易承波

（廣東省湛江農(nóng)墾建設(shè)集團有限公司 廣東湛江524006）

0 前言

在實際工程中，偶爾會遇到留置混凝土試件強度檢測合格，但在實體檢測中強度檢測不符合設(shè)計要求而需要進行加固處理的情況，尤其對于建筑的中間某層的整層豎向混凝土構(gòu)件的強度相差較大或氯離子超標(biāo)的情況，常用的做法是拆除重建、增大截面，粘貼鋼板或碳纖維布。

拆除重建工藝是從建筑頂層開始拆除，一直拆至混凝土不符合要求的樓層，這種施工方法在保證安全的提前下，具有風(fēng)險和質(zhì)量隱患小的特點，但成本高，而且工期長，非萬不得已不適合使用；增大截面加固工藝會增大原構(gòu)件的截面尺寸，減少結(jié)構(gòu)的使用空間[1-2]，從而影響使用功能；采用包鋼板或粘貼碳纖維布的施工工藝簡單，工期短，但加固后混凝土強度理論上可以提高，但難以定量，經(jīng)加固后的構(gòu)件在抗震時的延性不匹配，仍然存在一定的安全隱患，并且給住戶后期的裝修和使用帶來不便[3]。

本施工技術(shù)對混凝土構(gòu)件采用分階段拆除置換的方法，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)經(jīng)過加固后能夠恢復(fù)原貌，不改變結(jié)構(gòu)使用空間，可以大大節(jié)省成本和節(jié)約工期，但施工過程需要進行有效的卸載和支撐保護，施工風(fēng)險較大，技術(shù)難度大，需加強施工過程中的建筑變形位移檢測工作。

混凝土置換工藝是將強度不符合要求的混凝土構(gòu)件部分或全部鑿除，再用高一級強度的混凝土或其他灌漿料重新澆筑，使新舊部分粘合成一個整體，共同受力工作，恢復(fù)原構(gòu)件的力學(xué)性能和使用性能[4-5]。

1 工程概況

某工程位于佛山市順德區(qū)容桂鎮(zhèn)，房屋結(jié)構(gòu)形式為13 層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。目前已完成主體結(jié)構(gòu)施工，暫未投入使用。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)該房屋3、6、9～11 層鋼筋混凝土剪力墻、框架柱混凝土強度未達到設(shè)計要求，且6、10、11 層鋼筋混凝土剪力墻、框架柱混凝土檢測強度與原設(shè)計混凝土強度相差較大。故須對3、6、9、10 層強度未達到設(shè)計要求的鋼筋混凝土剪力墻、框架柱進行加大截面加固處理，11 層鋼筋混凝土剪力墻、框架柱進行置換加固處理。為確保上下層力的傳遞完整性，對混凝土強度相差較大的6、10 層相應(yīng)下一層（即5、9 層）外圍鋼筋混凝土剪力墻、邊柱同樣進行加大截面加固。本施工技術(shù)主要針對剪力墻、柱的置換加固。

2 本施工技術(shù)的創(chuàng)新點

通過支撐卸荷，分階段對剪力墻及柱進行混凝土拆除置換，成功解決建筑的中間某樓層混凝土不符合設(shè)計要求的問題。相較普通施工方法從頂層拆至該樓層再進行重建施工存在成本高和工期長的問題，或者，對構(gòu)件采用包鋼板或粘貼碳纖維布的提高強度難以定量和抗震延性不匹配的問題，其創(chuàng)新性體現(xiàn)在：

⑴不需要從頂層拆至剪力墻及柱混凝土不符合設(shè)計要求的樓層再進行重建，僅對該樓層進行混凝土置換，節(jié)省施工成本和工期。

⑵采用混凝土置換，解決了包鋼板或粘貼碳纖維布的缺點，實現(xiàn)了提高強度的量化、抗震延性統(tǒng)一，進而提高構(gòu)件的安全性能。

⑶采用分階段拆除置換，保證置換整個過程的安全性和可行性。

⑷支撐鋼管混凝土和混凝土剪力墻、柱澆筑在一起，作為豎向受力構(gòu)件的一部分，提高了構(gòu)件的受力性能。

3 剪力墻及柱置換流程

監(jiān)測系統(tǒng)建立→墻外鋼管千斤頂支撐→卸荷→墻外鋼管支撐→局部拆除剪力墻→鋼管千斤頂支撐→鋼管混凝土支撐→拆除墻內(nèi)鋼管千斤頂支撐→剪力墻鋼筋修復(fù)（檢查、修補、調(diào)直）→剪力墻模板制安→剪力墻混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→墻外鋼管支撐拆除。

