经出现的裂缝着重介绍了粘贴碳纤维加固法、填充法、灌浆法三种处理方法。随着材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高相信工程质量问题将会逐渐得以圆满地解决。参考文献1 杜军，戴虹，超鑫.对建筑结构检测与安全评定的探讨J.建筑工程.2009（12）:89-90. 2 王小静，乔雪垠，聂斌.混凝土结构加固技术现状与展望J.山西建筑.2011（9）:13-17. 3 黄兴棣，顾瑞南.汶川地震后工程结构安全与防灾新进展M.江苏：江苏大学出版社，2009:18-19. 4 贡金鑫.钢筋混凝土结构考虑耐久性的可靠度研究进展J.工业建筑.2000（11）:89-90. 5 李新华.浅析钢结构防火保护措施的应用A.2005年湖北消防学术论文集C.2005:189-190. 6 王宗彬.浅谈建筑结构的技术运用J.城市建设理论研究.2011（22）:56-57.