土木工程施工中鋼筋混凝土柱加固技術研究

符 斌

（浙江大學，浙江 杭州 310058）

在土木工程施工中鋼筋混凝土結構往往存在剛度和強度上的問題，該問題會影響到建筑物的美觀性和使用性能，嚴重情況下引發安全事故。造成上述問題的原因在于：工程設計環節與施工環節存在問題；已建的建筑結構使用功能發生變化；建筑設計標準的更新；自然災害對建筑結構的破壞等［1]。由于對未滿足相關標準的鋼筋混凝土結構進行拆除重建需要花費大量的財力、物力及人力，因此在一定情況下，需要對這些沒有未滿足相關標準的鋼筋混凝土結構進行加固與改造，讓其強度與剛度符合相關標準，進而有效保障鋼筋混凝土結構的安全性，使之具備良好的使用性能。

1 提高承載力的加固方法

關于提高承載力的加固方法，該方法能夠強化柱的剛度與強度，使之加固后符合有關規范。具體加固方法如下：1）增大截面加固法，該加固方法主要是通過對建筑物的截面面積和配筋進行增大，進而使之具備更好的可靠性、剛度及強度，最終符合相關使用標準；該加固方法的形式包括：雙面加固、單面加固、四周包裹，其中單面與雙面加固法可應用到承受較大彎矩的柱結構中，來增大其主受力面；四周包裹可應用到柱四周澆筑混凝土中主要承受軸向力的結構之中；2）柱間增設抗震墻，該加固方法主要是對已有結構抗震墻的截面進行增大，或是在柱間增設抗震墻［2]；3）柱間增設鋼支撐，該加固方法主要是在在粱柱位設置鋼支撐，這就能夠使結構體系具備更強的水平抗剪能力，還能夠提升側向剛度，然而因鋼支撐桿件自身的延性性能，因此無法有效的提升結構的強度與剛度。

2 提高延性的加固方法

關于提高延性的加固方法，該方法能夠使柱子塑性變形能力得以提升，對地震能力加以耗散，降低結構的地震反應。具體加固方法如下：1）外包鋼加固法，即把鋼筋混凝土柱的外側包上型鋼或是鋼板等材料，該方法的優點在于施工便捷且簡單，可在一定程度上減輕施工人員的工作量，具有比較可靠的受力；同時，依據不同的施工工藝，可將該方法劃分成濕式外包鋼和干式外包鋼，前者主要在外包型鋼與原構件間預留合適的間隙，再將乳膠水泥漿或是細石混凝土填入這一間隙之中，讓兩者粘結成整體，后者主要把型鋼直接外包到原構件上；2）粘鋼加固法，即利用建筑結構粘結劑把鋼板粘結到鋼筋混凝土構件表面，讓兩者形成一個整體構件，這樣就能夠增加構件的承載能力；當鋼筋混凝土構件粘貼上鋼板后，那么粘鋼將取代一些箍筋、縱筋，進而具備更強的變形能力與承載力。但剛度提高程度卻不夠明顯，所以當鋼筋混凝土構件缺乏良好的承載力時，應選擇粘接劑把鋼板粘貼到鋼筋混凝土構件外部合適的位置，以此來有效提升構件的承載力，使之符合正常使用的要求［3]；3）外粘纖維聚合物加固法，該方法主要是借助樹脂類膠結材料把碳纖維織物粘貼到混凝土表面，從而實現結構的補強加固，且低結構的受力性能加以有效改善，當前在土木工程中外粘纖維聚合物加固法中所選用的材料主要是：玻璃纖維增強聚合物、碳纖維增強聚合物、芳綸纖維增強聚合物、玄武巖纖維增強聚合物等；通過在混凝土構件的外圍纏繞或是包裹纖維聚合物材料，一旦構件承受豎向荷載時而出現橫向變形情況時，該材料能夠為混凝土被動提供約束力，這就使得核心混凝土具備極限的應變能力和抗壓強度，最終對混凝土柱的受力性能進行有效改善；同時，該加固方法可以對混凝土柱的破壞模式加以科學的改變，盡量杜絕出現延性較差的剪切破壞，在極大程度上改善混凝土變形能力；此外，相較于其他傳統加固方法，外粘纖維聚合物加固法的優勢在于：具備良好的抗扭、抗彎、抗剪、抗震、耐腐蝕等能力［4]；4）預應力加固法，該方法主要是通過對一部分預先設想的變形和力進行施加，能夠有效避免發生不希望的力與變形；結合不同的加固對象可將預應力加固法劃分成預應力拉桿加固、預應力撐桿加固，前者主要應用到大偏心受壓構件的加固之中，在受壓構件的受拉側布置鋼拉桿，待預應力施加以后，可以減小構件的內力，使之具有較強的承載力；后者主要應用到要求提高混凝土結構的承載力、抗裂性和剛度的加固之中。

3 新型加固方法

關于新型加固方法，主要包括：1）增設子構件加固法，該方法指通過增加新的構件，來使已有構件的受荷面積、荷載效應進行降低，實現結構的抗震架構；同時，可在建筑結構外附屬子結構，比如：外附鋼支撐、外附混凝土支撐框架等，這種方法不僅能夠實現結構的加固，還能夠在建筑物外部開展加固施工，盡可能避免對室內帶來干擾；2）結構整體性加固法，該方法指通過對抗測力結構進行增加設置，將柱間支撐、剪力墻、閉合墻段、水平支撐等增設到建筑結構合適位置，從而強化結構的整體性，使之具有更強的抗震能力與側線剛度；3）消能減震加固法，通過應用該方法可使建筑結構具有良好的剛度與變形能力，并有效提升整個建筑結構的消能減震能力。

4 結語

綜上所述，現階段各種鋼筋混凝土柱加固方法在土木工程施工中得到廣泛應用，然而各種加固方法的優缺點存在一定的差異，為確保獲得良好的加固效率，施工企業必須結合工程的實際情況來選擇對應的加固方法。