劉鵬

(甘肅土木工程科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730020)

為了能夠更好的滿足我國(guó)公民的需要，全面提高公民居住房屋的質(zhì)量、改善公民的工作環(huán)境，磚混結(jié)構(gòu)在我國(guó)上世紀(jì)七八十年代被廣泛使用。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等各方面的全面發(fā)展，砌體結(jié)構(gòu)的房屋也漸漸走向了淘汰，但是因?yàn)槠鲶w結(jié)構(gòu)房屋具有數(shù)量多、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，所以使得我們不能夠在短時(shí)間內(nèi)將其拆除，只能通過(guò)房屋改造和加固工程提高其安全性，合理延長(zhǎng)其使用壽命。

目前，因建筑物使用功能改變或使用年限將至需進(jìn)行加固改造，而大空間的需求導(dǎo)致磚混結(jié)構(gòu)改底部框架結(jié)構(gòu)成為最常見(jiàn)的形式。由于改造對(duì)象為既有建筑，對(duì)于施工而言，受施工條件及環(huán)境的影響，施工技術(shù)的應(yīng)用及方案的制定具有其特殊性。本文結(jié)合工程實(shí)例介紹了砌體結(jié)構(gòu)改造底部框架-抗震墻結(jié)構(gòu)施工組織過(guò)程中的技術(shù)及措施，并總結(jié)了改造加固施工過(guò)程中的難點(diǎn)及存在的問(wèn)題。

1 工程概況

該工程原建筑建造于70年代，為地上四層砌體結(jié)構(gòu)。建筑總長(zhǎng)54.8m、寬13m，一層層高3.3m；二、三層層高3.15m；四層層高3.5m，室外高差0.7m，結(jié)構(gòu)總高13.85m，外墻厚370mm，內(nèi)墻厚240mm，磚砌放大腳基礎(chǔ)，基底土采用450mm厚3∶7灰土換填處理。90年代進(jìn)行過(guò)抗震加固處理，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，加固方法是外墻加鋼筋混凝土扶壁構(gòu)造柱、條帶圈梁；內(nèi)墻加鋼拉桿的加固方法?，F(xiàn)根據(jù)建設(shè)單位使用要求，將原砌體結(jié)構(gòu)改造為底部框架—抗震墻砌體房屋，底層為混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)為二級(jí)。一層作為電信營(yíng)業(yè)大廳，二至四層為砌體結(jié)構(gòu)，二層內(nèi)外墻面原抹灰層剔除抹高延混凝土進(jìn)行加固處理，三、四層局部墻面原抹灰層剔除抹高延混凝土加固處理。一層原鋼筋混凝土樓梯拆除，增設(shè)兩步鋼樓梯至二樓。二層所有樓地面原有抹灰面拆除，增設(shè)鋼筋網(wǎng)片，澆筑60mm地坪混凝土。

本工程改造加固的施工順序?yàn)椋阂粚釉炷恋孛娌鸪?、清運(yùn)—房心土開(kāi)挖—承臺(tái)、框架梁基礎(chǔ)開(kāi)挖—樁基施工—承臺(tái)、連續(xù)梁施工—地溝施工—房心土二八灰土回填—框架柱間的墻體拆除—框架柱、二層框架梁加固施工—地面恢復(fù)—高延性混凝土墻體施工—組織驗(yàn)收。

2 改造內(nèi)容

1）功能改造：原結(jié)構(gòu)一層為小開(kāi)間商鋪，本次改造為大空間營(yíng)業(yè)大廳；2）結(jié)構(gòu)改造：原結(jié)構(gòu)為砌體結(jié)構(gòu)，本次改造后為底部框架—抗震墻砌體房屋，一層框架結(jié)構(gòu)由新型混凝土夾芯式框架柱和雙梁及肩梁復(fù)合梁體結(jié)構(gòu)組成；3）基礎(chǔ)改造：本工程縱橫墻交接位置設(shè)置人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)。

3 地基基礎(chǔ)加固改造施工

3.1 地基基礎(chǔ)改造的內(nèi)容

該建筑物原基礎(chǔ)為磚砌條形基礎(chǔ)，改造后為人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁徑為1000mm，共計(jì)40根。連續(xù)梁型號(hào)為250X600mm，承臺(tái)型號(hào)為1500X1500mm、1500X1300mm、1300X1300mm。

3.2 地基基礎(chǔ)改造的施工工藝及要求

3.2.1 原混凝土地坪及房心土拆除、清運(yùn)

