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高层建筑主体结构加固技术分析

摘要：随着高层建筑项目数量频频增多，如何有效控制高层建筑主体结构稳固静及应用寿命，已成为行业关注重点。本文联系具体实践经验，针对高层建筑主体结构加固技术进行了深层次的剖析。结合其特点与原则，联系相关应用实践，为高层建筑加固技术发展提供了一些建议。
关键词：高层建筑；主体结构；加固技术；原则；应用
引言：在经济高速发展背景下，城市加快了发展脚步，为建筑行业成熟与成长创造了新机遇。目前，我国土地资源难以满足利益增长的人口数量发展要求，城市土地资源紧缺现象显著，为了解决人们住房问题，国家加大力度建设高层建筑，在城市中一座座几十层的建筑拔地而起。在这种情势下，便针对高层建筑主体结构施工技术提出了较为苛刻的要求。下面，本文主要就分析高层建筑主体结构加固技术及其应用。
一、高层建筑主体结构类型
（一）简体结构
相比其他建筑结构形式，这种结构较为特殊，可以承担建筑项目重量，尤其是“竖向承重”功效较为明显。在施工时，通过应用现浇施工技术及模板施工技术，可切实增强高层建筑结构稳定性、可靠性。
（二）剪力墙结构
剪力墙结构很受当代高层建筑项目的欢迎，这种施工结构具有高效率以及便捷性等特点。在具体应用过程中，具有良好的抗震效果，即使遭到地震灾害，也可以减小风险指数。同时，主体结构比较稳定，这恰恰就是施工单位看重的点。在真正进行剪力墙结构施工工作过程中，需要结合具体施工要求，科学规划施工方案，以保障高层建筑主体结构应用性能达标。
（三）框架剪力墙结构
应用该种施工结构，需要做好施工准备。为了减轻工艺复杂程度，需要挑选先进的设备及机械进行施工，并搭配现浇施工工艺。由于在施工时整体工程量较多，所以要积极创新施工方案，增强稳定程度和整体程度。必要之际，应用钢模板技术，并针对框架剪力墙结构做出创新处理，有效控制板量，从而提升施工品质。
二、高层建筑施工特点及原则
（一）高层建筑施工特点
由于国家不同，地区不同，关于高层建筑的定义也呈现出差异化特点。高层建筑，实则就是为了缓解人口急剧增加而造成的土地资源矛盾问题，采用的一种针对性举措。高层建筑占地面积较少，但却可以容纳更多人口数量。在建设高层建筑项目时，要分别进行基础建筑施工以及主体结构施工。基础建筑，实则就是地基而，主体结构位于地基之上。主体结构借施工难度比基础建设难度更高，危险系数更强。所以，在现实施工时，要把握施工细节，才能保障施工安全。高层建筑施工危险性较强，要比低层建筑施工应用更多的高素养人才及先进技术、大型设备。在施工的每一环节，都要保持高度的注意力。此外，高层建筑工程量多，造价成本高。在我国诸多城市，只要建筑楼层高于10层，就可以以高层建筑标准对待，具体施工技术极其复杂，涉及各领域知识，如动力学知识、机械类知识等，从而为建筑施工过程带来了不小的负担。
（二）高层建筑主体结构加固原则
1.分开加固，坚持“不干扰”原则
在针对高层建筑主体结构做加固处理前，需要全面分析高层建筑结构。结合建筑具体情况，选择恰到好处的加固方式，并预算加固结果。如果预算结果与高层建筑主体架构要求相符，且不会为高层建筑后期应用造成任何不利影响，则代表这一方案具有可操作性。
2.价廉质高，坚持“经济性”原则
在明确加固方案后，需要施工企业精心挑选加固材料。在这一环节内，要综合分析加固要求以及加固主体实际状况。只有在充分分析加固程度、加固目的后，才能谨慎选择加固材料，保障高层建筑主体加固质量，并严格控制加固成本，达到使用少量加固成本取得高质量加固结果的效果，进而真正凸显高层建筑加固行为的经济性价值。
三、高层建筑主体结构加固方法
（一）截面增大加固法
