土木工程钢筋混凝土柱加固施工技术分析

土木工程钢筋混凝土柱加固施工技术分析

刘一璠

中冶天工集团有限公司 天津东丽 300300

摘要：随着社会经济的不断发展，城市建筑的数量越来越多，对建筑质量的要求不断提高。与此同时，人们对建筑物的安全性及舒适度更加关注，为了保证建筑结构的抗震性及整体强度，钢筋混凝土柱加固技术有着广泛应用，能够在一定程度上延长建筑使用寿命，体现建筑工程的各项功能和价值。本文简单介绍了可以提高建筑结构及构件延性及承载力的多种加固方法，通过对基本应用原理和优势的分析，为建筑工程抗震加固施工作业提供参考，促进建筑行业快速发展。

关键词：土木工程施工；钢筋混凝土柱；加固技术

引言

土木工程施工中的钢筋混凝土柱具有可塑性、耐火性及抗腐蚀性等特点，被广泛应用于建筑工程建设过程中。但是由于受到各类外界因素的影响，导致建筑结构缺乏稳定性，容易出现墙体裂缝等情况，为了避免因质量问题影响建筑工程的正常使用，需要增强加固技术有效应用意识。

1 土木工程施工中几种常用的钢筋混凝土柱加固技术

1.1 外粘FRP材料加固技术

粘贴FRP材料加固技术的实际应用原理如下：在混凝土结构表面粘贴碳纤维织物，主要通过树脂类胶结材料完成粘结，可以强化钢筋混凝土结构的整体性能，是先进加固技术的一种。在土木工程建设过程中，较为常用的材料有玄武岩纤维增强聚合物及玻璃纤维增强聚合物等。在混凝土结构的外部包裹FRP材料，一旦结构承受竖向载荷，很容易出现横向变形的情况，而此时外部的FRP材料可以给予钢筋混凝土结构一定的约束力，强化混凝土结构的极限应变及抗压强度，提高结构整体的受力性能，让建筑物更加稳定，从而获得良好的应用效果。

1.2 FRP材料加固技术

粘贴FRP材料加固技术可以通过改变混凝土柱的破坏模式降低发生剪切破坏的概率，强化钢筋混凝土的抗变形能力。与其他类型的加固方式相比较而言，外粘FRP材料加固法具有重量轻、维护费用低以及耐腐蚀等应用优势，在多种具备受力性质的结构中有着较强的适用性，如一般建筑物及混凝土结构构件等。但是此项技术存在一定的缺陷，即在应用之后会出现结构延性差及变形性能较低等情况，使用的材料对环境温度有较高要求，且容易出现老化问题，需要采取相应的防火措施。为了弥补FRP材料单一使用过程中的不足，应该增强与预应力结合应用意识。

1.3 碳纤维加固技术

碳纤维在实际应用的过程中具备很多优势，如抗腐蚀、质量轻及耐疲劳等，通过对相关工程实践的研究分析，开展钢筋混凝土建筑结构施工作业的过程中，利用碳纤维加固技术可以对钢筋混凝土结构的变形形成一定约束，提高建筑整体的抗震性能。与此同时，碳纤维片自身的弹性较大，在钢筋混凝土结构外部横向包裹碳纤维，可以提高建筑结构的延展性及承载性能。首先，与钢筋相比较，碳纤维具备更高的抗拉强度，同时在使用时能够提高配筋力，让建筑结构能够很好地应对裂缝等问题；其次，通过在建筑物外部的横向包裹，可以约束内部的混凝土，让混凝土的应力曲线更加平稳，降低外界因素带来的不利影响。

1.4 注浆加固技术

注浆加固技术主要应用在建筑物钢筋混凝土结构出现裂缝的情况下，通过利用环氧酯类密封剂，与适量粘合剂进行充分混合，修补建筑结构的裂缝及边角等位置，从而提高建筑物的稳定性，延长实际使用寿命。在应用注浆加固技术的过程中，有3个注意事项，首先，在开展注浆作业时，应该保证灌浆的连续性，合理控制注浆速度，进行匀速降压，可以让建筑物的每个缝隙填满，保证加固后的强度；其次，施工人员在注浆时，应该结合实际需求科学明确灌浆量，如果存在特殊要求，需要添加适量的灌浆料；最后，分析建筑物产生裂缝的程度，合理控制注浆压力。

1.5 复合加固技术

在土木工程施工作业过程中，用于钢筋混凝土柱加固的常用技术类型有外包型钢技术及碳纤维布加固技术等，虽然此类技术可以达到强化部分性能的作用，但是无法做到整体的提升。例如，利用外包型钢技术能够提高钢筋混凝土结构的承载力，但是无法对横向变形形成约束，碳纤维布加固技术虽然能约束钢筋混凝土柱的横向变形，但是很难提高延展性。为了让以上技术类型得到有效应用，应采用有机结合的方式，让单一技术的优势得到充分发挥，从整体出发提高钢筋混凝土建筑的力学性能。

