高层建筑结构改扩建及加固施工技术

李远昊

【摘要】进入二十一世纪以来，我国的城市化进程在不断的加快，这促使城市内部的建筑实拆除的范围越来越大，但是部分建筑的使用年限并不长，就由于规划等方面问题需要进行扩建，而对于建筑进行扩建的例子如今并不少见。本篇文章主要针对高层建筑结构改扩建进行了探讨，同时还对改扩建后提出了相应的加固措施，以期为其他建筑进行改扩建的过程中提供参考。

【关键词】高层建筑；改扩建；施工工艺

在我国城市快速发展的过程中，涉及到了城市规划等方面的工作，而城市规划工作又对于建筑本身的功能需求带来了一定的影响。而以往已经建成的建筑便无法满足现代城市的规划需求，这就需要对建筑自身进行加工扩建。下文主要以某大厦的改扩建施工作为案例，来对高层建筑改扩建工程中所涉及到的施工工艺以及相应技术进行了全面详细的探讨。

一、工程概况

该大厦主楼为框架-核心筒结构体系，平面尺寸约为30.8m×41.0m，建筑高度最大为127.90m，地下一层，地上29层，本大厦的第19层、21层、23层、25层的结构柱均从东西两侧向北侧收进，到第27层东西两侧的结构柱全部收进，总建筑面积大约3万m2。项目竣工于1999年，现在为满足城市发展需要，按设计及规范要求，对该港运大厦进行改扩建。拆除原大厦的裙房部分，并拆除大厦主楼的1层、2层、5层、5层夹层楼面，新建地下1层、地上1层、4层楼面，并对19--25层的结构柱缩进部分用钢筋混凝土进行补齐处理，26层以上的部分用钢框架代替原先的钢筋混凝土框架。改建完成后，该大厦将达到132.10m高，建筑总面积也将达到47782m2，地下两层，地上32层。

二、拆除工程

2.1 钢筋混凝土结构拆除

钢筋混凝土结构拆除工作主要包括：①大厦主楼第1层、2层、5层、5层夹层板梁的拆除；②核心筒的剪力墙以及在楼板上开洞；③主楼第26—29层及以上屋面部位的混凝土结构拆除。

在对高层建筑的上部结构进行拆除的过程中，务必要严格的按照从上到下的原则来进行施工，并且要等到整个建筑外部的脚手架完全搭设完毕之后，才能够从建筑的顶部开始逐渐向下进行拆除施工。而在对建筑的下部结构以及梁等重要环节进行拆除的过程中，必须要对各个方面进行加固之后，才能够着手进行拆除。所以，整个建筑拆除顺序就是从上到下逐层进行拆除，并且要加固一层之后才能够拆除一层。

具体施工所需要执行的施工工艺：混凝土结构在进行拆除的过程中，为了能够严格保证工程工期，应当采取机械设备来进行切割，其主要的目的也是为了能够减少对结构所带来的振动破坏。在对楼板进行拆除的过程中就应当使用锯片的方式来进行切割，而对对于结构体积较大的梁、柱等环节进行拆除的过程中，就应当使用锯片的方式来进行切割，并且在切割的过程中，为了达到切割迅速的目的，还可以和排孔切割法相结合进行拆除。在使用排空法和锯片切割法相结合进行拆除的过程中，应当依据实际情况的不同来选择不同的方式，例如结构构件的截面短边小于300mm的情况下，就应当使用锯片切割法，而当构件的截面短边尺寸达到300mm及以上的情况下，就应当采取排孔切割法来进行拆除。同时，每一层在进行切割拆除的过程中，应当要按照板-梁-墙-柱顺序来依次进行切割，最大限度的避免意外事故的出现。

