CN109457993A - 一种混凝土立柱修复加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土立柱修复加固方法，包括以下步骤：对立柱顶部的构件进行支撑；将立柱缺陷部位的混凝土凿除至主筋表面；在凿除混凝土后的部位植入钢筋；根据凿除部位的纵向尺寸制作并安装钢箍筒；在钢箍筒与混凝土凿除表面之间灌注Ⅳ类水泥基浆料；当灌浆料达到设计强度后，对灌浆部位施加预应力。本发明通过采用该方法能够对混凝土立柱进行结构修复加固，从而大大增强立柱的结构性能，同时不影响现有整体结构工程，避免对立柱进行完全拆除后重复施工，能够提高工程效率以及节约工程成本。

Description

一种混凝土立柱修复加固方法

技术领域

本发明涉及混凝土结构修复技术，特别涉及一种混凝土立柱修复加固方法。

背景技术

混凝土立柱是用钢筋混凝土材料制成的柱体结构，其是房屋、桥梁、水工等各种工程结构中最基本的承重构件，常用作楼盖的支柱、桥墩、基础柱、塔架和桁架的压杆。在混凝土立柱的施工过程中，因施工过程控制不严，有时会造成结构柱出现以下质量缺陷情况：如柱顶混凝土产生挤压破坏；柱帽下部有夹泥砂层，主筋锈蚀严重，且部分主筋弯曲未锚进梁体内或顶板内，柱身上部区段内无箍筋；柱中间段夹泥砂层等。为此，当混凝土立柱出现上述质量缺陷时，在不影响整体工程结构的前提下，如何单独对立柱进行结构修复及加固，是混凝土施工人员需要进行讨论和研究的课题。

发明内容

本发明目的在于：针对在混凝土立柱出现上述质量缺陷时，如何单独对立柱进行结构修复及加固的问题，提供一种混凝土立柱修复加固方法，通过采用该方法能够对混凝土立柱进行结构修复加固，从而大大增强立柱的结构性能，同时不影响现有整体结构工程，避免对立柱进行完全拆除后重复施工，能够提高工程效率以及节约工程成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种混凝土立柱修复加固方法，包括以下步骤：

a、对立柱顶部的构件进行支撑；

b、将立柱缺陷部位的混凝土凿除至主筋表面；

c、在凿除混凝土后的部位植入钢筋；

d、根据凿除部位的纵向尺寸制作并安装钢箍筒；

e、在钢箍筒与混凝土凿除表面之间灌注Ⅳ类水泥基浆料；

f、当灌浆料达到设计强度后，对灌浆部位施加预应力。

本发明通过对立柱顶部的构件进行支撑避免在立柱施工时引起立柱上方构件不稳，通过将立柱缺陷部位的混凝土凿除至主筋表面，并在凿除混凝土后的部位植入钢筋，增强了缺陷修补部分与原立柱的连接力，同时根据凿除部位的纵向尺寸制作并安装钢箍筒，作为立柱凿除部位的后期浇筑模板，并在钢箍筒与混凝土凿除表面之间灌注Ⅳ类水泥基浆料，当灌浆料达到设计强度后，对灌浆部位施加预应力，使得后期浇筑部位的混凝土处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度；通过采用该方法能够对混凝土立柱进行结构修复加固，从而大大增强立柱的结构性能，同时不影响现有整体结构工程，避免对立柱进行完全拆除后重复施工，能够提高工程效率以及节约工程成本。

作为本发明的优选方案，所述步骤a中是通过在立柱四周搭设满堂支架对立柱顶部的构件进行支撑，避免在立柱施工时引起立柱上方构件不稳。

作为本发明的优选方案，所述步骤b中先对柱身缺陷区段进行划线，然后进行切割后，再凿除混凝土。通过对立柱缺陷区段进行划线切割，可以更好地区分立柱缺陷区与非缺陷区，避免凿除混凝土时影响立柱非缺陷区段。

作为本发明的优选方案，所述步骤c中植入的钢筋沿立柱径向布置且沿立柱纵向有多层，相邻层的钢筋错位布置，且钢筋外露长度需根据所凿除混凝土厚度进行确定，从而增强修复部分混凝土与原立柱的连接力，避免受压后修复部分混凝土脱落。

作为本发明的优选方案，所述步骤c中对立柱顶部的构件进行钻孔并植入钢筋，且钢筋沿立柱纵筋方向延伸并与纵筋进行焊接，钢筋外露长度需根据现场纵筋长度而定。通过对立柱顶部的构件进行钻孔并植入钢筋，且钢筋沿立柱纵筋方向延伸并与纵筋进行焊接，从而克服原有立柱纵筋发生弯曲而没有锚进立柱顶部构件的问题。

