第4章增大截面加固法

4增大截面加固法4增大截面加固法增大截面法曾经是最广泛使用的截面承载力加固方法，似乎人尽皆知，无需多言。尽管如此，我们能给这一技术作出不同的理解，并赋予新的内涵。4.1适用范围适用于混凝土截面承载力需要大幅度提高的情况，其中包括混凝土强度严重偏低、不密实、环境腐蚀以及严重火灾损害等。在满足相关构造要求和荷载传递要求的前提下，可用于钢筋混凝土截面拉、压、弯、剪、扭等各类承载力及其不同组合的承载力加固。4增大截面加固法4.2基本规定（1）采用增大截面法加固时，按现场检测结果确定的混凝土强度等级应不低于C10；（2）新旧混凝土界面的处理以及新旧混凝土之间的连接应能满足协同受力的要求，加固后的构件在荷载作用下的表现应与完整构件相同；（3）采用增大截面加固钢筋混凝土结构构件时，其正截面承载力应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的基本假定进行计算。4增大截面加固法4.3增大截面法的各种形式（梁）（1）~（3）主要用于梁的抗弯抗剪加固，其余可用于梁的弯、剪、扭加固4增大截面加固法4.3增大截面法的各种形式（板）对一般薄板，增大截面只考虑受弯加固板底增厚加固是一个值得商榷的选择，具有相当的难度，主要体现在板底新增钢筋在施工期间的安装、固定，模板的安装以及保护层厚度的保证措施。混凝土难以浇筑，可考虑使用灌浆料或喷射混凝土。灌浆料价格较贵，量小时喷射混凝土不宜选用。4增大截面加固法4.3增大截面法的各种形式（柱）柱子增大截面以能围合为最佳，但受条件限制时可采用其它加固截面形式。这里所谓条件限制，可能与柱子所处位置有关，也可能与立面效果有关。4增大截面加固法4.3增大截面法的各种形式（剪力墙）剪力墙增大截面可用于受压、受剪、受弯承载力加固4增大截面加固法4.3增大截面法的各种形式（独立基础）适用于岩质地基，新增荷载后基础底面积不扩大，改柔性基础为刚性基础4增大截面加固法4.4基层混凝土强度低于C10时的处理措施（1）对不存在上部结构的情况，或上部结构荷载很小，能可靠进行支撑，建议直接清除低强度等级混凝土；（2）对存在上部结构并且难以可靠支撑的情况，低等级混凝土应进行置换；（3）特定情况下，低于C10等级混凝土未清除，但新加截面可以成为完整构件截面，也是可行的。新增空心截面忽略低等级混凝土C10）4增大截面加固法4.5新旧混凝土结合强度问题4.5.1结合面受力状态及设计策略新旧混凝土结合面可能存在拉、压、剪力作用。（1）不应作出依赖混凝土结合面受拉强度的承载力设计方案；（2）结合面受压承载力容易达到要求，但也必须满足规则性和坚固性要求；（3）结合面受剪承载力具有重要的工程意义，构件无论受弯、受剪、受扭承载力加固均会在结合面上产生剪应力。只有当结合面具有足够并且可靠的受剪强度时，新增截面才能与基体混凝土协同工作，实现加固目标。4增大截面加固法4.5新旧混凝土结合强度问题4.5.2影响结合面抗剪强度的主要因素（1）新旧混凝土强度：新旧混凝土强度越高，结合面强度相应有所提高；（2）新旧混凝土龄期：旧混凝土强度龄期越长，结合面强度相应降低；新混凝土龄期越长，结合面强度相应提高，但当结合面施工质量不佳或不当使用界面剂时，结合面强度可能随龄期增长而降低；（3）结合面粗糙度：结合面越粗糙，结合面强度相应提高；（4）结合面基层混凝土坚固程度：界面处理后如果存在浮渣或松动碎块，会降低结合面强度；4增大截面加固法4.5新旧混凝土结合强度问题4.5.2影响结合面抗剪强度的主要因素（5）界面剂：不正确使用界面剂可能降低结合面强度；（6）界面钢筋：正确使用界面钢筋，能有效确保结合面强度，降低脆性；（7）结合面含水率：干燥的结合面会降低结合面强度，水平结合面存在明水会降低结合面强度，充分润湿但无明水的结合面最佳；（8）振捣质量：恰当的振捣能提高结合面强度；仰面结合时应提高浇筑液面，并避免结合面形成气泡；（9）养护质量：增大截面厚度通常较小，易于失水，应加强养护。4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.1劈拉试验4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.1劈拉试验某劈拉试验序列测试成果。由表可见，新旧结合面劈拉强度总体水平是较低的。4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.2正拉试验4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.2正拉试验不同界面处理方式获得的正拉强度有所差异，但随时间增长正拉强度可能降低却具有一致性，这是值得重视的现象。4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验新旧混凝土结合面虽然可能有承担拉力、压力和剪力的需求，但压力很容易在结合面上获得相应的承载力，拉力通过贯穿结合面并具有可靠锚固的钢筋承担。结合面普遍存在剪力，并且结合面的受剪性能直接影响构件的承载力安全。4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验除上部拉应力和下部压应力外，梁端施工缝存在较高的剪力传递需求柱子混凝土补充浇筑完成后，柱顶新旧混凝土结合面能可靠承担压力4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验此法试件制作较困难此法试件制作相对简单4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验本试验不仅测试界面剪切强度，还测试随剪应力变化的结合面裂缝宽度和剪切位移4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验结合面无界面钢筋结合面有界面钢筋4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验无界面筋剪切试件破坏呈现明显脆性，一裂即坏4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验有界面筋剪切试件破坏过程是逐步完成的，经历初始裂缝、裂缝扩展，直至最后破坏的全过程，显示了明显的延性特征4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验试件破坏后，虽然裂缝已经很宽大，但由于界面筋的作用，结合面两侧的块体并未彻底分开4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验本系列界面均进行了原面混凝土凿除，抹油的目的在于了解界面污染影响，很明显界面污染对界面的剪切刚度产生了不利影响4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验本系列试验中光滑结合面抹油，是为了掌握界面筋在界面抗剪中的作用；试验结果表明，界面筋直接抗剪能力较差，剪切刚度较低。