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　　[摘 要] 當柱的強度降低較大時，采用常規(guī)的加固措施其費用非常高且加固效果明顯。本文結合某地下車庫加固改造工程，詳細介紹了混凝土柱的置換改造技術。

　　[關鍵詞] 框架柱 改造 置換

　　1 工程概況

　　某地下車庫平面總投影面積為16044m2，邊柱和中柱的截面尺寸分別為500mm ×500mm和550mm 550mm，主梁的截面尺寸為500mm ×900mm（b×h ），頂板厚度為250mm。梁、板、柱的混凝土設計強度均為C35，主要采用商品混凝土澆筑，部分柱采用現場攪拌的混凝土澆筑。然而，由于管理和操作失誤，采用現場攪拌混凝土澆筑的柱中，有4根柱的強度未達到C15，強度降低非常嚴重。謹慎起見，對強度低于C15的混凝土柱，采用了置換改造處理方案。所謂置換改造，即將原來柱的混凝土完全鑿除，保留鋼筋，用高于設計強度一個等級的混凝土（C40）重新進行澆筑。

　　2 混凝土柱置換改造方案

　　拆除已經形成整體的框架結構柱，可謂"牽一發(fā)而動全身"之舉。方案從總體的高度把握了以下幾個的關鍵點：（1）對原有結構的卸載；（2）梁柱節(jié)點核心區(qū)和柱腳的處理；（3）梁端新老混凝土結合面的處理。

　　2.1 對原有結構的卸載

　　結構柱在梁、板等自重作用下，已經產生內力，如果直接拆除結構柱，結構有垮塌的危險。因此，必須對柱進行卸載處理，即采用臨時支承體系代替柱受力。卸載方式采用腳手架和千斤頂配合的方法進行。腳手架在需要拆除的結構柱相鄰區(qū)格內滿堂布置，腳手架的搭設參數通過計算確定。在需要拆除的結構柱旁邊，設置千斤頂進行卸載有兩個作用：一是提供一個剛性支點，二是可以控制梁端與柱連接位置的標高。腳手架和千斤頂的布置示意圖見圖1所示。

　　滿堂腳手架采用的扣件式鋼管腳手架，其搭設參數為：縱橫向間距均為1.2m，局部0.8m～1.0m；腳手架步距為1.5m；橫向剪刀撐每隔4跨布置以加強滿堂架的整體性；梁底保險起見，腳手架立桿采用雙立桿。滿堂腳手架的穩(wěn)定性主要通過保證立桿的穩(wěn)定性和加強構造實現。

　　腳手架立桿的穩(wěn)定性驗算如下：

　　1） 荷載

　　梁、板和腳手架自重和施工活荷載（ ），所以腳手架立桿軸力設計值為：

　　腳手架立桿按軸心受壓構件驗算其穩(wěn)定性。腳手架鋼管按截面參數為：， 。經計算， ,查表《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》[1]附錄C得： 。立桿穩(wěn)定性驗算：

　　2.2 梁、柱節(jié)點核心區(qū)和柱腳的處理

　　如果只將柱鑿除并重新澆筑，柱與梁及柱與基礎的連接部位將是結構的一個薄弱環(huán)節(jié)，兩者均并不能實現剛性連接，而是改變了原有結構體系的受力特點，結構的承載力和安全性都降低了。所以，應將梁、柱節(jié)點核心區(qū)及柱與基礎連接部位的部分混凝土清除，將其與結構柱一起重新澆筑，以保證結構的整體性能。

　　節(jié)點核心區(qū)的置換范圍對結構重新澆筑后的受力性能有著極大的影響，如果不能合理確定，不僅節(jié)點附近的抗剪能力下降，而且即使柱與節(jié)點一起重新澆筑，卻不能形成剛接。參照裝配整體式混凝土結構[2]的特點，一般預制梁在柱上均有一定的擱置范圍，所以，不宜將混凝土柱外包尺寸范圍內的梁柱節(jié)點核心區(qū)混凝土全部清除。本工程核心區(qū)混凝土置換范圍為400mm400mm，梁在柱外包尺寸投影范圍內每邊均有75mm的擱置長度(圖1和圖2)。這樣處理，不僅解決了新老混凝土粘結面的抗剪問題，而且保證了梁柱節(jié)點的剛性連接。

　　對于柱與基礎連接節(jié)點，鑿除了50mm厚混凝土底板混凝土，清理干凈后，與混凝土柱一起重新澆筑。

　　2.3新老混凝土結合面的處理

　　新老混凝土結合面進行鑿毛處理，以增加粘結力。同時在新澆筑的C40混凝土中摻入了適量的減水劑和膨脹劑，一方面減少了混凝土的收縮，另一方面增加了咬合作用。

　　3合理的施工組織

　　為保證工程順利實施，合理的施工組織是至關重要的：

　　（1）搭設腳手架和布置千斤頂

　　腳手架的搭設應當留出清除混凝土柱的作業(yè)空間，一邊不宜小于800mm，但也不宜過大，以防梁端懸挑過長。腳手架立桿與梁或板接觸可采用用可調托支撐，以保證軸心受力或接近軸心受力。

　　（2）鑿除柱、節(jié)點核心區(qū)及柱腳部分的混凝土

　　在梁柱節(jié)點核心區(qū)彈出混凝土置換范圍邊線，作業(yè)時嚴格控制不得超過該范圍。混凝土清除采用機械和人工配合工作，施工中注意保護梁、板、柱的鋼筋。鑿除的混凝土運出過程中，應嚴格控制不得碰撞腳手架鋼管。

　　（3）清理梁、板的結合部位

　　待混凝土清除完工后，需要仔細將結合面鑿毛，然后用鋼絲刷將結合面清理干凈，并用鼓風機吹除結合面的灰塵。

　　（4）立模、混凝土及養(yǎng)護

　　為精確控制柱尺寸，所有模板均采用新采購的膠合木模板。新澆混凝土質量嚴格遵守《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》[3]的要求，尤其注意核心區(qū)的混凝土要振搗密實。混凝土澆筑完成后，在頂板上部混凝土鑿除缺口處采用草簾覆蓋，并樹立標志牌。

　　4、結語

　　鋼筋混凝土柱的置換改造法加固在國內的工程實例中并不多見。然而，通過精心設計、慎重施工、嚴格管理，本工程得以順利實施。

　　參考文獻(References)

　　[1]建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范，JGJ130-2001

　　[2]混凝土結構設計規(guī)范，GB50010-2002

　　[3]混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范，GB50204-2002