鋼結構建筑加固利用在揚州廢棄垃圾場改造中的運用

季學軍，張林龍

（江蘇揚建集團有限公司，江蘇揚州225009）

鋼結構建筑加固利用在揚州廢棄垃圾場改造中的運用

季學軍，張林龍

（江蘇揚建集團有限公司，江蘇揚州225009）

以廢棄垃圾場為研究對象,對舊廠房廢棄部件的拆除進行了總結，對其鋼結構建筑加固利用在揚州廢棄垃圾場改造中的運用進行了分析，為揚州乃至全國垃圾場廢棄地的再生利用得出有益啟示。

鋼結構；垃圾場改造；生態恢復

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.012

1 引言

1.1 垃圾場改造的意義

在世界經濟發展突飛猛進的同時，人類產生的垃圾量也在快速增長。有關部門預計，2020年全球垃圾的將會達到20億t，垃圾急劇增長對世界環境是一個嚴峻的考驗[1]。而我國垃圾的產生也日趨嚴重，據住建部統計，我國2015年城市生活垃圾產生量為1.56億t，其中44%進入衛生填埋場，29%被簡易填埋，5%被焚燒處理，2%被堆肥處理，另外20%處于露天堆放或者隨意丟棄、傾倒的狀態。這些垃圾被隨意丟棄、傾倒及露天堆放的場地，逐漸形成廢棄的垃圾堆放場。在用地極其緊張的城市土地中，廢棄的垃圾堆放場有著極其特殊的社會地位[2]。

因此，研究垃圾場改造有著重要的意義，希望能對廢棄的垃圾場改造成為城市景觀公園提供有力的幫助，揚州小茅山垃圾處理場的景觀改造是此領域的成功典范，為城市中廢棄的垃圾堆放場土地利用，未來城市土地合理規劃，城市建設可持續發展發揮了重要的推動作用[3]。

1.2 鋼結構建筑在垃圾場改造中的運用

揚州小茅山垃圾場上部原先為單層門式鋼架結構，建筑面積約為2萬m2，建于1998年，主要建筑物為3間廠房。由于上部結構建設時間較長，加之垃圾場環境惡劣，環境腐蝕性強，廠房部分鋼結構銹蝕嚴重，屋面彩板受侵蝕,局部存在嚴重漏水情況，原先鋼架截面偏小，結構主體存在嚴重的歪斜及下擾情況。

根據總體規劃要求，原先的垃圾場將改造成揚州生態綠化公園，同時對原鋼結構廠房進行加固與改造利用，揚州花鳥市場將搬遷至此。因此，對此結構進行改造成了當務之急。有關部門進行積極探索，尋求有效措施，充分利用有限資源，使鋼結構的改造成了最關鍵的一步。經過專家的充分分析與積極討論，確定了如下鋼結構的利用方案[4]。

2 舊廠房廢棄部件的拆除

針對舊廠房的改造，相關專家以及技術人員提出了大量的指導意見，為工程的順利實施提供了有力的技術保障，當務之急是拆除原先廠房屋面系統。原先廠房屋面年久失修，彩鋼板銹蝕嚴重，貿然拆除存在嚴重的安全隱患，因此，在拆除屋面系統時做了有效的防護措施，確保了工程安全快速的進行。屋面系統拆除后，屋面系統沒有可靠的側向連接，鋼架存在隨時倒塌的情況。

如圖1a所示，鋼架可能隨箭頭方向傾倒或者扭曲。如果鋼架傾倒,會存在多米諾骨牌效應，項目的廢物再利用理念將付之一炬。為了尋求可靠辦法，鋼結構專家提出了有效的安全保障措施。為此，特制了夾具，根據各榀鋼架距離不同，制作了大量夾具，從鋼梁上口夾住鋼梁，在側向給鋼梁提供了有效的支撐。支撐后效果如圖1b所示。拆除作業看似容易，卻存在大量的安全問題，經過此措施加固，屋面廢棄系統得到了很快的拆除，為接下來的工作提供了有力的工期保障。

3 預埋件在垃圾體基礎中的預埋

鋼結構預埋件是關系到上部位置準確與否的關鍵工序，此處垃圾場原先廠房與新建筑體存在搭接或者整體連接，這就對預埋件的準確性有了非常高的要求。垃圾體上的基礎非常難處理，論文只對鋼結構部分闡述，基礎的處理就關系到鋼構預埋的位置，由于新舊基礎以及鋼架的不規則沉降，對鋼結構預埋件的放置產生了很大的影響。

經現場準確測量，原先鋼構柱腳的標高存在很大的高差，前后位置也有很大的偏差，現場預埋工作異常困難，沒有可靠的坐標作為參考。經過現場技術人員的探索與反復測量，初步繪制了舊廠房的坐標系統，新建坐標系統與舊坐標統一后，預埋件放置工作得以順利進行。

以舊廠房現場實量坐標為基準，新建建筑坐標系統同舊廠房有效對接，繪制了完整的新舊布置圖，為預埋件放置提供了有力的數據指導。最終，新建5榀鋼架與舊廠房部分無縫對接，取得了成功，這是各方智慧的結晶（見圖1c）。

