原有建筑物混凝土结构加固修复技术与研究
前 言
随着建筑物使用年限到期和老旧工业基地升级改造、转型发展，原有结构加固改造，修旧如旧的社会需求越来越大。因此需尽快掌握原有混凝土结构加固改造修复技术，以适应市场的需要。目前首钢北京老工业园区已停产，园区开始了转型发展，厂区内原有老旧建筑物、构筑物相继拆除或改造。为了保留和再利用原有结构，需要按照设计要求对原有混凝土结构进行加固，以满足结构承载力和耐久性的要求。本文以我公司在施的首钢北京老工业区西十筒仓改造工程为例，重点介绍原有混凝土结构加固修复施工技术。
一、工程概况
首钢北京老工业区西十筒仓改造项目位于北京市石景山区首钢老厂区西北部，使用性质以创意办公为主，兼顾商业、工业遗产展示等多功能用途。地上需改造的主体建筑为原三高炉上煤系统的圆筒仓(自东向西编号为1—6号筒仓)和原料系统主电室、原一高炉上煤系统的料仓。
1—6号筒仓内涉及混凝土加固修复的技术有：喷锚加固、筒壁做旧、环梁扶壁柱加固以及外包钢加固技术。
料仓内涉及混凝土加固修复的技术有：粘钢加固、外包钢加固、梁增大截面加固技术。
二、主要加固修复技术
1、1—6号筒仓喷锚加固技术：
喷锚加固为增大截面法的一种，筒仓内壁破损严重部位进行加固补强，采用单面混凝土板增大法进行加固，即在原筒壁表面剔凿成沟槽后重新绑筋并喷射混凝土，强度等级为C35。墙体配筋为横向Φ10@200，竖向钢筋Φ12@150。墙体拉结筋Φ8@600,梅花形布置，植筋深度大于150mm。墙筋两端遇内壁柱和框架梁时预先植筋，然后与墙体筋搭接绑扎，植筋规格同墙筋，间距为600mm。
实验要求：每50m3或小于50m3工程量制取一组强度检验试块，每组试块不得少于3块对混凝土强度进行检测。
喷锚前钢筋绑扎完毕照片 喷锚照片
2、筒壁做旧：
筒壁做旧即剔凿表面松动砼后满刮水泥腻子（露筋处刷防锈漆后方可进行下道工序，以免钢材腐蚀影响外立面效果），水泥腻子颜色与旧有筒壁颜色相近，原筒壁外皮均遗留初建时模板拼缝印记，在做旧的基础上将原为不明显的模板印凸显出来，再现了筒仓初建时的风貌。
外筒壁做旧前 外筒壁做旧前后施工颜色及效果对比
3、环梁壁柱加固
环梁壁柱加固是增大截面法的一种，即将与原筒壁连接处凿毛并植筋连接后浇筑扶壁柱或环梁的施工方法。
环梁壁柱的施工增加了墙体的强度与刚度，环梁将筒壁统一连接起来，更增加了墙体的稳定性与耐久性。
4、外包钢加固
外包钢加固法，即以角钢外包于原构件四角，角钢间用扁钢焊接形成整体钢构套的加固方法，以提高构件的承载能力。
在混凝土粘钢位置测放打磨控制线，等到打磨工作完成后补加粘钢位置线。砼表面在打磨完全露出坚实结构面时，表面剥落、腐蚀等劣化现象的部位要加以去除，用指定材料修补后进行封闭处理。钢材打磨粗糙程度越大越好，打磨纹路要和钢材受力方向垂直。
在埋管注胶时要在焊缝检验合格后，用环氧砂浆沿钢材边缘封严，注胶严格按照所提供的比例，水平方向按同一方向注胶。竣工后用小锤轻轻敲击钢材表面，如有个别空洞声，表明局部不密实，须再次高压注胶方法补实。
5、粘钢加固
该加固法是将处理后的钢板粘贴在需要加固的混凝土构件表面，使钢板与混凝土结构形成一个整体共同受力以达到加固补强目的。此项施工具有是近年来发展最快的一种加固方法。
6、增大截面加固技术
增大截面加固法，通常用于受弯构件，是指在原构件的上部或下部浇一层新的混凝土和补加相应的钢筋，从而达到提高原构件承载能力的目的。
增大截面加固法是最为传统的一种结构加固方法，具有成熟的设计和丰富的施工经验；工程成本相对较低，其主要缺陷是现场施工的湿作业时间长，而且会带来建筑净空的明显减少。
7、粘贴碳纤维加固法
粘贴碳纤维加固法是使用范围最广无湿作业并且施工便捷的一项加固方法，具体施工方案如下：
7.1施工工艺：卸荷→基底处理→涂底胶→找平→粘贴→保护。
7.2施工技术：
7.2.1卸荷
加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。
7.2.2基底处理
（1）混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。
（2）裂缝部位应首先进行封闭处理。
（3）用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥10mm)。
（4）用吹风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥。
7.2.3涂底胶(FP胶)
（1）按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，
用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1h内用完。
（2）用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后(固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3d。
7.2.4找平
