土木工程施工中鋼筋混凝土柱加固技術(shù)分析

孫茂祥 鄭黎明

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和功能提出了更高的要求，同時(shí)，房屋建筑在長期使用中也出現(xiàn)了不同程度的開裂和破壞現(xiàn)象。由于承載力不足和使用功能的改變等因素導(dǎo)致鋼筋混凝土柱需要進(jìn)行加固改造。介紹目前土木工程施工中常見的鋼筋混凝土柱加固方式，闡述各種加固方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，為工程應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土柱;加固技術(shù);分析

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有耐火性、耐久性以及可塑性等特點(diǎn)，由于這些特點(diǎn)發(fā)揮著重要的優(yōu)勢，因此在施工的過程中被廣泛的使用。但在現(xiàn)實(shí)的施工的作業(yè)中，很多不同方面的因素都會(huì)直接間接地影響施工效果，使建筑的質(zhì)量下降，即安全性和穩(wěn)定性等性能。所以，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)該考慮對(duì)該過程的施工進(jìn)行加固，實(shí)施有效的應(yīng)用。由于該加工技術(shù)在一定程度上會(huì)提供性能保障，所以就較大的降低了施工的難度系數(shù)，同時(shí)，其還能夠美化建筑的外觀，極大的促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的重要性

建筑工程在施工的過程中，人們對(duì)建筑的安全問題和質(zhì)量問題都較為關(guān)注。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性能和穩(wěn)定性能，在施工的過程中，會(huì)因?yàn)樘鞖鈿夂騿栴}受到較大的影響。所以，考慮到外界因素的影響，進(jìn)行多方面的考慮分析，結(jié)合多種現(xiàn)代施工技術(shù)，對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行技術(shù)上的加固，從而來提升整個(gè)建筑工程的整體性能。與此同時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)，能夠極大地提升房屋的防腐蝕性與耐久性，在很大的程度上能夠規(guī)避房屋在長期使用的過程中，出現(xiàn)房屋變形以及房屋坍塌等問題，極大的延長了房屋建筑的使用年限，保障人們住房的舒適、安全等問題。

2 對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的分析

2.1 外粘FRP材料加固法

粘貼FRP（FiberReinforcedPlastic）材料加固法是20世紀(jì)80、90年代在國外興起的一種新型加固技術(shù)，它利用樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維織物粘貼于混凝土表面來達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。現(xiàn)階段在土木工程中研究和應(yīng)用較廣的主要有碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP）、芳綸纖維增強(qiáng)聚合物（AFRP）和玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物（BFRP）等。

將FRP材料水平包裹或纏繞于混凝土構(gòu)件的外圍，當(dāng)構(gòu)件承受豎向荷載時(shí)而發(fā)生橫向變形時(shí)，F(xiàn)RP可為混凝土被動(dòng)提供約束力，從而提高核心混凝土的極限抗壓強(qiáng)度和極限應(yīng)變，從而改善混凝土柱的受力性能。FRP加固能有效改變混凝土柱的破壞模式，避免發(fā)生延性較差的剪切破壞，顯著改善混凝土變形能力，同時(shí)這與其他傳統(tǒng)加固方法相比，外粘纖維增強(qiáng)塑料加固法雖然具有耐腐蝕、量輕（幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重）、強(qiáng)度高、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物，但其加固后結(jié)構(gòu)延性較差，變形能力不足;另外，由于粘貼纖維材料底部樹脂為環(huán)氧類結(jié)構(gòu)膠，對(duì)溫度要求較高，易老化，需要專門的防火處理等問題存在。同時(shí)，由于單一FRP無法滿足結(jié)構(gòu)加固的需要，近年來國內(nèi)外對(duì)混雜纖維復(fù)合加固也進(jìn)行了研究與應(yīng)用。為了提高FRP材料的利用率，對(duì)FRP材料在加固前施加一定的預(yù)應(yīng)力也逐漸成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

2.2 碳纖維加固技術(shù)

