CN113756601A - 框架柱置换加固施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种框架柱置换加固施工方法,属于已完成建筑结构修复技术领域。本发明首先是在本层待置换框架柱的四个方向以及上下层框架柱的四个方向分别设置支撑钢柱,支撑钢柱与梁底之间设置千斤顶;然后将待置换框架柱全部拆除,顶部拆除至上层地面处;接着安装柱模板,柱模板的顶部设计成高出上层地面的喇叭口模板;接着从上层的喇叭口模板处进行混凝土浇筑浇筑并养护;最后拆除模板及支撑钢柱即可。本发明方法的施工工艺先进、施工技术含量高、可操做性强、工序衔接紧密,施工进度快,在保证施工质量的同时还节约了施工成本,并产生了明显的经济效益,值得推广使用。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域,特别是一种对已施工完成的建筑结构进行修复的方法,具体是一种框架柱置换加固施工方法。
背景技术
随着我国近年来房屋建筑与基础设施建设的高速发展,混凝土建筑结构采用的商品混凝土供应量逐年来增高,但商品混凝土原材料水泥、石子、砂等受限采、限供原因,原材料质量在逐年下降,这直接导致近年来频频爆发在建工程因混凝土强度不满足要求这一现象,更有甚者已建好的16层建筑因混凝土强度不足被迫整楼拆除。
在具体的施工过程中,有可能会出现这样的问题,即在施工地上多层框架结构时,当施工至某一高层时发现其下的某一低层部分框架结构柱混凝土强度不满足要求,此时该层的下一层及上一层施工时的模架支撑系统已拆除,所以怎么样对该层的框架柱混凝土强度不满足要求的柱体进行修复,就成为了本领域急需攻克的一道难题了。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题,而提供一种框架柱置换加固施工方法。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种框架柱置换加固施工方法,包括如下步骤:
1)支撑钢柱的支撑安装
在本楼层待置换框架柱的四个方向框架梁的柱边处、上楼层框架柱的四个方向的柱边处以及下楼层框架柱的四个方向的柱边处分别设置支撑钢柱,支撑钢柱的底端支撑在楼层底板上,支撑钢柱的顶端与对应的梁底之间支撑设置有自锁式千斤顶;待三个楼层的支撑钢柱全部支撑完毕后,通过自锁式千斤顶施加符合要求的预回顶力;
2)拆除待置换框架柱的混凝土
采用风镐对本楼层的待置换框架柱进行整体全部拆除,顶部要拆除至上楼层底板的地面处,并且该处附近的底板要剔凿形成供模板支设及混凝土浇筑用的拆穿孔;
3)钢筋修复及柱模板安装
①钢筋修复
对钢筋进行打磨除锈处理,然后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净;对原混凝土构件的不符合要求的混凝土进行剔凿,然后用无油压缩空气除去粉尘或清水冲洗干净;表面剔凿需要将不合格的混凝土全部剔凿干净,用毛刷将疏松的混凝土清理干净;
凿除时,损伤的钢筋重新更换成同样型号的钢筋,损伤部位向两侧各延长一个搭接长度,搭接长度为35d,d为钢筋直径;
②柱模板安装
支设柱模板,模板接头及拼缝处用密封条填塞或采用密封胶进行封闭,并且在距离顶部200mm部位处开始设置喇叭口模板,喇叭口模板穿过上楼层底板上的拆穿孔设置,喇叭口模板的支设高度比浇筑混凝 土完成面高100mm;
4)混凝土浇筑
混凝土采用比原设计混凝土强度等级高一个标号的补偿收缩混凝土,浇筑时从上楼层底板上的喇叭口模板处进行浇筑,浇筑高度超过拆除面100mm;浇筑完毕后,将裸露部分用薄膜进行覆盖,进行保温保湿养护,养护时间不低于14d;
5)柱模板及支撑钢柱的拆除
待混凝土强度达到设计要求后,先拆除柱模板,然后再拆除支撑钢柱,拆除支撑钢柱时按照上楼层、本楼层和下楼层的顺序依次向下进行,最后即得到置换加固好的框架柱。
