一种应用于混凝土柱的局部置换加固方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种应用于混凝土柱的局部置换加固方法。

背景技术

在建筑工程中，混凝土柱会存在局部混凝土疏松开裂、混凝土脱落或者混凝土碳化严重等问题时，这样就会使得建筑物的安全性、耐久性以及实用性都不能达到标注要求；或者，为了满足既有建筑物更高功能需求；针对上述情况，可通过对混凝土柱进行加固处理的方式来使得混凝土柱达到标注要求或者满足更高功能需求。

在对混凝土柱进行加固处理的过程中，采用拆除上部结构重新施工的方式存在工期长且经济损失大的问题，而采用置换混凝土加固方法非常适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。

其中，对于置换混凝土加固方法而言，常规方法是：托梁换柱，即用钢管、千斤顶或其他支撑将柱上部梁板荷载均匀向下传递，然后再对柱子进行置换。在实际施工过程中，该托梁换柱施工方法存在以下问题，具体的：1、需要大量的钢材做支撑；2、施工周期长；3、需增设较大面积的钢板或较大尺寸钢筋混凝土转换平台，施工难度大、加固费用高；4、遇到大截面尺寸和大轴力构件时技术可行性较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种应用于混凝土柱的局部置换加固方法，该应用于混凝土柱的局部置换加固方法施工便捷、支撑结构简单、工期短且成本低。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种应用于混凝土柱的局部置换加固方法，包括有以下步骤，具体的：

a、根据缺陷混凝土柱的尺寸，将缺陷混凝土柱的置换加固部分划分成至少四个置换混凝土区域，并对所有置换混凝土区域进行排序，以确定置换加固顺序，各置换混凝土区域的横截面面积小于或者等于缺陷混凝土柱的置换加固部分的横截面总面积的1/4；

b、根据置换混凝土区域的高度定制满足强度要求的承压钢制件，承压钢制件的上端部焊接有呈水平横向布置的上端钢垫板，承压钢制件的下端部焊接有呈水平横向布置的下端钢垫板；

c、先对第一个置换混凝土区域进行剔除混凝土操作，在剔除混凝土过程中，保留第一个置换混凝土区域内的柱内原纵向钢筋，并截断第一个置换混凝土区域的箍筋；

d、于第一个置换混凝土区域内安装承压钢制件，承压钢制件呈竖向放置；其中，在将承压钢制件放入至第一个置换混凝土区域内之前，于上端钢垫板的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成上端高延性混凝土层，于下端钢垫板的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成下端高延性混凝土层；在将承压钢制件放入至第一个置换混凝土区域内的过程中，上端钢垫板通过结构胶与上端高延性混凝土层粘接固定，下端钢垫板通过结构胶与下端高延性混凝土层粘接固定；

e、根据所设定的顺序，并按照上述步骤c-d依次对其余置换混凝土区域进行剔除混凝土、承压钢制件安装；

f、支护浇筑模板，并于各置换混凝土区域浇筑混凝土；

g、进行混凝土养护，养护完成将浇筑模板拆除。

其中，所述承压钢制件为钢管或者钢柱。

其中，所述上端高延性混凝土层、所述下端高延性混凝土层的厚度为10mm-20mm。

其中，所述上端钢垫板、所述下端钢垫板的厚度大于14mm。

其中，于所述步骤f中，所浇筑的混凝土为比原缺陷混凝土柱的混凝土强度高一级的微膨胀混凝土。

其中，于所述步骤c中，对受到损伤的柱内原纵向钢筋进行补强修复；待受到损伤的柱内原纵向钢筋完成补强修复后，重新设置箍筋，以恢复置换混凝土区域内的钢筋骨架；

其中，在对受到损伤的柱内原纵向钢筋进行补强修复的过程中，将与柱内原纵向钢筋相同的钢筋进行搭接焊接于损伤位置。

其中，于所述步骤a中，根据缺陷混凝土柱的尺寸，将缺陷混凝土柱的置换加固部分划分成四个置换混凝土区域，并对所有置换混凝土区域进行排序，四个置换混凝土区域依次为第一置换混凝土区域、第二置换混凝土区域、第三置换混凝土区域、第四置换混凝土区域；其中，各置换混凝土区域的横截面面积等于缺陷混凝土柱的置换加固部分的横截面总面积的1/4，第一置换混凝土区域与第三置换混凝土区域正对布置，第二置换混凝土区域与第四置换混凝土区域正对布置。

