构件扩大截面施工法在工程结构加固中的技术应用

2016-06-03史有为

甘肃科技纵横 2016年5期

关键词：工程结构构件

史有为

（甘肃第七建设集团股份有限公司，甘肃　兰州　730000）

构件扩大截面施工法在工程结构加固中的技术应用

史有为

（甘肃第七建设集团股份有限公司，甘肃兰州730000）

摘要：随着我国大规模城市化进程的逐步深入，众多旧有建筑由于建筑年代、使用年限、自然灾害、原设计估计不足等诸多因素影响，已经不能满足生产生活需要以及社会发展的步伐，若一味地拆除，将产生巨大的资源浪费和重新建设的巨大投资，而且旧建筑拆除后产生大量的建筑垃圾，不但严重污染城市周边的环境，更与所提倡的绿色施工相悖。其次，一些建筑物因历史、人文等方面的特殊性，为了保持文化的延续性和建筑的正常使用功能或改善功能，工程结构加固改造将逐步凸现其重要性。此外，随着经济建设的发展，不少既有建筑物需要增加房屋高度、提高使用荷载、加大空间、加层等的改造。所以建筑加固技术应用已是建筑施工势在必行的一项技术手段。

关键词：构件；加大截面；工程结构

DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.05.019

1　概述

中科大厦工程始建于1989年，原设计地下二层，地上十八层，一至八层为商铺，后由于建设单位资金链问题，施工至八层封顶后停工，2010年复工。复工后建设单位对八层以下进行了结构加固，并重新进行分隔布局。

根据本工程设计，需将原有的八层以下内外墙体全部拆除后，对其原结构进行加固改造。加固后，重新进行墙体砌筑和精装修。原有八层以下为框架剪力墙结构，层高5.2 m，由大截面框架梁柱及核芯筒剪力墙组成，框架柱截面600 mm×600 mm、600 mm×800 mm，加固后的柱截面尺寸为800 mm×800 mm、800 mm×1 000 mm，（见图1）新增截面混凝土强度为C40。

2　扩大截面施工法的介绍

扩大截面加固法采用将原结构适当增加配置钢筋，通过新旧钢筋之间的焊接连接，保证配筋的正常工作，增加原结构尺寸，在外侧新浇筑材料强度等级较高的细石混凝土，以此来提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性。施工中可根据现场实际操作的需要以及构件的受力特征与尺寸设计为单面、双面、三面以及四面包套的加固。

3　施工工艺及技术

3.1工艺流程

原结构加固部位定位放线—加固柱、墙周围梁、板开洞—原结构凿毛—剔除松散颗粒，清灰—纵、横向钢筋植筋、安装—界面处理—模板安装—混凝土浇注、养护。

3.2施工技术要点

（1）根据设计图纸对原结构进行轴线网测设，将轴线控制线控制网弹至楼板面，以此为依据放出需加固构件的轴线位置，再将构件加固后的轮廓线及模板控制线弹出，作为楼板开洞、钢筋绑扎、模板安装的控制线。

（2）按照施工放线所弹出的控制线，对柱、墙四周梁板进行开洞，开洞采用电镐，拆除时仅将混凝土凿出，对梁板的钢筋不予破坏，对于尺寸大于400 mm或两端均断开的梁，在开洞前应对洞口进行临时支撑，以减少施工荷载及自身荷载对原构件梁板的损失。

（3）对混凝土构件表面进行凿毛处理，先清除被加固柱表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，再将原混凝土构件的棱角打掉。表面处理采用电镐打毛，在砼粘合面上錾出麻点，形成点深约3 mm、点数为600 点/m2～800点/m2的均匀分布。为增强新旧混凝土的粘结能力，结合面凿毛后应先检查是否存在松散颗粒，并剔除清理松散颗粒，然后用空气压缩机吹净表面浮灰。

（4）根据设计要求将新增框架柱、墙纵向钢筋从基础开始用植筋连接，进入基础的长度不小于15d。本工程中新增受力钢筋在加固楼层范围内应通长设置，中间不得断开，柱、墙新增Φ14以上钢筋采用直螺纹或电渣压力焊连接，连接位置应避开箍筋加密区；新增U型箍需要植入框架柱内300 mm，植筋前必须清洗成孔并清除孔内积水与杂物，钢筋必须除锈，并将钢筋锚固段擦拭干净（见图1）；根据设计的规格和间距绑扎箍筋，在梁高范围内的箍筋可采用等代箍筋，等代箍筋穿纵横梁、互焊，或采用植筋。

图1　框架柱截面加固

（5）因新浇注加固混凝土强度高于原结构混凝土强度，为保证加固混凝土浇注后与原混凝土的粘结强度，原混凝土面必须用清水淋水充分湿润，并在浇注混凝土前涂刷水泥净浆作为界面剂，避免结合面开裂或破坏。

