施其龍

上海建工五建集團(tuán)有限公司 上海 200063

1 工程概況

某大型游泳館改建工程位于城市核心區(qū)，其中：更新改造工程主要包括在不改變原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行跳臺、平頂、訓(xùn)練池、跳水池、大屏幕、局部平面的改建和相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固；新建工程為全地下訓(xùn)練館，地下2層現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2 工程難點與特點

1）建筑內(nèi)部功能調(diào)整造成結(jié)構(gòu)加固形式和范圍繁多。原游泳館在不改變原主體結(jié)構(gòu)的前提下，對部分內(nèi)部功能做適當(dāng)調(diào)整和完善，同時由于老館在當(dāng)時設(shè)計過程中沒有考慮防火分區(qū)概念，故此次設(shè)計對各層重新劃分了防火分區(qū)，增加了若干疏散出口，大量的結(jié)構(gòu)需要采取碳纖維布加固、粘鋼加固、裂縫修補(bǔ)等方式進(jìn)行加固改造[1-3]。

2）新建地下訓(xùn)練中心深基坑施工對周邊環(huán)境影響大。陸上訓(xùn)練中心工程西側(cè)主體為地下2層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基坑面積約為2 611 m2，開挖深度約為12.85 m（深坑落低1.8 m），東側(cè)主體結(jié)構(gòu)為地下1層，基坑面積約為719 m2，開挖深度約為8.95 m。不僅緊鄰原游泳館結(jié)構(gòu)，而且南側(cè)為在建軌道交通車站?；泳嘤斡攫^結(jié)構(gòu)6.9 m（圖1），游泳館基礎(chǔ)為450 mm×450 mm預(yù)制方樁，樁長16～17 m，施工時需對游泳館采取保護(hù)措施。

圖1 某大型游泳館改建工程位置關(guān)系

3）原游泳館大空間屋架頂棚銹蝕嚴(yán)重，急需翻新加固。在整體頂棚不拆除的前提下，依次進(jìn)行鋁板逐塊拆除、網(wǎng)架加固、鋁板重新吊裝等工序，其間又有大量安裝施工交叉進(jìn)行。因此，整個頂棚翻新加固不僅專業(yè)性施工內(nèi)容多、工藝復(fù)雜，而且施工工期短，各施工內(nèi)容需要搭接、穿插開展。另外，高空作業(yè)時的安全防護(hù)責(zé)任重大。

4）原游泳館跳水池存在區(qū)域滲漏情況，急需抗?jié)B修補(bǔ)。跳水池位于館內(nèi)中區(qū)南面，池壁厚300 mm，外墻存在局部滲漏痕跡。本次因裝飾改建在鑿除原池壁面磚、粉刷層及防水層后，對跳水池結(jié)構(gòu)自防水進(jìn)行了盛水試驗，盛水試驗時也出現(xiàn)了部分滲漏情況。

3 主要施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 局部結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)

原游泳館建于20世紀(jì)80年代，由于大量混凝土結(jié)構(gòu)老化、設(shè)計使用不合理、使用功能調(diào)整等原因，導(dǎo)致大量的結(jié)構(gòu)需要加固改造。結(jié)構(gòu)加固時采用碳纖維布加固、粘鋼加固、裂縫修補(bǔ)等措施。同時，結(jié)構(gòu)加固存在構(gòu)件分布范圍廣、施工工藝要求高、多專業(yè)工種作業(yè)穿插多等特點，增加了游泳館抗震加固技術(shù)的實施難度。

3.1.1 新增梁加固技術(shù)

在原結(jié)構(gòu)連系梁及牛腿拆除前，為保證結(jié)構(gòu)的安全，必須對上部結(jié)構(gòu)采用新增梁的方法進(jìn)行加固。

對于原裝配整澆的節(jié)點，下部鋼筋由于沒有伸入核心區(qū)，因此應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。在加強(qiáng)核心區(qū)的同時，采用對穿鋼筋將2個方向梁的下部鋼筋進(jìn)行貫通。

在板底新增鋼筋混凝土梁時，受作業(yè)面的限制，無法對混凝土進(jìn)行充分振搗，同時普通混凝土的流動性、自密實性差，施工質(zhì)量無法得到保證。因此，混凝土選用專門配制的BS-40系列灌漿料。BS系列灌漿料具有大流動度、無收縮、早強(qiáng)、高強(qiáng)的性能，并具有質(zhì)量可靠、降低成本、縮短工期和方便施工的優(yōu)點。施工應(yīng)將灌漿料拌和均勻，避免產(chǎn)生氣泡，同時灌漿后24 h內(nèi)不得受擾動，在溫度15 ℃以上環(huán)境中養(yǎng)護(hù)7 d。

