CN112196303A - 混凝土柱的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土柱的加固方法，包括：在一混凝土柱的预设位置处，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内，且所述锚栓的一端位于所述混凝土柱外；安装一钢套，使所述钢套套设在所述混凝土柱上，且所述钢套与所述混凝土柱之间具有间隙以形成一填充区，将所述锚栓位于所述混凝土柱外的一端与所述钢套连接；在所述钢套的下方设置挡板以覆盖所述填充区的底部；往所述填充区内注入粘结剂以粘结所述钢套与所述混凝土柱。通过打入锚栓以增加混凝土柱的承载强度，保证混凝土柱的安全使用。并且，通过在混凝土柱外设置钢套能够平衡各个锚栓之间的受力。本发明提供的混凝土柱的加固方法还具有施工步骤简单、施工效率高以及施工成本低等优点。

Description

混凝土柱的加固方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工技术领域，尤其涉及一种混凝土柱的加固方法。

背景技术

混凝土结构建筑是建筑领域常用的结构形式，经过多年使用后，混凝土结构普遍存在一定程度的老化或损伤，且由于部分建筑使用功能调整使其使用荷载增加，安全储备明显下降，需通过合理的加固方法提高其承载力，保证安全使用。随着我国新型城市化进程的加速推进，不断增长的城市人口与不断升级的功能需求，对现代城市的建设和发展提出了许多的要求。由于钢结构建筑具有节能效果好，塑性变形能力强等优点，在建筑领域得到了飞速发展，使得既有混凝土建筑正逐步向钢结构建筑进行旧房改造。

现目前常用的改造方法包括以下两种方式：其一，对既有混凝土柱进行卸载，并替换为钢结构柱，该方法改造周期长且资源浪费严重，不符合环保理念；其二，在混凝土柱上单侧后植埋件或穿透植栓对向连接埋件，但该方式存在一定的缺陷，当原有混凝土柱截面较大时，受钻孔工艺、工具及原结构钢筋位置限制，难以形成通孔；且新增的钢筋较大及较密时，植入钢筋容易破坏原有柱混凝土，形成断层。因此需要发明一种能满足由混凝土结构向钢结构改造、节能环保、满足要求且使用的施工技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土柱的加固方法，能够提高混凝土柱的承载强度，具有施工步骤简单、施工效率高以及施工成本低等优点。

为了达到上述目的，本发明提供了一种混凝土柱的加固方法，包括：

在一混凝土柱的预设位置处，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内，且所述锚栓的一端位于所述混凝土柱外；

安装一钢套，使所述钢套套设在所述混凝土柱上，且所述钢套与所述混凝土柱之间具有间隙以形成一填充区，将所述锚栓位于所述混凝土柱外的一端与所述钢套连接；

在所述钢套的下方设置挡板以覆盖所述填充区的底部；

往所述填充区内注入粘结剂以粘结所述钢套与所述混凝土柱。

可选的，所述钢套在竖直方向上的长度小于所述混凝土柱在竖直方向上的长度。

可选的，所述混凝土柱内设置有若干钢筋，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内之前，所述混凝土柱的加固方法还包括：

