高層建筑結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建及加固施工技術(shù)

李遠(yuǎn)昊

【摘要】進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國的城市化進(jìn)程在不斷的加快，這促使城市內(nèi)部的建筑實(shí)拆除的范圍越來越大，但是部分建筑的使用年限并不長，就由于規(guī)劃等方面問題需要進(jìn)行擴(kuò)建，而對(duì)于建筑進(jìn)行擴(kuò)建的例子如今并不少見。本篇文章主要針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建進(jìn)行了探討，同時(shí)還對(duì)改擴(kuò)建后提出了相應(yīng)的加固措施，以期為其他建筑進(jìn)行改擴(kuò)建的過程中提供參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；改擴(kuò)建；施工工藝

在我國城市快速發(fā)展的過程中，涉及到了城市規(guī)劃等方面的工作，而城市規(guī)劃工作又對(duì)于建筑本身的功能需求帶來了一定的影響。而以往已經(jīng)建成的建筑便無法滿足現(xiàn)代城市的規(guī)劃需求，這就需要對(duì)建筑自身進(jìn)行加工擴(kuò)建。下文主要以某大廈的改擴(kuò)建施工作為案例，來對(duì)高層建筑改擴(kuò)建工程中所涉及到的施工工藝以及相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。

一、工程概況

該大廈主樓為框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，平面尺寸約為30.8m×41.0m，建筑高度最大為127.90m，地下一層，地上29層，本大廈的第19層、21層、23層、25層的結(jié)構(gòu)柱均從東西兩側(cè)向北側(cè)收進(jìn)，到第27層?xùn)|西兩側(cè)的結(jié)構(gòu)柱全部收進(jìn)，總建筑面積大約3萬m2。項(xiàng)目竣工于1999年，現(xiàn)在為滿足城市發(fā)展需要，按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，對(duì)該港運(yùn)大廈進(jìn)行改擴(kuò)建。拆除原大廈的裙房部分，并拆除大廈主樓的1層、2層、5層、5層夾層樓面，新建地下1層、地上1層、4層樓面，并對(duì)19--25層的結(jié)構(gòu)柱縮進(jìn)部分用鋼筋混凝土進(jìn)行補(bǔ)齊處理，26層以上的部分用鋼框架代替原先的鋼筋混凝土框架。改建完成后，該大廈將達(dá)到132.10m高，建筑總面積也將達(dá)到47782m2，地下兩層，地上32層。

二、拆除工程

2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)拆除

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)拆除工作主要包括：①大廈主樓第1層、2層、5層、5層夾層板梁的拆除；②核心筒的剪力墻以及在樓板上開洞；③主樓第26—29層及以上屋面部位的混凝土結(jié)構(gòu)拆除。

在對(duì)高層建筑的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除的過程中，務(wù)必要嚴(yán)格的按照從上到下的原則來進(jìn)行施工，并且要等到整個(gè)建筑外部的腳手架完全搭設(shè)完畢之后，才能夠從建筑的頂部開始逐漸向下進(jìn)行拆除施工。而在對(duì)建筑的下部結(jié)構(gòu)以及梁等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行拆除的過程中，必須要對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行加固之后，才能夠著手進(jìn)行拆除。所以，整個(gè)建筑拆除順序就是從上到下逐層進(jìn)行拆除，并且要加固一層之后才能夠拆除一層。

具體施工所需要執(zhí)行的施工工藝：混凝土結(jié)構(gòu)在進(jìn)行拆除的過程中，為了能夠嚴(yán)格保證工程工期，應(yīng)當(dāng)采取機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行切割，其主要的目的也是為了能夠減少對(duì)結(jié)構(gòu)所帶來的振動(dòng)破壞。在對(duì)樓板進(jìn)行拆除的過程中就應(yīng)當(dāng)使用鋸片的方式來進(jìn)行切割，而對(duì)對(duì)于結(jié)構(gòu)體積較大的梁、柱等環(huán)節(jié)進(jìn)行拆除的過程中，就應(yīng)當(dāng)使用鋸片的方式來進(jìn)行切割，并且在切割的過程中，為了達(dá)到切割迅速的目的，還可以和排孔切割法相結(jié)合進(jìn)行拆除。在使用排空法和鋸片切割法相結(jié)合進(jìn)行拆除的過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際情況的不同來選擇不同的方式，例如結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面短邊小于300mm的情況下，就應(yīng)當(dāng)使用鋸片切割法，而當(dāng)構(gòu)件的截面短邊尺寸達(dá)到300mm及以上的情況下，就應(yīng)當(dāng)采取排孔切割法來進(jìn)行拆除。同時(shí)，每一層在進(jìn)行切割拆除的過程中，應(yīng)當(dāng)要按照板-梁-墻-柱順序來依次進(jìn)行切割，最大限度的避免意外事故的出現(xiàn)。

2.1.1下部結(jié)構(gòu)拆除。為了能夠切實(shí)有效的減少建筑拆除工作對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)所帶來的較大影響，就必須要嚴(yán)格執(zhí)行先對(duì)結(jié)構(gòu)加固后進(jìn)行拆除的原則，并且還要先把新建的樓層完全施工完畢之后，才能夠?qū)εf結(jié)構(gòu)層進(jìn)行拆除，此外，當(dāng)就結(jié)構(gòu)層的樓板、墻體等部分拆除完成，要將舊有梁、柱保留到新建樓層硬度達(dá)到一定程度之后，才能夠?qū)χ暗呐f框架層進(jìn)行拆除。

