土木工程混凝土加固施工的應用

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0引言

混凝土加固在土木工程施工中至關重要，能夠有效地避免建筑結構受各項因素影響產生損傷，降低房屋建筑安全風險與安全隱患［1］。土木工程施工中，應當綜合考慮房屋建筑結構的耐久性與安全性，通過一定的技術手段，對混凝土進行加固處理［2］。通常，混凝土結構在不同的荷載工況下，其結構強度與剛度存在一定差異［3］。根據混凝土實際承受的荷載大小與分布情況，在施工過程中，應當不斷調整建筑結構，保證混凝土結構的穩定性與牢固性［4］。此時，選擇科學合理的土木工程混凝土加固施工方法至關重要?，F階段，我國對土木工程混凝土加固施工方法的研究仍然不夠完善，在整體施工中存在一定的問題與不足，降低了混凝土結構的安全性與可靠性［5］。信息技術模型作為一種可視化模型，通過精確建模與可視化設計，能夠有效地改善傳統加固施工方法的不足［6］。基于此，本文在傳統混凝土加固施工方法的基礎上，以X土木工程為例，引入信息技術模型，提出了一種新的加固施工方法。

1工程概況

X土木工程為高層住宅建筑物，高25層，其中地下2層為停車場，地上23層為居民住宅樓，建筑總體高度為75m，總體建筑面積約為13520.25m2，附屬建筑面積約為2530.16m2，建筑的耐久年限為60年，整體結構類型為框架剪力墻結構，具有較強的抗震能力與耐火能力。建筑外墻為鋼筋混凝土剪力墻結構，混凝土的設計強度等級是：-2~7F為C40強度等級，8~15F為C35強度等級，16F以上均為C30強度等級。工程混凝土結構容重為26kN/m3，混凝土箱梁底模板為12.5mm厚度的竹膠模板，施工荷載為2.5kN/m2，混凝土結構彈性模量為9785N/mm2，混凝土結構荷載強度為82.4kN/m2，截面剛度為78.2kN/m2，承載能力為54.8MPa。經過質量檢測可知，整個工程中，各個樓層的結構單元剪力墻混凝土強度偏低，其中情況嚴重的，不符合相關強度標準，存在較大安全隱患。此外，部分剪力墻混凝土的質量分布不夠均勻，降低了墻體結構的承載能力。為了消除安全隱患，本文提出了基于信息技術模型的土木工程混凝土加固施工方法，以提升了混凝土強度等級與承載能力，為施工人員與居民提供安全保障。

2混凝土加固施工方法設計

2.1安裝鋼筋籠

在土木工程混凝土施工中，制作與安裝鋼筋籠至關重要，通過鋼筋籠，能夠有效地提升混凝土結構的穩定性與牢固性。本文設計的土木工程鋼筋籠制作與安裝流程，如圖1所示：如圖1所示，首先，根據X土木工程建設施工的具體情況與需求，在混凝土中埋設護筒，具體操作中，應當保證護筒埋設的豎直線與鋼筋籠的中心線重合，最大平面誤差不能大于15mm，整體埋設傾斜誤差不能超過0.5%。采用鉆機設備，在鋼筋籠放置的樁位中心打入一根木樁，作為鋼筋籠的樁位標志。測量鋼筋籠的水平度與垂直度，避免安裝過程中出現傾斜與偏移的情況［7］。根據相關標準，控制鋼筋籠安裝的允許偏差，如表1所示：在現場安裝過程中，應當以該標準為主，采用單面搭接的焊接方式，將鋼筋籠的加勁箍與主筋箍進行焊接，鋼筋籠螺旋筋與主筋的焊接方式采用點焊。焊接結束后，利用吊車吊放鋼筋籠，將鋼筋籠對準護筒中心，控制下放速度。當全部下放入護筒內后，丈量鋼筋籠的長度，并進行找正固定處理［8］。安裝結束后，在鋼筋籠上方設置聲波檢測管，對鋼筋籠主筋進行固定處理，定期檢測鋼筋籠的使用性能，判斷鋼筋籠對混凝土結構的加固性能是否良好。

