某工程地下室柱加固设计及施工探讨

摘要：本文针对某酒店、办公及商业综合建筑地下室框架柱因业态变更导致承载能力不足的问题提加固方案。检测发现柱子有轻微裂缝、不均匀沉降导致梁柱脱离等状况，影响承载力与耐久性。设计采用增大截面及外包型钢加固法，详述加固设计、选材与施工措施，经系列施工及严控质量安全，为类似工程提供参考。

关键词：结构加固、增大截面加固法、外包型钢加固法、施工措施

一、引言

随着城市化推进，高层建筑和地下空间利用增多，特别是在已开发并具备成熟城市化布局的区域建筑结构安全与耐久性备受关注。因设计、施工、材料老化等因素，部分建筑结构使用中出现损伤，影响使用功能与安全。下文以地上25层、地下3层，建面约12万平方米的某综合性商业建筑为例，其地下室部分框架柱因建筑功能、业态变更，且施工完成放置约5年未跟进施工导致部分柱体产生裂缝、梁柱节点脱离、原设计承载能力不满足新设计荷载等问题。选用增大截面和外包型钢加固法，详细设计加固方案，涵盖材料选择、施工流程与质量控制，通过严格施工管理与安全保障，确保加固顺利，成果可为类似工程提供理论与实践参考。

二、工程概况

本工程为一座综合性商业建筑，地上25层，地下3层，总建筑面积约12万平方米，地下室主要用作停车场和设备用房以及酒店配套公区。近期结构安全检测时，发现部分地下室柱存在约0.2—0.5mm宽、柱底至2/3柱高处的纵向裂缝；部分柱子混凝土剥落，钢筋外露锈蚀，急需加固处理。

三、加固方法选用

1.增大截面加固法

增大截面加固法适用于混凝土剥落、钢筋锈蚀及承载能力不足的柱子。通过加大柱子截面，增加混凝土与钢筋用量，提升柱子抗压、抗弯、抗剪能力，解决承载不足问题，增强耐久性。新增混凝土层既能补充受损截面，又为钢筋提供新保护层，隔绝侵蚀，优化结构性能。此方法采用常见材料，来源广、价格稳，施工工艺成熟，质量控制标准完善。无论柱子类型或损伤状况如何，都能个性化设计，通用性与灵活性强，为建筑结构安全提供可靠保障。

2.外包型钢加固法

外包型钢加固法适用于地下室柱子出现裂缝、承载力不足或倾斜等结构问题的环境，尤其适用于空间受限、施工条件复杂或需快速加固的场合。该方法通过在柱子外围包裹型钢，利用型钢高强度特性，显著提升柱子抗压、抗弯和抗剪能力，有效改善整体稳定性。其施工便捷，无需大面积拆除原有结构，加固效果显著，能与原结构协同工作，还可根据损伤灵活设计型钢规格与布置方式，且耐久性好，能隔绝外界侵蚀，是一种高效、可靠的加固手段，被广泛应用于地下室柱的修复与加固工程。

四、加固设计

1.针对不同问题柱子的加固设计

1.1存在纵向裂缝的柱子

对于裂缝宽度在0.2—0.5mm，且从柱底延伸至2/3柱高处的纵向裂缝，先采用压力注浆法。选用与原混凝土兼容性良好的环氧树脂注浆料，借助专用注浆设备将其注入裂缝，填充缝隙，恢复混凝土整体性，阻止裂缝发展。待注浆达到设计强度后，采用外包型钢加固。在柱子四个角设置角钢，如根据柱子尺寸和承载能力计算，常选用L75×75×6等规格，通过间距300—500mm的缀板连接，使型钢与柱子协同工作，并在柱子和型钢贴合面均匀涂抹结构胶，确保紧密粘结。

1.2混凝土剥落、钢筋外露锈蚀的柱子

先对钢筋进行全面除锈，结合机械除锈与人工打磨，彻底清除锈迹。针对锈蚀严重、截面损失大的部位，依照等强代换原则补筋。随后采用增大截面加固法，在柱子四周支设模板，模板与原柱表面预留50—100mm间隙用于浇筑新增混凝土。新增混凝土强度等级比原混凝土高一级，如原混凝土为C30时，新增的用 C35。同时，在新增混凝土中配置适量纵向钢筋和箍筋，纵向钢筋直径和间距经计算确定，箍筋间距不大于200mm，端部1/6范围内加密，以此增强协同工作能力。