查看所述混凝土柱的建筑施工图纸，分析所述混凝土柱内的钢筋的规格及分布；

通过建模分析，确定所述锚栓的打入位置，确保所述锚栓能够避开所述混凝土柱内的钢筋。

可选的，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内之后，所述混凝土柱的加固方法还包括：

对所述锚栓进行拉拔试验。

可选的，所述钢套为环形，所述锚栓沿所述钢套的周向均匀分布。

可选的，所述钢套上设置有若干通孔，所述锚栓位于所述混凝土柱外的一端位于对应的所述通孔内，所述锚栓与所述钢套通过塞焊的方式进行连接。

可选的，所述锚栓为化学锚栓。

可选的，所述挡板上均匀分布有若干漏浆孔，往所述填充区内填充粘结剂以粘结所述钢套与所述混凝土柱的步骤具体包括：

往所述填充区内填充粘结剂直至所有所述漏浆孔有粘结剂漏出；

封堵住所有所述漏浆孔；

继续往所述填充区内填充粘结剂直至所述填充区充满所述粘结剂。

可选的，所述粘结剂为环氧砂浆，所述环氧砂浆采用压力灌注的方式注入所述填充区内。

可选的，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内之前，所述混凝土柱的加固方法还包括：

对所述混凝土柱的表面进行打磨并清除所述混凝土柱表面上的杂质及污染物。

本发明提供了一种混凝土柱的加固方法，包括：在一混凝土柱的预设位置处，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内，且所述锚栓的一端位于所述混凝土柱外；安装一钢套，使所述钢套套设在所述混凝土柱上，且所述钢套与所述混凝土柱之间具有间隙以形成一填充区，将所述锚栓位于所述混凝土柱外的一端与所述钢套连接；在所述钢套的下方设置挡板以覆盖所述填充区的底部；往所述填充区内注入粘结剂以粘结所述钢套与所述混凝土柱。通过打入锚栓以增加混凝土柱的承载强度，保证加固后的混凝土柱的安全使用。并且，通过在混凝土柱外设置钢套能够平衡各个锚栓之间的受力，实现对混凝土柱的加固。本发明提供的混凝土柱的加固方法还具有施工步骤简单、施工效率高以及施工成本低等优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的混凝土柱的加固方法的步骤图；

图2为本发明实施例提供的圆柱形混凝土柱加固的剖视图；

图3为本发明实施例提供的圆柱形混凝土柱加固的俯视图；

图4为本发明实施例提供的矩形混凝土柱加固的俯视图；

其中，附图标记为：

10-混凝土柱；20-钢套；30-锚栓；40-挡板；50-粘结剂。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参照图1，并结合图2-图3，本实施例提供了一种混凝土柱的加固方法，包括：

步骤S1：在一混凝土柱10的预设位置处，将若干锚栓30垂直打入所述混凝土柱10内，且所述锚栓30的一端位于所述混凝土柱10外；

步骤S2：安装一钢套20，使所述钢套20套设在所述混凝土柱10上，且所述钢套20与所述混凝土柱10之间具有间隙以形成一填充区，将所述锚栓30位于所述混凝土柱10外的一端与所述钢套20连接；

步骤S3：在所述钢套20的下方设置挡板40以覆盖所述填充区的底部；

步骤S4：往所述填充区内注入粘结剂50以粘结所述钢套20与所述混凝土柱10。

具体的，在执行步骤S1之前，所述混凝土柱的加固方法还包括：对所述混凝土柱10的表面进行打磨并清除所述混凝土柱10表面上的杂质及污染物。通过预先对所述混凝土柱10的表面进行打磨以及对所述混凝土柱10表面进行清理以符合后续与钢套20进行粘结的要求，保证粘结的质量。

以及，在执行步骤S1之前，所述混凝土柱的加固方法还包括：查看混凝土柱10的建筑施工图纸，分析混凝土柱10内的钢筋的规格及分布；

通过建模分析，确定锚栓30的打入位置，确保锚栓30能够避开所述混凝土柱10内的钢筋。

本实施例中，由于所述混凝土柱10为钢筋混凝土柱，其内部设置有若干结构钢筋和构造钢筋，为避免打入锚栓30时间混凝土柱10内部的钢筋打断，影响混凝土柱10的结构强度，需要预先对所述混凝土柱10内的钢筋进行分析，并通过建模的方式模拟锚栓30的打入位置，以使所述锚栓30能够避开所述混凝土内部的钢筋，保证锚栓30的施工精度及施工质量。

然后执行步骤S1，在一混凝土柱10的预设位置处，将若干锚栓30垂直打入所述混凝土柱10内。通过打入锚栓30的方式以增加混凝土柱10的承载强度，保证加固后的混凝土柱10的安全使用。此外，所述锚栓30不需要贯穿所述混凝土柱10，避免了混凝土柱10截面较大时传统植锚栓30的方式难以贯穿所述混凝土柱10的问题，施工简单且快捷。

本实施例中，所述钢套20为环形，所述锚栓30沿所述钢套20的周向均匀分布。在能够避开混凝土柱10内的钢筋的前提下，尽可能的使所述锚栓30沿所述钢套20的周向均匀的打入所述混凝土柱10内，以均匀地提高所述混凝土柱10的承载强度。当然，若所述钢套20为矩形为其它形状，则所述锚栓30同样可以采用均匀分布的方式。此外，本申请对于所述锚栓30的分布方式不作限制，所述锚栓30也可采用部分对称，或者完全不对称的分布方式，可根据具体加固情况及加固要求进行确定。