3.1.2 鋼吊柱鋼絲網(wǎng)環(huán)氧砂漿面層防護(hù)

為防止鋼吊柱銹蝕，對原鋼吊柱進(jìn)行鋼絲網(wǎng)環(huán)氧砂漿面層防護(hù)，隔斷鋼吊柱與空氣中水分的接觸。主要施工工序為：將原墻面清底并去除粉刷層，對原有損壞部位進(jìn)行必要處理，剔除梁面疏松混凝土并鑿毛，對鋼吊柱表面打磨除銹；用高壓水及鋼絲刷將原墻面及梁面沖洗干凈，并在墻表面刷素水泥漿；鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)，并植錨拉筋；對墻、梁表面涂刷環(huán)氧樹脂界面劑，以保證環(huán)氧砂漿面層與基體結(jié)合良好；逐層涂抹環(huán)氧砂漿。

3.1.3 局部粘鋼加固技術(shù)

在原結(jié)構(gòu)連系梁及牛腿拆除前，為保證結(jié)構(gòu)的安全，對梁頂采用粘鋼加固。另外，為保證疊合梁有足夠的承載力，對梁底進(jìn)行粘鋼加固。主要施工工序為：表面（結(jié)構(gòu)及鋼板）處理→配膠→粘鋼→固定及加壓→養(yǎng)護(hù)固化→檢查驗收→防腐處理。

在粘鋼加固過程中，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)膠黏劑在常溫（20 ℃）下固化24 h后，方可拆除夾具或支撐，3 d后可受力使用，固化期間不得對鋼板有任何擾動；待鋼板粘貼后，用手錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應(yīng)剝下鋼板、補(bǔ)膠，重新粘貼。

3.1.4 碳纖維布加固技術(shù)

根據(jù)檢測報告及現(xiàn)行抗震規(guī)范，原結(jié)構(gòu)梁、柱端箍筋加密區(qū)的箍筋配置不滿足抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求，須對梁、柱端箍筋加密區(qū)進(jìn)行抗震構(gòu)造加固。本工程擬采用在該區(qū)域內(nèi)粘貼碳纖維布箍進(jìn)行加固。本項目采用高強(qiáng)Ⅰ級碳纖維布，型號CFRP300，彈性模量≥240 GPa，抗拉強(qiáng)度≥ 3 400 MPa，厚度0.167 mm，伸長率≥1.7%，層間剪切強(qiáng)度≥45 MPa。主要施工工序為：施工準(zhǔn)備→結(jié)構(gòu)表面處理→底膠配制并涂刷→找平膠配制并修復(fù)、平整→粘貼膠配制并涂刷→粘貼纖維布→表面噴砂防護(hù)。

在施工過程中，必須清理待加固構(gòu)件表面的劣化混凝土，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至露出結(jié)構(gòu)層新面，磨去面上凸出5 mm以上的“毛刺”。表面層打磨后應(yīng)清除干凈，平整度要求每1 m范圍不超過5 mm；當(dāng)受彎構(gòu)件粘貼的多層碳纖維布允許截斷時，相鄰2層宜按內(nèi)短外長的原則分層截斷；外層碳纖維布的截斷點宜越過內(nèi)層截斷點200 mm以上，并應(yīng)在截斷點加設(shè)U形箍；環(huán)向圍束的碳纖維布上下層之間的搭接寬度應(yīng)不小于50 mm，環(huán)向截斷點的延伸長度應(yīng)不小于200 mm，且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯開；梁和方柱粘貼碳纖維布需要包裹時，碳纖維布遇陽角處，應(yīng)打磨成圓弧角，半徑不小于25 mm。

3.2 游泳館大空間網(wǎng)架頂棚更新技術(shù)

原游泳館大空間網(wǎng)架頂棚更新主要包括天棚鋁合金拆除替換、大空間網(wǎng)架加固施工與配套管線設(shè)施更換，專業(yè)施工內(nèi)容多、工藝復(fù)雜、施工工期短、需高空作業(yè)。

拆除屋面吊頂鋁合金板時，根據(jù)原來拼裝的情況，分成一個一個邊長5 m的等邊三角形，質(zhì)量約為200 kg?？紤]施工的安全性及進(jìn)度，為便于安排下一步噴涂工作，東西區(qū)拆除下來的鋁合金板應(yīng)及時運(yùn)出。拆除工作從東、西兩面看臺向中部位置同時進(jìn)行。通過對鋁板進(jìn)行板面整形、表面清理、沙皮打毛、漆噴處理等翻新工作后，在吊裝部位上方桁架搭設(shè)施工平臺，利用卷揚(yáng)機(jī)逐次安裝鋁板。