本发明的有益效果为：本发明所述的一种应用于混凝土柱的局部置换加固方法，其包括有以下步骤，具体的：a、根据缺陷混凝土柱的尺寸，将缺陷混凝土柱的置换加固部分划分成至少四个置换混凝土区域，并对所有置换混凝土区域进行排序，以确定置换加固顺序，各置换混凝土区域的横截面面积小于或者等于缺陷混凝土柱的置换加固部分的横截面总面积的1/4；b、根据置换混凝土区域的高度定制满足强度要求的承压钢制件，承压钢制件的上端部焊接有呈水平横向布置的上端钢垫板，承压钢制件的下端部焊接有呈水平横向布置的下端钢垫板；c、先对第一个置换混凝土区域进行剔除混凝土操作，在剔除混凝土过程中，保留第一个置换混凝土区域内的柱内原纵向钢筋，并截断第一个置换混凝土区域的箍筋；d、于第一个置换混凝土区域内安装承压钢制件，承压钢制件呈竖向放置；其中，在将承压钢制件放入至第一个置换混凝土区域内之前，于上端钢垫板的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成上端高延性混凝土层，于下端钢垫板的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成下端高延性混凝土层；在将承压钢制件放入至第一个置换混凝土区域内的过程中，上端钢垫板通过结构胶与上端高延性混凝土层粘接固定，下端钢垫板通过结构胶与下端高延性混凝土层粘接固定；e、根据所设定的顺序，并按照上述步骤c-d依次对其余置换混凝土区域进行剔除混凝土、承压钢制件安装；f、支护浇筑模板，并于各置换混凝土区域浇筑混凝土；g、进行混凝土养护，养护完成将浇筑模板拆除。通过上述步骤设计，本发明的应用于混凝土柱的局部置换加固方法具有施工便捷、支撑结构简单、工期短且成本低的优点。

附图说明

下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明的施工示意图。

图2为本发明另一视角的施工示意图。

在图1和图2中包括有：

1——置换加工部分 11——置换混凝土区域

111——第一置换混凝土区域 112——第二置换混凝土区域

113——第三置换混凝土区域 114——第四置换混凝土区域

2——承压钢制件 31——上端钢垫板

32——下端钢垫板 4——柱内原纵向钢筋

51——上端高延性混凝土层 52——下端高延性混凝土层。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。

如图1所示，一种应用于混凝土柱的局部置换加固方法，包括有以下步骤，具体的：

a、根据缺陷混凝土柱的尺寸，将缺陷混凝土柱的置换加固部分1划分成至少四个置换混凝土区域11，并对所有置换混凝土区域11进行排序，以确定置换加固顺序，各置换混凝土区域11的横截面面积小于或者等于缺陷混凝土柱的置换加固部分1的横截面总面积的1/4；

b、根据置换混凝土区域11的高度定制满足强度要求的承压钢制件2，承压钢制件2的上端部焊接有呈水平横向布置的上端钢垫板31，承压钢制件2的下端部焊接有呈水平横向布置的下端钢垫板32；其中，所述上端钢垫板31、所述下端钢垫板32的厚度大于14mm，且所述承压钢制件2为钢管或者钢柱；

c、先对第一个置换混凝土区域11进行剔除混凝土操作，在剔除混凝土过程中，保留第一个置换混凝土区域11内的柱内原纵向钢筋4，并截断第一个置换混凝土区域11的箍筋；另外，在剔除混凝土后，需对受到损伤的柱内原纵向钢筋4进行补强修复；待受到损伤的柱内原纵向钢筋4完成补强修复后，重新设置箍筋，以恢复置换混凝土区域11内的钢筋骨架；需指出的是，在对受到损伤的柱内原纵向钢筋4进行补强修复的过程中，将与柱内原纵向钢筋4相同的钢筋进行搭接焊接于损伤位置；

d、于第一个置换混凝土区域11内安装承压钢制件2，承压钢制件2呈竖向放置；其中，在将承压钢制件2放入至第一个置换混凝土区域11内之前，于上端钢垫板31的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成上端高延性混凝土层51，于下端钢垫板32的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成下端高延性混凝土层；在将承压钢制件2放入至第一个置换混凝土区域11内的过程中，上端钢垫板31通过结构胶与上端高延性混凝土层51粘接固定，下端钢垫板32通过结构胶与下端高延性混凝土层粘接固定；其中，所述上端高延性混凝土层51、所述下端高延性混凝土层的厚度为10mm-20mm；

e、根据所设定的顺序，并按照上述步骤c-d依次对其余置换混凝土区域11进行剔除混凝土、承压钢制件2安装；

f、支护浇筑模板，并于各置换混凝土区域11浇筑混凝土；其中，所浇筑的混凝土为比原缺陷混凝土柱的混凝土强度高一级的微膨胀混凝土；

g、进行混凝土养护，养护完成将浇筑模板拆除。

在本发明的应用于混凝土柱的局部置换加固方法施工工程中，对于承压钢制件2而言，承压钢制件2用于起到支撑作用，且承压钢制件2承担被剔除部分混凝土上方的压力，并将压力传至下端混凝土；剔除完所有置换混凝土区域11的混凝土后将承压钢制件2一并浇筑，这在一定程度上提高了混凝土柱的强度；对于上端钢垫板31、下端钢垫板32而言，均分别用来增大承压钢制件2与混凝土的接触面积，且分别与承压钢制件2端部焊接，这样能够使得承压钢制件2更稳定支撑；对于本发明的上端高延性混凝土层51、下端高延性混凝土层而言，均可以抹平开凿处凹凸不平的混凝土，同时可以提高该部分混凝土的韧性以及耐损伤能力，并且各高高延性混凝土分别通过结构胶与相应的钢垫板粘接固定，这样可以保证承压钢制件2起到良好的支撑作用。

