某廠房柱基上拱后鋼柱復(fù)位整治的工程實(shí)踐

鮑 莉 莉

(上海寶鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)公司，上海 201900)

1 廠房概述

某工業(yè)廠房為單層雙跨鋼結(jié)構(gòu)廠房，跨距45 m，柱距24 m。經(jīng)兩次建設(shè)完成：一期建于1988年，廠房柱基采用鋼管樁(SPφ406.4)，樁長(zhǎng)約65 m，廠房柱為格構(gòu)式雙肢柱；二期建于2005年，柱基采用PHC樁，樁長(zhǎng)約64 m，廠房柱為鋼管混凝土雙肢柱。

本工程所涉及的B17,B18柱基礎(chǔ)為階梯式承臺(tái)基礎(chǔ)，混凝土強(qiáng)度為C25，承臺(tái)基礎(chǔ)尺寸見(jiàn)圖1?；A(chǔ)上部鋼筋均為B16@200。承臺(tái)部分上部鋼筋為B16@200，下部鋼筋為C25@175，側(cè)面鋼筋為B12@250。

2 現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題及原因推斷

2.1 問(wèn)題表現(xiàn)

根據(jù)歷年鋼柱沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，B17,B18柱標(biāo)高大于周?chē)渌撝?，鋼柱上升?dǎo)致吊車(chē)梁傾斜，行車(chē)運(yùn)行時(shí)溜車(chē)，影響生產(chǎn)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察：1)B17柱基礎(chǔ)范圍內(nèi)地坪明顯高于兩側(cè)堆載區(qū)(見(jiàn)圖2)；2)B17軸吊車(chē)梁上、下翼緣之間縫隙的寬度不一致，呈V字型(見(jiàn)圖3)。

2.2 原因推斷

根據(jù)原始圖紙描述，該場(chǎng)地下部堆積著約9.5 m的鋼渣層。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷，該區(qū)域基礎(chǔ)上拱的主要原因?yàn)殇撛鼗蛎洝?/p>

3 方案制定

3.1 柱腳下降量的確定

根據(jù)吊車(chē)梁上翼緣相對(duì)高差監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)，擬定B17柱的下降量為130 mm，B18柱的下降量為55 mm。

表1 吊車(chē)梁上翼緣相對(duì)高差

3.2 頂升荷載確定

由于檢修過(guò)程中行車(chē)駛離該區(qū)域，故暫不考慮行車(chē)和吊物的荷載。根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙統(tǒng)計(jì)計(jì)算，柱腳恒荷載約為1 242 kN。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初定采用對(duì)稱布置4臺(tái)1 000 kN的千斤頂?shù)姆桨浮１竟こ毯愫奢d為1 242 kN，考慮過(guò)程中即使出現(xiàn)1臺(tái)千斤頂發(fā)生故障的不利情況，其余3臺(tái)千斤頂仍能保證2倍以上余量的承載能力，即3 000 kN>2 484 kN，故4臺(tái)1 000 kN的千斤頂方案可行。

3.3 施工前準(zhǔn)備

該廠房為無(wú)人化倉(cāng)庫(kù)，且本工程為在線檢修，為確保頂升施工進(jìn)行，頂升前須做如下工作：1)為避免施工中行車(chē)溜車(chē)進(jìn)入檢修區(qū)域(根據(jù)柱受荷范圍制定檢修涉及區(qū)域?yàn)檩S～?軸，16列～19列)，施工前須在B16,B19位置行車(chē)軌道上設(shè)置限位裝置；2)松解B16～B19段行車(chē)壓軌器螺栓。

3.4 檢修工序的編制

工序：施工前準(zhǔn)備→基礎(chǔ)開(kāi)挖→柱腳素混凝土鑿除→頂升反力架安裝→鋼支撐就位→柱腳下部鋼筋混凝土鑿除→柱腳鋼墊板配置→松動(dòng)柱腳螺栓螺母→頂升降柱逐次到位→標(biāo)高數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)→鋼墊板與靴板焊接→緊固地腳螺栓螺母→撤除千斤頂→基礎(chǔ)鋼筋修復(fù)→基礎(chǔ)混凝土、柱腳素混凝土恢復(fù)→地坪原樣恢復(fù)。

3.5 頂升前準(zhǔn)備

3.5.1基礎(chǔ)開(kāi)挖及柱腳混凝土鑿除

施工前，須對(duì)基礎(chǔ)周?chē)牡仄杭案餐吝M(jìn)行開(kāi)挖，將基礎(chǔ)承臺(tái)暴露出來(lái)(見(jiàn)圖4)。

