托換技術(shù)在磚混結(jié)構(gòu)大空間改造中的應(yīng)用

姜雪峰 黃鵬偉 李鵬飛

(中國聯(lián)合工程公司，浙江杭州 310022)

0 引言

磚混結(jié)構(gòu)房屋是我國民用建筑中最為量大面廣的結(jié)構(gòu)體系。建國以來至20世紀(jì)80年代以前，城鎮(zhèn)建筑中幾乎全部采用這類結(jié)構(gòu)體系。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，業(yè)主對(duì)已有的老舊房屋的改造需求日益增多，特別是一些已使用多年或廢棄不用的砌體房屋改造成大開間的需求尤為多見。然而，對(duì)老房進(jìn)行改造勢(shì)必對(duì)原結(jié)構(gòu)造成影響，為了加強(qiáng)磚混結(jié)構(gòu)房屋改造后的安全性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要求對(duì)原建筑進(jìn)行鑒定，計(jì)算上應(yīng)滿足現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范，在新老結(jié)構(gòu)的連接處采取必要的構(gòu)造措施。本文將結(jié)合工程實(shí)例談?wù)劮课莞脑熘型辛翰饓夹g(shù)的應(yīng)用以及一些需要注意的問題。

1 工程概況

某單位X光室建于20世紀(jì)，具體年代不詳。該建筑為一幢單層磚混結(jié)構(gòu)房屋，房屋建筑平面為“L”形，東西向長為11.90 m，南北向?qū)挒?1.56 m，建筑面積約108 m2，房屋層高為3 500 mm，原結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。房屋結(jié)構(gòu)采用縱橫墻混合承重，承重墻下采用條形基礎(chǔ)，共設(shè)置兩個(gè)開間三個(gè)進(jìn)深，開間尺寸為6 600 mm，5 000 mm，進(jìn)深尺寸為4 500 mm，2 250 mm，4 450 mm，砌筑墻體厚度為240 mm，360 mm，采用實(shí)心粘土磚和混合砂漿砌筑;采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，厚度約為100 mm，樓板上鋪一層隔熱架空層，高度為300 mm，屋頂設(shè)置600 mm高女兒墻。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)縱橫墻交界處未發(fā)現(xiàn)設(shè)置構(gòu)造柱，承重墻頂部未設(shè)置混凝土圈梁?，F(xiàn)因業(yè)主單位要求將本房屋改造成辦公室使用，故需拆除室內(nèi)所有內(nèi)隔墻，以方便內(nèi)部布置辦公桌椅。期望改造后能達(dá)到如下的建筑功能要求，平面布置圖見圖2。

圖1 結(jié)構(gòu)平面布置圖

2 技術(shù)要點(diǎn)

承重墻構(gòu)件是磚混結(jié)構(gòu)最普遍和極為重要的構(gòu)件，很多倒塌事故是由一片承重墻破壞引起的。一方面，由于拆除或移動(dòng)承重墻體使某一承重墻體承受比原設(shè)計(jì)大得多的荷載，豎向荷載過大可導(dǎo)致墻體構(gòu)件失穩(wěn)崩塌;另一方面，承重墻的拆除會(huì)導(dǎo)致樓板或屋面板的跨度增大而引起裂縫甚至坍塌，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)房屋的破壞。因此，根據(jù)特定建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合理的改造方法顯得特別重要。目前，托換技術(shù)用于舊房改造中的研究已經(jīng)取得了一定的成果［1-3］。

圖2 改造后建筑平面布置圖

托換框架要求傳力合理，受力明確。改造時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn):

1)保證地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度和剛度。磚混結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式一般采用墻下條形基礎(chǔ)，而改造后由于局部的框架柱取代了原來的承重墻，條基上由原來的均布線荷載變成了局部集中荷載。因此，一方面，必須對(duì)地基承載力和基礎(chǔ)的強(qiáng)度進(jìn)行校核，若不滿足新的要求應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng);另一方面，應(yīng)當(dāng)增強(qiáng)內(nèi)框地梁的剛度，盡可能使內(nèi)框柱傳來的集中力通過內(nèi)框地梁轉(zhuǎn)化為均布荷載傳給條基。

2)保證改造后房屋的抗震性能。新設(shè)的鋼筋混凝土內(nèi)框架與原有的磚混結(jié)構(gòu)在地震作用下的振動(dòng)具有很大的差別，而且部分墻體被拆除后，房屋水平向剛度降低，結(jié)構(gòu)不利于抗震，須采取構(gòu)造措施改善抗震性能。設(shè)計(jì)內(nèi)框架時(shí)其側(cè)向剛度應(yīng)接近待拆磚墻的側(cè)向剛度。

