柱截面加固施工技術(shù)方案及案例實(shí)錄在既有建筑的改造與加固工程中，柱作為主要承重構(gòu)件，其承載能力的可靠性直接關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)的安全。隨著使用年限的增長(zhǎng)、功能需求的變化或原始設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升，柱截面加固成為保障結(jié)構(gòu)安全、延長(zhǎng)建筑壽命的關(guān)鍵技術(shù)手段。本文將結(jié)合工程實(shí)踐，系統(tǒng)闡述柱截面加固的常用施工技術(shù)方案、關(guān)鍵工藝要點(diǎn)，并通過具體案例實(shí)錄，展現(xiàn)其在實(shí)際工程中的應(yīng)用效果與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為類似工程提供參考。一、柱截面加固技術(shù)概述與前期勘察設(shè)計(jì)柱截面加固，顧名思義，是通過增大柱的橫截面面積或在截面外部增設(shè)受力構(gòu)件，以提高其承載力和穩(wěn)定性的方法。其核心目標(biāo)在于恢復(fù)或增強(qiáng)柱子的抗壓、抗剪及延性性能。在確定加固方案前，詳盡的前期勘察與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算是不可或缺的前提。前期勘察工作需全面細(xì)致，首先要收集原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙、施工記錄及歷次改造資料，明確柱子的原始截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、配筋情況及受力狀態(tài)。其次，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，包括柱體外觀質(zhì)量檢查（如裂縫分布、碳化深度、保護(hù)層剝落情況）、混凝土強(qiáng)度回彈或鉆芯取樣檢測(cè)、鋼筋位置及數(shù)量掃描、柱垂直度及沉降觀測(cè)等。通過這些數(shù)據(jù)，結(jié)合結(jié)構(gòu)安全性鑒定結(jié)果，分析柱子的實(shí)際承載能力與設(shè)計(jì)要求的差距，為加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)。加固設(shè)計(jì)階段，則需根據(jù)勘察結(jié)果和結(jié)構(gòu)改造目標(biāo)，選擇適宜的加固方法。常用的柱截面加固方法主要有增大截面法、外包型鋼法（干式與濕式）、粘貼纖維復(fù)合材料（FRP）法等。設(shè)計(jì)過程中，需進(jìn)行精確的結(jié)構(gòu)計(jì)算，確定加固后的截面尺寸、新增鋼筋或型鋼的規(guī)格與布置、新舊材料的結(jié)合方式以及節(jié)點(diǎn)處理措施。特別要注意新舊混凝土（或型鋼與混凝土）的協(xié)同工作性能，以及加固后對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度、抗震性能可能產(chǎn)生的影響。二、常用柱截面加固施工技術(shù)方案與工藝要點(diǎn)（一）增大截面法增大截面法是最直接、應(yīng)用最廣泛的柱加固方法之一，通過在原柱四周或單側(cè)、雙側(cè)澆筑新的混凝土，并配置相應(yīng)的受力鋼筋，使新舊混凝土共同工作，從而提高柱的承載能力。1.施工工藝流程：基層處理→界面處理→新增鋼筋制作與安裝→模板支設(shè)→混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)→模板拆除與表面處理。2.關(guān)鍵工藝要點(diǎn)：*基層處理：這是確保新舊混凝土有效結(jié)合的關(guān)鍵。需將原柱表面的抹灰層、疏松混凝土、浮漿、油污等徹底清除，直至露出堅(jiān)實(shí)的混凝土基層。對(duì)于存在裂縫的部位，應(yīng)根據(jù)裂縫寬度和深度采取相應(yīng)的修補(bǔ)措施，如表面封閉、壓力注漿等。若設(shè)計(jì)要求，還需對(duì)原柱混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，形成粗糙面，以增強(qiáng)粘結(jié)力。棱角處宜鑿成圓弧狀。*界面處理：在處理好的基層表面，應(yīng)涂刷或噴射界面處理劑（如水泥基界面劑、環(huán)氧樹脂界面劑）。對(duì)于重要部位或設(shè)計(jì)有要求時(shí)，可植入抗剪鋼筋或設(shè)置銷鍵，進(jìn)一步加強(qiáng)新舊混凝土的連接。