作为本发明的优选方案，所述步骤c中在凿除混凝土部位设置箍筋，且箍筋与立柱纵筋进行焊接，该箍筋可以对原有立柱纵筋以及植筋进行箍紧，有利于提高立柱的整体抗压性能。

作为本发明的优选方案，所述步骤d中的钢箍筒为两个半圆环构成，其上设有用于将两个半圆环拼装成圆环的连接耳，在连接耳与钢箍筒之间还设有加强筋板。通过将钢箍筒设计为两个半圆环并由连接耳相连构成，便于安装在立柱凿除部位，同时作为立柱凿除部位的后期浇筑模板。

作为本发明的优选方案，所述步骤d中的钢箍筒内径略小于原立柱直径，方便后续进行箍筒校正安装。

作为本发明的优选方案，所述步骤d中钢箍筒安装前需在混凝土凿除表面涂刷界面胶，其具有超强的粘接力，优良的耐水性，耐老化性，能提高灌浆料对凿除表面的粘结强度，可有效避免修复部分空鼓、脱落、收缩开裂等问题。

作为本发明的优选方案，所述步骤f中施加预应力是指通过钢箍筒变形而对灌浆部位施加压应力。采用这种方式对灌浆部位混凝土进行施加预应力，预应力施加简单方便，无需再额外设置预应力筋。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过对立柱顶部的构件进行支撑避免在立柱施工时引起立柱上方构件不稳，通过将立柱缺陷部位的混凝土凿除至主筋表面，并在凿除混凝土后的部位植入钢筋，增强了缺陷修补部分与原立柱的连接力，同时根据凿除部位的纵向尺寸制作并安装钢箍筒，作为立柱凿除部位的后期浇筑模板，并在钢箍筒与混凝土凿除表面之间灌注Ⅳ类水泥基浆料，当灌浆料达到设计强度后，对灌浆部位施加预应力，使得后期浇筑部位的混凝土处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度；通过采用该方法能够对混凝土立柱进行结构修复加固，从而大大增强立柱的结构性能，同时不影响现有整体结构工程，避免对立柱进行完全拆除后重复施工，能够提高工程效率以及节约工程成本；

2、通过将植入钢筋增强修复部分的混凝土与原立柱混凝土的连接力，避免受压后修复部分混凝土脱落；

3、通过对立柱顶部的构件进行钻孔并植入钢筋，且钢筋沿立柱纵筋方向延伸并与纵筋进行焊接，从而克服原有立柱纵筋发生弯曲而没有锚进立柱顶部构件的问题；

4、通过钢箍筒变形而对灌浆部位施加压应力，采用这种方式对灌浆部位混凝土进行施加预应力，预应力施加简单方便，无需再额外设置预应力筋。

附图说明

图1为本发明中的立柱纵向示意图。

图2为本发明中的立柱横向示意图。

图3为图2中的A处局部示意图。

图4为本发明混凝土立柱修复加固工艺流程图。

图中标记：1-原立柱，11-原立柱纵筋，12-混凝土凿除表面，2-构件，3-横向植筋，4-纵向植筋，5-箍筋，6-钢箍筒，61-连接耳，62-加强筋板，63-螺栓孔，7-高强度螺栓，8-Ⅳ类水泥基浆料。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

本实施例提供一种混凝土立柱修复加固方法；

如图1-图4所示，本实施例中的混凝土立柱修复加固方法，包括以下步骤：

a、对原立柱1顶部的构件2进行支撑；

b、将立柱缺陷部位的混凝土凿除至主筋表面；

c、在凿除混凝土后的部位植入钢筋；

d、根据凿除部位的纵向尺寸制作并安装钢箍筒6；

e、在钢箍筒与混凝土凿除表面之间灌注Ⅳ类水泥基浆料8；

f、当灌浆料达到设计强度后，对灌浆部位施加预应力。

本发明通过对立柱顶部的构件进行支撑避免在立柱施工时引起立柱上方构件不稳，通过将立柱缺陷部位的混凝土凿除至主筋表面，并在凿除混凝土后的部位植入钢筋，增强了缺陷修补部分与原立柱的连接力，同时根据凿除部位的纵向尺寸制作并安装钢箍筒，作为立柱凿除部位的后期浇筑模板，并在钢箍筒与混凝土凿除表面之间灌注Ⅳ类水泥基浆料，当灌浆料达到设计强度后，对灌浆部位施加预应力，使得后期浇筑部位的混凝土处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度；通过采用该方法能够对混凝土立柱进行结构修复加固，从而大大增强立柱的结构性能，同时不影响现有整体结构工程，避免对立柱进行完全拆除后重复施工，能够提高工程效率以及节约工程成本。