荷载-位移图02040608000.511.522.533.5剪切位移mm荷载kN抹油植筋凿毛植筋凿毛素砼植筋应变测试包裹材料产生应力集中，诱发较早开裂光滑结合面，抹油4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.3剪切试验剪切试验主要结果：（1）无界面筋时，结合面一裂即坏，试件裂为两半；（2）有界面筋时，结合面表现出良好的延性；（3）界面筋对抗剪能力的贡献明显滞后，只在界面剪切错动达到一定量值之后才发挥出来。（4）界面筋的工作机理：约束结合面两侧的混凝土，避免一裂即坏；当结合面剪错开裂时，界面筋处于受拉状态，钢筋提供的拉力促使结合面混凝土受压，从而提高结合面抗剪承载力，并显著改善结合面的延性。4增大截面加固法4增大截面加固法4增大截面加固法4.6与结合强度有关的研究方法及成果4.6.4结合面相关计算4增大截面加固法4增大截面加固法4.7结合面的施工方法新旧结合面应作好界面的粗糙化处理，最简单、可靠的方法就是清除结合面的表层混凝土，深度一般控制在不小于5~6mm即可。4.7.1人工清除法人工清除法应当使用尖利的凿具，凿进深度宜浅，以细、碎的方式逐步清除表层混凝土；凿进深度较大时易造成大块混凝土掉落，粗糙面深度不易控制；凿具可以是人工錾子，最好使用电动凿具。4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.2高压水射流技术高压水射流技术不仅可以用于清除大体量的混凝土，也可用于形成新旧混凝土结合粗糙面。该方法作成的结合面基层混凝土受损失程度小，钢筋不受损害，结合面抗剪承载力高，本应成为结合面施工的理想方法，但由于设备限制，目前使用较少。4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.3结合面工程案例不成功的增大截面加固案例：基层混凝土界面未经处理，抹灰层尚在；无界面植筋；新增截面开裂，钢筋锈蚀4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.3结合面工程案例不良结合面：结合面“凿毛”曾经是工程界流行语，但在实际操作中，“凿毛”到什么程度几乎不能界定，图片反映的情况不符合要求。4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.3结合面工程案例良好的结合面：人工清除结合面表层混凝土，粗糙度足够。4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.3结合面工程案例良好的结合面：人工清除结合面表层混凝土，粗糙度足够，但此案例中混凝土强度明显较低。4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.3结合面工程案例良好的结合面：高压水清除隧道壁表层混凝土。4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.3结合面工程案例良好的结合面：高压水清除楼板底面火灾损伤混凝土。4增大截面加固法4.7结合面的施工方法4.7.3结合面工程案例良好的结合面：高压水清除楼板底面火灾损伤混凝土后形成的结合面，很好的粗糙度，坚固的基层，同时使结合面得到充分润湿4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.1楼板加固一般只在板面加固，新旧结合面设置界面筋加强连接；新增厚度不小于40mm。火灾通常在结构板底造成更严重的损害，也可能在板底清除损伤混凝土后进行增大截面加固（如不增加钢筋和截面厚度，则形成置换加固）。要求新旧混凝土结合面原面混凝土凿掉，清除松动块体，冲洗干净，充分润湿但不留明水，新浇混凝土加强振捣，加强养护（最好使用覆膜养护）。4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.1楼板加固支座和跨内截面均按新厚度计算4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.1楼板加固支座截面高度按原来厚度，跨中截面按加固后的厚度4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.1楼板加固支座钢筋严重不足位置严重下移时，支座处新增钢筋间断进入墙体4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.1楼板加固某些工程人员认为这些部位采取图示方法锚固时，可以保证支座能承担楼板负弯矩，但其实不可靠，支座处仍应按原始板厚计算受弯承载力4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.1楼板加固板面增厚，加强连接，充分润湿，不留明水。4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.1楼板加固覆膜养护4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固规范建议形式。很明显，该方法主要增大了钢筋面积，构件截面尺寸基本不变。钢筋焊接后一般采用关模灌注灌浆料实现对新增钢筋的保护4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固规范建议形式，箍筋焊接，很多设计单位也采用这种方式。虽然此系规范推荐方法，但确实存在缺陷4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固此图在梁底增加截面，梁侧外露的箍筋难以持久保护4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固此图在梁底增加截面，梁侧外露的箍筋难以持久保护4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固此图在梁底增加截面，梁侧外露的箍筋难以持久保护4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固加锚式，规范建议形式。箍筋锚固可靠，但在用建筑使用该法可能面临障碍4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固胶锚式，规范建议形式，箍筋锚固可靠性并不理想。4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固规范认为，受构造条件限制时采用，但该法施工并不方便4增大截面加固法4.8增大截面法的构造4.8.2梁的增大截面法加固课堂推荐。新旧混凝土结合牢固，植