上海某老厂房的抗震加固施工

吉峰

摘要：本工程包括了多种加固方法，特种施工种类较多，包括锚杆静压桩工程、钢结构工程、种植钢筋和化学螺栓工程。

关键词：锚杆静压桩施工，钢结构插层施工，种植钢筋和化学螺栓

中图分类号：TU71 文献标识码： A

工程概况

该老厂房位于上海市静安区康定路950弄，房屋共四层，原为第一化工机械厂金工车间及食堂，建筑面积约为2200m2，结构采用双向密肋板柱结构形式，采用升板技术施工，局部为梁板结构，由第九设计院设计。根据委托方设想，拟将该房屋在底层插建一层改建为静安区统战部办公楼，作为行政业务用房。对房屋采用加设钢筋混凝土抗震墙法进行加固。

施工的主要内容

(1) 锚杆静压桩工程（单体A、B筏板基础底板新增钢筋混凝土抗震墙区域增设锚杆静压桩；约70m3的锚杆静压桩）；

(2) 混凝土工程（单体A、B外围护墙体内侧新增混凝土抗震墙和梁；单体A、B筏板基础新增钢筋混凝土抗震墙区域基础梁。混凝土总方量约为280m3）；

(3) 钢结构工程（单体A、B标高3.500m处新增钢结构插层，钢材总吨数约为30t）；

(4) 植筋（化学螺栓）工程（新建梁、抗震墙、基础梁及柱扩大截面与原有结构采用植筋连接；钢结构插层与原有结构采用种植化学螺栓连接）；

施工部署的基本原则及施工总顺序

按照“先下后上”的原则，在施工工作面互不影响的前提下，多个施工内容可同时开工，以缩短工期。垂直运输主要依靠房屋原有两部楼梯。

本工程施工内容包括：锚杆静压桩工程（筏板基础底板新增钢筋混凝土抗震墙区域增设锚杆静压桩）；混凝土工程（新增混凝土抗震墙、框架梁、柱、板及基础梁）；钢结构工程（新增钢结构插层）；植筋（化学螺栓）工程（新建柱、梁、板、抗震墙、基础梁及柱扩大截面与原有结构采用植筋连接；钢结构插层与原有结构采用种植化学螺栓连接）。

施工总流程：

首先进行锚杆静压桩工程，其余各工种间分工协作、交叉进行。植筋工程配合钢筋混凝土工程共同进行，种植化学螺栓工程配合柱扩大截面及钢结构工程共同进行。

分项工程特种施工方法和技术措施

基础加固（锚杆静压桩工程）

该单体A、B筏板基础底板新增钢筋混凝土抗震墙区域增设锚杆静压桩，桩截面尺寸为250x250mm，桩长初定为25m，控制压桩力为300kN，以压桩力控制为主。共42根桩，约70m3。基础加固平面图和详图见图1和图2：

图1 基础加固平面图

图2 基础加固详图

工程特点

锚杆静压桩的工作原理就是利用原建筑物的自重，先在基础上开凿出压桩孔和锚杆孔，然后埋设锚杆，借锚杆反力，通过反力架用千斤顶将桩逐节压入基础的压桩孔中，当压桩力达到设计要求时，再将桩与基础连接在一起，该桩便能承受上部荷载，从而减小基底土的压力，达到地基加固的目的。锚杆静压桩具有以下特点：

施工中基本无振动、无噪音、无污染。

对施工条件要求低，由于桩是分节压入的，因此可以在比较狭窄低矮的空间里进行施工。

施工时可以直接测得压桩力和桩的入土深度，桩的承载力有可靠保证。

施工机械简单轻便，不需要额外配重，成本较低，施工便捷。

施工时不影响原建筑物上部结构的安全及正常使用。

施工工艺流程

锚杆静压桩的施工工艺流程如下：

开槽排除积水开凿压桩孔与锚杆螺栓孔埋设锚杆安装反力架吊桩入位压桩施工记录压桩力与深度接桩压桩施工达到设计要求后拆除反力架截桩头、恢复基础底板顶面钢筋、清理压桩孔、清洗孔壁浇灌C40微膨胀混凝土封桩。