综合上述情况可知，相对于现有技术而言，本发明的应用于混凝土柱的局部置换加固方法具有以下优点，具体的：

1、施工简单：混凝土柱内支撑结构简单，安装便捷；剔除混凝土时只要求尽量不损坏柱内原纵向钢筋4；

2、加固成本低：承压钢制件2、钢垫板尺寸较小，花费低；

3、施工影响小、可行性高：该加固方法不需要用到大吨位千斤顶或是连层支撑大尺寸钢管，也不需要用到大功率机械；加固过程中置换出来的局部混凝土量不多，容易清理，绿色环保。

故而，本发明的应用于混凝土柱的局部置换加固方法具有具有施工便捷、支撑结构简单、工期短且成本低的优点。

具体的，针对如图2所示的缺陷混凝土柱的置换加固部分1划分方式，其局部置换加工方法包括以下步骤：

a1、根据缺陷混凝土柱的尺寸，将缺陷混凝土柱的置换加固部分1划分成四个置换混凝土区域11，并对所有置换混凝土区域11进行排序，四个置换混凝土区域11依次为第一置换混凝土区域111、第二置换混凝土区域112、第三置换混凝土区域113、第四置换混凝土区域114；其中，各置换混凝土区域11的横截面面积等于缺陷混凝土柱的置换加固部分1的横截面总面积的1/4，第一置换混凝土区域111与第三置换混凝土区域113正对布置，第二置换混凝土区域112与第四置换混凝土区域114正对布置；

b1、根据置换混凝土区域11的高度定制满足强度要求的承压钢制件2，承压钢制件2的上端部焊接有呈水平横向布置的上端钢垫板31，承压钢制件2的下端部焊接有呈水平横向布置的下端钢垫板32；

c1、对第一置换混凝土区域111进行剔除混凝土操作，在剔除混凝土过程中，保留第一置换混凝土区域111内的柱内原纵向钢筋4，并截断第一置换混凝土区域111的箍筋；

d1、于第一置换混凝土区域111内安装承压钢制件2，承压钢制件2呈竖向放置；其中，在将承压钢制件2放入至第一置换混凝土区域111内之前，于上端钢垫板31的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成上端高延性混凝土层51，于下端钢垫板32的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成下端高延性混凝土层；在将承压钢制件2放入至第一置换混凝土区域111内的过程中，上端钢垫板31通过结构胶与上端高延性混凝土层51粘接固定，下端钢垫板32通过结构胶与下端高延性混凝土层粘接固定；

e1、对第二置换混凝土区域112进行剔除混凝土操作，在剔除混凝土过程中，保留第二置换混凝土区域112内的柱内原纵向钢筋4，并截断第二置换混凝土区域112的箍筋；

f1、于第二置换混凝土区域112内安装承压钢制件2，承压钢制件2呈竖向放置；其中，在将承压钢制件2放入至第二置换混凝土区域112内之前，于上端钢垫板31的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成上端高延性混凝土层51，于下端钢垫板32的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成下端高延性混凝土层；在将承压钢制件2放入至第二置换混凝土区域112内的过程中，上端钢垫板31通过结构胶与上端高延性混凝土层51粘接固定，下端钢垫板32通过结构胶与下端高延性混凝土层粘接固定；

g1、对第三置换混凝土区域113进行剔除混凝土操作，在剔除混凝土过程中，保留第三置换混凝土区域113内的柱内原纵向钢筋4，并截断第三置换混凝土区域113的箍筋；

h1、于第三置换混凝土区域113内安装承压钢制件2，承压钢制件2呈竖向放置；其中，在将承压钢制件2放入至第三置换混凝土区域113内之前，于上端钢垫板31的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成上端高延性混凝土层51，于下端钢垫板32的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成下端高延性混凝土层；在将承压钢制件2放入至第三置换混凝土区域113内的过程中，上端钢垫板31通过结构胶与上端高延性混凝土层51粘接固定，下端钢垫板32通过结构胶与下端高延性混凝土层粘接固定；

i1、对第四置换混凝土区域114进行剔除混凝土操作，在剔除混凝土过程中，保留第四置换混凝土区域114内的柱内原纵向钢筋4，并截断第四置换混凝土区域114的箍筋；

j1、于第四置换混凝土区域114内安装承压钢制件2，承压钢制件2呈竖向放置；其中，在将承压钢制件2放入至第四置换混凝土区域114内之前，于上端钢垫板31的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成上端高延性混凝土层51，于下端钢垫板32的接触支撑位置批抹高延性混凝土以形成下端高延性混凝土层；在将承压钢制件2放入至第四置换混凝土区域114内的过程中，上端钢垫板31通过结构胶与上端高延性混凝土层51粘接固定，下端钢垫板32通过结构胶与下端高延性混凝土层粘接固定；

k1、支护浇筑模板，并于各置换混凝土区域11浇筑混凝土；其中，所浇筑的混凝土为比原缺陷混凝土柱的混凝土强度高一级的微膨胀混凝土；

l1、进行混凝土养护，养护完成将浇筑模板拆除。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。