[摘 要] 当柱的强度降低较大时，采用常规的加固措施其费用非常高且加固效果明显。本文结合某地下车库加固改造工程，详细介绍了混凝土柱的置换改造技术。

　　[关键词] 框架柱 改造 置换

　　1 工程概况

　　某地下车库平面总投影面积为16044m2，边柱和中柱的截面尺寸分别为500mm ×500mm和550mm 550mm，主梁的截面尺寸为500mm ×900mm（b×h ），顶板厚度为250mm。梁、板、柱的混凝土设计强度均为C35，主要采用商品混凝土浇筑，部分柱采用现场搅拌的混凝土浇筑。然而，由于管理和操作失误，采用现场搅拌混凝土浇筑的柱中，有4根柱的强度未达到C15，强度降低非常严重。谨慎起见，对强度低于C15的混凝土柱，采用了置换改造处理方案。所谓置换改造，即将原来柱的混凝土完全凿除，保留钢筋，用高于设计强度一个等级的混凝土（C40）重新进行浇筑。

　　2 混凝土柱置换改造方案

　　拆除已经形成整体的框架结构柱，可谓"牵一发而动全身"之举。方案从总体的高度把握了以下几个的关键点：（1）对原有结构的卸载；（2）梁柱节点核心区和柱脚的处理；（3）梁端新老混凝土结合面的处理。

　　2.1 对原有结构的卸载

　　结构柱在梁、板等自重作用下，已经产生内力，如果直接拆除结构柱，结构有垮塌的危险。因此，必须对柱进行卸载处理，即采用临时支承体系代替柱受力。卸载方式采用脚手架和千斤顶配合的方法进行。脚手架在需要拆除的结构柱相邻区格内满堂布置，脚手架的搭设参数通过计算确定。在需要拆除的结构柱旁边，设置千斤顶进行卸载有两个作用：一是提供一个刚性支点，二是可以控制梁端与柱连接位置的标高。脚手架和千斤顶的布置示意图见图1所示。

　　满堂脚手架采用的扣件式钢管脚手架，其搭设参数为：纵横向间距均为1.2m，局部0.8m～1.0m；脚手架步距为1.5m；横向剪刀撑每隔4跨布置以加强满堂架的整体性；梁底保险起见，脚手架立杆采用双立杆。满堂脚手架的稳定性主要通过保证立杆的稳定性和加强构造实现。

　　脚手架立杆的稳定性验算如下：

　　1） 荷载

　　梁、板和脚手架自重和施工活荷载（ ），所以脚手架立杆轴力设计值为：

　　脚手架立杆按轴心受压构件验算其稳定性。脚手架钢管按截面参数为：， 。经计算， ,查表《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》[1]附录C得： 。立杆稳定性验算：

　　2.2 梁、柱节点核心区和柱脚的处理

　　如果只将柱凿除并重新浇筑，柱与梁及柱与基础的连接部位将是结构的一个薄弱环节，两者均并不能实现刚性连接，而是改变了原有结构体系的受力特点，结构的承载力和安全性都降低了。所以，应将梁、柱节点核心区及柱与基础连接部位的部分混凝土清除，将其与结构柱一起重新浇筑，以保证结构的整体性能。

　　节点核心区的置换范围对结构重新浇筑后的受力性能有着极大的影响，如果不能合理确定，不仅节点附近的抗剪能力下降，而且即使柱与节点一起重新浇筑，却不能形成刚接。参照装配整体式混凝土结构[2]的特点，一般预制梁在柱上均有一定的搁置范围，所以，不宜将混凝土柱外包尺寸范围内的梁柱节点核心区混凝土全部清除。本工程核心区混凝土置换范围为400mm400mm，梁在柱外包尺寸投影范围内每边均有75mm的搁置长度(图1和图2)。这样处理，不仅解决了新老混凝土粘结面的抗剪问题，而且保证了梁柱节点的刚性连接。

　　对于柱与基础连接节点，凿除了50mm厚混凝土底板混凝土，清理干净后，与混凝土柱一起重新浇筑。

　　2.3新老混凝土结合面的处理

　　新老混凝土结合面进行凿毛处理，以增加粘结力。同时在新浇筑的C40混凝土中掺入了适量的减水剂和膨胀剂，一方面减少了混凝土的收缩，另一方面增加了咬合作用。

　　3合理的施工组织

　　为保证工程顺利实施，合理的施工组织是至关重要的：

　　（1）搭设脚手架和布置千斤顶

　　脚手架的搭设应当留出清除混凝土柱的作业空间，一边不宜小于800mm，但也不宜过大，以防梁端悬挑过长。脚手架立杆与梁或板接触可采用用可调托支撑，以保证轴心受力或接近轴心受力。

　　（2）凿除柱、节点核心区及柱脚部分的混凝土

　　在梁柱节点核心区弹出混凝土置换范围边线，作业时严格控制不得超过该范围。混凝土清除采用机械和人工配合工作，施工中注意保护梁、板、柱的钢筋。凿除的混凝土运出过程中，应严格控制不得碰撞脚手架钢管。

　　（3）清理梁、板的结合部位

　　待混凝土清除完工后，需要仔细将结合面凿毛，然后用钢丝刷将结合面清理干净，并用鼓风机吹除结合面的灰尘。

　　（4）立模、混凝土及养护

　　为精确控制柱尺寸，所有模板均采用新采购的胶合木模板。新浇混凝土质量严格遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》[3]的要求，尤其注意核心区的混凝土要振捣密实。混凝土浇筑完成后，在顶板上部混凝土凿除缺口处采用草帘覆盖，并树立标志牌。

　　4、结语

　　钢筋混凝土柱的置换改造法加固在国内的工程实例中并不多见。然而，通过精心设计、慎重施工、严格管理，本工程得以顺利实施。

　　参考文献(References)

　　[1]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，JGJ130-2001

　　[2]混凝土结构设计规范，GB50010-2002

　　[3]混凝土结构工程施工质量验收规范，GB50204-2002