施工技术

压桩架安装时要保持垂直，拧紧螺帽，防止压桩架晃动。

桩尖就位时必须保持垂直，桩段就位后必须加以校正，保持与上节桩在同一轴线上,桩段倾斜率不超过1.5%。

压桩施工要一次到位，一般不得中途停顿。

压桩施工以压桩力和压桩深度双控，以压桩力控制为主。

认真做好接桩与封桩工作，锚杆静压桩采用焊接接桩。对截桩、清孔、恢复基础底板上部钢筋、浇灌C40微膨胀混凝土的每道工序均应严格控制。

切实做好现场压桩的施工记录。

新增现钢结构插层（钢结构工程）

在单体A、B标高3.500m处新增钢结构插层，钢梁采用H型钢HM450×300、HN350×175和HN250×125，楼板采用承压板，采用YXB51-342-1025型承压板。钢结构插层平面图和详图见图3：

材料验收

结构钢材须提供材料质量保证书以及型钢的出厂合格证。

材料入加工厂后，由专职质量员作外观检查，严禁出现分层及大面积凹形麻坑等现象，主要钢材为HM450×300、HN350×175和HN250×125，钢材采用Q235等级钢材。

钢结构材料表（注：H表示构高度，B表示翼缘宽度，t1表示腹板厚度，t2表示翼缘厚度，r表示

构件型号 截面尺寸(mm)

(H×B×t1×t2×r) 构件数量

(m) 单位重量

(kg/m)

HM450×300 440×300×11×18×24 124

HN350×175 350×175×7×11×16 50

HN250×125 250×125×6×9×13 29.7

放样、号料、切割

该工程放样、号料、切割等工作均在现场完成。

放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割刨边和磨平等加工余量。

号料应使用经过检查合格的样板，避免直接用钢尺所造成的过大偏差或看错尺寸而引起的不必要的损失，号料应使用与孔径相等的圆规，并打上样冲，作出标记，便于钻孔检查孔位是否正确。

该工程H型钢放样、下料、钻孔定位时应特别注意外观尺寸和加工精度，下料前必须进行排料，施工人员按排料图下料，以保证施工质量，减少材料损耗。

钢结构吊装

将钢梁卸车到各柱附近，再由内到外逐根按编号用葫芦吊装钢梁，只有当梁两端点焊牢固后，方可松钩，依次吊装其它钢梁。检验合格后进行焊接。

吊装工程安全要求：

文明施工

遵守现场安全的各项管理规定，进入现场必须带好安全帽，严禁吸烟。

构件堆放、电焊机排列整齐有序，备用的氧气、乙炔瓶放入专用笼子内，分开放置。

现场设置安全员、防火员。

保持现场卫生。

现场所有施工人员服从指挥，言行文明。

安全技术措施

构件的运输

装车时用大垫木10×10木方将构件垫稳，并用2t倒链前后两道封牢。

装车后，整体高度小于4m。

行驶速度≤40公里/小时，转弯或路面不平处≤20公里/小时。

构件与钢丝绳接触处，用胶皮垫住。

装车后，摆放位置应居车中部，前、后用2t链封牢（运中部时封三道），所有构件运输过程中要经常检查构件封车绳、倒链的情况，遇到问题及时处理。

其它

进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业必须穿防滑鞋、系安全带，凡不适合高空作业的人员，不得从事高空作业。