请参照图2及图3，所述锚栓30分为三环，每一环包括6个锚栓30，三环锚栓30位于不同的高度。应当理解的是，本申请对于所述锚栓30的数量同样不作限制。

或者，当所述钢套20为矩形时，其锚栓30的分布可参照图4。

本实施例中，所述锚栓30为化学锚栓。化学锚栓是一种新型锚栓，是通过特制的化学粘接剂，将螺杆胶结固定于砼基材钻孔中，以实现对固定件锚固的复合件。化学锚栓相比其他锚固件，其锚固力更强，且没有膨胀应力，安装快捷，凝固迅速，能够在保证加固强度的情况下极大地节省施工时间。具体施工时，根据工程设计要求，在混凝土柱10上的相应位置钻孔，然后利用冲击钻或水钻钻孔，用专用气筒、毛刷或压缩空气机清理钻孔中的灰尘，保证孔内的清洁度，将化学锚栓的圆头朝内放入锚固孔并推至孔底，最后使用电钻及专用安装夹具，将螺杆强力旋转插入直至孔底，完成化学锚栓的打入。

将锚栓30打入混凝土柱10之后，在执行步骤S2之前，所述混凝土柱的加固方法还包括：对所述锚栓30进行拉拔试验。将现场拉拔力试验值与设计要求值进行对比，确保拉拔力满足设计及规范要求。

然后执行步骤S2，安装一钢套20，使所述钢套20套设在所述混凝土柱10上，且所述钢套20与所述混凝土柱10之间具有间隙以形成一填充区，将所述锚栓30位于所述混凝土柱10外的一端与所述钢套20连接。由于需要在所述混凝土柱10内打入锚栓30，且锚栓30是从所述混凝土柱10的四周外围打入的，通过所述钢套20能够平衡各个锚栓30之间的受力。例如，所述混凝土柱10一侧的锚栓30受到拉力，而所述混凝土柱10相对的另一侧的锚栓30受到压力，通过所述钢套20能够使得锚栓30之间的力进行相互传递以及相互作用，保证所述混凝土柱10的受力均衡。

本实施例中，所述钢套20在竖直方向上的长度小于所述混凝土柱10在竖直方向上的长度。即所述钢套20不需要完全覆盖整个混凝土柱10，只需要覆盖所述混凝土柱10受力较大，需要加固的位置即可，一般可以设置在靠近梁柱的连接节点处。采用钢套20及锚栓30对混凝土柱10进行加固，避免了对整个混凝土柱10进行更换，施工效率高，且加固成本较低，符合环保的改造理念。

应当理解的是，所述预设位置是指所述钢套20在所述混凝土柱10上的位置，可以在进行加固作业之前对混凝土柱10进行结构分析以及受力分析，并根据所述分析结构获取到所述钢套20的长度以及安装位置，保证混凝土柱10的加固满足设计要求。

所述钢套20的形状可以是环形、矩形，也可以是工字型等其他形状，其形状取决于所述混凝土柱10的形状，即所述钢套20的形状需要与所述混凝土柱10的形状相匹配以更好地提高混凝土柱10的结构强度以及承载强度。本实施例中，所述混凝土柱10为圆柱形，故所述钢套20可以为环形。

请继续参照图2，所述钢套20与所述混凝土柱10之间具有间隙。本实施例中，所述钢套20与所述混凝土柱10之间的间隙处处相等，以均匀的提高所述混凝土柱10的结构强度。由于所述钢套20及所述混凝土柱10均为圆柱形，故所述填充区也为环形。

然后将所述锚栓30位于所述混凝土柱10外的一端与所述钢套20连接。通过将所述锚栓30与所述混凝土柱10连接为一体，便于改善混凝土柱10的受力，提高混凝土柱10的结构强度。

本实施例中，根据锚栓30的打入位置，在所述钢套20上预先设置有若干通孔，使所述锚栓30位于所述混凝土柱10外的一端位于对应的所述通孔内，将所述锚栓30位于所述混凝土柱10外的一端与所述钢套20通过塞焊的方式进行连接，保证连接强度。

接着，执行步骤S3，在所述钢套20的下方设置挡板40以覆盖所述填充区的底部。由于需要对所述填充区注入粘结剂50，故可通过在钢套20下方固定一挡板40对所述填充区的底部进行阻挡。本实施例中，所述挡板40为环形构件，其可拆卸的设置在所述钢套20的下方，且所述挡板40的上表面与所述钢套20的下表面贴实，确保不漏浆。

本实施例中，所述挡板40的形式例如可以是类似于抱箍的结构，所述挡板40包括两个半环形，两个半环形分别扣合在所述混凝土柱10上以围合出一个整环，然后通过螺栓等紧固件锁紧两个半环形的连接处即可。在后续注入粘结剂50且验收合格后，将所述挡板40拆下即可，便于重复利用。

最后执行步骤S4，往所述填充区内注入粘结剂50以粘结所述钢套20与所述混凝土柱10。通过往所述填充区内注入粘结剂50保证所述钢套20与所述混凝土柱10连接牢固，满足结构受力要求。