原混凝土地坪及房心土拆除前須調(diào)查建筑物周圍地下建筑及設(shè)施分布，明確周邊環(huán)境、場(chǎng)地、道路、水電設(shè)備管道等埋設(shè)情況。由于施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，房間較多，拆除時(shí)采用18型小型挖掘機(jī)和人工電鎬配合的方式進(jìn)行破除。小型挖掘機(jī)進(jìn)入房間前，需采用人工破除的方式對(duì)房間門進(jìn)行擴(kuò)大，以便挖掘機(jī)進(jìn)入房間。破除的混凝土碎塊及房心土，由人工用小推車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)垃圾堆放區(qū)，集中清運(yùn)。

3.2.2 樁基礎(chǔ)及承臺(tái)施工

1）施工流程：人工破除縱橫墻交界處磚基礎(chǔ)→對(duì)洞口位置采取臨時(shí)支護(hù)措施→放線確定樁位及樁頂標(biāo)高→開(kāi)挖樁身土方→安裝垂直運(yùn)輸設(shè)備→安裝照明、通風(fēng)等設(shè)備→安裝第一節(jié)鋼護(hù)筒→開(kāi)挖剩余樁身土方→按圖紙要求開(kāi)挖擴(kuò)大頭→樁成孔驗(yàn)收→安裝鋼筋籠→澆筑樁身混凝土→破除樁頭→安裝承臺(tái)鋼筋→澆筑承臺(tái)混凝土。

2）主要施工設(shè)備及材料的準(zhǔn)備：主要施工設(shè)備及材料采用：三腳架、卷?yè)P(yáng)機(jī)、提土桶、鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、送風(fēng)管、照明燈、鎬、風(fēng)鎬、鍬、振搗棒、對(duì)講機(jī)、電鈴、潛水泵、電焊機(jī)、應(yīng)急軟爬梯、鋼護(hù)筒、雨衣、雨鞋、安全帽、安全帶等。

主要材料：鋼筋的級(jí)別、直徑必須符合設(shè)計(jì)要求；墊塊采用1∶3水泥砂漿預(yù)制，混凝土澆筑采用成品商砼。

3）施工工藝要求：①將縱橫墻交接處磚砌放大腳條形基礎(chǔ)拆除至承臺(tái)頂標(biāo)高，并采取有效的措施對(duì)洞口進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。放線確定樁位及樁頂標(biāo)高，測(cè)定樁位軸線方格控制網(wǎng)和高程基準(zhǔn)點(diǎn)，將室內(nèi)土方開(kāi)挖至原有放大腳磚基礎(chǔ)底部。確定好樁位中心，以中點(diǎn)為圓心，以樁身半徑畫出圓周，撒石灰線作為樁孔開(kāi)挖尺寸線。

②開(kāi)挖第一節(jié)樁孔土方，每節(jié)高度控制在0.8m～1.0m之間，人工開(kāi)挖過(guò)程中注意控制好樁孔的垂直度及截面尺寸。當(dāng)?shù)谝还?jié)樁孔開(kāi)挖完成后，吊裝鋼護(hù)筒，防止孔壁塌方，安裝照明及通風(fēng)設(shè)備。樁孔挖土自上而下逐段進(jìn)行，同一節(jié)內(nèi)挖土次序?yàn)橄戎虚g后周邊；擴(kuò)大頭部分采取先挖樁身圓柱體，然后按照設(shè)計(jì)圖紙的要求從上到下削土修成擴(kuò)大頭。上部松散土層采用鏟或鎬開(kāi)挖，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層后用電鎬，每節(jié)都必須檢查中心點(diǎn)位置及截面尺寸，合格后方可進(jìn)行下道工序。挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)進(jìn)行孔底處理，必須做到平整、無(wú)沉渣。成孔后必須對(duì)樁孔直徑、孔底標(biāo)高、樁位中心線、垂直度、沉渣厚度等進(jìn)行檢測(cè)，并如實(shí)做好成孔記錄。

③樁基礎(chǔ)成孔后，沿樁孔開(kāi)挖線外擴(kuò)800mm開(kāi)挖鋼筋籠吊裝導(dǎo)坑，深度為1000mm。樁身鋼筋籠縱向鋼筋及箍筋應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求加工、綁扎，鋼筋籠綁扎過(guò)程中制作成兩節(jié)，每隔2m綁扎焊接鋼筋籠限位鋼筋，確保鋼筋籠位置不會(huì)偏移。兩節(jié)鋼筋籠焊接連接時(shí)，采用雙面焊接，同一連接區(qū)段內(nèi)按設(shè)計(jì)要求接頭數(shù)量不得超過(guò)50%。同時(shí)，在焊接過(guò)程中必須做好防雷接地。