1.6 增大截面加固法技术

增大截面加固法是常用的传统加固法之一，主要增加钢筋混凝土结构截面积或者配筋，提高结构的稳定性及强度等性能，增大截面加固技术包含四周包裹、单面加固及双面加固等方式，其中四周包裹是在钢筋混凝土柱四周浇筑混凝土，实际作用是强化承受轴向力结构的性能，而单面及双面加固技术主要应用在承受最大弯矩的柱结构中，增大主受力面的承载能力，将此项技术应用在抗震设防地区，能够减少地震发生时对梁柱结构的破坏。与其他加固技术相比，增加截面积加固法无法改变柱体原有的受力情况，仅在新载荷施加的过程中发挥分担载荷的作用，容易导致后续加固材料无法得到充分利用，如果在加固之前钢筋混凝土柱体已经承担较大的载荷，则无法得到理想的加固效果。

1.7 柱间增设抗震墙加固技术

采用柱间增设抗震墙的方式是常用的加固技术之一，主要原理为完成新建墙体与原有框架的有效连接。通常利用钢筋完成连接，经过此种技术加固的构件具备较强的刚度和承载力，能够提高钢筋混凝土结构的抗震性能及稳定性。剪力墙能够有效改善和解决配筋达不到规范要求的情況。但是此种加固技术存在一定的缺陷，如在柱间设置整片钢筋混凝土抗震墙，会得到较低的延性，一旦发生地震，容易导致墙体出现裂缝，而应用格子式装配抗震墙，能够发挥改善原有抗震墙不足之处的作用。

1.8 柱间增设钢支撑加固技术

柱间增设钢支撑加固技术的应用原理是在梁柱之间增设相应的钢支撑，此项技术能够提高钢筋混凝土结构的水平抗剪性能，且钢支撑杆件自身具备较强的延性，可以良好地维持混凝土结构的延性，但是在刚度及强度方面发挥的作用不明显。通过对相关研究结果的分析，采用倒V和Y形的钢支撑方式，可以提高混凝土结构的水平承载及变形能力。通过与增设抗震墙方式的比较，钢支撑能够获得更加明确的受力状态，但是由于钢支撑轴力容易给周边混凝土构件带来集中力作用，导致局部结构出现损伤，无法实现有效的连接。

1.9 预应力加固技术

预应力加固技术的原理依据是设想一定的变形或者受力，抵消在使用过程中部分存在不利影响的变形或力。预应力加固技术依据不同的加固对象可以分为预应力撑杆加固及预应力拉杆加固，在大偏心受压构件的加固中预应力拉杆加固有相对广泛的应用，主要在受压构件的受拉侧布设钢拉杆，通过给予适当的预应力，强化混凝土构件的承载性能。此种加固方式在钢筋严重锈蚀柱及高应力大跨结构中具备较强的适用性及高效性。预应力加固技术存在一定缺陷，此项技术需要有专门的预应力设备配合完成施工作业，同时施工流程复杂性强。

2 土木工程施工中的新型加固技术的应用

2.1 增设子构件加固法的应用分析

增设子构件加固技术主要利用新构件分担原有构件需要承担的载荷，进而在地震发生时起到一定的加固作用。可以采用在钢筋混凝土柱外部附属钢支撑、混凝土支撑框架等方式，完成对整体结构的加固。通过利用外附子结构的方式可以加固混凝土结构，提高整体的抗震性能，由于可以在建筑物外部开展施工作业，能够减少给室内环境带来的不良影响。

2.2 结构整体性加固法的应用分析

结构整体性加固技术也是常用的加固法之一，通过增设抗侧力结构，提高建筑整体性能。通常会在建筑结构中选择合适的位置，设置柱间支撑、剪力墙及闭合墙等，提高原有结构的稳定性及强度，强化混凝土结构的抗震能力及侧向刚度。由于在建筑物外部设置抗侧力结构，施工操作简单，避免在使用过程中出现不良影响，能够给整体结构带来保证。结构整体性加固技术在中小学教学楼加固中较为常用，在不影响学生正常学习的情况下开展施工作业，不会阻碍建筑物发挥实际功能。

2.3 消能减震加固法的应用分析

通过采用消能减震支撑加固的方式，能够提高建筑结构的变形能力，在地震发生时，拥有更强的抗震性能。此种技术的应用原理是在混凝土建筑结构中增设减震装置，较为常用的有剪切型和支撑型两种，其中支撑型阻尼器发挥主要功能的重要前提是利用构件自身的轴向变形耗散能量，而剪切型阻尼器主要通过利用剪切变形耗散能量实现加固。

3 结语

在社会经济建设过程中，开展土木工程施工作业时，钢筋混凝土加固技术较为常用，可以在一定程度上提高建筑结构的强度、承载力及稳定性。由于不同加固技术的应用方向和发挥的功能不同，且具备自身的应用优势和缺陷，需要结合工程建设实际情况做好研究分析，选择适用性较强的钢筋混凝土加固技术，减少外界因素给建筑结构带来的不良影响，为工程施工设计提供重要依据和技术支撑，提高施工作业效率及工程建设水平，保证建筑物投入使用后的质量和安全性，为建筑行业的稳定发展提供助力，促进社会经济可持续发展。

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