进一步的,当需要置换的框架柱数量较多时,需要通过结构受力计算、分析,对需置换的框架柱划分批/组,按批/组分别对框架柱进行置换,每批/组置换的框架柱控制在4根以内,且应隔跨、隔轴线分布。
进一步的,步骤1)中,三个楼层中位于同一侧的上中下三根支撑钢柱对齐设置且在同一垂直线上。
进一步的,步骤1)中,支撑钢柱采用Ø168*8mm的钢柱,支撑钢柱的顶端至对应的梁底之间的距离为160-190mm,自锁式千斤顶采用50t油压千斤顶,其本体高度为150mm、活塞伸长量为50mm,自锁式千斤顶施加的预回顶力为30-210KN。
进一步的,步骤2)中,采用两台空压机进行拆除,空压机放置于楼外;拆除时轻打慢凿,严禁破坏保留部位的混凝土;拆除过程中直接将钢筋中的箍筋和拉筋拆除,拆除完成后重新布置新的箍筋和拉筋;柱、梁交接部位采用加长斩头进行凿除,先凿除梁头、柱头钢筋保护层,将箍筋拆除,再用风镐进行剔凿混凝土直至合格混凝土面。
进一步的,步骤3)中,钢筋修复时,若采用焊接方式进行修复钢筋,损伤部位向两侧各延长12d,d为钢筋直径,新换钢筋和原钢筋单面满焊。
进一步的,步骤4)中,浇筑混凝土前,用吸水棉布沾饱和水将模板和混凝土接触面充分润湿,保证混凝土浇筑保持一定含水量;对模板拼接处缝隙用密封胶模板外侧密封,防止漏浆造成施工质量缺陷;原混凝土表面要凿毛,并用高压风机进行清除粉尘。
与现有技术相比,本发明的创新点主要体现在:1)本发明方法采用了支撑钢柱支撑置换框架柱的技术方案,2)本发明方法采用了自锁式千斤顶进行支撑回顶的技术方案,3)本发明方法采用了利用上一层底板开孔浇筑高度超过拆除面100mm的混凝土的技术方案。本发明方法通过综合采用上述几个技术方案,很好的解决了在满足原结构设计要求的前提下对框架柱进行置换加固这一难题,本发明方法的施工工艺先进、施工技术含量高、可操做性强、工序衔接紧密,施工进度快,在保证施工质量的同时还节约了施工成本,并产生了明显的经济效益,值得推广使用。
附图说明
此处的附图用来提供对本发明的进一步说明,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中二层框架柱的分布示意图。
图2为本发明实施例中一层、二层、三层的支撑回顶示意图。
图3为本发明实施例中柱模板安装示意图。
图4为图3中去掉板、梁后柱模板安装的直观示意图。
图5为本发明实施例中混凝土浇筑示意图。
图6为图5中去掉板、梁后混凝土浇筑的直观示意图。
图中:a-一层、b-二层、c-三层;
1-正常框架柱、2-支撑钢柱、3-梁、4-待置换框架柱、5-底板、6-自锁式千斤顶、7-柱模板、8-喇叭口模板、9-置换加固好的框架柱。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明,以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以一项正在施工的地上十层框架结构项目为实施例,在施工至地上五层时发现地上二层部分框架柱混凝土强度不满足要求,此时地上一至三层施工时的模架支撑系统已拆除,需对二层框架柱混凝土强度不满足要求的柱体进行置换加固。
当需要置换的框架柱数量较多时,需要通过结构受力计算、分析,对需置换的框架柱划分批/组,按批/组分别对框架柱进行置换,每批/组置换的框架柱控制在4根以内,且应隔跨、隔轴线分布。
该实施例记载的一种框架柱置换加固施工方法,包括如下步骤:
1)结构安全性分析