本实施例中，所述挡板40上均匀分布有若干漏浆孔，往所述填充区内填充粘结剂50以粘结所述钢套20与所述混凝土柱10的步骤具体包括：

往所述填充区内填充粘结剂50直至所有所述漏浆孔有粘结剂50漏出；

封堵住所有所述漏浆孔；

继续往所述填充区内填充粘结剂50直至所述填充区充满所述粘结剂50。

应当理解的是，所述漏浆孔的孔径极小，其目的是为了便于确保粘结剂50是否灌注密实，减少漏浆的情况，并防止填充区内具有空腔，影响混凝土柱10的加固效果。

本实施例中，所述粘结剂50为环氧砂浆，所述环氧砂浆采用压力灌注的方式注入所述填充区内。环氧砂浆是以环氧树脂为主剂，配以促进剂等一系列助剂，经混合固化后形成一种高强度、高粘结力的固结体，能够进一步对所述混凝土柱10进行加固。且环氧砂浆的热膨胀系数与混凝土接近，故不易从这些混凝土柱10上脱开，耐久性好。当然，所述粘结剂50还可以采用其他的材质，例如高强度结构胶，本申请对此不作限制。通过压力灌注的方式能够保证环氧砂浆能够填充密实。此外，在往所述填充区内灌注环氧砂浆的过程中可以实时监测灌注环氧砂浆的饱和度。

综上，本发明提供了一种混凝土柱的加固方法，包括：在一混凝土柱的预设位置处，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内，且所述锚栓的一端位于所述混凝土柱外；安装一钢套，使所述钢套套设在所述混凝土柱上，且所述钢套与所述混凝土柱之间具有间隙以形成一填充区，将所述锚栓位于所述混凝土柱外的一端与所述钢套连接；在所述钢套的下方设置挡板以覆盖所述填充区的底部；往所述填充区内注入粘结剂以粘结所述钢套与所述混凝土柱。通过打入锚栓以增加混凝土柱的承载强度，保证加固后的混凝土柱的安全使用。并且，通过在混凝土柱外设置钢套能够平衡各个锚栓之间的受力，实现对混凝土柱的加固。本发明提供的混凝土柱的加固方法还具有施工步骤简单、施工效率高以及施工成本低等优点。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土柱的加固方法，其特征在于，包括：

在一混凝土柱的预设位置处，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内，且所述锚栓的一端位于所述混凝土柱外；

安装一钢套，使所述钢套套设在所述混凝土柱上，且所述钢套与所述混凝土柱之间具有间隙以形成一填充区，将所述锚栓位于所述混凝土柱外的一端与所述钢套连接；

在所述钢套的下方设置挡板以覆盖所述填充区的底部；

往所述填充区内注入粘结剂以粘结所述钢套与所述混凝土柱。

2.如权利要求1所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，所述钢套在竖直方向上的长度小于所述混凝土柱在竖直方向上的长度。

3.如权利要求1所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，所述混凝土柱内设置有若干钢筋，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内之前，所述混凝土柱的加固方法还包括：

查看所述混凝土柱的建筑施工图纸，分析所述混凝土柱内的钢筋的规格及分布；

通过建模分析，确定所述锚栓的打入位置，确保所述锚栓能够避开所述混凝土柱内的钢筋。

4.如权利要求1所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内之后，所述混凝土柱的加固方法还包括：

对所述锚栓进行拉拔试验。

5.如权利要求1或4所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，所述钢套为环形，所述锚栓沿所述钢套的周向均匀分布。

6.如权利要求1所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，所述钢套上设置有若干通孔，所述锚栓位于所述混凝土柱外的一端位于对应的所述通孔内，所述锚栓与所述钢套通过塞焊的方式进行连接。

7.如权利要求1所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，所述锚栓为化学锚栓。

8.如权利要求1所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，所述挡板上均匀分布有若干漏浆孔，往所述填充区内填充粘结剂以粘结所述钢套与所述混凝土柱的步骤具体包括：

往所述填充区内填充粘结剂直至所有所述漏浆孔有粘结剂漏出；

封堵住所有所述漏浆孔；

继续往所述填充区内填充粘结剂直至所述填充区充满所述粘结剂。

9.如权利要求1或8所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，所述粘结剂为环氧砂浆，所述环氧砂浆采用压力灌注的方式注入所述填充区内。

10.如权利要求1所述的混凝土柱的加固方法，其特征在于，将若干锚栓垂直打入所述混凝土柱内之前，所述混凝土柱的加固方法还包括：

对所述混凝土柱的表面进行打磨并清除所述混凝土柱表面上的杂质及污染物。

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