*新增鋼筋制作與安裝：新增縱向鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行。鋼筋綁扎應(yīng)牢固，保護(hù)層厚度需滿足規(guī)范要求?？v向鋼筋與原柱基礎(chǔ)或上層結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)可靠，可采用植筋、焊接或機(jī)械連接等方式。箍筋的配置應(yīng)符合抗震設(shè)計(jì)要求，加密區(qū)范圍及間距需嚴(yán)格控制。*模板支設(shè)：模板應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，拼縫嚴(yán)密，防止漏漿。采用對(duì)拉螺栓固定時(shí)，應(yīng)注意避免損傷原結(jié)構(gòu)鋼筋。模板安裝完畢后，需進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保截面尺寸、標(biāo)高、垂直度符合設(shè)計(jì)要求。*混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)：宜采用比原柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的細(xì)石混凝土或無收縮混凝土。澆筑前應(yīng)灑水濕潤(rùn)基層，但不得有積水。混凝土應(yīng)分層澆筑振搗密實(shí)，特別是邊角部位要確保振搗到位。養(yǎng)護(hù)是保證混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的關(guān)鍵，應(yīng)在澆筑完成后及時(shí)覆蓋保濕，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。（二）外包型鋼法外包型鋼法，俗稱“套箍加固法”，是在原柱四角或周邊包以型鋼（通常為角鋼或槽鋼），并在型鋼之間焊接綴板或綴條形成整體鋼骨架，通過粘結(jié)材料（如環(huán)氧樹脂砂漿或無收縮灌漿料）將型鋼與原柱緊密結(jié)合，利用型鋼骨架分擔(dān)荷載，提高柱的承載能力和延性。該方法具有加固效果顯著、施工周期短、對(duì)原結(jié)構(gòu)擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于對(duì)空間要求較高的場(chǎng)合。1.施工工藝流程：基層處理→型鋼加工與除銹→型鋼安裝與臨時(shí)固定→綴板焊接→縫隙填充（灌注粘結(jié)材料）→表面處理與防腐。2.關(guān)鍵工藝要點(diǎn)：*基層處理：與增大截面法類似，需清除原柱表面的附著物，對(duì)混凝土缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。若采用濕式外包型鋼（即型鋼與原柱之間灌注粘結(jié)材料），則原柱表面需打磨平整，露出新鮮混凝土面，并保持干燥清潔。*型鋼加工與除銹：型鋼應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸精確加工，確保長(zhǎng)度、角度準(zhǔn)確。安裝前需進(jìn)行除銹處理，通常采用噴砂或機(jī)械除銹，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的除銹等級(jí)，除銹后應(yīng)及時(shí)涂刷防銹底漆。*型鋼安裝與臨時(shí)固定：將加工好的型鋼準(zhǔn)確就位，緊貼柱面?？捎脢A具或膨脹螺栓進(jìn)行臨時(shí)固定，確保型鋼的垂直度、間距及保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求。型鋼與原柱之間的間隙應(yīng)均勻，以保證后續(xù)灌漿飽滿。*綴板焊接：綴板的規(guī)格、間距應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。焊接時(shí)應(yīng)采用合適的焊接工藝和焊條，確保焊縫質(zhì)量，避免因焊接變形導(dǎo)致型鋼移位或原柱混凝土開裂?？刹捎脤?duì)稱焊接等方法減少焊接應(yīng)力。*縫隙填充（灌注粘結(jié)材料）：對(duì)于濕式外包型鋼，此步驟至關(guān)重要。常用的粘結(jié)材料有環(huán)氧樹脂灌漿料或無收縮水泥基灌漿料。灌注前應(yīng)檢查縫隙是否暢通，必要時(shí)設(shè)置排氣孔。灌漿應(yīng)從下往上進(jìn)行，確保密實(shí)無氣泡，直至排氣孔溢出飽滿漿料為止。灌注后應(yīng)按材料要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。