2.2澆筑墩柱混凝土

鋼筋籠安裝完畢后，結合信息技術模型的運行原理，對土木工程中墩柱混凝土進行澆筑處理。在澆筑前，利用信息技術模型，測量土木工程中墩柱模板的垂直度參數、支座螺栓預留孔的位置參數，與相關的設計規范進行比對，實現澆筑操作前的技術交底。在土木工程墩柱與承臺之間的接縫處，鋪設厚度為10~20mm的水泥砂漿，預留墩柱的清掃孔，方便澆筑后清理接縫內的垃圾與積水。澆筑準備工作結束后，在墩柱上方留設相應的串筒，作為混凝土澆筑的下料導管，導管與墩柱底部之間的距離控制在1m范圍內，與墩柱頂部的距離控制在2m范圍內，鋪設與澆筑混凝土級別相同的網片筋。在網片筋上布設混凝土振搗點，沿墩柱骨架鋼筋內側布置多個振搗點，各個振搗點之間的距離控制在10~30cm范圍內，保證墩柱與網片筋之間為平行結構，隨著墩柱寬度的不斷增加，合理增設相應數量的振搗點。在混凝土澆筑過程中，不斷調整澆筑的間歇，分層次進行澆筑處理。首先，根據墩柱預留孔的設置位置，判斷墩柱混凝土結構是否存在移位現象，未發現移位現象，則開始進行澆筑操作，并實時記錄澆筑過程中預留支座的變化情況。其次，在澆筑中，應當逐點移動，采用快插慢拔的振搗方式，均勻振實混凝土，避免出現縫隙。再次，墩柱混凝土澆筑結束后，對混凝土裸露面進行抹面處理，待混凝土定漿后，方可進行二次抹面操作，利用橡皮錘對定漿后的墩柱進行敲擊，保證混凝土澆筑的密實。

2.3基于信息技術模型安裝外粘型鋼

上述土木工程中墩柱混凝土澆筑施工完成后，要基于信息技術模型安裝外粘型鋼。安裝外粘型鋼作為加固土木工程混凝土的關鍵環節，能夠有效改善原構件存在的不足，實現混凝土結構加固目標。安裝外粘型鋼過程中，計算外粘型鋼構件截面剛度參數的難度較大，傳統計算方法獲取到的結果精度較低，不利于混凝土構件提高承載力?；诖耍疚囊肓诵畔⒓夹g模型，通過信息技術模型的高精度計算，獲取外粘型鋼截面的剛度參數，計算公式為：

（1）其中，E表示外粘型鋼截面的剛度，EC0表示混凝土原構件的彈性模量，Ea表示外粘型鋼構件的彈性模量，IC0表示混凝土原構件截面中存在的慣性矩，Aa表示外粘型鋼構件加固后的截面面積，a表示外粘型鋼截面形心間的距離。通過計算，獲取外粘型鋼截面的剛度參數，在此基礎上，采用環氧樹脂膠粘劑對外粘型鋼進行灌注處理，灌注后，將外粘型鋼表面打磨平整，再利用吹風機吹凈表面的殘渣，用二甲苯清洗構件內部，最后通過卡具分段交錯卡緊構件。采用復合加固的方法，將外粘型鋼加固安裝在鋼筋混凝土梁與柱的結構中，在環氧樹脂膠粘劑處設置灌漿嘴，通過灌漿嘴，壓入樹脂膠泥，對型鋼周圍進行封閉處理，當型鋼排氣孔出現漿液時，停止加壓，通過錘擊與焊接的方式，固定外粘型鋼，完成土木工程混凝土加固施工。

3加固施工結果分析

在土木工程混凝土加固施工結束后，采用MATLAB分析軟件與信息技術模型，對混凝土結構的荷載強度、截面剛度以及承載能力進行測量分析。根據荷載分布情況與具體特征，在混凝土結構中分別布設5組不同的測量點，分析混凝土底板的垂直壓應力作用與受力情況。根據該土木工程混凝土容重與施工荷載，測量分析加固施工后，5組測量點混凝土結構的加固效果如表2所示：根據表2可知，應用本文設計的土木工程混凝土加固施工方法后，該工程混凝土結構的荷載強度、截面剛度與承載能力均得到了顯著提升，改善了工程初始混凝土結構穩定性與牢固性，保證了土木工程建設施工中的安全性。

4結語

混凝土結構的強度等級與承載能力對房屋建筑的安全性、穩定性與牢固性至關重要，為了解決部分土木工程施工中混凝土強度過低、承載能力不達標的問題，本文提出了基于信息技術模型的土木工程混凝土加固施工方法設計。通過本文的研究，有效地提升了混凝土結構的承載能力，降低了土木工程的安全風險系數，消除了因房屋建筑剪力墻結構性能較低而產生的安全風險與隱患。

參考文獻

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作者:陜婷婷 姚健 單位:山西應用科技學院