3)合理的施工順序。施工時(shí)首先改造基礎(chǔ)，施工內(nèi)框架地梁，再施工內(nèi)框柱，最后施工內(nèi)框頂梁，當(dāng)內(nèi)框架梁柱的混凝土養(yǎng)護(hù)期滿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，再由上向下拆除舊墻體。總之，內(nèi)框架本著自下而上的順序逐步進(jìn)行，而拆墻本著自上而下的順序進(jìn)行。

3 改造方法

內(nèi)框架由兩片閉合的框架組成，框架緊貼于待拆墻的兩側(cè)，兩片框架的梁之間由間距不大于1 m的連梁連接。內(nèi)框架由地梁、柱、頂梁三部分組成，其平面布置及立面圖如圖3，圖4所示。

圖3 內(nèi)框架平面布置圖

1)內(nèi)框地梁是利用待拆磚墻的墻腳，在墻腳兩側(cè)澆筑的鋼筋混凝土框架梁，用于增強(qiáng)墻下條基的剛度，使條基不至于在磚墻拆除后由于不均勻的地基反力導(dǎo)致上部開裂而破壞。為使新加的兩片內(nèi)框地梁平面外的整體穩(wěn)定，還應(yīng)在地梁之間設(shè)置連梁，一般間距不大于1 m，如圖5a)所示。

2)內(nèi)框柱是托換結(jié)構(gòu)中傳遞豎向力的構(gòu)件，在待拆墻的端部局部鑿開后再澆筑。兩片內(nèi)框架在端部共用一個(gè)框柱，為確保柱與外墻的可靠連接，應(yīng)按一定間距設(shè)置拉接筋，同時(shí)應(yīng)注意在內(nèi)框柱澆筑前清除外墻內(nèi)側(cè)的粉刷面層，如圖5b)所示。

3)內(nèi)框頂梁采用與內(nèi)框地梁類似的做法，在兩片頂梁之間設(shè)置連梁，間距不大于1 m?？紤]頂梁模板上口已被樓板或屋面板封閉，所以應(yīng)在樓板或屋面板上位于梁頂位置鉆取兩個(gè)孔洞，孔徑一般取為50 mm，并采用膨脹細(xì)石混凝土澆筑，以便混凝土從孔洞灌下且能保證梁頂混凝土與板底的緊密接觸。同樣在內(nèi)框頂梁澆筑前應(yīng)清除樓板或屋面板下表面的粉刷面層，如圖5c)所示。

圖4 內(nèi)框架立面圖

圖5 內(nèi)框架梁柱詳圖

4 施工與監(jiān)測(cè)

舊房改造除需要合理的設(shè)計(jì)之外，成功的關(guān)鍵在于施工。就本工程實(shí)例而言，施工時(shí)應(yīng)注意如下幾個(gè)方面:

1)嚴(yán)格按照正確的施工順序組織施工，內(nèi)框架由下而上，拆墻由上而下，由中間向兩端進(jìn)行，在施工中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

2)在澆筑內(nèi)框梁、柱時(shí)一定要切實(shí)保證混凝土的密實(shí)度，內(nèi)框頂梁應(yīng)采用膨脹細(xì)石混凝土。

3)用水和刷子去除內(nèi)磚墻、板內(nèi)側(cè)的抹灰層，以保證新澆混凝土與墻體及板面的良好結(jié)合，有效傳遞荷載。

4)在承重墻上開鑿孔洞時(shí)，要注意隔段開鑿，不應(yīng)連續(xù)開鑿?fù)粔K墻體，以免發(fā)生墻體松動(dòng)。

5)在施工中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，注意觀測(cè)墻體及樓板(屋面板)的變化情況。

5 結(jié)語

目前，我國舊房改造中采用托換技術(shù)拆除承重墻的實(shí)例還比較少，通過這種技術(shù)將磚混結(jié)構(gòu)房屋改造成局部大空間，既滿足了大空間平面尺寸的建筑功能需求，又在施工方面節(jié)約投資并且縮短工期，取得了良好的技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)效益。與新建建筑相比，對(duì)既有磚混建筑物的結(jié)構(gòu)托換改造具有投資少、工期短、效益高三個(gè)突出的優(yōu)勢(shì)。

［1］ 袁廣林，張先揚(yáng).夾芯托梁在磚混結(jié)構(gòu)改造中的研究與應(yīng)用［J］.工業(yè)建筑，2009，39(8):8-12.

［2］ 賀大勇.磚混結(jié)構(gòu)改造中墻梁托換技術(shù)的新方法［J］.中外建筑，2004(2):189-190.

［3］ 王 琦，劉敏雄.磚混結(jié)構(gòu)中的托梁拆墻改造［J］.浙江建筑，2001，104(1):22-23.