（1）混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平，模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补，尽量减小高度差。
（2）转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧，半径不小于10mm。
7.2.5粘贴
（1）按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布。
（2）调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与底胶FP相同)，然后均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。
（3）粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
（4）在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR胶。
（5）碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定（压条）。
7.3成品保护
加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。
三、混凝土加固方法适用范围
结 论
本文以我公司承包《首钢北京老工业区西十筒仓改造工程》在施混凝土加固工程为例，阐述了混凝土加固技术的使用功能以及范围的基本思路，并进行了针对性的关于碳纤维加固技术的施工方案的介绍，该工程于2014年9月施工完毕后立即报验监理单位，经验收为合格并签收相应验收文件。
综上所述，混凝土加固技术是面对国内缺乏自有关键技术的现状进行前瞻性研发。在目前大力发展自主创新技术的大环境下，本研发技术刚好能够适应时代发展的需要，在加快国内建筑行业又好又快的发展上有一定的推进作用。
参考文献：
（1）中国建筑科学研究院 GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.
（2）吕西林，建筑结构加固设计。北京：科学出版社，2001
（3）侯发亮，粘钢加固技术在提高既有承载力上的应用。桥梁建设，2000（4）:23~27）。
（4）万墨林等，混凝土结构加固技术，北京：中国建筑工业出版社，1995
（5）李晓芝;田稳苓;孙文君;;钢筋植筋粘结锚固性能的拉拔试验研究[J];河北工业大学学报;2010年04期
原有建筑物混凝土结构加固修复技术与研究
前 言
随着建筑物使用年限到期和老旧工业基地升级改造、转型发展，原有结构加固改造，修旧如旧的社会需求越来越大。因此需尽快掌握原有混凝土结构加固改造修复技术，以适应市场的需要。目前首钢北京老工业园区已停产，园区开始了转型发展，厂区内原有老旧建筑物、构筑物相继拆除或改造。为了保留和再利用原有结构，需要按照设计要求对原有混凝土结构进行加固，以满足结构承载力和耐久性的要求。本文以我公司在施的首钢北京老工业区西十筒仓改造工程为例，重点介绍原有混凝土结构加固修复施工技术。
一、工程概况
首钢北京老工业区西十筒仓改造项目位于北京市石景山区首钢老厂区西北部，使用性质以创意办公为主，兼顾商业、工业遗产展示等多功能用途。地上需改造的主体建筑为原三高炉上煤系统的圆筒仓(自东向西编号为1—6号筒仓)和原料系统主电室、原一高炉上煤系统的料仓。
1—6号筒仓内涉及混凝土加固修复的技术有：喷锚加固、筒壁做旧、环梁扶壁柱加固以及外包钢加固技术。
料仓内涉及混凝土加固修复的技术有：粘钢加固、外包钢加固、梁增大截面加固技术。
二、主要加固修复技术
1、1—6号筒仓喷锚加固技术：
喷锚加固为增大截面法的一种，筒仓内壁破损严重部位进行加固补强，采用单面混凝土板增大法进行加固，即在原筒壁表面剔凿成沟槽后重新绑筋并喷射混凝土，强度等级为C35。墙体配筋为横向Φ10@200，竖向钢筋Φ12@150。墙体拉结筋Φ8@600,梅花形布置，植筋深度大于150mm。墙筋两端遇内壁柱和框架梁时预先植筋，然后与墙体筋搭接绑扎，植筋规格同墙筋，间距为600mm。
实验要求：每50m3或小于50m3工程量制取一组强度检验试块，每组试块不得少于3块对混凝土强度进行检测。
喷锚前钢筋绑扎完毕照片 喷锚照片
2、筒壁做旧：
筒壁做旧即剔凿表面松动砼后满刮水泥腻子（露筋处刷防锈漆后方可进行下道工序，以免钢材腐蚀影响外立面效果），水泥腻子颜色与旧有筒壁颜色相近，原筒壁外皮均遗留初建时模板拼缝印记，在做旧的基础上将原为不明显的模板印凸显出来，再现了筒仓初建时的风貌。
外筒壁做旧前 外筒壁做旧前后施工颜色及效果对比
3、环梁壁柱加固
环梁壁柱加固是增大截面法的一种，即将与原筒壁连接处凿毛并植筋连接后浇筑扶壁柱或环梁的施工方法。
环梁壁柱的施工增加了墙体的强度与刚度，环梁将筒壁统一连接起来，更增加了墙体的稳定性与耐久性。
4、外包钢加固
外包钢加固法，即以角钢外包于原构件四角，角钢间用扁钢焊接形成整体钢构套的加固方法，以提高构件的承载能力。
