钢筋混凝土柱改造加固的施工方法及结构与流程

本发明涉及一种钢筋混凝土柱改造加固的施工方法及结构，属于结构柱改造的技术领域。

背景技术：

随着现代化建设的不断深入，越来越多的工程进行续建、改建施工。续建、改建施工中往往涉及到主体结构的加固以及功能布局的调整，很可能涉及建筑物高度增加、楼层层数增加，相应的荷载增大。如采用增加桩基来满足地基荷载的方法，会对现有已完成的地基基础、框架柱及梁板产生较大的影响且施工难度极大，后期很大程度会造成诸多隐患。因此，在续建、改建施工中，需要对原有钢筋混凝土柱进行改造及加固。

目前，因钢结构存在着施工周期短、重量轻、材料强度高等优点，对续建、改建部分常采用钢结构，而传统的框架结构中，常采用钢筋混凝土柱作为竖向支撑。因此，如何将钢结构和原有的钢筋混凝土柱的有效整合，成为结构柱改造中亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供了一种钢筋混凝土柱改造加固的施工方法及结构，能够实现钢管柱与原钢筋混凝土柱的有效整合，能够满足建筑结构承重要求，且具有成本低廉、施工方便优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种钢筋混凝土柱改造加固的施工方法，对原钢筋混凝土柱进行截面加固，并在原钢筋混凝土柱顶部增设钢管柱，该施工方法包括：

将原钢筋混凝土柱的顶部混凝土剔除至柱顶设计标高，并将原钢筋混凝土柱的顶部纵筋切割或延长至设计高度；

沿原钢筋混凝土柱的四周设置纵向植筋，纵向植筋底部插入基础底板内、顶部高于纵筋顶部，在纵向植筋外侧立模，在模板与原钢筋混凝土柱之间浇筑灌浆料，形成灌浆加固段；

将多个预埋螺栓、多根柱芯钢筋固定在纵筋上，预埋螺栓与纵筋顶部固定并与钢管柱的柱底板上的螺栓孔相匹配，柱芯钢筋与柱底板上的过筋孔相匹配；

立模并在原钢筋混凝土柱及灌浆加固段的顶部浇筑混凝土形成现浇连接段，预埋螺栓的顶部伸出现浇连接段的顶部；

待现浇连接段的混凝土达到设计强度，吊装钢管柱，使预埋螺栓插入柱底板的螺栓孔内，柱芯钢筋穿过过筋孔插入钢管柱内，通过与预埋螺栓匹配的螺母将柱底板固定，通过钢管柱侧部的灌浆孔浇筑柱芯混凝土；

立模并浇筑现浇包覆段混凝土，所述现浇包覆段包覆所述钢管柱的底部和纵向植筋的顶部，并包覆所述灌浆孔。

进一步，多个预埋螺栓的底部先通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，多个预埋螺栓分别与钢管柱的柱底板上的螺栓孔位置及大小相匹配，直接将连接钢筋或连接钢板与纵筋焊接固定。

进一步，多个预埋螺栓及多根柱芯钢筋的底部均先通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，多个预埋螺栓分别与钢管柱的柱底板上的螺栓孔位置及大小相匹配，多根柱芯钢筋分别与钢管柱的柱底板上的过筋孔位置及大小相匹配，直接将连接钢筋或连接钢板与纵筋焊接固定。

进一步，所述基础底板的底部设置有柱墩，所述纵向植筋的底部插入到所述柱墩内。

相应地，本发明还提供了一种钢筋混凝土柱改造加固结构，包括：原钢筋混凝土柱、钢管柱以及现浇结构；所述钢管柱位于原钢筋混凝土柱上方，所述现浇结构用于实现原钢筋混凝土柱、钢管柱的牢固拼接；