碳纖維材料在使用的過程中具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度、抗腐蝕、耐疲勞、穩(wěn)定性良好的特點(diǎn)，經(jīng)過工程實(shí)踐證明，在鋼筋混凝土建筑施工中應(yīng)用碳纖維加固方法能夠有效約束鋼筋混凝土的變形，增強(qiáng)建筑加固抗震效果。同時(shí)，碳纖維片本身具有強(qiáng)度高彈性大的特點(diǎn)，應(yīng)用碳纖維橫向包裹鋼筋混凝土的時(shí)候能夠有效提升建筑物的承載能力和延展能力，具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①應(yīng)用碳纖維片進(jìn)行橫向包裹能夠提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。基于碳纖維抗拉強(qiáng)度要比鋼筋抗拉強(qiáng)度高，在使用的過程中他的配筋力也會(huì)在最大限度上提升，從而在建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的時(shí)候能夠改善建筑物變形性能。②應(yīng)用碳纖維片進(jìn)行橫向包裹還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部混凝土的有效約束，增強(qiáng)混凝土應(yīng)力曲線的平穩(wěn)性，提升混凝土極限壓，進(jìn)而減少外界因素對(duì)混凝土的破壞。

2.3 注漿加固的技術(shù)

注漿加固技術(shù)一般是相對(duì)與建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫而言，即使用環(huán)氧脂類的密封劑加上粘合劑，對(duì)建筑的一些邊角加以修補(bǔ)固定，達(dá)到較好的房屋加固效果，從而延長建筑物的整體使用年限。應(yīng)用注漿加固技術(shù)一般表現(xiàn)為三個(gè)方面。第一，在進(jìn)行注漿的過程中，應(yīng)該進(jìn)行慢速降壓的延續(xù)灌漿操作，保證樹脂能夠充分的進(jìn)入到房屋建筑的每個(gè)角落空隙;第二，在注漿加固的操作過程中，對(duì)灌漿的數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控，遇到特殊情況時(shí)添加必要的灌漿料;第三，根據(jù)建筑裂縫大小的不同，調(diào)整好在注漿過程中使用的注漿壓力。

2.4 復(fù)合加固技術(shù)

目前，鋼筋混凝土柱補(bǔ)強(qiáng)加固所采用的外包型鋼法、碳纖維布加固法等技術(shù)雖然可以提高柱體某一方面的力學(xué)性能，但難以實(shí)現(xiàn)對(duì)其整體力學(xué)性能的提升。例如，外包型鋼法可以有效地提高混凝土柱的承載力，但卻難以約束其橫向變形。而碳纖維布加固法則可以顯著地約束混凝土柱體的橫向變形，提高其延展性，但對(duì)于柱體承載能力的提升卻是十分有限的。因此，將兩種或多種加固技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來形成一種新的復(fù)合加固技術(shù)，則可以在充分發(fā)揮各單一技術(shù)的優(yōu)勢，從整體上提升鋼筋混凝土柱的力學(xué)性能。

2.5 增大截面加固法

增大截面加固法作為一種傳統(tǒng)的加固方法，是通過增大構(gòu)件或者建筑物的截面面積和配筋來提高其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以滿足構(gòu)件正常使用要求的一種加固方法。增大截面法有四周包裹、單面加固和雙面加固等不同形式。四周包裹是在柱四周澆筑混凝土，在主要承受軸向力的結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多，單面或雙面主要針對(duì)同時(shí)又承受較大彎矩的柱結(jié)構(gòu)，在主受力面進(jìn)行增大。特別在抗震設(shè)防地區(qū)，這可使原來的強(qiáng)梁弱柱變?yōu)橛欣诳拐鸬膹?qiáng)柱弱梁結(jié)構(gòu)。

增大截面法加固柱與普通混凝土構(gòu)件在受力性能上有所不同，這是因?yàn)樵谠龃蠼孛婕庸虝r(shí)，一般無法進(jìn)行完全卸載，被加固柱在加固前已經(jīng)承受荷載，截面內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生了一定的應(yīng)力和應(yīng)變。新加部分在加固后并不能立即分?jǐn)傇咽┘佑诒患庸讨系暮奢d，而只能是在新增荷載作用下才開始與被加固柱共同工作，承擔(dān)荷載。這樣加固后新加部分的應(yīng)變始終滯后于原柱。當(dāng)被加固柱達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，新增加鋼筋和混凝土性能無法得到充分發(fā)揮，直接帶來后加固材料的利用率不高等問題，加固之前混凝土柱的應(yīng)力水平越高，加固效果就越差。

3 結(jié)語

總之，在當(dāng)前不斷發(fā)展的社會(huì)形勢下，我國建筑工程行業(yè)得到了較大的發(fā)展，在施工的過程中一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，勢必會(huì)造成嚴(yán)重的損失。本文就鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幾種加固技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了相關(guān)的闡述分析，來提升建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的多種重要性能，防止建筑物出現(xiàn)變形或裂縫的現(xiàn)象，在一定程度上促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

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