本工程鋼柱基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為-0.666，基礎(chǔ)頂面以上至+0.100標(biāo)高采用C10素混凝土澆筑。頂升前，須將包裹柱腳的素混凝土鑿除(見(jiàn)圖5)。本工程鋼柱地腳螺栓采用T型地腳螺栓，為了防止鑿除混凝土?xí)r螺栓因轉(zhuǎn)動(dòng)而拔出，混凝土鑿除前應(yīng)在螺栓表面做好標(biāo)記，頂升結(jié)束后，核對(duì)螺栓方向，確認(rèn)后方可澆筑混凝土。

3.5.2反力架安裝

本工程由于要通過(guò)鑿除柱腳下部的混凝土來(lái)實(shí)現(xiàn)降柱的目的，故為了避開(kāi)柱腳投影區(qū)域，在常規(guī)設(shè)置鋼牛腿措施的基礎(chǔ)上增設(shè)鋼梁(見(jiàn)圖6)，將千斤頂?shù)淖鳂I(yè)位置移到柱兩側(cè)，新增鋼梁為受彎構(gòu)件，其截面設(shè)計(jì)須滿足施工工況下的受力要求，并復(fù)核反力牛腿的焊縫是否滿足受力要求。反力架及千斤頂均應(yīng)在柱腳對(duì)稱布置，以確保鋼柱穩(wěn)定。

3.5.3基礎(chǔ)混凝土鑿除

由于柱底標(biāo)高僅受靴板投影下方和剪力鍵下部的混凝土限制，故為了節(jié)約工期，僅鑿除該部分的混凝土。鑿除前，反力支架應(yīng)全部安裝完畢，并在兩端增設(shè)鋼短柱支撐鋼梁(見(jiàn)圖7)。在剪力鍵下部混凝土鑿除時(shí)，廠房鋼柱柱腳荷載通過(guò)短柱支撐傳遞給基礎(chǔ)。剪力鍵下部混凝土鑿除后，須按預(yù)設(shè)逐次下降量在柱腳靴板下部墊入相應(yīng)厚度的鋼墊板(見(jiàn)圖8)。

3.6 頂升降柱

頂升降柱的施工原則是先將鋼柱頂起，以千斤頂承受柱腳荷載。隨后按逐次下降量切割短柱支撐并抽出預(yù)先墊在柱腳靴板下部的鋼墊板，最后千斤頂卸載，柱腳荷載回歸至基礎(chǔ)。

頂升降柱時(shí)，B17與B18柱交替進(jìn)行，每次下降量控制在25 mm左右。每次頂升降柱后，對(duì)柱腳底板下降量進(jìn)行復(fù)測(cè)，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 單次頂升降柱后鋼柱下降量 mm

3.7 基礎(chǔ)及地坪恢復(fù)

待柱標(biāo)高降至預(yù)設(shè)高度后，頂升降柱結(jié)束?；A(chǔ)恢復(fù)前，須將柱腳靴板與鋼墊板進(jìn)行焊接，隨后采用原型號(hào)鋼筋對(duì)基礎(chǔ)鑿除時(shí)破壞的鋼筋進(jìn)行修復(fù)。受工期限制，本項(xiàng)目采用灌漿料對(duì)基礎(chǔ)及柱腳混凝土進(jìn)行恢復(fù)，并保留了反力牛腿、鋼梁及短柱支撐。由于基礎(chǔ)鑿除時(shí)并未破壞承臺(tái)受力鋼筋且在施工結(jié)束后對(duì)破損的構(gòu)造鋼筋進(jìn)行了修復(fù)，故基礎(chǔ)承臺(tái)承載能力不受影響。

4 整治效果

頂升降柱結(jié)束后，對(duì)吊車(chē)梁的頂面相對(duì)標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，測(cè)量結(jié)果(如表3所示)符合初始預(yù)期效果。

表3 軸吊車(chē)梁上翼緣相對(duì)高差

表3 軸吊車(chē)梁上翼緣相對(duì)高差

序號(hào) 軸線 軸線 軸線調(diào)整前-1500-55調(diào)整后-108

5 結(jié)語(yǔ)

本次整治歷時(shí)12 d，其中影響生產(chǎn)僅為3 d，對(duì)影響行車(chē)運(yùn)行的2根鋼柱進(jìn)行了消缺，生產(chǎn)使用效果良好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，并消除了結(jié)構(gòu)隱患。

本工程首次采用頂升方式對(duì)鋼柱進(jìn)行標(biāo)高下降整治，對(duì)進(jìn)一步完善工業(yè)建筑維修管理技術(shù)取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。