一种受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置及其使用方法与流程

本发明属于建筑技术领域，涉及一种钢筋混凝土柱体的维修，尤其涉及一种受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置及其使用方法。

背景技术：

混凝土自问世以来，一直是主要的建筑材料之一，钢筋混凝土结构也是建筑工程中应用最为广泛的结构形式。在制作钢筋混凝土结构时，由于多种原因，很可能造成其质量不合格，而上层建筑已经建设完毕，此时，需要对存在质量问题的混凝土柱进行替换、加固等。现有技术中存在很多置换方式，但是怎么样安全的实施是现有技术未解决的技术问题。

技术实现要素：

为了能够实现安全处理钢筋混凝土柱体，处理过程可以包括对钢筋混凝土柱体的置换和或加固，为此，本发明提供一种受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置，包括牛腿、支撑钢柱，所述牛腿包括钢套、与钢套连接的钢垫板，所述钢套固定在受损钢筋混凝土柱体上方完好的柱体上；在对受损钢筋混凝土柱体进行处理时，受损钢筋混凝土柱体应受的承载力转移到支撑钢柱上，所述钢垫板位于支撑钢柱的上方，支撑钢柱与受损钢筋混凝土柱体平行设置；所述受损钢筋混凝土柱体包括待置换的混凝土柱体和或待加固的混凝土柱体，当包括待置换的混凝土柱体时，装置还包括支托，所述支托设置在待置换的混凝土柱体中的混凝土被凿除后的空间内，支托的两端分别抵住凿除待置换的混凝土柱体中混凝土后的空间的上下端面。

对支托位置的限定，所述支托分别设置在柱体的四个拐角内。

对支撑钢柱位置和个数的限定，所述受损钢筋混凝土柱体同层和水平高度下至基础层或混凝土剪力墙的所有楼层均设置有支撑钢柱。

对牛腿位置和钢垫板个数的限定，所述钢套通过对穿螺栓固定在柱体上，所述钢垫板为多块，且在钢套外边缘以环形阵列设置，钢垫板均设置待支撑钢柱的上方，所述钢垫板厚度方向上设置有栓孔，当钢套和受损钢筋混凝土柱体不在同一楼层时，装置还包括加劲肋，所述加劲肋垂直固定在钢套侧面和钢垫板上，所述栓孔内的第一锚栓还穿过楼层与支撑钢柱的顶部连接，当钢套和受损钢筋混凝土柱体在同一楼层时，所述栓孔内的第一锚栓与支撑钢柱的顶部连接。

对顶升机构的限定，相应的支撑钢柱下方的支撑垫板与楼层之间均设置有顶升机构。

优化的，所述钢套套在柱体上后，在对穿螺栓的孔内注有胶水。

优化的，所述第一锚栓为化学锚栓。

使用上述的受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置的方法，将待置换的混凝土柱体进行置换的步骤，具体如下：

sa1、确定待置换的混凝土柱体和需要置换的位置，确定钢套、牛腿和支撑钢柱的位置，并安装钢套、牛腿、支撑钢柱，直至待置换的混凝土柱体应受的承载力转移到支撑钢柱上；

sa2、凿待置换的混凝土柱体的混凝土其中一个拐角，然后在凿除的拐角内放上支托支撑，然后凿待置换的混凝土柱体的混凝土同一侧的另一拐角，然后在凿除的拐角内放上另一支托支撑；再凿除两个已放置支托的混凝土柱体的同侧的所有混凝土，然后采用设定材料灌浆浇筑，恢复待置换的混凝土柱体的原来形状；

sa3、待步骤sa2灌浆料的强度达到设计强度的设定比值后，待置换的混凝土柱体的另一测通过步骤sa2同样的方式凿除并浇筑，从而置换完成整个需要待置换的混凝土柱体。

优化的，所述待置换的混凝土柱体上还包括待加固的混凝土柱体，待加固的混凝土柱体加固的步骤位于步骤sa3后，待加固的混凝土柱体加固的步骤具体如下：

sa4、凿除待加固的混凝土柱体的从外表面到内表面的设定厚度；

sa5、使用设定材料浇筑，恢复至待加固的混凝土柱体的原来尺寸。

使用上述的受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置的方法，包括将待加固的混凝土柱体加固的步骤，具体如下：

sb1、确定需要加固的混凝土柱体和需要加固的位置，确定钢套、牛腿和支撑钢柱的位置，并安装钢套、牛腿、支撑钢柱，直至待加固的混凝土柱体应受的承载力转移到支撑钢柱上；

sb2、凿除待加固的混凝土柱体的从外表面到内表面的设定厚度；

sb3、使用设定材料浇筑，恢复至待加固的混凝土柱体的原来尺寸。

本发明的优点在于：

(1)本发明的装置和方法通过牛腿来实现支撑，并且置换钢筋混凝土柱体时使用凿除方式和支托的使用，可以保证整个过程很安全，当只是混凝土材料不合格时，不需要置换原来的钢结构，也节约了柱体整体置换时的成本，并且在凿除过程中，柱体内部的结构也起到了支撑的作用，使得需置换钢筋混凝土柱体上方的结构更加稳定，从而达到安全替换的目的。

