土木工程混凝土加固施工的应用

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0引言

混凝土加固在土木工程施工中至关重要，能够有效地避免建筑结构受各项因素影响产生损伤，降低房屋建筑安全风险与安全隐患［1］。土木工程施工中，应当综合考虑房屋建筑结构的耐久性与安全性，通过一定的技术手段，对混凝土进行加固处理［2］。通常，混凝土结构在不同的荷载工况下，其结构强度与刚度存在一定差异［3］。根据混凝土实际承受的荷载大小与分布情况，在施工过程中，应当不断调整建筑结构，保证混凝土结构的稳定性与牢固性［4］。此时，选择科学合理的土木工程混凝土加固施工方法至关重要。现阶段，我国对土木工程混凝土加固施工方法的研究仍然不够完善，在整体施工中存在一定的问题与不足，降低了混凝土结构的安全性与可靠性［5］。信息技术模型作为一种可视化模型，通过精确建模与可视化设计，能够有效地改善传统加固施工方法的不足［6］。基于此，本文在传统混凝土加固施工方法的基础上，以X土木工程为例，引入信息技术模型，提出了一种新的加固施工方法。

1工程概况

X土木工程为高层住宅建筑物，高25层，其中地下2层为停车场，地上23层为居民住宅楼，建筑总体高度为75m，总体建筑面积约为13520.25m2，附属建筑面积约为2530.16m2，建筑的耐久年限为60年，整体结构类型为框架剪力墙结构，具有较强的抗震能力与耐火能力。建筑外墙为钢筋混凝土剪力墙结构，混凝土的设计强度等级是：-2~7F为C40强度等级，8~15F为C35强度等级，16F以上均为C30强度等级。工程混凝土结构容重为26kN/m3，混凝土箱梁底模板为12.5mm厚度的竹胶模板，施工荷载为2.5kN/m2，混凝土结构弹性模量为9785N/mm2，混凝土结构荷载强度为82.4kN/m2，截面刚度为78.2kN/m2，承载能力为54.8MPa。经过质量检测可知，整个工程中，各个楼层的结构单元剪力墙混凝土强度偏低，其中情况严重的，不符合相关强度标准，存在较大安全隐患。此外，部分剪力墙混凝土的质量分布不够均匀，降低了墙体结构的承载能力。为了消除安全隐患，本文提出了基于信息技术模型的土木工程混凝土加固施工方法，以提升了混凝土强度等级与承载能力，为施工人员与居民提供安全保障。

2混凝土加固施工方法设计

2.1安装钢筋笼

在土木工程混凝土施工中，制作与安装钢筋笼至关重要，通过钢筋笼，能够有效地提升混凝土结构的稳定性与牢固性。本文设计的土木工程钢筋笼制作与安装流程，如图1所示：如图1所示，首先，根据X土木工程建设施工的具体情况与需求，在混凝土中埋设护筒，具体操作中，应当保证护筒埋设的竖直线与钢筋笼的中心线重合，最大平面误差不能大于15mm，整体埋设倾斜误差不能超过0.5%。采用钻机设备，在钢筋笼放置的桩位中心打入一根木桩，作为钢筋笼的桩位标志。测量钢筋笼的水平度与垂直度，避免安装过程中出现倾斜与偏移的情况［7］。根据相关标准，控制钢筋笼安装的允许偏差，如表1所示：在现场安装过程中，应当以该标准为主，采用单面搭接的焊接方式，将钢筋笼的加劲箍与主筋箍进行焊接，钢筋笼螺旋筋与主筋的焊接方式采用点焊。焊接结束后，利用吊车吊放钢筋笼，将钢筋笼对准护筒中心，控制下放速度。当全部下放入护筒内后，丈量钢筋笼的长度，并进行找正固定处理［8］。安装结束后，在钢筋笼上方设置声波检测管，对钢筋笼主筋进行固定处理，定期检测钢筋笼的使用性能，判断钢筋笼对混凝土结构的加固性能是否良好。

2.2浇筑墩柱混凝土

钢筋笼安装完毕后，结合信息技术模型的运行原理，对土木工程中墩柱混凝土进行浇筑处理。在浇筑前，利用信息技术模型，测量土木工程中墩柱模板的垂直度参数、支座螺栓预留孔的位置参数，与相关的设计规范进行比对，实现浇筑操作前的技术交底。在土木工程墩柱与承台之间的接缝处，铺设厚度为10~20mm的水泥砂浆，预留墩柱的清扫孔，方便浇筑后清理接缝内的垃圾与积水。浇筑准备工作结束后，在墩柱上方留设相应的串筒，作为混凝土浇筑的下料导管，导管与墩柱底部之间的距离控制在1m范围内，与墩柱顶部的距离控制在2m范围内，铺设与浇筑混凝土级别相同的网片筋。在网片筋上布设混凝土振捣点，沿墩柱骨架钢筋内侧布置多个振捣点，各个振捣点之间的距离控制在10~30cm范围内，保证墩柱与网片筋之间为平行结构，随着墩柱宽度的不断增加，合理增设相应数量的振捣点。在混凝土浇筑过程中，不断调整浇筑的间歇，分层次进行浇筑处理。首先，根据墩柱预留孔的设置位置，判断墩柱混凝土结构是否存在移位现象，未发现移位现象，则开始进行浇筑操作，并实时记录浇筑过程中预留支座的变化情况。其次，在浇筑中，应当逐点移动，采用快插慢拔的振捣方式，均匀振实混凝土，避免出现缝隙。再次，墩柱混凝土浇筑结束后，对混凝土裸露面进行抹面处理，待混凝土定浆后，方可进行二次抹面操作，利用橡皮锤对定浆后的墩柱进行敲击，保证混凝土浇筑的密实。

