預制短柱裝配式舊廠房插層加固改建技術研究

鄭信榮

上海新長寧集團建筑裝飾實業有限公司 上海 200050

隨著我國經濟建設的高速發展，近年來，在一些大中城市中，舊房利用與改造正日益受到市場的青睞和人們的重視。但是，由于舊房結構和設計年代久遠等原因，在舊房改造中如何應用新技術和新材料，以確保建設和使用安全，逐漸成為建筑施工研究的重點和難點[1]。上海延安西路1234號原為6層舊廠房，屬預制短柱裝配式框架結構體系，將其改建為8層公共租賃房，利用原1、2層6 m層高各插入1層新梁板結構層。在吸取了既有經驗后，我們在此次上海延安西路1234號廠房改建中進行了技術創新，使工程結構改建施工更加安全和簡便。

1 工程概況

上海延安西路1234號原為6層舊廠房建筑，自2003年閑置至今。本次施工將原建筑6層廠房改建為8層公共租賃房，具體內容為：對原1、2層進行插層改建，在原1、2層6 m層高內各插入1層新梁板，層高由6 m變成3 m，其余原有各層層高保持3.5 m不變，均進行結構加固。本工程建筑平面柱網縱向開間均為6 m，共7個開間，橫向開間為7.5、3.0、7.5 m，總建筑面積約6 500 m2。

2 原始建筑結構形式及改建設計方案

原始建筑結構形式：舊廠房建筑原為預制短柱、預制花籃梁、預制板裝配式框架結構體系，預制板均為厚240 mm的重型預制板。該結構的柱梁節點處和花籃梁頂部均為安裝就位后二次澆筑的混凝土。樁基與基礎當時按10層建筑考慮設計，由于種種原因只施工到第6層結構就結束了，后作為6層試驗大樓投入了使用。

改建設計方案：根據設計單位復核，原樁基基礎無需加固，需對上部原主體結構1、2層進行插層設計，采用增大截面加固法加固原柱（由基礎至屋頂層），在原1～2層各增加新樓層鋼筋混凝土梁板，并對剩余各層老框架梁也采用增大截面法進行加固設計，原預制板底采用粘貼碳纖維材料加固設計。經設計院計算復核，改建后的結構能滿足設計使用要求。

3 結構改建施工技術

本工程結構插層改建加固主要施工流程如下：柱擴大截面基礎施工→1層柱斷面擴大施工→1層頂板、梁（新插層）結構施工→2層柱斷面擴大施工、2層頂原框架梁斷面擴大施工→3層柱斷面擴大施工→3層頂板、梁（新插層）結構施工→4層柱斷面擴大施工、4層頂原框架梁斷面擴大施工→5層柱斷面擴大施工、5層頂原框架梁斷面擴大施工→6層柱斷面擴大施工、6層頂原框架梁斷面擴大施工→7層柱斷面擴大施工、7層頂原框架梁斷面擴大施工→8層柱斷面擴大施工、屋面層原框架梁斷面擴大施工。

3.1 框架柱擴大截面基礎施工

首先將柱底周圍底層地坪局部打開，開挖土方至原基礎頂面，將老基礎面暴露出來，原為杯口基礎，在杯口基礎上新做鋼筋混凝土基礎圍套，高700 mm，每邊放出老柱邊300 mm，配筋按設計施工圖進行，先種植φ12 mm@300 mm連接筋、綁扎φ12 mm@100 mm圍套箍筋，擴大截面柱的主筋錨入新做鋼筋混凝土基礎鋼筋圍套內固定好，然后在基礎圍套周邊砌磚胎膜，最后澆筑C40混凝土。這樣便使擴大截面柱基礎與原基礎牢牢地綁起來，形成了整體。

3.2 1～8層框架柱擴大截面施工

1）對于新舊混凝土結合面，先清除原松動的骨料、浮渣、塵土，并用清潔的高壓水槍沖洗舊混凝土柱面，再采用機械鑿毛，形成深度為3～4 mm均勻分布的麻點。

2）當原混凝土鋼筋的少部分外露面已銹蝕，對其進行除銹處理。

3）安裝綁扎新增受力鋼筋、箍筋。

4）箍筋按設計規定采用φ10、φ12 mm環形箍筋，間距均為100 mm，每個箍筋加工好后，先將其冷彎成大角度套入原柱，再合力將環形箍筋冷彎恢復成90°，與主筋用鉛絲進行綁扎固定。

5）安裝柱模板，模板外側豎龍骨為木方50 mm× 100 mm@300 mm，在木方外側安裝φ48 mm×3.5 mm雙鋼管，水平間距500 mm，雙向對拉螺桿采用φ14 mm規格。

6）澆筑混凝土前一天，對舊混凝土構件澆水保持濕潤。混凝土澆筑采用C40預拌混凝土，將其運到柱邊，搭設好澆筑平臺，上下兩人用鐵鍬接力將混凝土灌入模板內，并采用振動棒進行體內振搗與體外振動相結合的施工方法，澆至新插層梁底50 mm處，養護10 d后拆模，混凝土外感效果較好，新舊混凝土較好地形成了整體構件。

3.3 新1、3層插層樓板梁施工

1）設計將原1、2層（1～4層）所有柱斷面x方向和y方向一側加寬250 mm，另一側加寬100 mm（5層以上柱四周均加大100 mm）。寬250 mm一側設計框架主梁經過，使新梁與老柱可靠連系，形成整體插層結構。由于新加梁與柱存在偏心情況，柱梁連接處均采用水平加液方法處理。