④鋼筋籠安裝完成后，對(duì)樁底沉渣清理干凈后澆筑樁身砼。澆筑前將漏斗牢牢固定在井口，然后一節(jié)一節(jié)連續(xù)安裝導(dǎo)管。澆筑砼時(shí)要連續(xù)進(jìn)行，分層振搗密實(shí)。第一步澆筑至擴(kuò)大頭頂面，進(jìn)行振搗，在初凝之前將樁身混凝土一次性澆筑完成，隨澆隨振，每層澆筑高度不得超過(guò)1.1m，分層振搗直至樁頂。澆筑過(guò)程中，按照設(shè)計(jì)圖紙要求控制好樁頂標(biāo)高并考慮混凝土浮漿對(duì)樁身長(zhǎng)度的影響因素。樁頂混凝土在初凝前應(yīng)抹壓平整，避免出現(xiàn)塑性收縮裂縫，其表面浮漿應(yīng)及時(shí)鑿除并超澆筑50㎝，以保證樁身與承臺(tái)有較好的連接。

⑤破除樁頭后將樁身周圍土方挖至墊層底部。承臺(tái)土方開(kāi)挖采用人工開(kāi)挖的方式，開(kāi)挖寬度自承臺(tái)或連續(xù)梁邊留放300mm寬作為作業(yè)面，開(kāi)挖深度至墊層底標(biāo)高后，人工清理平整。根據(jù)設(shè)計(jì)要求澆筑承臺(tái)、連續(xù)梁墊層、綁扎承臺(tái)鋼筋，待鋼筋綁扎完成后，安裝承臺(tái)模板。隨后澆筑承臺(tái)混凝土?xí)r振搗棒快插慢拔，以保證混凝土振搗密實(shí)，另外在承臺(tái)、連續(xù)梁上部200mm處填塞C35微膨脹混凝土，確保承臺(tái)、連續(xù)梁上部混凝土與原墻體連接緊密。

4 地基基礎(chǔ)改造過(guò)程中的難點(diǎn)及措施

1）拆除原門邊墻體及縱橫墻交接處條形基礎(chǔ)后，對(duì)原結(jié)構(gòu)采取有效的臨時(shí)支撐措施至關(guān)重要，以便施工過(guò)程中確保原結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定；2）成孔過(guò)程中，必須采取有效的抽水、照明、通風(fēng)等措施，確保有限空間內(nèi)作業(yè)人員安全；3）在孔內(nèi)進(jìn)行鋼筋籠焊接作業(yè)時(shí)，由于孔內(nèi)作業(yè)環(huán)境相對(duì)潮濕，設(shè)備必須做好接地保護(hù)；4）樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，需對(duì)原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行拆除，施工進(jìn)度與結(jié)構(gòu)安全相互制約，樁基礎(chǔ)同時(shí)進(jìn)行施工的數(shù)量不得超過(guò)6個(gè)；5）樁成孔后，要立即采取成品保護(hù)及臨邊防護(hù)措施，確?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的安全；6）施工過(guò)程中受施工條件限制機(jī)械化程度低，大部分工作由人工完成。在井樁施工過(guò)程中，受作業(yè)空間限制，無(wú)法采用旋挖鉆等大型機(jī)械設(shè)備，只能采取人工成孔的方式；在磚砌放大腳及磚墻拆除過(guò)程中，由于機(jī)械拆除對(duì)原磚墻體破損嚴(yán)重，完整性減弱程度較大，只能采取人工先切割后拆除的方式進(jìn)行墻體拆除；7）施工過(guò)程中原磚砌體結(jié)構(gòu)拆除部位較多，臨時(shí)支護(hù)難度大，原結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性削弱嚴(yán)重，風(fēng)險(xiǎn)較大。在井樁施工時(shí)，需對(duì)相應(yīng)位置的原磚砌體結(jié)構(gòu)基地土（450mm厚3∶7灰土）及磚砌放大腳基礎(chǔ)進(jìn)行拆除，拆除后受作業(yè)空間限制，臨時(shí)支護(hù)難度大且樁基礎(chǔ)同時(shí)開(kāi)挖數(shù)量直接影響工程進(jìn)度；8）施工工序相互交叉，施工作業(yè)面受限制，施工進(jìn)度無(wú)法加快。在底層混凝土框架結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照井樁—承臺(tái)—框架柱—框架梁的施工工序進(jìn)行，前一道工序未全部完成，后道工序無(wú)法進(jìn)行施工，不能形成分段流水作業(yè)施工。井樁、承臺(tái)、框架柱施工過(guò)程中，都采用“跳打法”進(jìn)行施工，不能形成連續(xù)施工作業(yè)。