2.材料选择

2.1钢材

外包型钢采用 Q345B 钢材，凭借其高屈服强度、良好韧性与可焊性，能迅速与原柱协同，显著提升承载能力，对倾斜柱子加固时，有效增强稳定性。缀板、化学锚栓等连接件采用对应强度等级钢材，与外包型钢适配，在通过缀板连接角钢加固有裂缝柱子时，保证各部分协同受力，共同保障加固效果 。

2.2混凝土

增大截面加固法采用商品混凝土，严格控制配合比。其具有质量稳定、供应及时的优势，可保证施工的连续性。新增混凝土强度等级比原混凝土高一级，如原混凝土为 C30，新增则用 C35，以更好地补充受损截面，增强柱子承载能力和耐久性。

在初期试验过程中，发现正常25-40mm粒径的在浇筑过程中因增大截面面积过小以及新增配筋骨架过密导致填充不密实、振捣棒难以塞入柱体等原因，改进普通商品混凝土未为细骨料混凝土，并配以拆模后外裹塑料薄膜增强保湿性能以提高初期强度的措施。实际结果能够达到设计强度且表面密实，无过多轻微表面质量缺陷；但对于部分配筋截面较大的柱仍不能达到理想的外观质量，经设计确认及非原为试验后，部分柱体截面增大加固施工采用高强度灌浆料浇筑。

2.3结构胶

选用高强度、高粘结性结构胶。用于型钢与柱子粘结，确保二者紧密贴合，协同工作；也用于裂缝注浆，填充缝隙，恢复混凝土整体性。其性能指标严格符合相关规范，保障加固效果。

五、施工措施

1.施工前准备

施工前，组织技术人员熟悉施工图纸与相关规范，依据《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367—2013）等要求，对施工人员进行全面技术交底。准备好施工所需材料，如345B钢材、高强度灌浆料、结构胶等，并按规定进行材料检验，确保质量合格。同时，调试好各类施工设备，如注浆设备、切割与焊接工具等，保证设备正常运行。

2.具体施工流程

对于有纵向裂缝的柱子，先按要求进行压力注浆，控制注浆压力与速度，确保裂缝填充饱满。待注浆强度达标后，进行外包型钢施工，准确安装角钢与缀板，均匀涂抹结构胶，保证粘结牢固。

针对混凝土剥落、钢筋锈蚀的柱子，先彻底除锈补筋并涂刷阻锈剂，再支设模板，控制好模板与原柱间隙，分层浇筑新增混凝土或灌浆料，振捣密实。

3.质量控制

施工过程中，对每道工序进行严格质量检查。从原材料进场开始进行前期质量把控，如全数检查结构胶质保书、混凝土的坍落度与强度、型钢尺寸等。

对关键节点，如型钢与柱子的连接、新增钢筋的锚固等，进行重点检查，确保符合设计与规范要求。

在增大截面施工过程中，严格控制钢筋连接、植筋深度；混凝土或灌浆料浇筑质量、拆模后养护条件验收等对成品强度有决定性影响的施工工序。以确保后期使用过程中能够达到设计承载能力要求。

4.安全保障

在施工现场设置明显的安全警示标志，搭建稳固的操作平台，为施工人员配备安全帽、安全带等防护用品。在进行高处作业、动火作业时，严格遵守安全操作规程，安排专人监护，确保施工安全。

六、结语

本文针对某综合性商业建筑地下室柱子存在纵向裂缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀等结构问题，系统性提出基于增大截面法和外包型钢法的综合加固方案。施工时严格遵循《混凝土结构加固设计规范》，选用Q345B钢材、高强混凝土及结构胶，成功提高柱体承载能力与耐久性。本成果为实际工程提供技术路径，也为同类地下室结构加固积累经验。未来可探索智能化监测技术应用，或结合新型复合材料优化加固工艺。

参考文献：

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