（6）模板安装：模板采用竹、木胶合板，用50×100木方作围檩，间距250，采用钢管抱箍，间距600 mm，采用Φ14植筋螺杆加固，螺杆植筋深度15d，竖向间距600 mm，水平间距600 mm。在原结构表面植入Φ10短钢筋，长度100 mm，间距与新增箍筋间距等同，同时与箍筋焊接，既起到柱模板定位筋的作用也增加钢筋与混凝土的粘结力；柱模板在中间位置开浇筑口，同时进行体外振捣，从而保证所浇筑混凝土的密实度，振捣完毕后，用模板封堵浇筑口，然后继续浇筑；模板拆除：混凝土浇捣完毕后，应在混凝土强度能够保证其表面棱角不因拆模而损坏后拆除。

（7）柱扩大截面加固时，由于模板与原混凝土之间空隙较小，从上浇筑时很难保证浇筑密实。为防止出现断柱现象，首先在浇注过程中必须严格按照混凝土浇注规程进行作业，防止出现漏振，同时应用锤子等重物敲击模板，进行体外振捣，加快混凝土的流动；其次采用将柱模板在中间位置处开一个浇筑口，增加中间振捣，振捣完毕后，封堵此浇筑口，然后再继续浇筑；再次，设计采用细石混凝土会保证灌浆料的密实度，在浇注过程中控制好浇注量，防止一次下料过多，在下料过程中控制混凝土每层厚度不得超过500 mm。

混凝土浇捣后，在浇捣完毕后4 h以内就开始养护，经常浇水使其保持湿润，养护时间不少于7d。浇水次数以能保证混凝土表面湿润状态为佳。

4　施工难点控制

4.1植筋施工难点控制

（1）植筋前用钢筋探测仪对原结构内钢筋需进行定位，防止钻孔过程中损坏原结构钢筋。

（2）植筋后24 h内，不得扰动、碰撞钢筋，植筋后48 h内，不得进行后续工序施工。

（3）植筋在与其他钢筋绑扎或焊接过程中，不得硬行改变植筋位置，应在不变动或影响植筋部位的情况下，用扳手将钢筋按照≥1∶6位置与高度的比例将钢筋调整到位。

（4）与植筋接头为焊接时，须远离周围植筋端头，无法避免时应在近邻植筋端处用湿毛巾降温处理保护措施。

（5）梁柱节点处钢筋较密，很难一次性打孔成功。对此，重复采用钢筋探测仪测放出钢筋的准确位置。然后在其空隙处打孔植筋。这样做会减小对原结构的影响。

（6）加固梁柱节点处，由于U型箍在混凝土孔内不能完全贴近，节点处钢箍安放好以后，用压力灌缝的方式将结构胶注入。这样做既会使空隙处填实，还可以解决焊接产生高温对结构胶影响的问题。

4.2梁板开洞施工难点控制

在开洞过程中尺寸大于400 mm或两端均断开的梁，应对其周围采用直径300 mm、壁厚6.5 mm的钢柱进行临时支撑，通过用千斤顶顶紧钢柱，使得钢柱充分进入受力状态，然后用方木作为柱基，以木楔打紧。

在加固进度由下至上逐步推进的过程中，临时支撑应同步随加固构件强度的达到逐步拆除，从而确保支撑的持续有效性。同时分散其柱子本身承受的力量，以便其柱子在置换高强度的混凝土后不会因为结构发生变化发生变形。

4.3混凝土施工难点控制

柱扩大截面加固时，由于模板与原混凝土之间空隙较小，从上浇筑时很难对所浇混凝土振捣密实。对此，我们采用将柱模板在中间开一个振捣口，在柱中增加混凝土振捣，振捣完毕后，封堵此振捣口，然后继续浇筑，保证混凝土的密实度。

5　加固施工中的安全管理

加固工程建设不同于以往的普通的建筑施工，并非从基础至屋面的逐步推进工作，而是高低跨施工，交叉作业频繁、参加施工的各专业队伍多、协调工作量大、本质安全性差的工程施工，因此施工安全措施必须得当。在做好日常的安全管理工作的基础上，增加安全检查和巡视力度，及时对“三违”行为加以制止。更主要的是在安全隐患部位及时增加防护或警示，例如：梁板开洞过程中，首先及时搭设防护网，防止拆除产生的垃圾对下方人员造成落物打击；其次应做好楼临边开洞人员在无外防护架情况下高处作业而存在的高处坠落；再次还应做好开洞后楼板面的临边防护及警示，防止作业人员高处坠落。