淺談建筑結(jié)構(gòu)改造加固質(zhì)量控制

夏云

摘? ? 要：本文通過工程實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹對(duì)梁柱加固、構(gòu)件無(wú)損切割、結(jié)構(gòu)托換等加固過程中的施工工藝和質(zhì)量監(jiān)控措施，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)加固;抽柱托換;監(jiān)測(cè);質(zhì)量控制要點(diǎn)

1? 工程概況

泰州文峰塔，位于泰州南山寺東南，南依鳳城河，東靠文峰小區(qū)。南山寺，始建于唐僖宗乾符三年（876年），僖宗賜名“護(hù)國(guó)寺”，距今1100年歷史，1968年文峰塔在“文革”中被工廠拆除，2011年，泰州市全面啟動(dòng)南山寺重建修復(fù)工程。2014年正式施工，2016年文峰塔封頂，總高56.46米（室外地面至塔頂），平面呈規(guī)則的正八邊形，地宮加上部七層，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)?，F(xiàn)根據(jù)業(yè)主要求擬拆除-4.900m～-0.050m標(biāo)高范圍內(nèi)塔平面中心處圓柱，拆除部分樓層樓板等，故需對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的托換加固處理。

2? 結(jié)構(gòu)托換改造

本工程結(jié)構(gòu)托換采用的型鋼托換。主要是抽除地宮中心柱，先將上部部分荷載利用臨時(shí)支撐均勻分布周邊八根圓柱，采用型鋼混凝土作為轉(zhuǎn)換層承載上部荷載。同時(shí)為了確保建筑在托換過程中，不產(chǎn)生開裂、傾斜等破壞，采取一、二層增大梁截面，中心柱外圍放射性框架梁粘貼碳纖維加固。

3? 結(jié)構(gòu)加固施工工藝

（1）土方工程，中心柱周邊八根框架柱改造后需均勻承載上部荷載而采取了增大截面，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)已回填部位進(jìn)行開挖，本工程緊鄰河邊，地下水系發(fā)達(dá)，現(xiàn)場(chǎng)采取了輕型井點(diǎn)降水。

（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固，主要包括原框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的擴(kuò)大截面加固，增大截面部分柱縱筋植入原基礎(chǔ)。

（3）新增托換結(jié)構(gòu)，拆除-0.05m中心區(qū)域梁板，新增型鋼混凝土托換結(jié)構(gòu)。

（4）臨時(shí)支撐體系，中心柱截面減小期間，承載力大幅降低，為保障結(jié)構(gòu)安全，臨時(shí)將中心柱荷載轉(zhuǎn)換至四周4個(gè)加固柱上。

（5）結(jié)構(gòu)拆除，主要包括部分原梁板結(jié)構(gòu)拆除、托換柱的拆除。

4? 施工流程

施工準(zhǔn)備（圍擋、成品保護(hù)、材料復(fù)驗(yàn)、方案報(bào)審）→地宮室內(nèi)土方開挖→基礎(chǔ)柱增大截面加固→6.450m、11.750m框架梁增大截面加固→臨時(shí)支撐制作、安裝→地宮室內(nèi)回填、澆筑混凝土地面→拆除-0.050m梁板→托換結(jié)構(gòu)體系施工→抽柱作業(yè)→沉降、傾斜檢測(cè)→驗(yàn)收交付

5? 施工過程控制要點(diǎn)

5.1? 施工準(zhǔn)備階段的控制要點(diǎn)

①施工圖紙的設(shè)計(jì)與審查。②施工方案的編制與審核。③原材料的檢查驗(yàn)收。④施工人員的培訓(xùn)與技術(shù)交底。

5.2? 界面處理

①新舊混凝土接觸面應(yīng)清理干凈。②所有擴(kuò)大截面界面均要鑿毛處理，鑿毛的凸凹高差不小于6mm。③所有界面涂刷界面劑。

5.3? 植筋質(zhì)量控制

（1）鉆孔定位放線：根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖，在需要植筋的部位進(jìn)行定位放線，圖紙所標(biāo)注的原結(jié)構(gòu)的尺寸大小與實(shí)際值可能有一定的誤差，因此對(duì)于添加構(gòu)件的定位必須結(jié)合原有結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸進(jìn)行綜合定位放線，首先確定構(gòu)件的輪廓線，然后再確定植筋鉆孔的位置。

（2）鉆孔：使用電錘在標(biāo)定的位置鉆孔，遇到鋼筋時(shí)，可調(diào)整鉆孔位置，合理避開鋼筋，孔深必須達(dá)到設(shè)計(jì)施工圖要求。