圖1 新建廠房示意圖

4 鋼結構加固措施的合理運用

4.1 加固措施的完善

揚州垃圾場項目中原先鋼結構廠房截面經檢測單位檢測，遠不能滿足方案結構的要求，通過對檢測數據與設計院數據的復核，對該廠房結構采取加固措施是一個較為合理的方案。由于此鋼結構廠房的使用期限已接近其設計周期，經專家認定，此鋼結構需采取的加固方法主要為改變計算圖形、加大原有結構構件截面、連接節點的加固、阻止裂紋開展等，施工方法主要有負荷加固、卸荷加固、從原結構上拆下加固或更新部件進行加固。荷載和結構體系的改變與工業生產技術改進有關，當前國內外在鋼結構改擴建工程中涉及的加固改造技術研究主要集中在加大原有結構構件截面和加強連接強度2個方面：（1）加大原有結構構件截面的方式主要有將“工”字形截面加大、翼緣外側貼焊鋼板，外粘鋼板、碳纖維布加固等；（2）連接節點的加固方法主要包括貼板加強、粘鋼加固、外包鋼加固、碳纖維布加固等。經過多次討論，確定了最終加固方案，對工字形截面采用6個面粘鋼做法。

4.2 關鍵構件加固方案確定

鋼梁節點加固是此項目加固過程中的難點，設計院會同加固相關專家對加固措施進行了多次論證，最終選定了箱體包裹式加固方案。圓管柱加固采用了箱型加固方法，因原先圓管柱銹蝕嚴重，不能滿足荷載要求，針對圓管柱的加固，粘鋼方案可行性不佳。根據分析，本次加固采用了2個“C”型折邊型材，包裹原先圓管柱，使原先圓管柱變為矩形箱型柱，型材上下口節點與鋼梁、基礎牢固連接，大大提高了鋼柱的強度。

5 廠房整體的矯正

面對如此大面積加固工程，原結構經過大量的改造，房屋整體變形非常大，加之原先不規則沉降，為保證結構達到設計以及相關規范要求，需要逐步矯正已經變形的結構主體。據現場實測數據，局部水平位移達到300mm以上，橫向鋼梁的彎曲更是嚴重。在經過加固處理后首先進行矯正的是支撐系統，通過大量的支撐系統使主體結構在橫向和豎向均達到設計要求，鋼柱是鋼梁的基礎，鋼柱間的支撐和系桿經過特殊處理后，在現場靈活調節，使鋼柱的矯正得到保證。鋼梁的矯正方法較鋼柱而言更為復雜，在鋼梁要求部位開孔，開孔后布置水平支撐，水平支撐的布置密度遠大于一般廠房結構。在中脊和變形最大處設計雙系桿，設置雙系桿的目的是保證結構整體剛度，同時讓開節點加固位置。

6 新舊廠房搭接處理

在一號廠房西側，原先4跨廠房結構破損嚴重，不能滿足結構需要，需拆除重建。原先廠房和新建廠房搭接是非常關鍵的步驟，搭接不好會嚴重影響整體建筑的美觀和協調，甚至造成使用功能的缺陷。舊廠房拆除后新基礎要保證與相鄰廠房基礎標高相接近，在新基礎放置預埋件時特意留長預埋件的調節空間，這樣就能加大新結構廠房標高的調節幅度，保證與舊廠房標高保持一致。舊結構的不規則變形對新、舊結構搭接產生了很大的麻煩，首先要解決的是對舊結構進行矯正處理，矯正后在新舊結構之間設置支撐系統以及系桿等。

7 結語

揚州廢棄垃圾場的改造項目中，鋼結構建筑在其中發揮了舉足輕重的作用，為項目的圓滿完成做出了巨大的貢獻，也是相關類似工程的典范。為將來類似項目的改造奠定了強大的技術基礎?？偨Y此項目，鋼結構施工過程中攻克了很多技術難關，積累了豐富的經驗。技術在于創新，鋼結構也秉承創新意識逐步邁向更高精尖的方向，開創美好未來。

【1】程曉東.城市廢棄垃圾場生態恢復技術研究[D].保定：華北電力大學（河北），2009.

【2】朱能武編著.固體廢物處理與利用[M].北京：北京大學出版社，2006.

【3】楊慧芬編.固體廢物處理技術及工程應用[M].北京：機械工業出版社，2003.

【4】程江敏,程波,邱鶴,等.鋼結構加固方法研究進展[J].鋼結構.2012 (11):9-15.

TheApplicationofSteelStructure ReinforcementinRenovationofYangzhouWasteDumps

JI Xue-jun,ZHANG Lin-long
(JiangsuYangzhouConstructionGroupCo.Ltd.,Yangzhou 225009,China)

Aimed at waste dumps,thispapersummarizesthe demolition ofabandoned partsin old factories,analyzesthe application ofsteel structurereinforcementinrenovationofYangzhouwastedumps,andachievesusefulinspirationfortheregenerationofwastedampsinYangzhou andeveninChina.

steelstructure;dumprenovation;ecologicalrestoration

TM746.3

B

1007-9467（2016）10-0027-03

2016-07-20

季學軍（1967～），男，江蘇揚州人，高級工程師，從事建筑工程施工技術研究。