如图1为二层所有框架柱的分布示意图,其中,没有圈起来的框架柱是正常框架柱1,用圆圈圈起来的框架柱均是需要置换加固的待置换框架柱4,所以根据施工现场实际情况、原设计图纸及检测报告,初步对待置换框架柱划分批次进行置换加固:第一次施工的待置换框架柱4为2/C、5/C、10/C、4/A,框架柱全置换施工;第二次施工的待置换框架柱4为1/A、3/A、4/D、10/B、11/A、11/C,框架柱全置换施工;第三次施工的待置换框架柱4为1/B、3/D、10/D、10/A、11/B、6/C,框架柱全置换施工;第四次施工的待置换框架柱4为1/D、2/B、4/B、5/D、8/B,框架柱全置换施工;第五次施工的待置换框架柱4为7/C、9/D、9/B、6/D,框架柱全置换施工;采用PKPM计算软件分别对不同置换批次结合现场施工进度进行施工过程的安全性能计算,经计算批次划分合理,施工过程安全,满足要求。
2)支撑钢柱2的支撑安装
采用PKPM计算软件进行安全性能计算,选择Ø168*8mm的钢柱作为支撑钢柱3对梁3进行支撑回顶,钢柱在柱边梁头支撑,如图2所示,具体为:在二层b待置换框架柱4的四个方向距离柱边500mm处、三层c正常框架柱1的四个方向距离柱边500mm处以及一层a正常框架柱1的四个方向距离柱边500mm处分别设置支撑钢柱2,支撑钢柱2的底端支撑在楼层底板5上,支撑钢柱2的顶端与对应的梁3底之间的距离为160-190mm,并且在该间距内支撑设置有自锁式千斤顶6,自锁式千斤顶6采用50t油压千斤顶,其本体高度为150mm、活塞伸长量为50mm;三个楼层中位于同一侧的上中下三根支撑钢柱2对齐设置且在同一垂直线上,这样便于支撑力直接传递至基础;待三个楼层的支撑钢柱2全部支撑完毕后,通过自锁式千斤顶6施加符合要求的预回顶力,通过计算,自锁式千斤顶6施加压力为30-210KN的预回顶力。通过施加预回顶力可最大限度的减少对原结构设计的影响,确保置换后的结构安全;
进一步的,在该步骤中,为加强二层的支撑回顶效果,可以在待置换框架柱4的每个方向设置两根并排的支撑钢柱2及自锁式千斤顶6,这样的能够进一步的减少对原结构设计的影响,确保了结构安全。
2)拆除待置换框架柱4的混凝土
采用风镐对二层的待置换框架柱4进行整体全部拆除,顶部要拆除至三层底板5的地面处,并且该处附近的底板5要剔凿形成供之后模板支设及混凝土浇筑用的拆穿孔;
拆除时采用两台空压机进行,严禁多台空压机同时施工,空压机放置于楼外,不得放在室内;拆除时轻打慢凿,严禁破坏保留部位的混凝土;拆除过程中钢筋可能会损伤,为了保证主筋不受破坏,拆除过程中直接将箍筋和拉筋拆除,拆除完成后重新布置新的箍筋和拉筋;柱、梁交接部位采用加长斩头进行凿除,先凿除梁头、柱头钢筋保护层,将箍筋拆除,再用风镐进行剔凿混凝土直至合格混凝土面。
3)钢筋修复及柱模板安装
①钢筋修复
对钢筋进行打磨除锈处理,然后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净;对原混凝土构件的不符合要求的混凝土进行剔凿,然后用无油压缩空气除去粉尘或清水冲洗干净;表面剔凿需要将不合格的混凝土全部剔凿干净,用毛刷将疏松的混凝土清理干净;
凿除时,损伤的钢筋重新更换成同样型号的钢筋,损伤部位向两侧各延长一个搭接长度,搭接长度为35d,d为钢筋直径;若采用焊接方式进行修复钢筋,损伤部位向两侧各延长12d,d为钢筋直径,新换钢筋和原钢筋单面满焊。
②柱模板安装
如图3和图4所示,支设柱模板7,模板接头及拼缝处用密封条填塞或采用密封胶进行封闭,并且在距离顶部200mm部位处开始设置喇叭口模板8,喇叭口模板8穿过三层底板5上的拆穿孔设置,喇叭口模板8的支设高度比浇筑混凝土完成面高100mm;
4)混凝土浇筑
混凝土采用比原设计混凝土强度等级高一个标号的补偿收缩混凝土,浇筑混凝土前,用吸水棉布沾饱和水将模板和混凝土接触面充分润湿,保证混凝土浇筑保持一定含水量;对模板拼接处缝隙用密封胶模板外侧密封,防止漏浆造成施工质量缺陷;原混凝土表面要凿毛,并用高压风机进行清除粉尘;
