浅谈实用钢筋混凝土柱的加固方法
摘要钢筋混凝土柱的破坏形态可分为受压破坏和受拉破坏两类，其受力破坏特征也不尽相同。

钢筋混凝土柱加固前应先判明柱的受力特征，如果是大偏心受压，则对柱的受拉一侧进行加固是较为有效的；如果是小偏心受压，则应着重对柱的受压较大的一侧进行加固。

工程中最常用的钢筋混凝土柱的加固方法是增大截面法、外包钢加固法、置换法加固法三种方法。

关键词钢筋混凝土柱加固方法
一、钢筋混凝土柱的破坏特征
1．钢筋混凝土柱的破坏形态可分为受压破坏（包括轴压柱和小偏压柱）和受拉破坏（大偏压柱）两类。

(1)轴压柱破坏形态。

轴压柱的受力过程为，在较大外荷载作用下首先出现大致与荷载作用方向平行的纵向裂缝，而后保护层混凝土起壳——剥落一混凝土被压碎——崩裂。

(2)小偏心受压柱的破坏特征。

当偏心距很小时，柱截面全部受压，一般是靠近轴向力一侧的压应力较大些。

当荷载增大后，这一侧的混凝土先被压碎（发生纵向裂缝），受压钢筋应力也达到受压强度，而另一侧的混凝土应力和钢筋应力在构件破坏时均未达到受压强度。

(3)大偏心受压柱的破坏特征。

对于大偏心受压柱，在荷载作用下受拉一侧柱的外表面首先出现横向裂缝，随着荷载的增长，裂缝不断开展、延伸，破坏前主裂缝明显，受拉钢筋的应力达到受拉屈服极限，随之拉区的横向裂缝迅速开展，并向压区延伸，导致压区面积迅速减小，最后在压区出现纵向裂缝，发生混凝土压碎破坏。

2．混凝土承载力不足的原因。

工程结构需要加固的原因很多，归纳起来有以下几个方面：(1)错误的设计、低劣的施工质量、不适当的使用、恶劣环境下的材料老化和偶然的自然侵害，使结构遭受损伤，导致结构的可靠性下降。

(2)由于功能的改变，也常常需要对结构进行加固。

功能改变既可能发生在使用阶段，也可能出现在施工阶段，应业主的要求，开发商对建造过程中的结构进行功能调整。

(3)国家设计规范的调整也会成为结构加固的原因。

由于设计标准的提高，在用结构可能不再满足现行规范的要求。

(4)重用结构的超期服役。

对于具有文物价值的工程需要通过加固尽可能延长其寿命。

二、常用加固方法
钢筋混凝土的加固方法有很多，如增大截面法、外包钢加固法、预应力撑杆加固法、置换法、外贴碳纤维加固法等，下面仅对最常用的增大截面法、外包钢加固法、置换法加固法三种方法进行阐述。

1．增大截面法加固钢筋混凝土柱。

(1)增大截面加固法是采用同种材料一钢筋混凝土，来增大原混凝土结构截面面积，达到提高结构承载能力的目的。

由于加大了原柱的混凝土截面面积及配筋量，因此这种方法不仅可提高原柱的承载力，还可降低柱子的长细比，提高柱子的刚度。

特别在抗震设防地区，这可使原来的强梁弱柱结构变为有利于抗震的强柱弱梁结构。

具体的加固方法有四周外包、单面加厚和两面加厚等加固方法。

在原柱四周浇灌钢筋混凝土外壳的加固方法，称为四周外包混凝土加固法[图l(a，b，c)]。

图l(b)是将原柱的角部保护层打去，露出角部纵筋，然后在外部配筋，浇筑成八角形，以改善加固后的外观效果。

四周外包加固法的效果较好，对于提高轴心受压及小偏心受压柱的受压承载力尤为显著。

柱子承受的弯矩较大时，往往采用仅在与弯矩作用平面垂直的两侧进行加固的方法。

如果柱子的受压面较薄弱，则应对受压面进行加固[图1(e)]；反之，应对受拉面进行加固[图(d)]，有时需两面都加固[图1(f)]。

外包后浇混凝土，以前常采用支模板浇捣的方法，目前使用较多的是喷射混凝土法。

喷射混凝土法工艺简单，施工方便，不需或只需少量模板，对截面不规则的柱表面尤为方便。

喷射混凝土粘结强度高可以满足一般结构修复加固的质量要求。

(2)构造及施工要求。

在加固柱的设计和施工中，加强新旧柱之间的结合至关重要，要确保它们能整体工作，以较好地发展它们之间的内力重分布，充分发挥新柱的作用。

为此，在加固柱的构造设计及施工时，应特别注意如下几点：
①四周外包混凝土加固法时，应将原柱表面凿毛，冲洗干净，箍筋应采用封闭箍，封闭箍筋的直径不应小于8mm，间距应符合《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》的规定。

②单面或双面增浇混凝土的方法加固时，应将原柱表面凿毛，凹凸不平不应小于6mm，并应采取下述构造措施中的一种：当新浇层混凝土较薄时，用短钢筋将加固的受力钢筋焊接在原柱的受力钢筋上。