在混凝土粘钢位置测放打磨控制线，等到打磨工作完成后补加粘钢位置线。砼表面在打磨完全露出坚实结构面时，表面剥落、腐蚀等劣化现象的部位要加以去除，用指定材料修补后进行封闭处理。钢材打磨粗糙程度越大越好，打磨纹路要和钢材受力方向垂直。
在埋管注胶时要在焊缝检验合格后，用环氧砂浆沿钢材边缘封严，注胶严格按照所提供的比例，水平方向按同一方向注胶。竣工后用小锤轻轻敲击钢材表面，如有个别空洞声，表明局部不密实，须再次高压注胶方法补实。
5、粘钢加固
该加固法是将处理后的钢板粘贴在需要加固的混凝土构件表面，使钢板与混凝土结构形成一个整体共同受力以达到加固补强目的。此项施工具有是近年来发展最快的一种加固方法。
6、增大截面加固技术
增大截面加固法，通常用于受弯构件，是指在原构件的上部或下部浇一层新的混凝土和补加相应的钢筋，从而达到提高原构件承载能力的目的。
增大截面加固法是最为传统的一种结构加固方法，具有成熟的设计和丰富的施工经验；工程成本相对较低，其主要缺陷是现场施工的湿作业时间长，而且会带来建筑净空的明显减少。
7、粘贴碳纤维加固法
粘贴碳纤维加固法是使用范围最广无湿作业并且施工便捷的一项加固方法，具体施工方案如下：
7.1施工工艺：卸荷→基底处理→涂底胶→找平→粘贴→保护。
7.2施工技术：
7.2.1卸荷
加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。
7.2.2基底处理
（1）混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。
（2）裂缝部位应首先进行封闭处理。
（3）用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥10mm)。
（4）用吹风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥。
7.2.3涂底胶(FP胶)
（1）按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，
用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1h内用完。
（2）用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后(固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3d。
7.2.4找平
（1）混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平，模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补，尽量减小高度差。
（2）转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧，半径不小于10mm。
7.2.5粘贴
（1）按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布。
（2）调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与底胶FP相同)，然后均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。
（3）粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
（4）在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR胶。
（5）碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定（压条）。
7.3成品保护
加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。
三、混凝土加固方法适用范围
结 论
本文以我公司承包《首钢北京老工业区西十筒仓改造工程》在施混凝土加固工程为例，阐述了混凝土加固技术的使用功能以及范围的基本思路，并进行了针对性的关于碳纤维加固技术的施工方案的介绍，该工程于2014年9月施工完毕后立即报验监理单位，经验收为合格并签收相应验收文件。
综上所述，混凝土加固技术是面对国内缺乏自有关键技术的现状进行前瞻性研发。在目前大力发展自主创新技术的大环境下，本研发技术刚好能够适应时代发展的需要，在加快国内建筑行业又好又快的发展上有一定的推进作用。
参考文献：
（1）中国建筑科学研究院 GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.
（2）吕西林，建筑结构加固设计。北京：科学出版社，2001
（3）侯发亮，粘钢加固技术在提高既有承载力上的应用。桥梁建设，2000（4）:23~27）。
（4）万墨林等，混凝土结构加固技术，北京：中国建筑工业出版社，1995
（5）李晓芝;田稳苓;孙文君;;钢筋植筋粘结锚固性能的拉拔试验研究[J];河北工业大学学报;2010年04期