(2)本发明中支撑钢柱不仅仅在受损钢筋混凝土柱体所在层设置，还在下方所有层设置，由于支撑钢柱在支撑上层结构时，会对下层结构施力，当下层结构中未设置支撑钢柱时，会伤害对受损钢筋混凝土柱体所在层的结构。

(3)为满足受损钢筋混凝土柱体的处理要求，本发明中的牛腿结构可以和受损钢筋混凝土柱体跨层设置也可以同层设置。

(4)本发明使用顶升机构配合来卸载受损钢筋混凝土柱体上的承载力。

(5)使用钢板来增强支托与相应的未凿除部分之间的接触面积，提高支撑效果，并且不影响后期灌浇新的混凝土。

(6)胶水用于对穿螺栓与混凝土柱体的连接。

(7)本发明中的方法是使用c60高强灌浆料和已经使用的不合格的混凝土组合，使该部分柱体的整体强度符合要求。

(8)本发明中的待步骤sa2灌浆料的强度达到设计强度的75％后就可以在另外一侧施工，保证了安全施工的情况下节约了工时。

附图说明

图1为受损钢筋混凝土柱体在建筑结构中的现状图。

图2为本发明中装置安装后的结构图。

图3为图2的设置牛腿处的局部右视图。

图4为牛腿安装在柱体上时的俯视图。

图5待置换的混凝土柱体垂直于长度方向的截面在右侧置换过程中的顺序图。

图6为待置换的混凝土柱体置换左侧部分的顺序图。

图中标注符号的含义如下：

1-梁2-受损钢筋混凝土柱体21-待置换的混凝土柱体

22-待加固的混凝土柱体23-钢结构

3-混凝土墙体4-基础层或混凝土剪力墙

5-牛腿51-钢套52-钢垫板521-栓孔53-对穿螺栓

54-加劲肋55-化学锚栓

6-支撑钢柱61-支撑垫板62-千斤顶

71-第一凿除区域72-第二凿除区域

73-第三凿除区域74-第四凿除区域

75-第一置换区域76-第二置换区域

77-第一浇筑体78-第二浇筑体

81-第一支托82-第二支托83-第三支托84-第四支托

具体实施方式

实施例1

如图1-6所示，钢筋混凝土建筑由梁1、柱体、混凝土墙体3组成。该实施例主要是提供一种受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置，该装置包括牛腿5、支撑钢柱6，所述牛腿5包括钢套51、与钢套51连接的钢垫板52。所述钢套51通过对穿螺栓53固定在受损钢筋混凝土柱体2上方完好的柱体上，优化的，所述钢套51套在柱体上后，在对穿螺栓53的孔内注有胶水。

在对受损钢筋混凝土柱体2进行处理时，受损钢筋混凝土柱体2应受的承载力转移到支撑钢柱6上，所述钢垫板52位于支撑钢柱6的上方，支撑钢柱6与受损钢筋混凝土柱体2平行设置；所述受损钢筋混凝土柱体2包括待置换的混凝土柱体21和待加固的混凝土柱体22。装置还包括支托，所述支托设置在待置换的混凝土柱体21中的混凝土被凿除后的空间内。支托的两端分别抵住凿除待置换的混凝土柱体21中混凝土后的空间的上下端面。具体的，所述支托分别设置在柱体的四个拐角内。为了提高接触支撑钢柱6两端的接触面，支托在高度方向上的两端还设置有支撑垫板61。支托在该实施例中使用的是，具体的，支托在垂直于长度方向的截面为u型，材料使用10#槽钢。支托为u型可以增大支托与浇筑的混凝土的接触面积。

所述受损钢筋混凝土柱体2同层和水平高度下至基础层或混凝土剪力墙4的所有楼层均设置有支撑钢柱6。比如，受损钢筋混凝土柱体2位于第3楼层时，且受损钢筋混凝土柱体2较长，此时牛腿5就设置在第4楼层的地板上方，基础层到第3层之间均设置支撑钢柱6，且所有支撑钢柱6竖直投影重合。

所述钢垫板52为多块，且在钢套51外边缘以环形阵列设置，在该实施例中，钢垫板52为2块，按照梁1的长度方向设置在钢套51的两侧。钢垫板52均设置待支撑钢柱6的上方，所述钢垫板52厚度方向上设置有栓孔521，钢垫板52的厚度方向与高度方向平行。当钢套51和受损钢筋混凝土柱体2不在同一楼层时，装置还包括加劲肋54，所述加劲肋54垂直固定在钢套51侧面和钢垫板52上，所述栓孔521内的第一锚栓还穿过楼层与支撑钢柱6的顶部连接，当钢套51和受损钢筋混凝土柱体2在同一楼层时，所述栓孔521内的第一锚栓与支撑钢柱6的顶部连接。在该实施例中，所述第一锚栓为化学锚栓55。