增大截面加固方法，是一种典型的加固技术，在建筑工程领域中的应用范围极其广泛。在当代高层建筑主体结构加固时，该项技术具有其他技术无法取代的地位，可全面保障建筑主体结构、品质。通过增加截面这一加固法，在高层建筑外表面配置钢筋，提高高层建筑主体结构刚度及承载能力，进而增强加固效果。通过这一截面加固法，可以有效处理梁加固、板加固、柱加固等工作，施工过程较为简单，具有良好的加固优势。在现实施工时，需要施工企业充分分析结构构件尺寸与具体受力状况，为后期高层建筑设计提供行之有效的加固策略，比如“双侧加固”“三侧加固”以及“单侧加固”等，选择符合加固要求的具体方法，才能达到理想的加固结果。
（二）外贴型钢加固法
外贴型钢加固法，主要就是在高层建筑混凝土结构构建四周进行加固，这是近些年较为流行的加固方式，使用粘贴型钢粘贴在高层建筑外表面，以确保型钢与高层建筑间形成统一受力体系，进而发挥抗剪效果和抗弯效果。对比来说，型钢加固法具有优良的净力承受作用，在温度环境正常情况下，可以加固受弯构建能力。型钢加固法，可进一步提高刚度承载力。无论是运用哪一种外贴型钢加固方法，施工过程都较为便捷，现场施工量较少，施工工期偏短，而且可以迅速见效。一般情况下来说，在型钢粘贴了二十四小时左右，便可以使用高层建筑。由于这种方法具有快速性，所以这是其他加固方法不具备的优势。为了确保高层建筑加固效果，在应用这种方法过程中，应严格规范施工标准，每一项施工工作都不允许留下隐患。在粘贴型钢后，一旦出现空鼓状况，再进行补救处理，则具有一定困难。在具体使用化学灌装外包钢加固过程中，需要严格控制型钢表面温度，不可超出60度。如果周边环境存在腐蚀性介质，则要采用可靠防护措施增强耐久性
[1]。
（三）碳纤维复合材料粘贴法
这种方法，在近几年应用频率极高，是高层建筑加固技术中的有效方法，主要应用纯度为百分之九十之上的碳纤维材料，在高层建筑主体外面进行加固粘贴。由于碳纤维材质耐腐蚀性能优良，耐高温功能强大，所以具有良好的加固优势。此外，因这种材料高度符合建筑主体加固要求，所以是其他加固方法无法比拟的。碳纤维强度及刚度远比其他钢材性能更高，且具有钢材难以企及的“各向异性”“耐腐蚀性”以及“耐热性能”等。因此，使用碳纤维材料，即使周边环境具有高腐蚀性危害介质，也可以达到有效的应用效果，全面保障施工品质，避免对建筑结构主体造成不良影响。
（四）外加预应力加固法
在进行加固施工工作过程中，可以通过外加预应力加固方法完成加固任务。这种加工方式比较常见，主要是针对钢结构增加预应力，提高整体的抗压性和耐久性。具体来讲，在高层建筑构建建成后，需要考虑构建对外荷载的承受能力[2]。在整个建筑初期，就应适当增加预应力，保障结构构建具有良好的承受能力。预应力加固技术优势独特，经济价值比较高，应用范围有所扩展，尤其是在高层建筑主体施工时，也发挥着优良的效果。预应力加固法优势，主要是在加固施工过程中，不会为周边民众生活带来强烈影响，但需要在使用这种加工方法时，控制投入成本，并不断调节加固方案，避免对高层建筑主体结构外观造成不良影响。
（五）植筋加固技术
植筋加固技术在高层建筑施工时，可取得优良的加固成果。牢固粘结砖、混凝土、岩石等，促使其形成整体，进一步改善高层建筑主体结构强度，达到具体加固标准，增强建筑主体结构的承载能力包含拉应力以及剪应力，这项技术的优势要比其他几种技术的优势更明显，主要体现在下面这几方面：加固实践时，使用的加固粘结剂具有优良耐久性。在针对建筑架构之际，可以适当调节粘结剂固化时间，而且普遍的粘结剂都具有良好的粘结强度，且收缩性不强；在应用这种加固方法时，主要是在主体加工方面，可取的优良效果，与整体现浇结构相似，强度达标；该种加固技术灵活性超强，能够减少不必要的施工程序，很受高层建筑主体结构施工工作的青睐；如果将这种技术使用在高层建筑主体加固时，可在一定程度上改善低抗震性现状，提高抗疲劳性能以及耐老化性能[3]。但需要注意的一点是，在建筑主体结构加固时，应用这种技术，需要保障加固施工符合基本要求，确保后续施工工作具有连续性，这样才能明确定位植筋位置。在植筋加固时，如果较低基础台阶和植筋遇到，就应清除台阶，并立即进行钻孔。选择恰当的钻头以及电锤，需要促使钻孔孔径与深度都符合施工标准。在钻口施工后，应有棉纱丙酮进行烘干与清洗，以便为后期的植筋加固施工带来便利。另外，在展开植筋施工前，要反复检查具体工具，以确保孔径满足实际要求，全方位保障植筋加固效果[4]。