3.3 游泳館原水池抗?jié)B修補(bǔ)技術(shù)

跳水池位于館內(nèi)中區(qū)南面，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池壁厚300 mm。原跳水池在改建前使用情況基本良好，但外墻存在局部滲漏痕跡。經(jīng)24 h盛水試驗，發(fā)現(xiàn)主要在跳水池壁下半部有洇水現(xiàn)象，共發(fā)現(xiàn)跳水池混凝土內(nèi)壁有37處豎向裂縫與跳水池混凝土壁施工縫垂直相交（長度平均約2.5 m）及幾處細(xì)微裂縫。經(jīng)分析，水池混凝土結(jié)構(gòu)防水性、耐久性仍較可靠，局部滲水原因主要是：原結(jié)構(gòu)墻板二次澆筑混凝土施工縫結(jié)合處整體滲水，原預(yù)埋螺桿與墻體結(jié)合處存在滲水。項目采用了SL-1400改性環(huán)氧樹脂注漿，對池壁內(nèi)側(cè)豎向裂縫及沿跳水池一周進(jìn)行加固與防水處理。

3.4 新建地下訓(xùn)練中心深基坑變形控制技術(shù)

3.4.1 周邊壓密注漿加固

本工程地下3 m范圍內(nèi)存在暗浜，地質(zhì)極易松散，考慮后續(xù)地下連續(xù)墻施工中可能造成的塌方，故對該范圍采取壓密注漿加固措施。本工程采用分層壓密注漿施工方案，注漿段可由人工按施工規(guī)范要求逐步上調(diào)，注入的漿液四周均勻擴(kuò)散，使土體加密。加固深度為地面至地面下4 m，水泥摻量15%。注漿順序為先外圍后中間，按施工平面圖編號順序采用跳孔注漿。在每一抽條、塊內(nèi)先施工外側(cè)的孔，后施工中間的孔。外邊孔的注漿以注漿量控制為主，中間孔的注漿以壓力控制為主。

3.4.2 地下連續(xù)墻接縫處的旋噴樁止水處理

本工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地下連續(xù)墻接縫是開挖中地下連續(xù)墻滲漏的薄弱點，施工質(zhì)量十分關(guān)鍵。在注重地下連續(xù)墻刷壁工序控制的前提下，針對基坑底板處于⑤2層的現(xiàn)狀，對靠游泳館西側(cè)的基坑地下連續(xù)墻接縫進(jìn)行旋噴樁止水處理。旋噴樁采用三重管工藝，樁徑800 mm，搭接大于200 mm，呈“品”字形布置，水泥摻量為25%，深度為地面以下5～20 m。

3.4.3 圍護(hù)與土方施工優(yōu)化

施工中適當(dāng)縮短分幅寬度（不超過5.5 m），有效利用土拱效應(yīng)的影響，減少槽壁塌方。同時因為分幅縮短，各道工序施工時間也相應(yīng)縮短，有利于成槽的穩(wěn)定與施工質(zhì)量保證。根據(jù)施工現(xiàn)場條件，本工程挖土分2個區(qū)進(jìn)行，西側(cè)基坑為一區(qū)，東側(cè)基坑為二區(qū)。本工程由于施工場地較小，故在西側(cè)基坑第1道混凝土支撐上設(shè)置臨時施工棧橋。在挖土及支撐施工期間，西側(cè)基坑共有4層土方開挖及3道混凝土支撐施工，除第1層土方大開挖外，第2、3層土方均采用盆式開挖的挖土方式，周邊放坡坡度為1∶1.5。東側(cè)基坑采用水平分層的開挖方式。

4 結(jié)語

對于大型體育場館的改建，應(yīng)充分利用既有場館，減少建設(shè)量，使其能夠賦予更多更完善的功能與用途。通過文中提到的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)、基坑變形控制技術(shù)、大空間網(wǎng)架頂棚更新技術(shù)與原水池抗?jié)B修補(bǔ)技術(shù)等，使得原有體育場館的使用功能得到了拓展、投入得到了減少。建筑維修加固在今后將形成一個巨大的市場空間，并將進(jìn)一步促進(jìn)加固新工藝、新材料的發(fā)展。這些改建技術(shù)可以在其他大型體育場館設(shè)施中推廣運(yùn)用。