（3）清孔：鉆孔完成后，將孔周圍灰塵清理干凈，用毛刷將孔內(nèi)清理干凈。再用棉絲沾丙酮清刷孔洞內(nèi)壁，使孔內(nèi)達(dá)到清潔干燥，如果孔內(nèi)較潮濕，必須用熱風(fēng)機(jī)對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行干燥處理，清孔完畢后，用干凈的棉紗將孔洞嚴(yán)密封堵，以防有灰塵和異物落入。

（4）注膠：注膠必須飽滿，膠層內(nèi)無(wú)氣泡、空鼓。

（5）植筋：采用結(jié)構(gòu)灌膠法，將粘接劑灌入孔中至孔深三分之二左右，同時(shí)將鋼筋錨固部分一面旋轉(zhuǎn)一面插入孔中，將孔中空氣排出，放置鋼筋時(shí)要沿一個(gè)方向，稍加敦實(shí)即可固定鋼筋，植入困難時(shí)應(yīng)及時(shí)用錘敲擊，對(duì)較長(zhǎng)鋼筋做好預(yù)綁，盡量避免歪斜;鋼筋植入后以少量膠體溢出為宜。

（6）固化養(yǎng)護(hù)。

5.4? 粘鋼質(zhì)量控制

（1）用粘結(jié)劑粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)、加固的鋼筋混凝土構(gòu)件，能大大提高原設(shè)計(jì)承載力和抗破壞能力。這是因?yàn)檎迟N鋼板后，提高原結(jié)構(gòu)配筋量，相應(yīng)提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗彎、抗剪等方面的力學(xué)性能，而這些性能是靠結(jié)構(gòu)膠粘劑的良好粘結(jié)性能，把鋼板與混凝土牢固地粘結(jié)在一起，形成整體，有效地傳遞應(yīng)力，共同工作來(lái)保證的。

（2）本工程原柱上包鋼圍套，鋼套采用Q345B，厚度20mm，鋼圍套外部焊鋼栓釘8M19-100，栓釘豎向間距200mm，鋼圍套與原柱采用化學(xué)錨栓8M20錨固，豎向間距200mm，鋼套與原柱之間縫隙灌注結(jié)構(gòu)粘鋼膠;因遇到原框架梁，需要分段采用不同的構(gòu)造方式，鋼圍套施工前需采用專業(yè)設(shè)備找出原柱縱筋位置，避開原柱縱筋，打化學(xué)螺栓孔，再根據(jù)孔位在鋼板上開孔，灌注環(huán)氧灌注膠前需清理鋼板與混凝土柱間焊渣、灰塵等雜物，并對(duì)所有螺栓孔間縫隙采用環(huán)氧灌注膠找補(bǔ)密實(shí)，灌注結(jié)構(gòu)粘鋼膠后采用小錘輕敲鋼圍套外立面，檢查是否存在不密實(shí)現(xiàn)象。

5.5? 鋼構(gòu)件質(zhì)量控制

（1）除盡表面上的油污、焊接飛渣、氧化皮、鐵銹，并打磨焊縫和尖角。（2）坡口形式應(yīng)根據(jù)焊接方式合理選定，所有的焊接，均按照已批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程進(jìn)行，若改變焊接工藝，需重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。（3）焊接人員要求應(yīng)經(jīng)考試并取得合格證后或在合格證有效期內(nèi)才能從事本工程相應(yīng)等級(jí)的焊接工作。（4）經(jīng)檢測(cè)的工廠焊縫或工地焊縫，凡無(wú)損探傷不合格者，應(yīng)按JTJ 041—2000規(guī)定的方法予以返修糾正，并重新檢查，直到合格為止。（5）焊縫的外觀檢驗(yàn)，檢查所有焊縫尺寸、長(zhǎng)度和位置是否符合技術(shù)規(guī)定、規(guī)范和圖紙的要求。

5.6? 混凝土切割質(zhì)量控制

（1）每一切割塊必須通過起吊孔預(yù)先臨時(shí)起吊固定，防止切割塊突然塌下，切割完成的區(qū)域，必須架設(shè)安全防護(hù)設(shè)施并作好安全警示標(biāo)志，防止人或物體墜落。整個(gè)拆除區(qū)域遵循由上到下，由左向右的施工順序，-0.050m梁板切割時(shí)，考慮應(yīng)力緩慢釋放，應(yīng)先板后梁，對(duì)稱切割。（2）定位放線：采用測(cè)量?jī)x器，對(duì)擬分塊切割部位定位，采用墨斗進(jìn)行彈線，確定分塊切割位置，保證分塊切割位置的準(zhǔn)確性。（3）混凝土塊起吊、運(yùn)走：直線切割分離原墻與拆除部分，洞口不滿足要求處進(jìn)行修補(bǔ)或拆除，將拆除部分的垃圾及時(shí)清運(yùn)。由于混凝土塊體自重較大，為便于清運(yùn)，故切割下來(lái)的混凝土塊的尺寸不能太大。