本实施例中，所述步骤a中是通过在立柱四周搭设满堂支架对立柱顶部的构件进行支撑，避免在立柱施工时引起立柱上方构件不稳。当立柱顶部为顶板时，在结构柱外围一跨范围内搭设满堂支撑脚手架，将结构顶板进行支撑，经结构受力计算，立杆和水平杆采用φ48×3.0的扣件式钢管脚手架，立杆间距为1000mm×1000mm,立杆下部铺设35mm厚、长4米木板，纵横向水平步距为1.2m，第一道距离地面0.2米，最后一道水平杆距顶板底0.3米，立杆顶部采用顶托支撑，顶托上部加设35mm×80mm木方，木方铺装完成后，调节顶托，使木方与顶板板底部紧密接触，架体每隔6米及架体外侧均设置剪刀撑，剪刀撑设置角度45-60°。当立柱顶部为梁时，在凿除柱身混凝土前，为保证原结构的安全性及稳定性，在梁下部搭设支撑脚手架，经结构受力计算，立杆和水平杆采用φ48×3.0的扣件式钢管脚手架，立杆间距为900mm×600mm,立杆下部铺设35mm厚、长4米木板，纵横向水平步距为1.0m，第一道距离地面0.2米，最后一道水平杆距顶板底0.3米，立杆顶部采用顶托支撑，顶托上部加设35mm×80mm木方，木方铺装完成后，调节顶托，使木方与中板底部紧密接触，架体外侧由底到顶设置剪刀撑，剪刀撑设置角度45-60°。

本实施例中，所述步骤b中在进行混凝土切割时，根据缺陷质量排查，确定柱身质量缺陷区段，弹好墨线，然后采用切割机进行切割，切割深度不宜过深，10mm-15mm为宜，防止切断原立柱纵筋11。在进行混凝土凿除时，采用电镐对夹泥沙层及松散混凝土进行凿除并清理干净，当柱身上部无箍筋时，凿除柱身无箍筋区段表面混凝土至纵筋表面，凿除完成后，用水冲洗干净。通过对立柱缺陷区段进行划线切割，可以更好地区分立柱缺陷区与非缺陷区，避免凿除混凝土时影响立柱非缺陷区段。

本实施例中，所述步骤c中植入的钢筋沿立柱径向布置，相邻层的钢筋错位布置，即横向植筋3，植入深度为10倍钢筋直径，且钢筋外露长度需根据所凿除混凝土厚度进行确定，即钢筋外露长度略小于凿除混凝土厚度，从而增强修复部分的混凝土与原立柱混凝土的连接力，避免受压后修复部分混凝土脱落。在钻植筋孔时，采用红油漆点点的方法定出植筋的位置，水平布置6根钻孔植筋的深度为100mm，植筋沿立柱周向均布，且沿立柱纵向设置多层植筋，相邻层的钢筋错位布置。在植筋前需采用注胶器将已配制好的结构胶注入植筋孔内，注入量为孔深2/3，将钢筋按顺时针方向旋转插至孔底，以孔口有少量结构胶溢出为准。

本实施例中，所述步骤c中对立柱顶部的构件进行钻孔并植入钢筋，即纵向植筋4，钢筋外露长度需根据现场纵筋长度而定，即钢筋外露长度要满足与原柱纵筋焊接搭接长度，钢筋型号同原柱纵筋，植入深度为20倍钢筋直径，且钢筋沿立柱纵筋方向延伸并与纵筋进行焊接，焊接搭接长度为10倍钢筋直径。通过对立柱顶部的构件进行钻孔并植入钢筋，且钢筋沿立柱纵筋方向延伸并与纵筋进行焊接，从而克服原有立柱纵筋发生弯曲而没有锚进立柱顶部构件的问题。

本实施例中，所述步骤c中在凿除混凝土部位设置箍筋5，且箍筋与立柱纵筋进行焊接，该箍筋可以对原有立柱纵筋以及植筋进行箍紧，有利于提高立柱的整体抗压性能。

本实施例中，所述步骤d中的钢箍筒6为两个半圆环构成，钢箍筒内径略小于原立柱直径，方便后续进行箍筒校正安装，其上设有用于将两个半圆环拼装成圆环的连接耳61，在连接耳与钢箍筒之间还设有加强筋板62。钢箍筒采用Q235-8mm钢板加工成半圆型，其内径比原立柱直径小40mm，钢箍筒长度根据现场所测实际数据而定，连接耳采用10mm厚钢板与半圆环进行焊接，在连接耳61上开设螺栓孔63，加强筋板采用10mm厚钢板与钢箍筒和连接耳进行焊接。通过将钢箍筒设计为两个半圆环并由连接耳相连构成，便于安装在立柱凿除部位，同时作为立柱凿除部位的后期浇筑模板。

