談托換技術在高層結構改造中的應用

張仁海

(南通海洲建設集團有限公司，江蘇海安 226600)

1 概述

在建筑施工過程中，由于工程建設時機不成熟、投資環境變化、資金緊缺等多種因素的變化，從而導致部分在建工程停工、緩建，有的甚至停滯數年，待重新建設時，往往又會碰到建筑周邊環境、建筑結構調整、使用功能改變等種種原因，必須對原建筑物進行拆除重建或通過技術改造以達到預期效果。在使用功能基本滿足的前提條件下，如果將原有地下或上部結構全部拆除重建，勢必給國家和企業造成重大經濟損失，同時也造成施工現場一盤散沙、形成環境污染等等;如果采用合理的技術手段，對原有建筑的結構造型進行適當改造，以達到建設要求，不僅滿足所需的使用功能，而且又使工程質量、安全性能得到有效保證，達到預期效果。在建筑工程中應用托換技術“托梁換柱(墻)法”實施改造，必須遵循原有結構安全可靠，不留隱患;滿足使用，經濟合理;材料、設備和技術要求滿足需要;施工方便，安全有效的基本原則。

2 托換處理前的準備工作

在最終確定工程托換技術方案前，要認真、周密地進行實地調查與研究，充分掌握原結構的具體情況，為分析確定工程托換技術方案的有效實施提供必要的第一手資料。

1)工程情況調查:其內容包括建筑物所在場地要改造的具體部位原有結構的具體特征，研究要改造部位的具體結構要求;2)實物調查情況:對原有結構的處理標高、尺寸等進行認真觀察及校核，得出現狀的實測數據，以便于分析實施托換技術過程中的結構變化情況是否滿足要求;3)復查原有結構的設計圖紙:為確保對被托換建筑物的結構有足夠的了解，分析原有構造的受力特征。分析的主要內容包括荷載分布，上部結構的剛度及整體性，受力狀況及其計算與結構等方面是否合理，并進行重點復核驗算;4)檢查原有結構施工階段的隱蔽記錄及技術資料:隱蔽工程的質量對工程建設整體功能的影響較大，通過檢查分析原有資料的完整性、符合性，了解原來工程施工過程中發生或存在的問題，包括檢查核對是否按圖施工以及現場設計變更、圖紙會審記錄等，尤其要重點核查曾遇到的施工技術方面的問題的解決辦法及采取的措施，施工中的材料證明、質量檢查驗收等各項原始記錄;5)建筑材料:對原有的成品及半成品的質量情況進行檢測，主要目的是查明原有結構是否滿足設計及施工規范要求。

3 工程改造實例

上海金橋高科大廈工程為框架結構的高層建筑，要求建設24層，總建筑面積24 281 m2，總高度98.5 m。原有結構已施工到5層(下有1層地下室)，已施工完成面積為7 585 m2，工程已停滯10年。現重新恢復建設，但其使用功能等諸多方面已不能夠滿足現有要求，必須對原有結構做較大的調整。如果全部拆除重建，損失太大;后經多方考證、研究、會審，并在原結構檢測合格的基礎上，決定采用托換技術進行改造，使其既滿足使用功能，又符合質量、安全要求，保證上部結構在下部結構改造的同時，進行正常施工。根據建設要求和設計驗算認定，原結構每層每隔一跨中間的800 mm×800 mm鋼筋混凝土方形柱要全部切除。為保證結構安全，在切除柱子之前，必須對原有的梁進行支撐，以滿足下一步改造工作的進行。經研究決定，首先對梁兩側及底邊混凝土保護層進行剔鑿，使原結構露出箍筋，保證與將來焊接的新箍筋有10d的焊接長度，再根據設計提供數值采用液壓頂升方式卸荷，然后采用φ48×5.3的鋼管沿梁縱向每300 mm設一道支撐，確保所有支撐塞牢頂緊(見圖1)。

對于有次梁作用于其上的主梁，在每根次梁下近開鑿柱端部1 500 mm范圍內每隔300 mm設一道鋼支座可調節鋼管支撐，頂升力值根據結構自重及上部荷載情況確定，所有支撐要求全部頂緊塞牢。當達到一定的應力后(所有頂撐工作完畢)，用專用大型切割機從柱與梁結合部開始對柱子的切割，完全斷開后，再從上往下分段切割，移除。在所要切除柱完成切割后，再根據設計要求，在原結構保留的鋼筋混凝土柱相應位置進行植筋，植筋的規格和數量必須滿足設計要求，然后將增加的梁體箍筋與原結構開鑿外露的箍筋進行10d焊接，經驗收合格后，在加固支撐的下部再支設梁模板，當碰到上部支撐鋼管時，對側模進行開槽，一側夾緊，另一側留有企口，便于澆筑混凝土。在澆筑完畢并確保達到設計強度后，再拆除鋼管支撐，以確保結構的安全性。

針對地下室結構600 mm厚整體墻體拆除(要求保留墻體頂部鋼筋混凝土暗梁，其余向下墻體全部拆除)(見圖2)，具體實施如下:在整體鋼筋混凝土墻拆除前，先進行現場放樣，在每1/3墻壁長(墻總長不大于6 m)要保留部位下口從上往下開500 mm寬洞口，以保證整體墻拆除前在開洞處先進行4道支撐，并用鋼性材料頂緊塞牢，待所有受力支撐按要求完成并經驗收合格后，再進行墻體大面積切除(其他所有施工工序與柱同)。

4 托換設計與施工注意事項

1)對原有結構作出正確鑒定，以確定原結構的可利用性，并對采用托換技術與其他方法進行經濟比較。2)正確處理原有結構與改造部分的連接加固措施，確保滿足質量要求。3)對原有結構采取適當保護措施，如臨時支撐、控制處理階段荷載，規定由上而下，輕拆輕放的拆除要求。4)明確拆模時間、拆模順序，允許加荷載的具體時間和其他要求。5)加強質量、安全技術交底，明確質量職責，進行現場監控，按要求留置試塊及遵循其他技術規定。6)處理完畢后，會同建設、設計、監理、檢測、質量監督等部門進行現場認定，確保滿足各項要求。

5 結語

通過對高層建筑實施托換技術“托梁換柱(墻)法”進行改造，完善了建筑的使用功能、保證了結構安全、節省了投資成本，取得了良好的經濟效益和社會效益。