高大磚砌墻體整體托換設(shè)計與施工

文興紅 王永祥 徐意翔

摘 要：隨著社會發(fā)展，城市建設(shè)用地資源緊缺、規(guī)劃退讓限制和既有建筑原有風(fēng)貌保留等因素的影響，越來越多的老舊建筑被納入功能提升及結(jié)構(gòu)抗震加固以滿足新功能的需求。同時隨著加固技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，擁現(xiàn)了大量的新方法、新技術(shù)、新工藝。本文通過具體工程實例，著重介紹了高大磚砌墻體整體托換設(shè)計與施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：磚砌墻體;抗震加固;整體托換;加固改造

中圖分類號：TU746.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0103-03

1 工程概況

悅天地B棟隔震加固改造項目位于云南省昆明市城區(qū)，原主體為20世紀(jì)80年代建成的五層混煉車間。外圍護(hù)墻體為磚砌體結(jié)構(gòu)，各樓層處均設(shè)置圈梁，未設(shè)置構(gòu)造柱。外墻位于框架柱外側(cè)，與主體結(jié)構(gòu)完全分離，墻厚370mm，墻高26.80m。原功能為橡膠廠房，一～五層均為車間，機(jī)械設(shè)備已拆除，該建筑已閑置多年，結(jié)構(gòu)本身抗震性能不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

建筑改造后底層為傳統(tǒng)商業(yè)，二～五層為餐飲，上部為裝配式大板鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為8度（0.2g）第三組，改造采用隔震加固技術(shù)增設(shè)隔震層，上部結(jié)構(gòu)按降一度考慮地震構(gòu)造。

該建筑底層所有柱底截斷設(shè)置隔震橡膠座、增設(shè)隔震層，梁、柱截面加大并包鋼、粘鋼，原有樓板洞口補(bǔ)洞、新增樓板面混凝土疊合層，新增鋼結(jié)構(gòu)，地梁頂降標(biāo)高、基礎(chǔ)錨桿靜壓樁加固，外圍護(hù)墻體整體托換。

本工程通過云南省設(shè)計院集團(tuán)有限公司（設(shè)計方）和云南宏業(yè)加固工程有限公司（施工方）共同努力，相互配合完成該托換方案，現(xiàn)已投入使用。

2 項目改造要點(diǎn)及難點(diǎn)分析

2.1 改造要點(diǎn)

本項目采用隔震加固技術(shù)，原建筑是具有歷史意義德式老廠房，現(xiàn)業(yè)主要求除底層外的外墻需全部保留，采取的措施不得破壞原有風(fēng)貌，盡量減小對原結(jié)構(gòu)及墻體的損傷，關(guān)鍵是要將原高大的外圍護(hù)墻墻體進(jìn)行整體托換。建筑平面如圖1所示。

2.2 改造難點(diǎn)

采用何種方式將墻體支撐起來，方案能否保證墻體的安全性與穩(wěn)定性，托換過程中上部墻體的變形是否可控，如何保證墻體使用的安全性等，是該工程重點(diǎn)與難點(diǎn)，也是本項目能否成功的關(guān)鍵。

3 墻體托換思路

3.1 托換總體思路

原建筑長：30.00m，寬：18.00m，需要進(jìn)行整體托換及支撐的墻體總長66.00m，總高：20.30m（標(biāo)高6.50m～26.80m），為370mm厚實心磚砌墻體。在一～五層墻體窗頂各設(shè)置一道水平支撐梁，支撐梁采用雙槽鋼[40a夾住墻體對穿螺栓M24@400雙排布置并施加預(yù)拉力，與柱側(cè)懸挑牛腿連接并托住上方墻體，置于原框架梁底部，便于節(jié)點(diǎn)包鋼及與原框架柱的有效連接，并與原主體結(jié)構(gòu)有效拉接。豎向外框架柱外側(cè)墻體設(shè)置槽鋼通過植自鎖錨桿與框架柱連接，槽鋼與節(jié)點(diǎn)焊接連接，起到穩(wěn)定墻體的作用。底層支撐外框柱1.00m至6.50m均增大截面，同時增設(shè)鋼筋混凝土水平托換梁來承擔(dān)上部墻體自重，混凝土柱增大截面部分與隔震支墩同時澆筑，共同受力。托換工作完成后6.50m至26.80m層外墻全部支撐在外框架柱上，6.50m以下墻體分批拆除。

3.2 托換分項步驟與要點(diǎn)

3.2.1 植自鎖錨桿

1.00m至6.50m截面加大部位及上部豎向槽鋼與原框架柱部位設(shè)置M27@400自鎖錨桿，錨固并支撐本層墻體自重，直接在墻上鉆孔植錨桿，減少對原有墻體破壞，自鎖錨桿錨固性抗拔力更強(qiáng)、深度控制容易。

3.2.2 支撐節(jié)點(diǎn)包鋼

各節(jié)點(diǎn)包鋼后形成懸挑牛腿，承擔(dān)水平支撐槽鋼梁傳遞來的墻體自重。包鋼時采用植自鎖錨桿與原混凝土柱連接，柱側(cè)四周包鋼形成封閉抱箍并用無機(jī)灌漿料澆筑填實。節(jié)點(diǎn)包鋼時僅拆除梁柱節(jié)點(diǎn)處的墻體，抱箍與原外墻平齊，便于槽鋼與節(jié)點(diǎn)鋼板的連接。節(jié)點(diǎn)大樣圖如圖2所示。