5 框架柱、框架梁加固改造施工

5.1 框架柱、框架梁改造的內(nèi)容

改造后，在樁基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)位置設(shè)置框架柱，一層頂縱橫墻位置設(shè)置框架梁。

5.2 框架柱、框架梁改造的施工工藝及要求

5.2.1 框架柱、框架梁施工流程

剔除原墻面抹灰層—原磚墻面彈線—原磚墻立面開(kāi)洞—原橫向磚墻切割剔除—柱鋼筋綁扎—框架柱模板制安—框架柱混凝土澆筑—核心區(qū)磚墻剔除—鋼支撐短柱制安—肩梁磚墻面開(kāi)洞—原樓板水鉆開(kāi)孔—框架梁底模制安—框架梁、肩梁鋼筋綁扎—框架梁邊模制安—框架梁混凝土澆筑。

5.2.2 框架柱、框架梁施工工藝要求

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)框架柱位置進(jìn)行定位，鏟除原墻體結(jié)構(gòu)面層，并清理干凈。在原縱橫墻框架柱位置開(kāi)洞，開(kāi)洞范圍為承臺(tái)頂至一層板頂。開(kāi)洞時(shí)先用小型切割機(jī)按墻面墨線尺寸切50mm線槽，再用沖擊鉆帶扁鏟鏟除磚墻，墻面開(kāi)洞要求平直且不得損壞周邊磚面，墻面剔除后用風(fēng)管吹掃灰塵及脫落磚屑。

框架柱鋼筋安裝時(shí)，首先將框架柱豎向主筋與承臺(tái)中預(yù)埋的框架柱豎向鋼筋采用套筒機(jī)械連接，鋼筋端頭用無(wú)齒鋸切割機(jī)切斷磨平，端頭保證平直不能出現(xiàn)馬蹄形或形成缺口，鋼筋絲頭確保11道絲，同一連接區(qū)段內(nèi)按設(shè)計(jì)要求接頭數(shù)量不得超過(guò)50%，且保證擰入長(zhǎng)度，擰緊扭矩≥260N.m。外側(cè)箍筋按照兩個(gè)長(zhǎng)短錯(cuò)位U型箍制作，接頭處按10d單面搭接焊，焊接要求按《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)范》JGJ182003相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。拉結(jié)筋采用單根鋼筋兩個(gè)方向拉結(jié)，兩端頭煨180度彎頭?？蚣苤祟^收口主筋按16G101-1-69執(zhí)行，錨固長(zhǎng)度為12d，柱頂鋼筋伸入框架梁內(nèi)≥0.51LabE。

框架柱鋼筋安裝完成后，支設(shè)框架柱模板并澆筑混凝土?；炷劣?10型地泵從柱頂開(kāi)口處按順序依次澆筑至柱頂，待混凝土達(dá)到初凝后，拆除框架柱核心區(qū)墻體，并安裝鋼柱支撐，待第一區(qū)段鋼柱安裝完成后，進(jìn)行肩梁開(kāi)洞。同時(shí)，一層頂板采用φ150水鉆按@1000㎜間距開(kāi)孔，作為框架梁混凝土澆筑孔?？蚣芰夯炷翝仓r(shí)地泵管直接插入φ150孔內(nèi)，待孔內(nèi)混凝土溢出時(shí)進(jìn)行下一個(gè)孔內(nèi)混凝土澆筑，依次按此順序進(jìn)行澆筑，待混凝土注滿整個(gè)框架梁時(shí)，用振動(dòng)棒斜向及時(shí)振搗，混凝土振搗間距不得≧1000㎜，混凝土密實(shí)下移后再進(jìn)行二次補(bǔ)澆，同時(shí)振搗至混凝土漿液外溢至板面時(shí)停止振搗，至此框架梁混凝土澆筑完成，孔內(nèi)溢出的漿采用木抹搓平，不得高出原地面混凝土。

