土木工程施工中鋼筋混凝土柱加固技術(shù)分析

孫茂祥 鄭黎明

摘要：社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對建筑結(jié)構(gòu)和功能提出了更高的要求，同時，房屋建筑在長期使用中也出現(xiàn)了不同程度的開裂和破壞現(xiàn)象。由于承載力不足和使用功能的改變等因素導(dǎo)致鋼筋混凝土柱需要進(jìn)行加固改造。介紹目前土木工程施工中常見的鋼筋混凝土柱加固方式，闡述各種加固方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，為工程應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土柱;加固技術(shù);分析

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有耐火性、耐久性以及可塑性等特點(diǎn)，由于這些特點(diǎn)發(fā)揮著重要的優(yōu)勢，因此在施工的過程中被廣泛的使用。但在現(xiàn)實(shí)的施工的作業(yè)中，很多不同方面的因素都會直接間接地影響施工效果，使建筑的質(zhì)量下降，即安全性和穩(wěn)定性等性能。所以，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，應(yīng)該考慮對該過程的施工進(jìn)行加固，實(shí)施有效的應(yīng)用。由于該加工技術(shù)在一定程度上會提供性能保障，所以就較大的降低了施工的難度系數(shù)，同時，其還能夠美化建筑的外觀，極大的促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的重要性

建筑工程在施工的過程中，人們對建筑的安全問題和質(zhì)量問題都較為關(guān)注。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性能和穩(wěn)定性能，在施工的過程中，會因為天氣氣候問題受到較大的影響。所以，考慮到外界因素的影響，進(jìn)行多方面的考慮分析，結(jié)合多種現(xiàn)代施工技術(shù)，對鋼筋混凝土進(jìn)行技術(shù)上的加固，從而來提升整個建筑工程的整體性能。與此同時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)，能夠極大地提升房屋的防腐蝕性與耐久性，在很大的程度上能夠規(guī)避房屋在長期使用的過程中，出現(xiàn)房屋變形以及房屋坍塌等問題，極大的延長了房屋建筑的使用年限，保障人們住房的舒適、安全等問題。

2 對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的分析

2.1 外粘FRP材料加固法

粘貼FRP（FiberReinforcedPlastic）材料加固法是20世紀(jì)80、90年代在國外興起的一種新型加固技術(shù)，它利用樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維織物粘貼于混凝土表面來達(dá)到對結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。現(xiàn)階段在土木工程中研究和應(yīng)用較廣的主要有碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP）、芳綸纖維增強(qiáng)聚合物（AFRP）和玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物（BFRP）等。

將FRP材料水平包裹或纏繞于混凝土構(gòu)件的外圍，當(dāng)構(gòu)件承受豎向荷載時而發(fā)生橫向變形時，F(xiàn)RP可為混凝土被動提供約束力，從而提高核心混凝土的極限抗壓強(qiáng)度和極限應(yīng)變，從而改善混凝土柱的受力性能。FRP加固能有效改變混凝土柱的破壞模式，避免發(fā)生延性較差的剪切破壞，顯著改善混凝土變形能力，同時這與其他傳統(tǒng)加固方法相比，外粘纖維增強(qiáng)塑料加固法雖然具有耐腐蝕、量輕（幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重）、強(qiáng)度高、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物，但其加固后結(jié)構(gòu)延性較差，變形能力不足;另外，由于粘貼纖維材料底部樹脂為環(huán)氧類結(jié)構(gòu)膠，對溫度要求較高，易老化，需要專門的防火處理等問題存在。同時，由于單一FRP無法滿足結(jié)構(gòu)加固的需要，近年來國內(nèi)外對混雜纖維復(fù)合加固也進(jìn)行了研究與應(yīng)用。為了提高FRP材料的利用率，對FRP材料在加固前施加一定的預(yù)應(yīng)力也逐漸成為研究的一個熱點(diǎn)。

2.2 碳纖維加固技術(shù)

碳纖維材料在使用的過程中具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度、抗腐蝕、耐疲勞、穩(wěn)定性良好的特點(diǎn)，經(jīng)過工程實(shí)踐證明，在鋼筋混凝土建筑施工中應(yīng)用碳纖維加固方法能夠有效約束鋼筋混凝土的變形，增強(qiáng)建筑加固抗震效果。同時，碳纖維片本身具有強(qiáng)度高彈性大的特點(diǎn)，應(yīng)用碳纖維橫向包裹鋼筋混凝土的時候能夠有效提升建筑物的承載能力和延展能力，具體表現(xiàn)在以下兩個方面：①應(yīng)用碳纖維片進(jìn)行橫向包裹能夠提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。基于碳纖維抗拉強(qiáng)度要比鋼筋抗拉強(qiáng)度高，在使用的過程中他的配筋力也會在最大限度上提升，從而在建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的時候能夠改善建筑物變形性能。②應(yīng)用碳纖維片進(jìn)行橫向包裹還能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑物內(nèi)部混凝土的有效約束，增強(qiáng)混凝土應(yīng)力曲線的平穩(wěn)性，提升混凝土極限壓，進(jìn)而減少外界因素對混凝土的破壞。