四、高层建筑主体结构加固案例分析
（一）工程概况
以某高层建筑举例，该建筑的结构为“剪力墙框架结构”，建筑建成于2012年。近几年内，未作出重大修整，占地面积有3900平方米，属混凝土结构。自2018年开始重新施工，由于在工程停建的这段时间内，混凝土结构中的一些构件出现了故障，比如“开裂”现象，而且一些主体结构内的部分钢筋被明显锈蚀，直接损害了钢筋结构强度。
（二）加固设计
1.剪力墙及柱的加固
结合前期所设计的图纸，发现承重柱截面以及剪力墙截面都要超出建筑原本设计的截面积。为了缓解这一冲突，需要分别针对柱截面以及建筑原有剪力墙截面展开处理。在建筑四角，分别增加立柱，通过立柱方法，扩大横截面积，并在建筑四角处设置剪力墙，通过同样方法，落实加固处理工作。
2.梁及板加固
经过专业机构进行检测与鉴定，混凝土梁裂缝宽度高达0.3毫米，而混凝土梁的强度也明显不足。所以，便应用碳纤维加固原理，针对混凝土粘贴碳纤维板，希望能达到预期中的加固处理效果。经过鉴定，发现混凝土板缺乏承载力，这就需要使用粘钢加固法，针对混凝土板裂缝密度较为集中的部位进行加固处理[5]。同时，在细致检测后，发现由于部分板子长期暴露在外，所以出现了炭化情况，这就可以在原有结构上放置80毫米左右厚度的板子，达“叠合加固”效果。
3.剪力墙开洞
结合鉴定结果，在高层建筑地下室等部位，大多主体结构都缺少承载力量。所以在针对这些剪力墙开洞的地方进行加固处理时，就应应用粘结外包钢板。
（三）施工技术难点
1.施工进度及加固矛盾
由于该工程情况极其特殊，施工时间颇为紧张，很多工程都需要同时展开，这就要求在正常落实施工工作时，要协同推动主体加固工作。所以，在本次施工过程中，需要充分考虑这一方面的问题，制定全面性施工方案，以保障后期施工工作落在实处，而且制定施工方案后，需要将施工方案递交设计单位加以审核，只有方案审核通过，才能投入正常使用中[6]。
2.混凝土及钢筋锈蚀处理
因为在施工过程中工程停缓时间偏长，很多混凝土都因各种各样的客观因素而出现了锈蚀现象。所以，在正式执行加工工作前，就要以“凿毛”处理方法处理锈蚀部位，有效解决混凝土构件存在的锈蚀问题，将可以应用的部位暴露出来，通过高压冷水设备反复冲洗混凝土表面
[7]。在本次施工时，发现混凝土爆裂现象，是导致钢筋锈蚀问题的重大原因。所以，针对混凝土保护层进行适当清理，使用砂轮刷出钢筋锈迹，并为其涂上防锈层，赋予保护层，进行重新浇筑工作。
3.加固技术难度
关于此次加固技术的难度，主要体现在下面这三方面。①在针对原有楼板进行加固时，尤其是加固柱子稳定性，或者是剪力墙的稳定性时，通常会遇到一些困难，所以考虑使用植筋加固方法，选择可焊性较强的结构胶，这样才能达到预期中的加固成果。②一般情况下，高层建筑所应用的都属于“单侧性模版”，在进行加固施工时，也存在一定难度。所以，在浇筑混凝土时，很容易发生“涨模”问题，这就会为截面加固施工工作带来新负担。③如果截面的面积不大，立即实施混凝土搅工作，很容易遇到振捣难题，出现大量的蜂窝煤孔洞，直接损害混凝土品质，所以在现实灌浆时，要合理控制水量，防止在后期应用时产生大量裂缝现象[8]。
结束语：综上所述，在现代城市中，高层建筑发挥着重要作用，不只是人们居住场所，也是工作休闲场所。高层建筑质量，早已引起社会各界的重视。在具体应用时，应结合高层建筑使用年限展开专业鉴定，科学设置加固方案。在针对高层建筑主体结构加固操作时，要结合高层建筑主体结构具体情况，选择最佳加固手段，以便全方位增强高层建筑主体结构稳定性及安全性。
参考文献：
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[5]崔建坤.浅析房屋建筑结构加固设计及施工技术应用[J].江西建材,2021(06):47-48.
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-全文完-