2.1.2核心筒。這一環(huán)節(jié)的工作主要就是在建筑各個(gè)樓板井口以及剪力墻上進(jìn)行開動(dòng)處理，開洞工作也應(yīng)該由建筑的頂部開始施工，由上到下逐層進(jìn)行。在對(duì)樓板進(jìn)行開洞的過程中，務(wù)必要使用鋸片切割設(shè)備來進(jìn)行切割，并且每次開洞切割下來的碎片重量不能夠超過一噸，體積也不能夠超過1.5立方米。當(dāng)樓層的洞口切割完成之后，就應(yīng)當(dāng)使用鋼管、模板等加固器具來進(jìn)行支護(hù)，避免出現(xiàn)安全事故的可能性。而在剪力墻上進(jìn)行開洞施工的過程中，應(yīng)當(dāng)采用排孔切割的方式來施工。

2.2 懸挑結(jié)構(gòu)的拆除

該工作僅包括第27層的懸挑樓板以及懸挑梁和部分圍護(hù)墻的拆除。拆除時(shí)應(yīng)遵循水平方向由外向內(nèi)，垂直方向由上向下的原則進(jìn)行切割拆除。在對(duì)懸挑樓板進(jìn)行拆除施工的過程中，由于其樓板的厚度較小，便可以直接使用鋸片的方式來對(duì)其進(jìn)行切割，但是由于墻體自身的高度較高，切割設(shè)備無法進(jìn)行良好的固定。

三、改擴(kuò)建施工

3.1 下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)的改建主要有：拆除原有樓面，新建地下1層、第1層、4層樓面，標(biāo)高分別為5.1m，7.65m，23.8m，新建樓層結(jié)構(gòu)仍為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，新建樓面、梁體必須使用植筋法與原結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)柱、剪力墻相連接，對(duì)于墻體厚度無法達(dá)到植筋要求時(shí)，則可采用機(jī)械錨固方式進(jìn)行植筋。

3.2 上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)的擴(kuò)建內(nèi)容有：用鋼筋混凝土補(bǔ)齊19--25層縮進(jìn)層，26層以上使用鋼結(jié)構(gòu)代替原來的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從而減輕上部結(jié)構(gòu)自重，鋼柱與框架柱的連接可使用鋼柱外包混凝土往上延伸一層的方式，結(jié)構(gòu)樓板可在75mm厚鋼板上現(xiàn)澆75mm厚混凝土的方式。

四、加固工程

4.1 1--5層結(jié)構(gòu)加固

由于下部結(jié)構(gòu)1--5層的拆除，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)柱、剪力墻的鋼筋連接錯(cuò)位，致使結(jié)構(gòu)柱與剪力墻的承載力遭到削弱，而且，新建的樓層梁體需要與舊框架的柱、墻有效連接，所以，需要對(duì)1--5層的結(jié)構(gòu)柱與剪力墻進(jìn)行特別加固，對(duì)于結(jié)構(gòu)柱，可采取外包100mm厚混凝土的方法處理；剪力墻核心筒，則可進(jìn)行外包200mm厚混凝土進(jìn)行加固，而核心筒內(nèi)側(cè)可采用內(nèi)粘鋼板的方法進(jìn)行加固處理，具體可參照以下施工工藝：

4.1.1 柱截面加大的施工工藝：剔除柱子粉刷層--混凝土表面剔毛--鉆孔植筋--綁扎鋼筋--樓板開孔--支模--灌注混凝土--拆模--養(yǎng)護(hù)。

4.1.2 剪力墻截面加大的施工工藝：剔除剪力墻粉刷層--混凝土表面剔毛--鉆孔植筋--綁扎鋼筋--支模--灌注混凝土--拆模--養(yǎng)護(hù)。

4.2 地下室結(jié)構(gòu)加固

由于地下室的層高已改變，對(duì)于外墻加固可采用在內(nèi)側(cè)加厚墻體的方法，局部梁體可根據(jù)需要采用以下兩種方式加固：①梁體可粘貼碳纖維或鋼板等材料；②在梁體表面外包鋼筋混凝土。

五、結(jié)論

綜上所述，現(xiàn)代高層建筑在進(jìn)行改擴(kuò)建的過程中，涉及到了多個(gè)方面，而整個(gè)施工體系則包含三個(gè)主要方面：拆除、新建、加固。整個(gè)改擴(kuò)建工程施工期間，務(wù)必要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行，同時(shí)每一個(gè)細(xì)節(jié)都應(yīng)當(dāng)依照相關(guān)規(guī)范來執(zhí)行對(duì)應(yīng)的施工工藝，只有在這樣的情況下才能夠確保整個(gè)擴(kuò)改建工程能夠順利的施工直到工程竣工，并且還能夠?yàn)楣こ藤|(zhì)量提供保障，這對(duì)于我國的建筑改建施工發(fā)展來說有著極其重要的作用。

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