2.1.1下部结构拆除。为了能够切实有效的减少建筑拆除工作对于建筑结构所带来的较大影响，就必须要严格执行先对结构加固后进行拆除的原则，并且还要先把新建的楼层完全施工完毕之后，才能够对旧结构层进行拆除，此外，当就结构层的楼板、墙体等部分拆除完成，要将旧有梁、柱保留到新建楼层硬度达到一定程度之后，才能够对之前的旧框架层进行拆除。

2.1.2核心筒。这一环节的工作主要就是在建筑各个楼板井口以及剪力墙上进行开动处理，开洞工作也应该由建筑的顶部开始施工，由上到下逐层进行。在对楼板进行开洞的过程中，务必要使用锯片切割设备来进行切割，并且每次开洞切割下来的碎片重量不能够超过一吨，体积也不能够超过1.5立方米。当楼层的洞口切割完成之后，就应当使用钢管、模板等加固器具来进行支护，避免出现安全事故的可能性。而在剪力墙上进行开洞施工的过程中，应当采用排孔切割的方式来施工。

2.2 悬挑结构的拆除

该工作仅包括第27层的悬挑樓板以及悬挑梁和部分围护墙的拆除。拆除时应遵循水平方向由外向内，垂直方向由上向下的原则进行切割拆除。在对悬挑楼板进行拆除施工的过程中，由于其楼板的厚度较小，便可以直接使用锯片的方式来对其进行切割，但是由于墙体自身的高度较高，切割设备无法进行良好的固定。

三、改扩建施工

3.1 下部结构

下部结构的改建主要有：拆除原有楼面，新建地下1层、第1层、4层楼面，标高分别为5.1m，7.65m，23.8m，新建楼层结构仍为钢筋混凝土结构，新建楼面、梁体必须使用植筋法与原结构的结构柱、剪力墙相连接，对于墙体厚度无法达到植筋要求时，则可采用机械锚固方式进行植筋。

3.2 上部结构

上部结构的扩建内容有：用钢筋混凝土补齐19--25层缩进层，26层以上使用钢结构代替原来的钢筋混凝土结构，从而减轻上部结构自重，钢柱与框架柱的连接可使用钢柱外包混凝土往上延伸一层的方式，结构楼板可在75mm厚钢板上现浇75mm厚混凝土的方式。

四、加固工程

4.1 1--5层结构加固

由于下部结构1--5层的拆除，导致结构柱、剪力墙的钢筋连接错位，致使结构柱与剪力墙的承载力遭到削弱，而且，新建的楼层梁体需要与旧框架的柱、墙有效连接，所以，需要对1--5层的结构柱与剪力墙进行特别加固，对于结构柱，可采取外包100mm厚混凝土的方法处理；剪力墙核心筒，则可进行外包200mm厚混凝土进行加固，而核心筒内侧可采用内粘钢板的方法进行加固处理，具体可参照以下施工工艺：

4.1.1 柱截面加大的施工工艺：剔除柱子粉刷层--混凝土表面剔毛--钻孔植筋--绑扎钢筋--楼板开孔--支模--灌注混凝土--拆模--养护。

4.1.2 剪力墙截面加大的施工工艺：剔除剪力墙粉刷层--混凝土表面剔毛--钻孔植筋--绑扎钢筋--支模--灌注混凝土--拆模--养护。

4.2 地下室结构加固

由于地下室的层高已改变，对于外墙加固可采用在内侧加厚墙体的方法，局部梁体可根据需要采用以下两种方式加固：①梁体可粘贴碳纤维或钢板等材料；②在梁体表面外包钢筋混凝土。

五、结论

综上所述，现代高层建筑在进行改扩建的过程中，涉及到了多个方面，而整个施工体系则包含三个主要方面：拆除、新建、加固。整个改扩建工程施工期间，务必要严格按照施工设计要求来进行，同时每一个细节都应当依照相关规范来执行对应的施工工艺，只有在这样的情况下才能够确保整个扩改建工程能够顺利的施工直到工程竣工，并且还能够为工程质量提供保障，这对于我国的建筑改建施工发展来说有着极其重要的作用。

参考文献

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