對(duì)于干式外包型鋼（型鋼與原柱之間無粘結(jié)材料，僅靠型鋼與綴板形成骨架受力），則需確保型鋼與柱之間的間隙均勻，并在頂部和底部采取可靠錨固措施。*表面處理與防腐：加固完成后，型鋼表面應(yīng)進(jìn)行防腐處理，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求涂刷防火涂料或裝飾面層。三、柱截面加固施工質(zhì)量控制與安全措施柱截面加固工程的質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全，必須從嚴(yán)控制。質(zhì)量控制要點(diǎn)：*材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)：所有進(jìn)場(chǎng)材料（鋼筋、型鋼、水泥、砂石、外加劑、粘結(jié)劑、灌漿料等）必須具有出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣復(fù)試，合格后方可使用。*施工過程監(jiān)督：嚴(yán)格按照施工方案和技術(shù)交底進(jìn)行操作，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵工序（如基層處理、鋼筋連接、型鋼焊接、混凝土澆筑、灌漿料灌注等）的旁站監(jiān)督和檢查。*工序交接檢驗(yàn)：上道工序完成后，必須經(jīng)檢查驗(yàn)收合格并簽署記錄后，方可進(jìn)入下道工序施工。*尺寸與位置控制：重點(diǎn)控制新增截面尺寸、鋼筋或型鋼的位置、數(shù)量、間距、保護(hù)層厚度、構(gòu)件垂直度等。*強(qiáng)度與粘結(jié)性能檢測(cè)：混凝土、灌漿料等應(yīng)按規(guī)定制作試塊，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。對(duì)于粘結(jié)性能，必要時(shí)可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)。安全文明施工措施：*施工前準(zhǔn)備：編制專項(xiàng)施工安全技術(shù)措施，對(duì)操作人員進(jìn)行安全教育和技術(shù)交底。檢查施工機(jī)具是否完好，安全防護(hù)設(shè)施是否到位。*高空作業(yè)安全：柱加固多在高空進(jìn)行，必須搭設(shè)穩(wěn)固的操作平臺(tái)或腳手架，設(shè)置安全網(wǎng)，作業(yè)人員需佩戴安全帶。嚴(yán)禁在無可靠防護(hù)的情況下冒險(xiǎn)作業(yè)。*臨時(shí)用電安全：施工現(xiàn)場(chǎng)用電應(yīng)符合規(guī)范要求，配電箱應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)器，電動(dòng)工具應(yīng)有可靠接地。*防火與防毒：對(duì)于使用焊接、切割作業(yè)時(shí)，應(yīng)清理周邊可燃物，配備滅火器材。使用環(huán)氧樹脂等化學(xué)粘結(jié)劑時(shí)，應(yīng)保持通風(fēng)良好，操作人員需佩戴防護(hù)口罩和手套。*結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐：在加固施工過程中，若原結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)發(fā)生顯著變化，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置臨時(shí)支撐，確保施工期間結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。*建筑垃圾處理：施工產(chǎn)生的建筑垃圾應(yīng)及時(shí)清理，分類堆放，保持施工現(xiàn)場(chǎng)整潔。四、柱截面加固工程案例實(shí)錄（一）案例一：某辦公樓框架柱增大截面加固工程概況：某建于上世紀(jì)九十年代的五層辦公樓，框架結(jié)構(gòu)，因使用功能調(diào)整，擬在局部樓層增設(shè)設(shè)備，導(dǎo)致部分框架柱承載力不足，需進(jìn)行加固處理。經(jīng)檢測(cè)鑒定，原柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，部分柱存在表面碳化和細(xì)微裂縫。加固方案：根據(jù)計(jì)算分析，決定對(duì)承載力不足的8根框架柱采用增大截面法加固。加固范圍為柱全高，截面尺寸由原400mm×400mm增大至500mm×500mm，新增縱向鋼筋為4根直徑20mm的HRB400E級(jí)鋼筋，箍筋采用直徑8mm的HRB400E級(jí)鋼筋，間距100mm，混凝土采用C30無收縮細(xì)石混凝土。