4 施工操作要點

施工前需通知設(shè)計人員到現(xiàn)場進行詳細核對，符合要求方可進行施工[6]；施工中發(fā)現(xiàn)異常情況，需及時通知設(shè)計人員進行處理。

本工程施工操作要點僅以第11 層其中一幅剪力墻為例，其他剪力墻、柱施工操作要點同此墻。

4.1 監(jiān)測系統(tǒng)建立

在置換施工過程中，結(jié)構(gòu)傳力路徑發(fā)生變化，內(nèi)力隨之改變，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力重分布現(xiàn)象，為了避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，必須進行全過程的沉降監(jiān)測[7]。

4.1.1 利用精密水準(zhǔn)儀，在拆除剪力墻前，對被置換的剪力墻的上下層進行沉降緊密監(jiān)測[8]，為預(yù)頂提供數(shù)據(jù)，對整個施工過程進行動態(tài)監(jiān)測，保證整個施工過程中各構(gòu)件位移在控制范圍內(nèi)（1mm 以內(nèi)），保證施工及樓房結(jié)構(gòu)安全。

4.1.2 在整個施工過程中要全程觀測樓房的傾斜度，并做好記錄、統(tǒng)計、分析等工作。

4.1.3 特發(fā)情況處理：施工過程中，當(dāng)位移超過控制值或出現(xiàn)其他異常情況時，馬上停止拆除作業(yè)以及加強支撐系統(tǒng)，疏散其他施工人員。經(jīng)過技術(shù)人員計算分析后，調(diào)整施工方案，在確保安全的情況下方可安排施工人員重新進場[9]。

4.2 墻外鋼管支撐

在拆除置換施工前，進行剪力墻墻外鋼管支撐施工，如圖1 所示。

圖1 鋼管千斤頂支撐設(shè)置Fig.1 The Setting of Steel and Jack

4.2.1 采用φ168 鋼管，鋼管下端放置規(guī)格為50 t 的手動液壓千斤頂作為鋼管千斤頂支撐，對12 層梁端進行支頂卸荷，鋼管上、下兩端設(shè)置鋼板墊塊。

4.2.2 支頂卸荷完畢設(shè)置鋼管支撐。鋼管支撐采用φ50@600 mm 的鋼管以支撐第12 層的樓板，鋼管之間設(shè)置水平拉結(jié)桿，鋼管上、下兩端用鋼板墊塊鍥緊，然后拆除鋼管千斤頂支撐預(yù)頂裝置。

4.2.3 安裝時預(yù)留人員行走和材料工具運輸通道。

4.2.4 施工全過程，安排專職人員定時對所有鋼管支撐進行檢查，避免出現(xiàn)千斤頂漏油，鋼墊板松動，鋼管懸空或搭接松散的情況。

4.3 第1 施工階段

此階段對剪力墻進行分階段拆除置換，剪力墻拆除時，盡量避免損傷原鋼筋，保留部分原鋼筋以便和新加鋼筋進行焊接連接，焊接后將焊渣清除干凈；混凝土澆筑前，將原鋼筋表面的混凝土殘渣清除干凈，以便與新澆筑混凝土進行良好的結(jié)合[10]，提高結(jié)構(gòu)的整體性能：

4.3.1 剪力墻拆除前，根椐沉降位移觀測的數(shù)椐和計算的頂升荷載數(shù)值對剪力墻進行預(yù)頂卸荷，預(yù)頂過程要求剪力墻的豎向位移在整個施工過程中控制在±2mm 以內(nèi)。