2）新插層框架梁、樓板按施工方案搭設排架制模板，綁扎梁、樓板的鋼筋，然后采用C40預制混凝土固定泵澆筑，澆筑順序由東向西依次進行。

不同科室間HPV-DNA、UU-RNA、CT-RNA和NG-RNA陽性檢出情況 婦科門診UU-RNA檢出率最高，為60.61%，HPV-DNA檢出率為34.57%，以 HR-HPV-DNA為主檢出率為31.72%，CT-RNA檢出率為5.90%，NG-RNA檢出率為2.84%。皮膚性病門診HPV-DNA檢出率為30.69%，UU-RNA檢出率最高，為46.28%，CT-RNA檢出率為9.16%，NG-RNA檢出率為1.73%。男科門診和泌尿科門診標本量較少，UU-RNA檢出率最高，為50.00%和33.33%。

3.4 原各層結構框架柱、花籃梁加固施工

1）原每塊預制板寬均為1 200 mm，每塊板擱置點處開2個φ80 mm@600 mm孔?？妆仨氂脵C械鉆孔，不得碰到原預制板內鋼筋，原則上開在原預制板空心圓孔處，使“箍筋一”能夠穿過施工（圖1），采用2φ12 mm@600 mm雙開口箍筋，雙面焊連接，形成封閉箍筋；其余部位按“箍筋二”施工，依照施工圖中直徑和間距（φ8 mm@150 mm）進行操作，箍筋上端水平植入花籃牛腿中。

圖1 花籃主梁加固示意

2）通過擴大原框架結構花籃梁截面，提高結構承載力和抗震性能，滿足設計要求，達到框架梁柱節點為剛性節點的要求。為了避免新加框架梁主筋在原柱上同一水平面植筋鉆洞太多，對主體結構施工階段安全不利，每根框架梁加固的新上排及下排主筋均采用2根主筋植入老結構柱內，其余梁主筋均繞過老柱體或彎錨入柱新增斷面中。這樣的施工方案可以減少老柱子上同一截面植筋鉆洞較多的不利情況，避免對施工中的老結構產生結構安全影響，確保施工階段整個結構施工處于安全狀態。

3）框架柱新增斷面每根主筋穿越樓層處均要繞開原預制主梁，遇到預制板處，機械開孔φ80 mm（兼作混凝土灌注口），使主筋穿過，主筋采用電渣壓力焊接頭。

4）加固各層梁、柱混凝土一次性澆筑，先澆柱后澆梁，由東向西依次澆筑，采用固定泵澆筑?；炷辆来螐念A制板機械開孔中灌入，加強振搗。為了保證不漏澆，要求每個孔中混凝土均要溢出，據此可表明加固斷面已澆實。拆模后效果比較好。

4 施工安全措施

1）為確保建筑基礎的安全，柱擴大截面基礎施工要分批進行，每批柱基礎施工數量不超過柱總量的25%，并要求施工點均勻分布，混凝土澆筑施工完成后及時回填土。

2）原1、2層（新1～4層）的施工對整個老建筑起到了很好的加固作用，因此在該階段施工時，要逐層科學、安全進行，未施工到樓層內的主要承重結構，均不得擅自植筋鉆洞，以及進行樓板機械開孔等有傷原結構的操作，只能做結構構件表面的清理和鑿毛、拆除非承重墻等工作。3）新插層結構施工順序應為：先澆柱至梁底標高處，在養護的同時，搭設樓板支架模板，綁扎梁板鋼筋，待柱的強度達到70%左右，再澆筑梁板混凝土，這樣先下后上分2次澆筑的施工方案能確保新插層結構施工的安全可靠。4）安裝人貨兩用電梯，作為上部樓層建筑垃圾的垂直運輸工具，不得在建筑物內、外由上向下隨意拋扔建筑垃圾，防止高空墜物，避免集中堆載，以免引起安全事故。

5 結語

2）裝配式舊廠房預制樓板較多為重型預制板，每平方米至少可承受5 kN以上的活荷載，遠超過民用建筑的使用活荷載。所以在通過房屋檢測、樓板靜載試驗符合要求后，能保留的預制板盡量要保留，因為預制板整體拆除后對房屋的水平剛度影響較大，較易引起重大安全事故，對施工安全不利。

3）增大截面加固法是常見的框架結構柱、梁加固方法，如何確保新舊結構緊密連接形成整體，對原構件混凝土界面的處理非常重要。本工程采用高壓水射流打毛結合花錘打毛的施工方法，使原構件的混凝土界面得到很好的處理，使得新增斷面與原構件實現緊密、可靠的連接，確保了加固的效果。

4）原花籃框架梁新增斷面的主筋與原結構柱進行連接時，要注意采用可靠的施工方案，避免因植筋太多，嚴重削弱原結構柱同一斷面，從而使結構施工階段處于比較危險的狀態，這就需要施工單位和設計單位一起研究最佳、最安全的技術方案，要確保施工過程中上部主體老結構的安全。隨著插層加固一層一層地向上施工，整個新老結構也就越來越安全，直至結構封頂，從而真正達到插層加固改建的目的。

（鳴謝：本文承同濟大學徐偉教授審閱并提出寶貴的修改意見，謹此表示衷心的感謝！）