施工要點(diǎn)與難點(diǎn)：1.基層處理：人工鑿除原柱表面碳化層及疏松混凝土，采用高壓水槍沖洗干凈，對(duì)裂縫進(jìn)行壓力灌注環(huán)氧樹脂修補(bǔ)。柱角鑿成半徑50mm的圓弧。2.植筋施工：在原柱混凝土中植入新增縱向鋼筋的錨固筋和箍筋的拉結(jié)筋。鉆孔孔徑、深度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求，清孔后注入植筋膠，插入鋼筋并靜置固化，固化后進(jìn)行抗拔試驗(yàn)。3.模板工程：考慮到層高較高（3.6m），采用18mm厚多層板作為模板，50×100mm方木作為次楞，雙鋼管作為主楞，對(duì)拉螺栓固定。模板安裝時(shí)特別注意與原結(jié)構(gòu)梁、板節(jié)點(diǎn)處的拼縫嚴(yán)密。4.混凝土澆筑：采用商品細(xì)石混凝土，坍落度控制在180±20mm。因柱高較高，采用串筒下料，分層澆筑，每層厚度不超過500mm，使用插入式振搗棒振搗密實(shí)。澆筑完成后，覆蓋塑料薄膜并灑水養(yǎng)護(hù)14天。加固效果：加固完成后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，新增混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，截面尺寸及鋼筋配置符合設(shè)計(jì)圖紙。結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)表明，加固后的柱子承載能力顯著提高，滿足了新增設(shè)備的荷載要求，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性良好。（二）案例二：某商場(chǎng)底層柱外包型鋼加固工程概況：某大型商場(chǎng)為地上四層框架結(jié)構(gòu)，因商業(yè)業(yè)態(tài)調(diào)整，底層部分區(qū)域擬改造為大型超市，原設(shè)計(jì)荷載難以滿足新的使用要求，其中6根底層框架柱需進(jìn)行加固。考慮到商場(chǎng)正常運(yùn)營(yíng)對(duì)工期和空間的限制，原柱截面尺寸為500mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。加固方案：經(jīng)綜合比較，決定采用濕式外包型鋼法加固。具體為在柱四角包L100×8角鋼，綴板采用-80×8鋼板，間距為400mm。型鋼與原柱之間灌注無收縮環(huán)氧樹脂灌漿料。施工要點(diǎn)與難點(diǎn)：1.快速施工組織：為減少對(duì)商場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的影響，選擇在夜間及非營(yíng)業(yè)時(shí)間施工，合理劃分施工段，組織多班組平行作業(yè)。2.角鋼精密切割與鉆孔：角鋼下料長(zhǎng)度精確至毫米，綴板螺栓孔采用數(shù)控鉆孔，確保安裝精度和螺栓連接緊密。3.基層處理與界面劑涂刷：原柱表面采用機(jī)械打磨除銹，露出新鮮混凝土面，用丙酮擦拭干凈后，立即涂刷專用環(huán)氧樹脂界面劑。4.型鋼安裝與臨時(shí)固定：采用特制夾具將四根角鋼初步固定在柱四角，調(diào)整垂直度和間距后，用膨脹螺栓臨時(shí)固定于樓板和地面。5.無收縮灌漿料灌注：選用高強(qiáng)度、快固化型環(huán)氧樹脂灌漿料。灌漿前在柱底部和頂部設(shè)置灌漿嘴和排氣孔，采用壓力灌漿工藝，確保角鋼與原柱之間的縫隙填充飽滿。灌漿料初凝后，及時(shí)清理溢漿。加固效果：該加固方案施工周期短，僅用兩周時(shí)間即完成所有柱子的加固。加固后柱截面增加較小，對(duì)室內(nèi)空間影響不大。型鋼與原柱協(xié)同工作良好，有效提高了柱子的承載力和延性，滿足了超市的荷載需求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。五、結(jié)論與展望柱截面加固技術(shù)是既有建筑結(jié)構(gòu)改造與升級(jí)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。增大截面法和外包型鋼法作為兩種成熟可靠的加固工藝，各具特點(diǎn)和適用范圍，在工程實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。其成功實(shí)施依賴于詳盡的前期勘察、科學(xué)的方案設(shè)計(jì)、精細(xì)的施工操作以及嚴(yán)格的質(zhì)量控制與安全管理。通過上述技術(shù)方案的闡述和工程案例的實(shí)錄可以看出