柱子增大截面加固法(又称外包混凝土加固法)是混凝土结构加固中最常用、最成熟的方法之一。其核心原理是通过在原有柱子外侧增加混凝土截面和配筋量,提高柱子的承载力和刚度,同时降低柱子的长细比,从而改善结构整体受力性能。

1、适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固
2、被加固构件的混凝土强度等级不应低于C13
3、加固时应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载
4、依据《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB55021-2021 和《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013 执行
根据柱子的受力特点,增大截面法有以下几种形式:
1、四面围套(四周外包):将原柱角部保护层打去,露出角部纵筋,外部配筋后浇筑成八角形或方形截面。效果最好,可明显提高轴压及小偏心受压柱的承载能力。
2、三面围套:适用于壁柱等一侧靠墙的情况。
3、两面围套:适用于角柱。
4、单面加厚:当柱子承受较大弯矩时,仅在与弯矩作用面相垂直的侧面进行加厚。偏心受压柱常采用单侧或双侧加厚。
依据《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013 和 GB55021-2021:
1、新增混凝土层最小厚度:采用现浇、自密实混凝土或灌浆料施工时不应小于60mm;采用喷射混凝土施工时不应小于50mm
2、新增混凝土强度:不应低于C20
3、钢筋要求:采用热轧带肋钢筋,柱的受力钢筋直径不应小于14mm
4、钢筋间距:新增受力钢筋与原受力钢筋的净间距不应小于25mm,并应采用短筋或箍筋与原钢筋焊接
5、箍筋设置:围套加固时应设置环形箍筋或加锚式箍筋;受拉区一侧加固时应设置U形箍筋,焊在原箍筋上
6、纵向钢筋锚固:下端应伸入基础并满足锚固要求;上端应穿过楼板与上层柱脚连接或在屋面板处封顶锚固
7、植筋要求:受构造条件限制采用植筋方式时,应采用锚固型结构胶种植,不得使用未改性的环氧类胶粘剂

1、基层处理:对原柱子表面进行凿毛处理,增加新旧混凝土之间的粘结力
2、界面处理:涂刷结构界面胶,必要时种植剪切销钉或增设剪力键,确保新旧混凝土共同工作
3、钢筋安装:根据设计要求制作并安装新增钢筋,加固楼层范围内通长设置
4、模板安装:制作并安装模板
5、混凝土浇筑:可采用现浇混凝土、自密实混凝土、喷射混凝土或掺有细石混凝土的水泥基灌浆料。浇筑时应振捣密实
6、拆模与养护:浇筑完成后进行拆模和养护,使混凝土达到设计强度
喷射混凝土法工艺简单、施工方便,不需或只需少量模板,特别适用于形状复杂的柱子表面。
1、新旧混凝土结合是关键,必须保证界面处理质量,使新旧混凝土形成整体共同工作
2、加固设计应综合考虑柱子的损伤程度、受力类型、结构位置、加固后结构自重、施工工艺和成本等因素
3、加固过程中应验算施工全过程的承载状态,必要时进行临时支撑
4、可结合其他加固方法(如粘贴碳纤维布、外包角钢等)形成综合加固方案,提高加固效果
5、加固后的设计使用年限,当加固材料含合成树脂或聚合物成分时,宜按30年考虑;要求50年时需通过耐长期应力检验