相应的支撑钢柱6下方的支撑垫板61与楼层之间均设置有顶升机构。在该实施例中，顶升机构使用千斤顶62。

实施例2

与实施例1不同在于，所述受损钢筋混凝土柱体2只包括待置换的混凝土柱体21。

实施例3

与实施例1不同在于，所述受损钢筋混凝土柱体2只包括待加固的混凝土柱体22。在该实施例中，不需要使用支托。待加固的混凝土柱体22内部的材料使用的为c20,外部凿除后使用的加固的材料为c60，从而可以保证加固后的钢筋混凝土柱体的整体强度能达到甚至高于使用材料为c35对应的强度。

实施例4

如图5-6所示，使用实施例2所述的受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置的方法，当受损钢筋混凝土柱体2只需要置换时，将待置换的混凝土柱体21置换的步骤，具体如下：

sa1、确定需要置换的混凝土柱体和需要置换的位置，确定钢套51、牛腿5和支撑钢柱6的位置，并安装钢套51、牛腿5、支撑钢柱6，直至受损钢筋混凝土柱体2应受的承载力转移到支撑钢柱6上；

sa2、凿待置换的混凝土柱体21的混凝土的一个拐角形成第一凿除区域71，保留待置换的混凝土柱体21内的钢结构23，然后在凿除的拐角内放上第一支托81支撑，然后凿待置换的混凝土柱体21的混凝土同一侧的另一拐角形成第二凿除区域72，然后在凿除的拐角内放上第二支托82支撑；再凿除两个已放置第一支托81和第二支托82的混凝土柱体的同侧的所有混凝土形成第一置换区域75，在该实施例中，为整个待置换的混凝土柱体21的一半区域，然后采用设定材料灌浆浇筑形成第一浇筑体77，恢复待置换的混凝土柱体21的原来形状；

sa3、待步骤sa2灌浆料的强度达到设计强度的设定比值后，设定值在该实施例中为75％，这样在节约工时的情况下保证质量。待置换的混凝土柱体21的另一测通过同样的方式依次凿除产生第三凿除区域73，在第三凿除区域73内放置第三支托83，凿除产生第四凿除区域74，在该区域内放置第四支托84，然后凿除待置换的混凝土柱体21的另一半区域形成第二置换区域76，最后浇筑形成第二浇筑，完成整个待置换的混凝土柱体21的置换工作。

在步骤sa2和sa3中使用的设定材料为c60高强灌浆料。

实施例5

使用实施例3所述的受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置的方法，当受损钢筋混凝土柱体2只需要加固时，将待加固的混凝土柱体22加固的步骤，具体如下：

sb1、确定需要加固的混凝土柱体和需要加固的位置，确定钢套51、牛腿5和支撑钢柱6的位置，并安装钢套51、牛腿5、支撑钢柱6，直至待加固的混凝土柱体22应受的承载力转移到支撑钢柱6上；

sb2、凿除待加固的混凝土柱体22的从外表面到内表面的设定厚度，保留待加固的混凝土柱体22内的钢结构23；

sb3、使用设定材料浇筑，恢复至待加固的混凝土柱体22的原来尺寸。

在步骤sb2中使用的设定材料为c60高强灌浆料。

实施例6

使用实施例1所述的受损钢筋混凝土柱体的托换处理装置的方法，包括待置换的混凝土柱体21和待加固的混凝土柱体22时，具体步骤如下：

sa1、确定需要置换的混凝土柱体和需要置换的位置，确定钢套51、牛腿5和支撑钢柱6的位置，并安装钢套51、牛腿5、支撑钢柱6，直至受损钢筋混凝土柱体2应受的承载力转移到支撑钢柱6上；

sa2、凿待置换的混凝土柱体21的混凝土的一个拐角形成第一凿除区域71，保留待置换的混凝土柱体21内的钢结构23，然后在凿除的拐角内放上第一支托81支撑，然后凿待置换的混凝土柱体21的混凝土同一侧的另一拐角形成第二凿除区域72，然后在凿除的拐角内放上第二支托82支撑；再凿除两个已放置第一支托81和第二支托82的混凝土柱体的同侧的所有混凝土形成第一置换区域75，在该实施例中，为整个待置换的混凝土柱体21的一半区域，然后采用设定材料灌浆浇筑形成第一浇筑体77，恢复待置换的混凝土柱体21的原来形状；

sa3、待步骤sa2灌浆料的强度达到设计强度的设定比值后，设定值在该实施例中为75％，这样在节约工时的情况下保证质量。待置换的混凝土柱体21的另一测通过同样的方式依次凿除产生第三凿除区域73，在第三凿除区域73内放置第三支托83，凿除产生第四凿除区域74，在该区域内放置第四支托84，然后凿除待置换的混凝土柱体21的另一半区域形成第二置换区域76，最后浇筑形成第二浇筑体78，完成整个待置换的混凝土柱体21的置换工作。

sa4、凿除待加固的混凝土柱体22的从外表面到内表面的设定厚度；设定厚度根据《混凝土结构加固设计规范》来计算获得。

sa5、使用设定材料浇筑，恢复至待加固的混凝土柱体22的原来尺寸。

在实施例4-6的最后，待施工结束所有置换和或加固后的混凝土达到设计强度的80％后，应对原结构进行恢复。如牛腿、支撑的拆除，各支撑和牛腿节点处的结构进行修复，清理施工现场。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。