6 框架柱、框架梁改造過(guò)程中的難點(diǎn)及措施

1）框架柱及框架梁、肩梁開(kāi)洞的過(guò)程中，拆除部位定位必須準(zhǔn)確，要求采用靜力設(shè)備對(duì)原墻體進(jìn)行拆除，不得對(duì)拆除洞口周邊磚墻體造成破壞。

2）框架柱、框架梁施工前，一層地面房心土必須回填完成，以便搭設(shè)腳手架。施工前對(duì)施工人員進(jìn)行全面的安全技術(shù)交底，以防安全事故發(fā)生。

3）為了保證原結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性，框架柱、框架梁同時(shí)施工的位置必須相隔兩個(gè)軸線，且框架柱、框架梁拆除的位置應(yīng)“隔一拆一”，不得連續(xù)拆除。

4）在框架柱施工時(shí)，需要對(duì)框架柱核心區(qū)范圍內(nèi)原縱橫磚墻及原有扶壁柱進(jìn)行拆除，拆除寬度350mm，拆除后對(duì)原縱橫墻削弱嚴(yán)重，需對(duì)門洞口、窗洞口過(guò)梁進(jìn)行有效支護(hù)；在框架梁施工時(shí)，需在縱橫墻頂部間隔1m開(kāi)240mm×梁高×墻厚的肩梁洞口，拆除后需對(duì)樓板進(jìn)行臨時(shí)支撐。

7 高延性混凝土墻體加固改造施工

7.1 高延性混凝土墻體改造的內(nèi)容

本次加固以滿足抗震設(shè)防和建筑物的正常使用要求為主要目標(biāo)。對(duì)部分墻體采用高延性混凝土面層加固。高延性混凝土作為一種新型加固材料，通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，其加固效果明顯。在砌體結(jié)構(gòu)表面壓抹高延性混凝土面層，通過(guò)與砌體結(jié)構(gòu)表面優(yōu)良的粘結(jié)性能，使高延性混凝土面層與砌體成為整體，共同受力，并利用其高韌性、高強(qiáng)度（抗拉）、高抗裂性能和高耐損傷能力來(lái)提高砌體結(jié)構(gòu)的承載力、延性和抗裂性能，有效改善砌體房屋的整體性。

7.2 高延性混凝土墻體改造的施工工藝及要求

7.2.1 高延性混凝土墻體施工流程

剔除原墻面抹灰層—鋼刷清除松動(dòng)墻體及粉塵—墻體澆水濕潤(rùn)—設(shè)置厚度控制灰餅—高延性混凝土抹面施工—澆水保濕養(yǎng)護(hù)。

7.2.2 高延性混凝土墻體施工工藝要求

1）基層處理：高延性混凝土施工前要進(jìn)行基層處理，剔除原表面裝飾層，并將磚表面浮沉清理干凈，用高壓水槍對(duì)墻面進(jìn)行沖洗。

2）高延性混凝土攪拌加料順序：首先在攪拌機(jī)中加入8.8kg水，然后加入一包高延性混凝土母料進(jìn)行攪拌，待漿體攪拌均勻后逐漸撒入一包輔料專用纖維，加完纖維后攪拌大約5min至纖維分散均勻無(wú)結(jié)塊后停止攪拌。

3）抹面施工：施工前三天應(yīng)充分潤(rùn)濕墻面，保持壓抹前墻面濕潤(rùn)無(wú)明水；施工前宜先制作灰餅、分層壓抹，每層壓抹厚度不宜超過(guò)15mm，且前一道面層壓抹結(jié)束后需進(jìn)行拉毛處理，在面層初凝前進(jìn)行下一道施工，前后兩道面層施工的時(shí)間間隔不宜超過(guò)4h；如遇陰陽(yáng)角部位應(yīng)一次性連續(xù)壓抹，不得留施工冷縫。若不能連續(xù)壓抹時(shí)，接茬處應(yīng)留鋸齒狀毛茬，連接處不應(yīng)留于陰陽(yáng)角部位。

4）澆水保濕養(yǎng)護(hù)：施工完工后12h內(nèi)，進(jìn)行澆水保濕養(yǎng)護(hù)，風(fēng)速過(guò)大的位置宜覆蓋塑料保護(hù)膜。養(yǎng)護(hù)周期不得少于7d，每天不少于4次。

8 高延性混凝土墻體改造過(guò)程中的難點(diǎn)及措施

高延性混凝土攪拌過(guò)程中不得摻加其他任何材料，用水量必須精確控制。高延性混凝土墻體施工完成后的保濕養(yǎng)護(hù)，對(duì)于后期墻體強(qiáng)度提高至關(guān)重要，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。