現(xiàn)澆混凝土柱的加固方法

姜洪剛，劉 成，高 宇

（黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080）

建筑工程中混凝土構(gòu)件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、抗裂度以及局部和整體的穩(wěn)定性，以滿足安全性、耐久性和適用性的要求。但是，在工程實(shí)踐中，由于勘察、設(shè)計(jì)、施工、自然災(zāi)害、結(jié)構(gòu)耐久性的降低等原因?qū)е陆ㄖ飪?nèi)混凝土構(gòu)件未能滿足上述要求，但建筑物還有一定的使用價(jià)值，這就需要對(duì)建筑物的混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。

加固的混凝土構(gòu)件分為梁、板、柱、剪力墻等，其中柱的加固相對(duì)較多也比較重要。

1 加大截面加固法

1.1 柱四周增加混凝土套

此法適用于原柱的強(qiáng)度或剛度不足，而且與設(shè)計(jì)要求想差較大。其做法是在原柱表面鑿毛和清潔處理后用鋼筋混凝土包套，周圍的厚度≥60 mm，一般采用100 mm，新加柱的縱筋由計(jì)算確定，直徑應(yīng)在14～25 mm，箍筋≥200 mm，柱的上端、基礎(chǔ)頂面及剛性地坪上下均應(yīng)加密。

1.2 柱的單側(cè)或兩側(cè)加固

在受力方向偏心較大或由于平面尺寸所限制而不便在四周做混凝土包套時(shí)采用。當(dāng)柱強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求相差較大時(shí)，可在柱受力方向的單側(cè)或兩側(cè)加大截面，每邊增加尺寸根據(jù)計(jì)算確定，一般≥100 mm。新加縱筋用“U”型箍筋與于原柱連接，箍筋錨入原柱內(nèi)，并應(yīng)滿足錨固要求。新舊柱的結(jié)合面應(yīng)鑿毛并經(jīng)清潔處理，涂刷界面結(jié)合劑后澆注混凝土。

2 外包鋼加固法

鋼筋混凝土柱采用外包鋼加固法可分為濕式和干式兩種。一般都是在柱四角用角鋼包起，角鋼之間焊在扁鋼箍上，連成整體。干式加固是在角鋼與原柱間無(wú)任何連接，或雖填塞有水泥砂漿仍不能確保結(jié)合面剪力有效傳遞作用，角鋼與柱之間難以協(xié)調(diào)變形，故干式外包鋼與原柱不能共同工作，只能視為單獨(dú)受力。濕式加固是在角鋼與原柱之間采用乳膠水泥、聚合物砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂化學(xué)灌漿等方法，使之達(dá)到型鋼與柱能夠整體工作，共同受力。干式外包鋼加固法簡(jiǎn)單，而濕式外包鋼加固法在承載力提高的效果較為明顯，因此在實(shí)踐中濕式外包鋼加固法應(yīng)用的比較廣泛。

當(dāng)柱為框架柱時(shí)外包角鋼應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)置，中間不得斷開(kāi)，角鋼厚度≥6 mm，沿柱軸線應(yīng)用扁鋼箍與角鋼焊接，當(dāng)有必要時(shí)扁鋼箍可以改為角或小槽鋼，以增加柱整體的抗剪剛性。在節(jié)點(diǎn)區(qū)域扁鋼箍應(yīng)加密設(shè)置。

3 預(yù)應(yīng)力撐桿加固法

預(yù)應(yīng)力撐桿加固法主要應(yīng)用于加固框架柱，這是一種簡(jiǎn)單又快速的加固方法，而且能有效地提高軸心受壓或偏心受壓柱的承載力，預(yù)應(yīng)力撐桿有單側(cè)和雙側(cè)兩種：?jiǎn)蝹?cè)撐桿適用于受壓配筋量不足或混凝土強(qiáng)度過(guò)低、彎矩不變號(hào)的偏心受壓柱加固;雙側(cè)撐桿適用于彎矩需變號(hào)的偏心受壓及軸心受壓框架柱的加固。

預(yù)應(yīng)力撐桿由四根（雙側(cè)）或兩根（單側(cè)）角鋼組成，這四根或兩根角鋼先用連接板聯(lián)成兩組或一組，然后裝在被加固柱的兩側(cè)或單側(cè)。

3.1 單側(cè)預(yù)應(yīng)力撐桿加固法

撐桿由兩根角鋼組成，先用連接板聯(lián)成一組，裝在偏心受壓柱受壓的一側(cè)，將柱上下兩端混凝土鑿開(kāi)，鋪上水泥砂漿，安裝上傳力角鋼。傳力角鋼翼板的內(nèi)表面應(yīng)與補(bǔ)強(qiáng)柱的外表面齊平，撐桿則焊接在傳力角鋼上。撐桿角鋼的翼緣中心有切口，可以使撐桿中間朝外彎曲，另一側(cè)設(shè)置固定螺栓支承板，將螺栓固定在支承板上。切口用蓋板補(bǔ)強(qiáng)，用拉緊螺栓將稍有彎曲的撐桿變直，緊貼在柱表面，建立預(yù)應(yīng)力值，再將固定板按一定間距焊在角鋼撐桿的側(cè)面翼緣上，另一端焊在短角鋼上，每雙短角鋼又相互連接起來(lái)，與側(cè)面固定板形成固定撐桿的箍。

3.2 雙側(cè)預(yù)應(yīng)力撐桿加固法

撐桿由4根角鋼構(gòu)成，先用連接板聯(lián)成兩組撐桿，其構(gòu)造和安裝方法與單側(cè)預(yù)應(yīng)力撐桿相同。拉緊螺栓將稍有彎曲的兩組撐桿相互拉緊，使撐桿變直，建立預(yù)應(yīng)力值，然后，將連接板焊在角鋼撐桿或槽鋼撐桿的翼緣上，將兩根撐桿聯(lián)在一起，再取掉螺栓，鋸掉連接板上的伸出部分。

4 黏鋼加固法

黏鋼加固法是用高強(qiáng)膠凝混凝土少量增大柱子截面，并外包黏角鋼和包黏鋼板，在新增加截面的部分提高柱子承載力的同時(shí)，還因新增鋼板箍的橫向約束作用，使原混凝土柱產(chǎn)生良好的三向應(yīng)力狀態(tài)，因而可以大幅度提高柱子的承載力，同時(shí)也提高了柱子的抗變形能力。另因高強(qiáng)膠凝混凝土的黏著作用還使外包鋼套、高強(qiáng)混凝土與原柱之間可靠地聯(lián)結(jié)成整體。這種加固方法的優(yōu)點(diǎn)是柱子的橫截面積增大不多的情況下能大幅提高柱子的承載能力。

[1]國(guó)長(zhǎng)權(quán)，盧金華，崔長(zhǎng)順.關(guān)于建筑物加固改造技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2005，33（4）：19.