所述现浇结构包括灌浆加固段、现浇连接段和现浇包覆段；所述灌浆加固段包括设置于所述原钢筋混凝土柱四周的纵向植筋，以及包覆所述纵向植筋和原钢筋混凝土柱的灌浆料，所述纵向植筋与所述原钢筋混凝土柱平行设置，底部插入基础底板内，顶部穿过现浇连接段、伸入现浇包覆段；所述现浇连接段设置于所述原钢筋混凝土柱的顶部，所述原钢筋混凝土柱的纵筋伸入所述现浇连接段，所述现浇连接段内部设置有预埋螺栓，所述预埋螺栓底部与所述纵筋固定连接，所述预埋螺栓与钢管柱柱底板上的螺栓孔相匹配；所述现浇包覆段包覆所述钢管柱的底部和纵向植筋的顶部。

进一步，所述钢管柱内部还包括柱芯钢筋和柱芯混凝土，钢管柱柱底板上设置有过筋孔，所述柱芯钢筋的底部穿过所述过筋孔伸入所述现浇连接段，所述柱芯混凝土覆盖所述柱芯钢筋。

进一步，所述预埋螺栓、柱芯钢筋通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，所述连接钢筋或连接钢板与所述纵筋焊接固定。

进一步，所述预埋螺栓通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，所述连接钢筋或连接钢板与所述纵筋焊接固定。

进一步，所述现浇连接段中还设置有水平插筋，用于与后期施工的水平结构梁连接。

进一步，所述基础底板的底部设置有柱墩，所述纵向植筋的底部插入到所述柱墩内。

本发明提供的钢筋混凝土柱改造加固的施工方法及结构，纵向植筋、灌浆加固段对原钢筋混凝土柱进行有效加固，现浇连接段的预埋螺栓实现与钢管柱柱底板的固定连接，现浇包覆段实现对钢管柱底部、柱底板、预埋螺栓的包覆，提高了拼接面的稳定性。同时，纵向植筋贯穿现浇结构的括灌浆加固段、现浇连接段和现浇包覆段，使现浇结构成为一整体结构，现浇结构还起到对原钢筋混凝土的加固作用，并提高了原钢筋混凝土、钢管柱拼接固定效果。另外，在钢管柱内设置柱芯钢筋和柱芯混凝土，柱芯钢筋底部插入现浇连接段，进一步提高了钢管柱与现浇连接段的整体性。

附图说明

图1至图6分别为钢筋混凝土柱改造加固的施工方法的示意图。

图中标号如下：

1-基础底板；2-柱墩；10-原钢筋混凝土柱；11-纵筋；12-凿除部分混凝土；

20-现浇结构，21-灌浆加固段；22-现浇连接段；23-现浇包覆段；24-纵向植筋；25-预埋螺栓；30-钢管柱；31-柱底板；32-柱芯钢筋；33-柱芯混凝土。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的钢筋混凝土柱改造加固的施工方法及结构作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种钢筋混凝土柱改造加固的施工方法，下面结合图1至图6所示，对该施工方法作进一步描述。所述施工方法主要对原钢筋混凝土柱10进行截面加固，并在原钢筋混凝土柱10顶部增设钢管柱30，该施工方法具体包括：

步骤一：如图1所示，将原钢筋混凝土柱10的顶部混凝土剔除至柱顶设计标高，并将原钢筋混凝土柱10的顶部纵筋11切割或延长至设计高度。图1中虚线标识的区域，即凿除部分混凝土12，当原钢筋混凝土柱10顶部混凝土剔除至设计标高后，而裸露的纵筋11长度达不到要求时，需要向上延长纵筋11至需要的高度，若裸露的纵筋11过长则加以切除。

步骤二：如图2所示，沿原钢筋混凝土柱10的四周设置纵向植筋24，纵向植筋24底部插入基础底板1内、顶部高于纵筋11顶部，在纵向植筋24外侧立模，在模板与原钢筋混凝土柱10之间浇筑灌浆料，形成灌浆加固段21。当基础底板1的底部设置有柱墩2时，所述纵向植筋24的底部插入到所述柱墩2内。灌浆料具有自流性好、快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀等优点，施工中可采用灌浆料对原钢筋混凝土柱10进行加固，能显著提高原钢筋混凝土柱10的承载能力。灌浆加固段21的顶面与原混凝土柱的顶部平齐，纵向植筋24的顶部高出灌浆加固段21距离，由图5中的现浇连接段22的高度及现浇包覆段23的高度决定。