本实施例中，所述步骤d中钢箍筒安装前需在混凝土凿除表面12涂刷界面胶，其具有超强的粘接力，优良的耐水性，耐老化性，能提高灌浆料对凿除表面的粘结强度，可有效避免修复部分空鼓、脱落、收缩开裂等问题。在柱帽或梁侧边开设灌浆口，为了保证结构不被破坏，宽度50mm-80mm为宜。为做到不漏浆，上下各在箍筒边线粘一道双面胶。钢箍筒吊装安装相对困难，采用手拉葫芦吊装人工配合定位安装，钢箍筒吊至安装部位后，人工将两个半圆环合拢一端，上下各上一颗10.9级M20高强螺栓固定，再合拢另一端固定，同时预留5mm缝隙，注浆前中间填塞海绵条。根据下部切割线进行定位，定位完成后，根据螺栓孔位插入螺栓固定，拧紧螺栓，为保证各螺栓受力均匀，拧螺栓时，由螺栓中央顺序向外拧紧。螺栓紧固完成后，在灌浆口安装料斗，料斗采用模板制作成凹槽，方便灌浆，具体高度根据现场实际情况而定。

本实施例中，所述步骤e中在水泥基灌浆材料拌合时，应按照产品要求的用水量加水。水泥基灌浆材料宜采用机械拌合，拌合时宜先加人2/3的水拌合3min，然后加入剩余水量掺合直至均匀。若生产厂家对产品有具体拌合要求，应按其要求进行拌合，拌合地点宜靠近灌浆地点。灌浆应从一侧进行灌浆，直到从另一侧溢出为止，不得从相对两侧同时进行灌浆，灌浆开始后，必须连续进行，并尽可能缩短灌浆时间。在灌注前，先用快速堵漏剂将钢箍筒下部缝隙进行封堵，防止漏浆。灌浆过程中严禁振捣，可适当插捣，将拌合均匀的灌浆材料灌人箍筒中并适当敲击箍筒。当另一侧溢出浆料时，用快速堵漏剂将箍筒顶部缝隙封堵，再次灌注灌浆料，将料斗灌满，浇筑高度应高于箍筒顶部10cm为宜，保证修复加固区段浆液饱满密实。

本实施例中，所述步骤f中施加预应力是指通过钢箍筒变形而对灌浆部位施加压应力。采用这种方式对灌浆部位混凝土进行施加预应力，预应力施加简单方便，无需再额外设置预应力筋。当灌浆料达到设计强度后，用电子扭力扳手紧固高强度螺栓7，其初拧值为187N.m，终拧值为374N.m。在螺栓拧紧后钢箍筒会产生变形，钢箍筒内壁对灌浆部位混凝土施加压应力，且压应力方向均朝向立柱中心。高强度螺栓的初拧、终拧应在同一天完成，连接处的螺栓应按一定的顺序施拧，一般由螺栓中央顺序向外拧紧。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、对立柱顶部的构件进行支撑；

b、将立柱缺陷部位的混凝土凿除至主筋表面；

c、在凿除混凝土后的部位植入钢筋；

d、根据凿除部位的纵向尺寸制作并安装钢箍筒；

e、在钢箍筒与混凝土凿除表面之间灌注Ⅳ类水泥基浆料；

f、当灌浆料达到设计强度后，对灌浆部位施加预应力。

2.根据权利要求1所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤a中是通过在立柱四周搭设满堂支架对立柱顶部的构件进行支撑。

3.根据权利要求1所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤b中先对柱身缺陷区段进行划线，然后进行切割后，再凿除混凝土。

4.根据权利要求1所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤c中植入的钢筋沿立柱径向布置且沿立柱纵向有多层，相邻层的钢筋错位布置，且钢筋外露长度需根据所凿除混凝土厚度进行确定。

5.根据权利要求1所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤c中对立柱顶部的构件进行钻孔并植入钢筋，且钢筋沿立柱纵筋方向延伸并与纵筋进行焊接，钢筋外露长度需根据现场纵筋长度而定。

6.根据权利要求5所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤c中在凿除混凝土部位设置箍筋，且箍筋与立柱纵筋进行焊接。

7.根据权利要求1所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤d中的钢箍筒为两个半圆环构成，其上设有用于将两个半圆环拼装成圆环的连接耳，在连接耳与钢箍筒之间还设有加强筋板。

8.根据权利要求7所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤d中的钢箍筒内径略小于原立柱直径。

9.根据权利要求1所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤d中钢箍筒安装前需在混凝土凿除表面涂刷界面胶。

10.根据权利要求1所述的混凝土立柱修复加固方法，其特征在于，所述步骤f中施加预应力是指通过钢箍筒变形而对灌浆部位施加压应力。