施工用机索具施工前由工长带领有关人员进行检验，合格后方可使用。

吊装作业人员作业中严格执行《安全规程》中“十不吊”规定，吊装前安全员应对作业人员应进行安全教育。

吊装过程中，应待构件就位后再上前操作，解开构件的吊索时应将安全带系在牢固处，防止空中坠落。

吊装作业点距离高压线不得小于2m。距低压线不得小于1m，否则应采取措施后方可施工。

在同一垂直线上，严禁上、下同时施工。

高空作业中。各类工具、配件应装入工具袋内，严禁乱扔、乱抛以防物体打击。

构件就位应平稳，避免振动和摆动，待构件紧固后方可松开吊索具。

施工用氧气瓶、乙炔瓶，必须距明火10m以上，两者相距10m 以外，避免曝晒、烧烤，搬动时禁止碰撞，以防发生火灾。

要使用合格的电气设备，并且有专门的电工负责。

焊接

采用E43××焊条，其性能应符合现行国家标准。

根据设计要求，焊缝为对接焊缝和角焊缝，对接焊缝为二级焊缝要求，角焊缝为三级焊缝要求。

挑选具有施焊压力容器资格的焊工进行施焊，保证焊接质量。

施焊前由施工员召集，焊工进行焊前技术交底，做到所焊构件心中有数。

角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起弧、熄弧、弧坑应填满。

校验及修磨

构件完成后，检验各部位是否符合设计及规范，检验项目包含焊后钢板的变形。

安装工艺

压型钢板安装：钢结构使用的压型钢板，只起支承现浇楼板的作用，也是建筑物的永久性模板,由于它满铺在钢梁上，又用电焊点焊，所以在施工过程中，它可以作为安装人员的脚手板。铺设压型钢板也必须编排施工顺序。由于压型钢板直接放在钢梁上，而有的压型钢板单件重量达200多千克，安装工人站在钢梁上铺设压型钢板比较危险，因此必须在地面把压型钢板按图纸的规格进行分区配套，这样就避免了高空水平运输，也不需高空调头，并使压型钢板各列端头的波纹都能对齐，钢筋在波沟内可以直通过去。压型钢板在轧制时，不可能把各种形状尺寸都轧齐，一般分成几大类，安装时边沿、柱角处都要在楼面上现切口。如果切口过大，灌混凝土时就要漏浆，切口大小则需切第二次，这些部位现量尺寸现画线很费时间，所以施工时用薄铁皮做样板，用样板放线切口，可加快安装速度，保证安装质量。压型钢板波纹两头留有糟口，如作为底槽在浇灌混凝土时就会漏浆，所以要用堵头板封起来。大波形压型钢板的堵头板用薄铁皮压制，用点焊焊牢，小波纹压型钢板直接用细石混凝土堵塞端头缝隙。楼板外沿及楼梯、电梯、通风口边沿用边沿板与钢梁点焊牢固，并加钢筋拉杆。

栓钉焊工艺：使用特制的栓钉焊机把一定直径和长度的螺栓或双头栓柱，以大电流（1800－2000A）在短时间（0.8-1.2s）内把栓钉焊牢在钢柱或钢梁的表面，使外包或覆盖的混凝土和钢结构结合在一起，起抗剪作用。一般有两种焊接方法，一种是栓钉直接焊在钢梁上；另一种是先熔透压型钢板，然后再焊牢在钢梁上。这两种方法要求的焊接电流、焊接时间、栓钉长度等参数不同。栓钉焊的焊枪把线、地线的连接要求也比较严格，如地线必须用螺栓拧紧在钢结构上。钢结构表表面如果有锈蚀、油漆，要用角向砂轮打磨一下，压钢板表面也不应有油漆。如对镀锌钢板进行穿透焊时，锌面也应用角向砂轮打磨一下，以免焊后产生铁锌共晶体，使栓钉和钢梁连接处的焊缝发生脆断。栓钉焊的质量检查方法是：先进行外观检查，看焊肉是否均匀饱满。有无偏焊。再用2磅重铁在栓钉焊肉比较差的一面敲击栓钉头，使栓钉弯曲15，焊肉无异常现象即为合格。如不合格则在原位稍偏处补焊1个，打弯的栓钉不必再扶正。

钢结构防火涂料涂装

4.2.7.1施工准备

按图纸设计要求采购满足耐火等级要求。

防火涂料选择合格的生产厂家,购买前检查批准文件及技术性能。

高强胶粘剂及钢防胶由厂家配套供应，按就明书使用。

彻底清除钢结构表面的灰尘、浮锈、油污。

喷涂前将操作场地清理干净，靠近门窗、隔断墙等部位，用塑料布加以保护。

4.2.7.2工艺流程

作业准备防火涂料配料、搅拌喷涂检查验收

4.2.7.3防火涂料涂装

防火涂料配料，搅拌

防火涂料的配料按购入材料的说明进行配料，并尽量做到随用随配。

搅拌时先将涂料倒入混合机加水拌合2min后，再加胶粘剂及钢防胶充分搅拌5～8 min，使稠度达到可喷程度。

喷涂

喷涂第一层厚1cm左右，晾干七~八成再喷第二层，第二层厚1~1.2cm左右为宜，晾干七~八成后再喷第三层，第三层达到所需厚度。

喷涂时喷枪要垂直于被喷钢构件，距离6~10cm左右，喷涂气压保持0.4~0.6Mpa,喷完后进行自检,厚度不够部分再补喷一次。

正式喷涂前，试喷一段，经消防部门、质监站、监理核验合格后，再大面积作业。

施工环境低于5C时不得施工，此时采取外围封闭，加温措施，施工前后48小时保持5C以上。

检查验收：喷完一个建筑层经自检合格后，将施工记录送交总包，由总包、分包、甲方（监理）三方联合核查。用带刻度的钢针抽查厚度，如发现厚度不够，补喷或铲掉重喷。用锤子敲击检查空鼓，发现空鼓应重喷。合格后办理隐藏工程验收手续。