步骤三：如图3所示，将多个预埋螺栓25、多根柱芯钢筋32固定在纵筋11上，预埋螺栓25与纵筋11顶部固定并与图5中的钢管柱30的柱底板31上的螺栓孔相匹配，柱芯钢筋32与柱底板31上的过筋孔相匹配。预埋螺栓25需要与柱底板31的螺栓孔相匹配，核心在于若干预埋螺栓之间的相对位置要精准，如果在施工中定位固定，会受到诸如纵向植筋24影响、人工操作、混凝土浇筑等因素的影响，优选为，多个预埋螺栓25的底部先通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，从而预先将若干预埋螺栓之间的相对位置精准固定，使预埋螺栓25分别与钢管柱30的柱底板31上的螺栓孔位置及大小相匹配，在施工中只需将连接钢筋或连接钢板与纵筋11焊接固定，这样可以保证预埋螺栓25与柱底板31上的螺栓孔位置精确匹配，且施工便捷。进一步优选为，多个预埋螺栓25及多根柱芯钢筋32的底部均先通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，多个预埋螺栓25分别与钢管柱30的柱底板31上的螺栓孔位置及大小相匹配，多根柱芯钢筋32分别与钢管柱30的柱底板31上的过筋孔位置及大小相匹配，直接将连接钢筋或连接钢板与纵筋11焊接固定。

步骤四：如图4所示，立模并在原钢筋混凝土柱10及灌浆加固段21的顶部浇筑混凝土形成现浇连接段22，预埋螺栓25的顶部伸出现浇连接段22的顶部。现浇连接段22的顶面即钢管柱30柱底板31的搁置面，应控制平整度。

步骤五：如图5所示，待现浇连接段22的混凝土达到设计强度，吊装钢管柱30，使预埋螺栓25插入柱底板31的螺栓孔内，柱底板31上设置有过筋孔，柱芯钢筋32穿过过筋孔插入钢管柱30内，通过与预埋螺栓25匹配的螺母将柱底板31固定，通过钢管柱30侧部的灌浆孔(未示出)浇筑柱芯混凝土33。柱芯混凝土33浇筑的高度要完全覆盖柱芯钢筋32。

步骤六：如图6所示，立模并浇筑现浇包覆段23混凝土，所述现浇包覆段23包覆钢管柱30的底部和纵向植筋24的顶部，并包覆所述灌浆孔。

综上所述，本发明提供的钢筋混凝土柱改造加固的施工方法，纵向植筋24、现浇结构20的灌浆加固段21对原钢筋混凝土柱10进行有效加固，现浇结构20的现浇连接段22的预埋螺栓25用于固定钢管柱30柱底板31，现浇结构20的现浇包覆段23实现对钢管柱30底部、柱底板31、预埋螺栓25的包覆，提高了拼接面的稳定性。同时，纵向植筋24贯穿现浇结构20的括灌浆加固段21、现浇连接段22和现浇包覆段23，使现浇结构20成为一整体结构，现浇结构20还起到对原钢筋混凝土的加固作用，并提高了原钢筋混凝土、钢管柱30拼接固定效果。另外，在钢管柱30内设置柱芯钢筋32和柱芯混凝土33，柱芯钢筋32底部插入现浇连接段22，进一步提高了钢管柱30与现浇连接段22的整体性。

实施例二

本发明提供了一种钢筋混凝土柱改造加固结构，下面结合图1至图6对钢筋混凝土柱改造加固结构作进一步描述。在图1至图6中，原钢筋混凝土柱10底部均设置有基础底板1，以及位于基础底板1下方的柱墩2，这只是该技术方案的一种应用，不应解释为对该技术方案的限制。

如图6所示，钢筋混凝土柱改造加固结构包括原钢筋混凝土柱10、钢管柱30以及现浇结构20；所述钢管柱30位于原钢筋混凝土柱10上方，所述现浇结构20用于实现原钢筋混凝土柱10、钢管柱30的牢固拼接。