4.3.2 剪力墻構(gòu)件第1 階段與第2 階段拆除的豎向交接處，不得使用風(fēng)鎬等可能產(chǎn)生大震動的拆除工具，要先用電動抽芯機開孔切割（每隔200～300 mm 一個抽芯孔），然后再用手動電錘拆除第1 階段混凝土。

4.3.3 拆除過程中盡量減少振動影響，輕敲慢鑿，注意保護好鋼管支撐，不能碰撞，避免破壞卸荷系統(tǒng)。

4.3.4 鋼管千斤頂預(yù)頂卸荷采用規(guī)格為50 t 的手動液壓千斤頂和φ168×5 鋼管，第1 施工階段先置換部分剪力墻，設(shè)置3 個鋼管混凝土支撐。設(shè)置第1 個鋼管混凝土支撐前，先拆除該部分混凝土，安裝鋼管千斤頂支撐，預(yù)頂卸荷后再安裝鋼管混凝土支撐，然后再分別設(shè)置第2 個、第3 個鋼管混凝土支撐（見圖2）。

圖2 剪力墻置換第1 施工階段Fig.2 The First Construction Stage of the Replacement of Shear Wall

4.3.5 預(yù)頂卸荷過程中利用精密水準(zhǔn)儀進行觀測，預(yù)頂卸荷完成后，將鋼管混凝土支撐的上、下兩端尖板用大錘尖實打緊，再拆除鋼管千斤頂預(yù)頂裝置。

4.4 第2施工階段

第2施工階段，對保留的水平向鋼筋進行修補調(diào)直，新加鋼筋與拆除保留的原鋼筋進行焊接連接（見圖3）。

圖3 剪力墻第2 施工階段Fig.3 The Second Construction Stage of the Replacement of Shear Wall

4.4.1 重新制作、安裝水平鋼筋，并預(yù)留一定長度鋼筋與余下將要置換的剪力墻鋼筋進行連接。

4.4.2 模板制作、安裝，采用比原剪力墻混凝土強度高一個等級的微膨脹混凝土進行澆筑，將鋼管混凝土支撐一起澆筑在置換的剪力墻內(nèi)，以提高剪力墻的受力性能，保證結(jié)構(gòu)的安全。

4.5 第3施工階段

第3 施工階段，剪力墻第2 階段施工拆除時，鑿除50 mm 寬的新澆筑混凝土作為界面接觸位置，并在澆筑混凝土前作界面處理（見圖4）。

圖4 剪力墻第3 施工階段Fig.4 The Third Construction Stage of the Replacement of Shear Wall

4.5.1 采用和第1 施工階段相同的設(shè)置鋼管混凝土支撐方法：拆除剪力墻、設(shè)置鋼管千斤頂支撐、預(yù)頂卸荷、設(shè)置鋼管混凝土支撐。

4.5.2 采用和第2 施工階段相同的施工方法：安裝水平向鋼筋并與保留的原鋼筋進行焊接連接、安裝水平鋼筋并與第1 施工階段預(yù)留的水平鋼筋進行焊接連接、采用比原剪力墻混凝土強度高一個等級的微膨脹混凝土進行澆筑。

4.5.3 在第2 施工階段的混凝土強度達到設(shè)計強度的80%時，才可以拆除剪力墻墻外鋼管支撐系統(tǒng)。

5 結(jié)論

由于采用分階段拆除置換的施工方法，將鋼管混凝土支撐作為受力構(gòu)件的一部分，大大提高了原構(gòu)件的受力性能，也保證了施工過程的安全性和可行性，解決了房屋中間某樓層混凝土強度不符合設(shè)計要求或氯離子超標(biāo)造成的需要從頂層拆至該樓層再進行重建的浪費成本及工期的問題。該施工技術(shù)，大大縮短工期，減少材料及人工費用的支出。而且實用性強，操作簡便，具有良好的推廣應(yīng)用價值，對類似的工程具有重要的參考意義，具有顯著的社會、經(jīng)濟效益。

本技術(shù)適用于剪力墻混凝土強度與設(shè)計強度相差較大或混凝土氯離子超標(biāo)需要進行混凝土置換的情況。