談托換技術(shù)在高層結(jié)構(gòu)改造中的應(yīng)用

張仁海

(南通海洲建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇海安 226600)

1 概述

在建筑施工過程中，由于工程建設(shè)時機(jī)不成熟、投資環(huán)境變化、資金緊缺等多種因素的變化，從而導(dǎo)致部分在建工程停工、緩建，有的甚至停滯數(shù)年，待重新建設(shè)時，往往又會碰到建筑周邊環(huán)境、建筑結(jié)構(gòu)調(diào)整、使用功能改變等種種原因，必須對原建筑物進(jìn)行拆除重建或通過技術(shù)改造以達(dá)到預(yù)期效果。在使用功能基本滿足的前提條件下，如果將原有地下或上部結(jié)構(gòu)全部拆除重建，勢必給國家和企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，同時也造成施工現(xiàn)場一盤散沙、形成環(huán)境污染等等;如果采用合理的技術(shù)手段，對原有建筑的結(jié)構(gòu)造型進(jìn)行適當(dāng)改造，以達(dá)到建設(shè)要求，不僅滿足所需的使用功能，而且又使工程質(zhì)量、安全性能得到有效保證，達(dá)到預(yù)期效果。在建筑工程中應(yīng)用托換技術(shù)“托梁換柱(墻)法”實施改造，必須遵循原有結(jié)構(gòu)安全可靠，不留隱患;滿足使用，經(jīng)濟(jì)合理;材料、設(shè)備和技術(shù)要求滿足需要;施工方便，安全有效的基本原則。

2 托換處理前的準(zhǔn)備工作

在最終確定工程托換技術(shù)方案前，要認(rèn)真、周密地進(jìn)行實地調(diào)查與研究，充分掌握原結(jié)構(gòu)的具體情況，為分析確定工程托換技術(shù)方案的有效實施提供必要的第一手資料。

1)工程情況調(diào)查:其內(nèi)容包括建筑物所在場地要改造的具體部位原有結(jié)構(gòu)的具體特征，研究要改造部位的具體結(jié)構(gòu)要求;2)實物調(diào)查情況:對原有結(jié)構(gòu)的處理標(biāo)高、尺寸等進(jìn)行認(rèn)真觀察及校核，得出現(xiàn)狀的實測數(shù)據(jù)，以便于分析實施托換技術(shù)過程中的結(jié)構(gòu)變化情況是否滿足要求;3)復(fù)查原有結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙:為確保對被托換建筑物的結(jié)構(gòu)有足夠的了解，分析原有構(gòu)造的受力特征。分析的主要內(nèi)容包括荷載分布，上部結(jié)構(gòu)的剛度及整體性，受力狀況及其計算與結(jié)構(gòu)等方面是否合理，并進(jìn)行重點(diǎn)復(fù)核驗算;4)檢查原有結(jié)構(gòu)施工階段的隱蔽記錄及技術(shù)資料:隱蔽工程的質(zhì)量對工程建設(shè)整體功能的影響較大，通過檢查分析原有資料的完整性、符合性，了解原來工程施工過程中發(fā)生或存在的問題，包括檢查核對是否按圖施工以及現(xiàn)場設(shè)計變更、圖紙會審記錄等，尤其要重點(diǎn)核查曾遇到的施工技術(shù)方面的問題的解決辦法及采取的措施，施工中的材料證明、質(zhì)量檢查驗收等各項原始記錄;5)建筑材料:對原有的成品及半成品的質(zhì)量情況進(jìn)行檢測，主要目的是查明原有結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計及施工規(guī)范要求。