其中，所述现浇结构20包括灌浆加固段21、现浇连接段22和现浇包覆段23。所述灌浆加固段21包括设置于所述原钢筋混凝土柱10四周的纵向植筋24，以及包覆所述纵向植筋24和原钢筋混凝土柱10的灌浆料，所述纵向植筋24与所述原钢筋混凝土柱10平行设置，底部插入基础底板1内，顶部穿过现浇连接段22、伸入现浇包覆段23。灌浆料具有自流性好、快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀等优点，施工中可采用灌浆料对原钢筋混凝土柱10进行加固，能显著提高原钢筋混凝土柱10的承载能力。

所述现浇连接段22设置于所述原钢筋混凝土柱10的顶部，原钢筋混凝土柱10的纵筋11伸入现浇连接段22。现浇连接段22内部设置有预埋螺栓25，所述预埋螺栓25底部与所述纵筋11固定连接，所述预埋螺栓25与钢管柱30柱底板31上的螺栓孔相匹配。多个预埋螺栓25均需与柱底板31上的螺栓孔对应设置，为了使预埋螺栓25与柱底板31上的螺栓孔更好地匹配，预先将预埋螺栓25的相对位置进行固定，优选为，所述预埋螺栓25通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，也就是，预先将所有预埋螺栓25通过连接钢筋或连接钢板焊接在一起，成为固定的整体结构，从而预先将若干预埋螺栓之间的相对位置精准固定，再与纵筋11焊接固定，浇筑现浇连接段22的混凝土，这样可以保证预埋螺栓25与柱底板31上的螺栓孔位置精确匹配，且施工便捷。

如图6所示，现浇包覆段23的混凝土包裹钢管柱30的底部、柱底板31、预埋螺栓25及纵向植筋24，纵向植筋24贯穿现浇结构20的括灌浆加固段21、现浇连接段22和现浇包覆段23，使现浇结构20成为一整体结构，现浇结构20还起到对原钢筋混凝土柱10的加固作用，并提高了原钢筋混凝土柱10、钢管柱30拼接固定效果。

优选的实施方式为，所述钢管柱30内部还包括柱芯钢筋32和柱芯混凝土33，钢管柱30柱底板31上设置有过筋孔，所述柱芯钢筋32的底部穿过所述过筋孔伸入所述现浇连接段22中。通过设置柱芯钢筋32和柱芯混凝土33，进一步提高了钢管柱30与现浇连接段22的整体性。进一步，钢管柱30的侧部设置有用于浇筑柱芯混凝土33的灌浆孔，在柱芯混凝土33浇筑后，现浇包覆段23覆盖所述灌浆孔。进一步，多个预埋螺栓25及多根柱芯钢筋32的底部均先通过连接钢筋或连接钢板固定为一整体，多个预埋螺栓25分别与钢管柱30的柱底板31上的螺栓孔位置及大小相匹配，多根柱芯钢筋32分别与钢管柱30的柱底板31上的过筋孔位置及大小相匹配，从而预先将若干预埋螺栓25、柱芯钢筋32之间的相对位置精准固定，直接将连接钢筋或连接钢板与纵筋11焊接固定。

优选的实施方式为，所述现浇连接段22中还设置有水平插筋(未示出)，用于与后期施工的水平结构梁连接。水平插筋的一端与纵筋11绑扎或焊接固定，另一端水平伸出现浇连接段22，后期作为水平结构梁的连接钢筋。

综上所述，本发明提供的钢筋混凝土柱改造加固结构，包括原钢筋混凝土柱10、钢管柱30以及现浇结构20，其中所述现浇结构20包括灌浆加固段21、现浇连接段22和现浇包覆段23，灌浆加固段21对原钢筋混凝土柱10进行有效加固，现浇连接段22内设置有预埋螺栓25用于固定钢管柱30，现浇包覆段23实现对钢管柱30底部、柱底板31、预埋螺栓25的包覆，提高了拼接面的稳定性。而且，纵向植筋24贯穿现浇结构20的括灌浆加固段21、现浇连接段22和现浇包覆段23，使现浇结构20成为一整体结构，提高了原钢筋混凝土、钢管柱30拼接固定效果。另外，在钢管柱30内设置柱芯钢筋32和柱芯混凝土33，柱芯钢筋32底部插入现浇连接段22，进一步提高了钢管柱30与现浇连接段22的整体性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。