5.7? 監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)

（1）在托換過程中需觀測(cè)不均勻沉降。

（2）托換過程中會(huì)逐步削弱中心柱截面，因此在施工過程中最不利工況下主要存在以下三類結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)：①鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐有承載力不足的可能性。②托換結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)有承載力不足的可能性。③中心柱切割后，因?yàn)槭芰β窂礁淖兣c中心柱相連的其他構(gòu)件可能出現(xiàn)承載力不足的可能性。 故應(yīng)對(duì)此三類結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的應(yīng)變進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

（3）針對(duì)托換加固過程中結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要內(nèi)容包括：位移和變形監(jiān)測(cè)（中心柱托換時(shí)對(duì)鋼支撐進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測(cè)、中心柱削弱過程中柱的應(yīng)力監(jiān)測(cè)、上部梁、板變形監(jiān)測(cè)）、動(dòng)力特性測(cè)試、振動(dòng)加速度監(jiān)測(cè)、房屋沉降變形與變形監(jiān)測(cè)及關(guān)鍵部位與薄弱處裂縫觀測(cè)等。

（4）中心柱切割時(shí)，需實(shí)時(shí)觀測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值的大小判斷是否安全，若超過設(shè)計(jì)值，則啟動(dòng)預(yù)警措施。

（5）關(guān)鍵部位監(jiān)測(cè)。①在加固改造施工托換過程中，框架柱切割前測(cè)量周側(cè)所有梁、柱數(shù)據(jù)，切割完成后，對(duì)周側(cè)梁、柱進(jìn)行復(fù)測(cè)。②中心柱截面削弱前，二層鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐埋設(shè)應(yīng)變片，在中心柱截面削弱的過程中，每削弱一側(cè)截面，均對(duì)上部進(jìn)行應(yīng)力觀測(cè)，同時(shí)在被切割柱上部埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，切割施工過程采取不間斷監(jiān)測(cè)，每十分鐘讀數(shù)一次。③中心柱截?cái)嗪螅瑢?duì)二層以上所有樓層與中心柱連接構(gòu)件進(jìn)行復(fù)測(cè)。④建筑整體傾斜觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，為了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)托換過程中結(jié)構(gòu)整體的傾斜變化，監(jiān)測(cè)單位采用接入物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傾角儀進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全過程傾斜測(cè)量，并與整體沉降、局部沉降、撓度、應(yīng)變等相互校核和印證，預(yù)警發(fā)生傾斜倒塌和整體偏轉(zhuǎn)。在頂樓（八樓）布置一個(gè)雙向傾角儀，沿著樓高的方向，在四樓布置一個(gè)雙向傾角儀。

6? 工程驗(yàn)收

（1）委托上海同濟(jì)檢測(cè)技術(shù)有限公司對(duì)托換過程進(jìn)行全程檢測(cè)，包括傾斜、沉降等，滿足圖紙及相關(guān)規(guī)范要求，施工質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合GB 50300《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。（2）驗(yàn)收資料應(yīng)符合江蘇省建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收資料相關(guān)表式及歸檔要求。

7? 結(jié)束語(yǔ)

通過本工程監(jiān)理有以下幾點(diǎn)感悟：（1）梁柱節(jié)點(diǎn)植筋：梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋較密或植筋構(gòu)件寬度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的植筋深度，新植筋較難植入設(shè)計(jì)要求深度，本工程根據(jù)設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求采用柱包箍上焊接直螺紋套筒連接鋼筋的做法解決。（2）空間受限，材料、構(gòu)件垂直水平運(yùn)輸不便，需要施工單位合理利用現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境與建筑機(jī)械解決。（3）根據(jù)施工作業(yè)流程圖，結(jié)構(gòu)加固完成后方可進(jìn)行托換體系施工，需施工單位根據(jù)工程要求合理組織專業(yè)施工人員，托換體系施工期間為確保結(jié)構(gòu)安全，根據(jù)專家建議中心柱每邊鑿除300mm時(shí)采用人工鑿除，每鑿除一邊安裝好H型鋼并與中心柱鋼筋焊接完成后，再施工下一個(gè)邊并且對(duì)稱施工，為保證改造加固工程結(jié)構(gòu)安全和使用功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要嚴(yán)格按圖紙、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)施工。

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