2.3 注漿加固的技術(shù)

注漿加固技術(shù)一般是相對與建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫而言，即使用環(huán)氧脂類的密封劑加上粘合劑，對建筑的一些邊角加以修補(bǔ)固定，達(dá)到較好的房屋加固效果，從而延長建筑物的整體使用年限。應(yīng)用注漿加固技術(shù)一般表現(xiàn)為三個方面。第一，在進(jìn)行注漿的過程中，應(yīng)該進(jìn)行慢速降壓的延續(xù)灌漿操作，保證樹脂能夠充分的進(jìn)入到房屋建筑的每個角落空隙;第二，在注漿加固的操作過程中，對灌漿的數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控，遇到特殊情況時添加必要的灌漿料;第三，根據(jù)建筑裂縫大小的不同，調(diào)整好在注漿過程中使用的注漿壓力。

2.4 復(fù)合加固技術(shù)

目前，鋼筋混凝土柱補(bǔ)強(qiáng)加固所采用的外包型鋼法、碳纖維布加固法等技術(shù)雖然可以提高柱體某一方面的力學(xué)性能，但難以實(shí)現(xiàn)對其整體力學(xué)性能的提升。例如，外包型鋼法可以有效地提高混凝土柱的承載力，但卻難以約束其橫向變形。而碳纖維布加固法則可以顯著地約束混凝土柱體的橫向變形，提高其延展性，但對于柱體承載能力的提升卻是十分有限的。因此，將兩種或多種加固技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來形成一種新的復(fù)合加固技術(shù)，則可以在充分發(fā)揮各單一技術(shù)的優(yōu)勢，從整體上提升鋼筋混凝土柱的力學(xué)性能。

2.5 增大截面加固法

增大截面加固法作為一種傳統(tǒng)的加固方法，是通過增大構(gòu)件或者建筑物的截面面積和配筋來提高其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以滿足構(gòu)件正常使用要求的一種加固方法。增大截面法有四周包裹、單面加固和雙面加固等不同形式。四周包裹是在柱四周澆筑混凝土，在主要承受軸向力的結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多，單面或雙面主要針對同時又承受較大彎矩的柱結(jié)構(gòu)，在主受力面進(jìn)行增大。特別在抗震設(shè)防地區(qū)，這可使原來的強(qiáng)梁弱柱變?yōu)橛欣诳拐鸬膹?qiáng)柱弱梁結(jié)構(gòu)。

增大截面法加固柱與普通混凝土構(gòu)件在受力性能上有所不同，這是因為在增大截面加固時，一般無法進(jìn)行完全卸載，被加固柱在加固前已經(jīng)承受荷載，截面內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生了一定的應(yīng)力和應(yīng)變。新加部分在加固后并不能立即分?jǐn)傇咽┘佑诒患庸讨系暮奢d，而只能是在新增荷載作用下才開始與被加固柱共同工作，承擔(dān)荷載。這樣加固后新加部分的應(yīng)變始終滯后于原柱。當(dāng)被加固柱達(dá)到極限狀態(tài)時，新增加鋼筋和混凝土性能無法得到充分發(fā)揮，直接帶來后加固材料的利用率不高等問題，加固之前混凝土柱的應(yīng)力水平越高，加固效果就越差。

3 結(jié)語

總之，在當(dāng)前不斷發(fā)展的社會形勢下，我國建筑工程行業(yè)得到了較大的發(fā)展，在施工的過程中一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，勢必會造成嚴(yán)重的損失。本文就鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幾種加固技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了相關(guān)的闡述分析，來提升建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的多種重要性能，防止建筑物出現(xiàn)變形或裂縫的現(xiàn)象，在一定程度上促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡波，時旭東.加大截面法單面加固鋼筋混凝土柱受力性能研究[J].特種結(jié)構(gòu)，2005，22（1）：79-82.

[2]季強(qiáng)，蘇三慶，張心斌.用外包鋼筋混凝土法加固RC柱性能的試驗研究[J].工業(yè)建筑（增刊），2005（35）：945-947.

[3]熊爭氣，胡軍.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)分析[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，16：42+171.

[4]王文瑋，楊志青，李文祥，胡寶明，余晶.大跨度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主梁托梁拔柱增設(shè)鋼箱梁加固關(guān)鍵技術(shù)[J].施工技術(shù)，2018，47（04）：125～127+131.