托梁拆墻技術(shù)在既有建筑改造中的應(yīng)用研究

張由，潘廷明，陳港，曹淑上，周偉

（重慶市建筑科學(xué)研究院有限公司，重慶 400016）

0 引言

20 世紀(jì)70 年代至90 年代，為了解決城市居民住房短缺問題， 我國投入大量人力、物力和財(cái)力，建造了許多城市住宅[1]。該時(shí)期所建筑的住宅主要為企事業(yè)職工宿舍、一般家庭住宅等。隨著國內(nèi)生活水平的提高， 該時(shí)期所建造的房屋已經(jīng)不能滿足人民日益增長的物質(zhì)文化需求， 特別是職工宿舍這類房屋， 大多數(shù)都是租住的臨時(shí)住戶，居住環(huán)境不佳，且商業(yè)配套不足，但這個(gè)時(shí)期所建造的房屋大多位于城市繁華地段，無法充分發(fā)揮其價(jià)值。

為了提升既有住區(qū)建筑功能， 常會(huì)在住區(qū)底層引進(jìn)超市、商業(yè)，以加強(qiáng)配套，或?qū)⒄麠澐课莞脑鞛榫频?、餐廳，以提升商業(yè)價(jià)值[2]。 受既有住區(qū)房屋結(jié)構(gòu)布局所限，且由于使用用途改變，往往會(huì)拆除部分墻體。本文介紹了托梁拆墻技術(shù)在既有建筑綜合改造中的應(yīng)用[3]，可為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

某企業(yè)老職工宿舍樓，修建于20 世紀(jì)70 年代，為地上三層砌體結(jié)構(gòu)， 總建筑面積約為1500m2， 房屋總長為67.6m， 寬為23.6m，承重墻體厚為240mm，基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)，持力層為基巖。為改善生活配套，擬在該房屋一層引進(jìn)一超市，超市位于一層（6）-（12）/（D）-（F）軸線處，房屋平面布置及超市改造范圍如圖1所示。

根據(jù)超市使用方的要求，需要將（8）/（D）-（E）、（9）/（D）-（E）、（10）/（D）-（E）和（1）/（D）-（E）軸線處的4 片承重砌體墻拆除，拆除墻體位置示意圖如圖2 所示。

圖1 房屋平面布置及超市改造范圍示意圖（單位：mm）

圖2 擬拆除墻體平面位置示意圖（單位：mm）

2 加固方案

該工程為地上三層砌體結(jié)構(gòu)， 需要拆除的墻體為一層承重墻，托梁拆墻技術(shù)可以很好解決類似工程問題，以達(dá)到加固改造經(jīng)濟(jì)、安全、適用的目的[4]。托梁拆墻技術(shù)的核心有三方面：如何加固形成有效可靠的托梁和柱、如何加固新增框架柱基礎(chǔ)、施工過程如何控制。 另外，托梁拆墻的施工順序也尤為重要，必須按照如下順序進(jìn)行施工：墻體可靠支撐→拆除新建柱位置墻體→施工托梁及新增柱→待齡期達(dá)到要求后拆除墻體。

2.1 托梁及柱加固設(shè)計(jì)

托梁及柱加固的目的是待承重墻體拆除后，其原本由拆除墻體所承擔(dān)的所有荷載由新增的托梁和柱承擔(dān)，托梁和柱的可靠性和有效性是保證墻體拆除后房屋安全可靠的前提[5]。

該工程通過在原墻體兩側(cè)新增托梁，再在合適位置新增鋼筋混凝土柱的方式實(shí)現(xiàn)托梁和柱對原墻體的加固[6]。 為保證墻體拆除后，托梁能很好地承擔(dān)原墻體所承擔(dān)的荷載，且保證新增兩側(cè)梁能協(xié)同受力， 應(yīng)每隔一定間距設(shè)置肩梁。 托梁及柱設(shè)置如圖3所示， 托梁大樣如圖4 所示， 部分施工過程照片如圖5—圖7 所示。