3.2.3 墻體水平支撐梁包鋼

墻體縱橫向均采用包槽鋼的方式與懸挑牛腿焊接連接，墻兩側(cè)槽鋼通過雙排對穿螺栓M24@400連接并施加預(yù)應(yīng)力，將墻體夾緊形成水平支撐梁，其接觸面灌注建筑結(jié)構(gòu)膠。豎向槽鋼與原框架柱通過植自鎖錨桿進(jìn)行連接。槽鋼對原墻體及框架柱形成永久的拉接，盡量減少新增圈梁及構(gòu)造柱對原墻體的破壞。槽鋼安裝完成后對鋼材與磚墻接觸面進(jìn)行封口，并灌注建筑結(jié)構(gòu)膠，并應(yīng)保證所有螺栓孔、型鋼與磚墻接觸面均用結(jié)構(gòu)膠填實。水平支撐大樣圖如圖3所示。

3.2.4 6.50m以下梁柱永久支撐

框架柱在6.50m以下加大截面，其縱筋植筋連接。在4.75m處新增鋼筋混凝土托梁（370X850）承受圍護(hù)墻體全部自重?；炷林略霾糠峙c隔震支墩同時澆筑形成整體。

3.2.5 磚砌墻體拆除

節(jié)點(diǎn)部位墻體拆除，先拆除五層各框架梁柱節(jié)點(diǎn)墻體，拆除范圍不得超出包鋼高、寬范圍，拆除后及時進(jìn)行包鋼并灌注無機(jī)料，依次向下進(jìn)行墻體的拆除并包鋼。

6.50m以下墻體拆除，首先拆除柱兩側(cè)1.0m范圍內(nèi)墻體，待柱加大截面及梁加固施工完成，且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的80%以上時再拆除剩余墻體。

3.2.6 托換注意事項

（1）新增牛腿（即節(jié)點(diǎn)）拆除及施工順序均應(yīng)自上而下，逐層進(jìn)行，待上層節(jié)點(diǎn)灌漿料強(qiáng)度達(dá)40MPa后方能進(jìn)行下一層節(jié)點(diǎn)墻體的拆除。（2）墻體只能采用人工或空壓機(jī)進(jìn)行拆除，嚴(yán)格按施工方案中的拆除順序進(jìn)行施工，并不得超拆，拆除新增梁部位的墻體時中部應(yīng)采用頂托進(jìn)行支撐，支撐應(yīng)避開縱向鋼筋位置，臨時支撐澆筑在混凝土梁內(nèi)，不再拆除。（3）包鋼封口時應(yīng)盡量減小對磚墻面的污染，封口面積盡量小，并采用專用的封口膠進(jìn)行。（4）包鋼時應(yīng)盡量避免上下層同時作業(yè)。灌膠作業(yè)應(yīng)至下而上，保證所有螺栓孔及鋼材與磚墻結(jié)合面均有膠液填充。（5）墻體托換工作在6.50m以上墻體包鋼完成后并嚴(yán)格按施工方案及規(guī)范進(jìn)行施工。（6）外露的加固鋼板永久保留，定位應(yīng)準(zhǔn)確，確保橫平、豎直。（7）局部窗洞在墻體托換時需進(jìn)行臨時加固，可采用槽鋼等進(jìn)行支撐。

4 托換施工

4.1 托換總體部署

4.1.1 施工實施步驟

首先外腳手架搭設(shè)、定位放線，梁柱節(jié)點(diǎn)處墻體拆除，節(jié)點(diǎn)植自錨錨桿并包鋼灌無機(jī)料，橫向植對穿墻體螺栓、豎向植自鎖錨桿，其次墻體包鋼（槽鋼[40a，Q235B）并灌膠，6.50m以下第一批墻體拆除，柱加大截面（支墩）鋼筋制安、模板制安、混凝土澆筑，6.50m以下第二批墻體拆除，最后4.75m處水平新增托梁鋼筋制安、模板制安、混凝土澆筑，鋼結(jié)構(gòu)表面防腐，拆除腳手架完成墻體托換工作。

4.1.2 施工組織計劃

腳手架完成后，至上而下進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的墻體拆除及包鋼工作。該部位主要為支撐梁，支撐梁采用墻體兩側(cè)夾槽鋼并對穿M24螺栓承受上部墻體的自重。全部墻體支撐完成后，方能對下方墻體進(jìn)行拆除，拆除時不得下方墻體同時拆除，應(yīng)支撐一跨拆除一跨，再進(jìn)行下一跨的拆除工作。墻體拆除后應(yīng)及時進(jìn)行永久支撐的鋼筋混凝土梁、柱的施工工作。

4.2 托換過程監(jiān)測

墻體拆除前全面排查墻體原有裂縫及裂縫的寬度、深度并做好記錄。施工中安排專人負(fù)責(zé)，拆除過程中每天應(yīng)對墻體上下及周邊連接等情況進(jìn)行檢查，設(shè)置沉降觀測點(diǎn)每天至少進(jìn)行一次觀測。發(fā)現(xiàn)沉降過大或墻體開裂，應(yīng)及時采取加固措施及并時報告設(shè)計單位。

5 托換效果評價

嚴(yán)格遵從設(shè)計圖紙及施工方案進(jìn)行施工，圓滿完成了該墻體的托換工作。完成了甲方的設(shè)計與施工要求，保持原建筑風(fēng)貌。后期監(jiān)測，墻體變形小未出現(xiàn)裂縫。托換前后對比，如圖4所示。

6 結(jié)語

高大磚砌墻體整體托換成功實例比較少，設(shè)計與施工方案進(jìn)行了專家評審，并根據(jù)評審意見優(yōu)化后實施。在參建各方的共同努力下，整個改造加固項目于2016年底完工并通過驗收。在施工過程中墻體未出現(xiàn)開裂、不均勻沉降等問題，得到了業(yè)主高度認(rèn)可。工程施工過程中邀請有關(guān)專家現(xiàn)場觀摩，并得到了與會專家的一致好評，為類似項目設(shè)計與施工提供了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

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