2.3基于信息技术模型安装外粘型钢

上述土木工程中墩柱混凝土浇筑施工完成后，要基于信息技术模型安装外粘型钢。安装外粘型钢作为加固土木工程混凝土的关键环节，能够有效改善原构件存在的不足，实现混凝土结构加固目标。安装外粘型钢过程中，计算外粘型钢构件截面刚度参数的难度较大，传统计算方法获取到的结果精度较低，不利于混凝土构件提高承载力。基于此，本文引入了信息技术模型，通过信息技术模型的高精度计算，获取外粘型钢截面的刚度参数，计算公式为：

（1）其中，E表示外粘型钢截面的刚度，EC0表示混凝土原构件的弹性模量，Ea表示外粘型钢构件的弹性模量，IC0表示混凝土原构件截面中存在的惯性矩，Aa表示外粘型钢构件加固后的截面面积，a表示外粘型钢截面形心间的距离。通过计算，获取外粘型钢截面的刚度参数，在此基础上，采用环氧树脂胶粘剂对外粘型钢进行灌注处理，灌注后，将外粘型钢表面打磨平整，再利用吹风机吹净表面的残渣，用二甲苯清洗构件内部，最后通过卡具分段交错卡紧构件。采用复合加固的方法，将外粘型钢加固安装在钢筋混凝土梁与柱的结构中，在环氧树脂胶粘剂处设置灌浆嘴，通过灌浆嘴，压入树脂胶泥，对型钢周围进行封闭处理，当型钢排气孔出现浆液时，停止加压，通过锤击与焊接的方式，固定外粘型钢，完成土木工程混凝土加固施工。

3加固施工结果分析

在土木工程混凝土加固施工结束后，采用MATLAB分析软件与信息技术模型，对混凝土结构的荷载强度、截面刚度以及承载能力进行测量分析。根据荷载分布情况与具体特征，在混凝土结构中分别布设5组不同的测量点，分析混凝土底板的垂直压应力作用与受力情况。根据该土木工程混凝土容重与施工荷载，测量分析加固施工后，5组测量点混凝土结构的加固效果如表2所示：根据表2可知，应用本文设计的土木工程混凝土加固施工方法后，该工程混凝土结构的荷载强度、截面刚度与承载能力均得到了显著提升，改善了工程初始混凝土结构稳定性与牢固性，保证了土木工程建设施工中的安全性。

4结语

混凝土结构的强度等级与承载能力对房屋建筑的安全性、稳定性与牢固性至关重要，为了解决部分土木工程施工中混凝土强度过低、承载能力不达标的问题，本文提出了基于信息技术模型的土木工程混凝土加固施工方法设计。通过本文的研究，有效地提升了混凝土结构的承载能力，降低了土木工程的安全风险系数，消除了因房屋建筑剪力墙结构性能较低而产生的安全风险与隐患。

参考文献

［1］刘照球，武岳，唐陈超，等.BIM实体模型在工程结构中的集成应用分析［J］.建筑技术开发，2022，49（3）：115-121.

［2］郑闽春.分析土木建筑工程项目的混凝土加固施工技术［J］.四川水泥，2021（8）：21-22.

［3］王万才.土木工程建设中结构与地基加固技术的应用分析［J］.居舍，2021（16）：65-66.

［4］张祥.土木工程施工中地基加固结构技术的应用［J］.绿色环保建材，2021（5）：121-122.

［5］季珏，汪科，王梓豪，等.赋能智慧城市建设的城市信息模型（CIM）的内涵及关键技术探究［J］.城市发展研究，2021，28（3）：65-69.

［6］林科明.土木建筑工程项目的混凝土加固施工技术分析［J］.工程技术研究，2020，5（23）：115-116.

［7］吴刚.土木工程设计中结构与地基加固技术的应用分析［J］.工程技术研究，2020，5（8）：58-59.

［8］李晓军，田吟雪，陈树汪，等.建筑信息模型（BIM）技术在隧道工程中应用现状与分析［J］.隧道建设（中英文），2020，40（7）：953-963.

作者:陕婷婷 姚健 单位:山西应用科技学院