圖3 托梁及柱設(shè)置平面布置示意圖

圖4 托梁細(xì)部做法大樣

圖5 施工前現(xiàn)場照片

圖6 鋼筋綁扎完成后現(xiàn)場照片

圖7 模板安裝完成現(xiàn)場照片

為保證新增梁與原混凝土樓板的連接和密實(shí)性，應(yīng)采取如下措施：

（1） 為保證新增梁與原混凝土樓板的連接，在新增梁與原混凝土樓板交界處應(yīng)鑿毛， 且在交界處植入C10@200 梅花型抗剪鍵，如圖8 所示。

圖8 抗剪鍵做法示意圖

（2） 為保證新增梁與原混凝土樓板澆筑后的密實(shí)性，在樓板上方間距1m 開鑿澆筑孔，并做“撮箕”澆筑口，每個(gè)“撮箕” 口長度不超過300mm，使新增梁澆筑完成后，混凝土表面超出板頂標(biāo)高200mm， 待新增混凝土達(dá)到齡期后拆除模板將“撮箕”口鑿除，如圖9 所示。

圖9 “撮箕”口做法示意圖

2.2 基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)

托梁及柱加固完成后，會(huì)承擔(dān)擬拆除墻體所承擔(dān)的荷載，最終托梁及柱的荷載會(huì)傳遞至地基基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)加固的可靠性及有效性是保證整個(gè)托梁結(jié)構(gòu)安全可靠的前提，進(jìn)而保證加固完成后結(jié)構(gòu)的安全可靠。

該房屋為條形基礎(chǔ)，持力層為中風(fēng)化基巖，地質(zhì)條件較好。 采用在原條形基礎(chǔ)處加大截面的方式進(jìn)行加固處理， 為保證新、舊混凝土連接可靠、形成整體，除將澆筑面進(jìn)行鑿毛外，還應(yīng)植筋抗剪鍵，基礎(chǔ)加固平面布置如圖10 所示，大樣如圖11 所示。

圖10 基礎(chǔ)加固平面布置示意圖

圖11 基礎(chǔ)大樣

2.3 施工過程控制

托梁拆墻技術(shù)在施工中的過程控制非常重要。 首先必須嚴(yán)格按照 “墻體可靠支撐→拆除新建柱位置墻體→施工托梁及新增柱→待齡期達(dá)到要求后拆除墻體”的施工順序執(zhí)行，其次在施工過程中，動(dòng)態(tài)監(jiān)測也同等重要。

托梁拆墻施工過程中，需要嚴(yán)格控制如下風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：

（1） 拆除新增柱位置墻體及基礎(chǔ)開挖

托梁是通過新增的鋼筋混凝土柱將荷載傳遞至地基基礎(chǔ)的，新增柱需要將該位置的墻體進(jìn)行局部拆除（開槽）后才能施工。 在墻體局部拆除前，應(yīng)首先對墻體進(jìn)行整體支撐，保證墻體自身穩(wěn)定性。 在拆除過程中，嚴(yán)禁超寬拆和亂拆，并應(yīng)采用靜力切割的方式進(jìn)行開槽。 對墻體進(jìn)行可靠支撐， 也是為了保證新增柱在基礎(chǔ)加固過程中的安全。

（2） 施工過程中的監(jiān)測控制

托梁拆墻施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)較一般加固工程多， 必須重視過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測， 特別是在拆墻的工序段，建議采用自動(dòng)化監(jiān)測，實(shí)時(shí)監(jiān)測上部結(jié)構(gòu)相關(guān)沉降、位移等， 保證拆墻工序段的人員安全。 墻體拆除后，理論上該墻體的所有荷載已經(jīng)完成了傳至托梁的轉(zhuǎn)換， 但實(shí)際上存在部分應(yīng)力和變形滯后的現(xiàn)象，所以建議在施工完成后仍然繼續(xù)監(jiān)測，且不少于兩年。

4 結(jié)語

以往，托換技術(shù)在地基基礎(chǔ)加固處理工程中運(yùn)用較多，鮮見在上部結(jié)構(gòu)上的運(yùn)用。 由于老舊房屋戶型布置很難滿足綜合品質(zhì)提升和再利用改造的要求，因此托梁拆墻技術(shù)會(huì)在既有住區(qū)建筑功能提升綜合改造中發(fā)揮很大的作用，值得推廣。