3 工程改造實例

上海金橋高科大廈工程為框架結(jié)構(gòu)的高層建筑，要求建設(shè)24層，總建筑面積24 281 m2，總高度98.5 m。原有結(jié)構(gòu)已施工到5層(下有1層地下室)，已施工完成面積為7 585 m2，工程已停滯10年?，F(xiàn)重新恢復(fù)建設(shè)，但其使用功能等諸多方面已不能夠滿足現(xiàn)有要求，必須對原有結(jié)構(gòu)做較大的調(diào)整。如果全部拆除重建，損失太大;后經(jīng)多方考證、研究、會審，并在原結(jié)構(gòu)檢測合格的基礎(chǔ)上，決定采用托換技術(shù)進(jìn)行改造，使其既滿足使用功能，又符合質(zhì)量、安全要求，保證上部結(jié)構(gòu)在下部結(jié)構(gòu)改造的同時，進(jìn)行正常施工。根據(jù)建設(shè)要求和設(shè)計驗算認(rèn)定，原結(jié)構(gòu)每層每隔一跨中間的800 mm×800 mm鋼筋混凝土方形柱要全部切除。為保證結(jié)構(gòu)安全，在切除柱子之前，必須對原有的梁進(jìn)行支撐，以滿足下一步改造工作的進(jìn)行。經(jīng)研究決定，首先對梁兩側(cè)及底邊混凝土保護(hù)層進(jìn)行剔鑿，使原結(jié)構(gòu)露出箍筋，保證與將來焊接的新箍筋有10d的焊接長度，再根據(jù)設(shè)計提供數(shù)值采用液壓頂升方式卸荷，然后采用φ48×5.3的鋼管沿梁縱向每300 mm設(shè)一道支撐，確保所有支撐塞牢頂緊(見圖1)。

對于有次梁作用于其上的主梁，在每根次梁下近開鑿柱端部1 500 mm范圍內(nèi)每隔300 mm設(shè)一道鋼支座可調(diào)節(jié)鋼管支撐，頂升力值根據(jù)結(jié)構(gòu)自重及上部荷載情況確定，所有支撐要求全部頂緊塞牢。當(dāng)達(dá)到一定的應(yīng)力后(所有頂撐工作完畢)，用專用大型切割機(jī)從柱與梁結(jié)合部開始對柱子的切割，完全斷開后，再從上往下分段切割，移除。在所要切除柱完成切割后，再根據(jù)設(shè)計要求，在原結(jié)構(gòu)保留的鋼筋混凝土柱相應(yīng)位置進(jìn)行植筋，植筋的規(guī)格和數(shù)量必須滿足設(shè)計要求，然后將增加的梁體箍筋與原結(jié)構(gòu)開鑿?fù)饴兜墓拷钸M(jìn)行10d焊接，經(jīng)驗收合格后，在加固支撐的下部再支設(shè)梁模板，當(dāng)碰到上部支撐鋼管時，對側(cè)模進(jìn)行開槽，一側(cè)夾緊，另一側(cè)留有企口，便于澆筑混凝土。在澆筑完畢并確保達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，再拆除鋼管支撐，以確保結(jié)構(gòu)的安全性。

針對地下室結(jié)構(gòu)600 mm厚整體墻體拆除(要求保留墻體頂部鋼筋混凝土暗梁，其余向下墻體全部拆除)(見圖2)，具體實施如下:在整體鋼筋混凝土墻拆除前，先進(jìn)行現(xiàn)場放樣，在每1/3墻壁長(墻總長不大于6 m)要保留部位下口從上往下開500 mm寬洞口，以保證整體墻拆除前在開洞處先進(jìn)行4道支撐，并用鋼性材料頂緊塞牢，待所有受力支撐按要求完成并經(jīng)驗收合格后，再進(jìn)行墻體大面積切除(其他所有施工工序與柱同)。

4 托換設(shè)計與施工注意事項

1)對原有結(jié)構(gòu)作出正確鑒定，以確定原結(jié)構(gòu)的可利用性，并對采用托換技術(shù)與其他方法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。2)正確處理原有結(jié)構(gòu)與改造部分的連接加固措施，確保滿足質(zhì)量要求。3)對原有結(jié)構(gòu)采取適當(dāng)保護(hù)措施，如臨時支撐、控制處理階段荷載，規(guī)定由上而下，輕拆輕放的拆除要求。4)明確拆模時間、拆模順序，允許加荷載的具體時間和其他要求。5)加強(qiáng)質(zhì)量、安全技術(shù)交底，明確質(zhì)量職責(zé)，進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控，按要求留置試塊及遵循其他技術(shù)規(guī)定。6)處理完畢后，會同建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、檢測、質(zhì)量監(jiān)督等部門進(jìn)行現(xiàn)場認(rèn)定，確保滿足各項要求。

5 結(jié)語

通過對高層建筑實施托換技術(shù)“托梁換柱(墻)法”進(jìn)行改造，完善了建筑的使用功能、保證了結(jié)構(gòu)安全、節(jié)省了投資成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。