短钢筋直径不应小于20mm，长度不应小于Sd（d为新增纵筋和原有纵向直径的较小值），各短筋的间距≤500mm；新浇层混凝土较厚时，应用U形箍筋与原柱的连接。

可用焊接法，也可用锚固法。

采用焊接法时，单面焊接长度为40d，双面焊缝长为Sd(d为U形估计箍筋直径)。

锚固法的作法是，在距柱边缘不小于3d且不小于40mm处的原柱上钻孔，孔深≥lOd，孔径应比箍筋直径大4mm，然后用环氧胶泥或环氧砂浆将箍筋锚固在原柱的钻孔内。

此外，也可先在孔内锚固直径≥lOmm的锚钉，然后再把U形箍筋焊接在锚钉上。

③新增混凝土的最小厚度≥60mm，彩喷射混凝土施工时不应小于50mm，新增纵向受力钢筋宜用带肋钢筋，最小直径应≥14mm，最大直径应≤25m。

④当采用增大纵向钢筋面积加固时，新加纵向钢筋应与原柱纵向钢筋以短筋焊接连接，焊接要求同加大纵筋面积加固梁。

⑤新增纵向受力钢筋应锚入基础，柱顶端应有锚固措施。

框架柱加固中受拉钢筋不得在楼板处切断，受压钢筋应有50%穿过楼板，新浇混凝土上部与大梁的底面需确保密实，不得有缝隙。

2．外包钢加固混凝土柱。

(1)外包钢加固，就是在混凝土柱的四角或两面包以型钢的一种加固方法（图2）。

它的优点是构件的截面尺寸增加不多，但混凝土柱的承载力可有较大幅度的提高。

对于方形或矩形柱，大多在四角包角钢，并在横向用缀板连接成整体，对于圆柱、烟囱等构件多用扁钢加套箍的办法。

外包钢加固分湿式和干式两种情况。

湿式外包钢加固，外包型钢与构件之间是采用乳胶水泥或环氧树脂化学灌浆等方法粘接，以期型钢与原构件能整体工作共同受力；干式外包钢加固，型钢与原构件之间无任何粘接，有时虽填有水泥砂浆，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，外包钢架与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力。

(2)构造要求。

混凝土柱采用外包加固时，应符合下列构造要求：外包角钢的边长不宜小于75mm;缀板截面不宜小于25mmx3mm，间距不宜大于20r(r为单根角钢截面的最小回转半径)，同时不宜大于500mm；外包角钢需通长、连续，在穿过各层楼板时不得裁断；角钢下端应伸到基础顶面，用环氧胶泥或环氧砂浆加以粘锚固；角钢上端应有足够的锚固长度，可能时上端设置与角钢焊接的的柱帽；采用环氧树脂化学灌浆外包钢加固时，缀板应紧贴混凝土表面，并与角钢平焊连接，焊好后，用环氧将型钢周围封闭，并留出气孔，再进行灌浆；采用乳胶水泥砂浆粘贴外包钢时，缀板可焊于角钢外面，乳胶含量应不少于5%；型钢表面宜抹不小于25mm厚的1:3水泥砂浆保护护层，也可采用防腐材料加以保护。

3．置换法加固混凝土柱。

(1)受火灾或因施工差错等原因引起混凝土柱的强度下降、承载力不足，需进行加固，有时不宜增大柱子尺寸，有时只要进行局部加固等都可采用置换法加固。

(2)构造规定。

置换用混凝土的强度等级应按实际计算确定，一般应比原设计强度等级至少提高一个等级，且不得低于C25。

置换的深度按计算确定，对板不应小于40mm，对于梁、柱，不应小于60mm，用喷射混凝土施工时，不应小于50mm；配制混凝土用的石子宜用坚硬的卵石或碎石，局部置换时石子的粒径不宜大于20mm，当置换深度较大时石子粒径可适当增大，但最大粒径不宜大于置换深度的三分之一，且不大于40mm。

(3)施工要求。

采用本加固方法前，根据具体情况，加固前应进行全部卸载，为确保施工安全，应进行施工阶段的结构强度验算；置换混凝土的施工应遵守下列规定，应对原混凝土存在的缺陷清理至密实部位或清理至规定深度，并将表面凿毛或打成沟槽深度不宜小于
6mm，间距不宜大于箍筋间距的二分之一。

同时应除去浮渣、尘土和松动的石子，新旧混凝土结合面应冲洗干净，浇筑混凝土前结合面应以高强度等级纯水泥或其它界面剂涂刷一道；置换混凝土宜优先采用喷射混凝土或喷射钢纤维混凝土，特别当置换深度较小时，若受条件限制，需采用人工浇注混凝土时其模板搭设以及新混凝土的浇注和养护应符合现行国家标准《混凝土工程施工及验收规范》的要求。

三、结束语
在了解混凝土柱的破坏特征、破坏原因之后，应根据柱子的外观、验算结果以及现场条件等因素选择合适的加固方法，及时进行加固。