4.2.7.4成品保护

防止碰撞损坏：防火涂料硬压后强度仍不高，施工中易碰撞部位应加经临时保护，减少损坏。

防污染：喷涂前对半成品做好保护，特别是临近喷涂部位用塑料布包好。

4.2.7.5应注意质量问题

空鼓：首先配合比要严格掌握，其层处理干净是关键，并注意分批抽检原材料粘结强度。

裂纹：环境温、温度施工时要控制好，分层喷涂时通风干燥时间要常握好。

厚薄不匀：喷涂时喷嘴角度应与构件表面垂直，距离适宜，各层喷涂应有一定的时间间隔，不可跟的过紧。

图3 插层结构平面布置示意图

植筋（化学螺栓）工程

新建梁、抗震墙、基础梁及柱扩大截面与原有结构采用植筋连接；钢结构插层与原有结构采用种植化学螺栓连接，其施工技术要点及步骤说明如下。

选用材料

钢筋：直径<10mm时为HPB235级光圆钢筋；直径≥10mm时为HRB335级带肋钢筋。

螺杆：6.8级螺杆；

锚固用胶粘结剂采用国产悍马系列A级胶，材料技术指标如下：

劈裂抗拉强度≥8.5MPa（钢对钢）拉伸抗剪强度标准值≥16MPa

抗压强度≥60MPa 抗弯强度≥50MPa

满足《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）的要求。

施工工艺流程

植筋（化学螺栓）施工流程见下图。

植筋（化学螺栓）施工流程示意图

施工技术

除去种植钢筋（化学螺栓）混凝土表面的粉刷、浮屑及灰尘，露出混凝土坚硬面，按照图纸要求的钢筋位置进行钻孔定位，对原混凝土构件内的钢筋进行大致测位，根据测得的钢筋位置对钻孔位进行适当调整，以避免钻孔时与原混凝土构件内的钢筋相遇。

用冲击电锤钻孔至要求孔深，孔深和钻孔直径按结构施工图纸要求进行，钻孔时应尽量保持空洞垂直混凝土表面。

用吹气泵清孔，将钻孔时落入孔内的灰尘清除干净，同时采用钢丝刷将洞内及洞口周围的灰尘也清理掉，以防掉入孔内影响粘结质量。待清理完毕还未植筋（化学螺栓）前用脱脂棉将洞口封闭。

按图纸要求备钢筋料，搭接长度应按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的要求进行，在同一个连接区段内，受拉钢筋的搭接接头面积百分率不应大于50％。

用植筋（化学螺栓）专用注射枪注入植筋锚固胶至孔深2/3体积；旋转插入钢筋至钻孔深度，直至锚固胶被钢筋挤压冒出洞口。插入钢筋（化学螺栓）时应尽量保持垂直。

由于植筋时有可能碰到原构件内钢筋，此时可适当将钢筋（化学螺栓）倾斜值入，以避开原有钢筋，但倾斜角度不宜大于30度。

检验方法

出具产品质量保证书；

种植前测量孔深，种植后检查鋼筋（化学螺栓）的根数、位置及垂直度，钢筋倾斜不超过30度；

施工前，委托具有专业资质的单位进行钢筋拉拔试验。拉拔试验采用在施工现场种植，采用穿心式油压千斤顶配合传感器为力源，以钢筋受力达到屈服强度时钢筋无松动、位移，周边混凝土无剥落为合格。拉拔试验数量以每种直径钢筋为一组，每组3根。拉拔试验如照片1所示；

该工程采用Ф12、Ф16、Ф20、Ф22和Ф25等五种规格的钢筋进行植筋和M24的化学螺栓，准备做6组复试，每组3根。

照片1 拉拔试验照片

结语

我公司项目部经过精心组织安排，严格控制各个施工环节，上一道工序没有经过验收合格的，不允许进行下一道工序施工。我公司对于各类进场的材料严格把关，验收合格后才挂牌使用。在各道施工工序中，特别是隐蔽工程验收，首先由施工班组自检，施工单位专职质量员验收，再报总包单位验收，最后监理单位验收，经验收合格后，再进行下一道工序的施工。

对于该工程施工内容所形成的各类资料，管理人员也仔细、详细的收集、整理齐全。

经过我公司的精心组织安排施工，该工程施工质量达到了合格等级，施工过程中无不安全事故发生。在工程施工过程中，得到了建设单位的大力支持配合以及监理单位、总包单位的大力支持和帮助，该工程得以保质保量的顺利完成。

参考文献：

上海市工程建设规范，《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2000.

国家标准，《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001.