如图5和图6所示,浇筑时,从三层底板5上的喇叭口模板8处进行浇筑,浇筑高度超过拆除面100mm,以便进一步控制置换柱混凝土收缩值,确保置换加固好的框架柱9与三层框架柱1间施工缝结合紧密;灌浆完毕后,将裸露部分用薄膜进行覆盖,进行保温保湿养护,养护时间不低于14d;
5)柱模板7及支撑钢柱2的拆除
同条件试块强度报告满足原图纸设计要求后,也就是待浇筑的混凝土强度达到设计要求后,先拆除柱模板7,然后再拆除支撑钢柱2,拆除支撑钢柱2时按照三层、二层和一层的顺序依次向下进行,最后即得到置换加固好的框架柱9。
本实施例所述的框架柱置换加固施工方法,是以《混凝土结构加固设计规范》、《钢结构设计标准》为依据的,通过创造性的技术手段解决了在满足原结构设计要求的基础上对不符合强度要求的框架柱进行了置换加固,该方法简化了施工工艺,加快了施工进度,并在保证施工质量的同时节约了施工成本,而且产生了明显的经济效益。
上面是对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种框架柱置换加固施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)支撑钢柱的支撑安装
在本楼层待置换框架柱的四个方向框架梁的柱边处、上楼层框架柱的四个方向的柱边处以及下楼层框架柱的四个方向的柱边处分别设置支撑钢柱,支撑钢柱的底端支撑在楼层底板上,支撑钢柱的顶端与对应的梁底之间支撑设置有自锁式千斤顶;待三个楼层的支撑钢柱全部支撑完毕后,通过自锁式千斤顶施加符合要求的预回顶力;
2)拆除待置换框架柱的混凝土
采用风镐对本楼层的待置换框架柱进行整体全部拆除,顶部要拆除至上楼层底板的地面处,并且该处附近的底板要剔凿形成供模板支设及混凝土浇筑用的拆穿孔;
3)钢筋修复及柱模板安装
①钢筋修复
对钢筋进行打磨除锈处理,然后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净;对原混凝土构件的不符合要求的混凝土进行剔凿,然后用无油压缩空气除去粉尘或清水冲洗干净;表面剔凿需要将不合格的混凝土全部剔凿干净,用毛刷将疏松的混凝土清理干净;
凿除时,损伤的钢筋重新更换成同样型号的钢筋,损伤部位向两侧各延长一个搭接长度,搭接长度为35d,d为钢筋直径;
②柱模板安装
支设柱模板,模板接头及拼缝处用密封条填塞或采用密封胶进行封闭,并且在距离顶部200mm部位处开始设置喇叭口模板,喇叭口模板穿过上楼层底板上的拆穿孔设置,喇叭口模板的支设高度比浇筑混凝土完成面高100mm;
4)混凝土浇筑
混凝土采用比原设计混凝土强度等级高一个标号的补偿收缩混凝土,浇筑时从上楼层底板上的喇叭口模板处进行浇筑,浇筑高度超过拆除面100mm;浇筑完毕后,将裸露部分用薄膜进行覆盖,进行保温保湿养护,养护时间不低于14d;
5)柱模板及支撑钢柱的拆除
待混凝土强度达到设计要求后,先拆除柱模板,然后再拆除支撑钢柱,拆除支撑钢柱时按照上楼层、本楼层和下楼层的顺序依次向下进行,最后即得到置换加固好的框架柱。
2.根据权利要求1所述的框架柱置换加固施工方法,其特征在于:当需要置换的框架柱数量较多时,需要通过结构受力计算、分析,对需置换的框架柱划分批/组,按批/组分别对框架柱进行置换,每批/组置换的框架柱控制在4根以内,且应隔跨、隔轴线分布。
3.根据权利要求1所述的框架柱置换加固施工方法,其特征在于:步骤1)中,三个楼层中位于同一侧的上中下三根支撑钢柱对齐设置且在同一垂直线上。
4.根据权利要求1或3所述的框架柱置换加固施工方法,其特征在于:步骤1)中,支撑钢柱采用Ø168*8mm的钢柱,支撑钢柱的顶端至对应的梁底之间的距离为160-190mm,自锁式千斤顶采用50t油压千斤顶,其本体高度为150mm、活塞伸长量为50mm,自锁式千斤顶施加的预回顶力为30-210KN。
5.根据权利要求1所述的框架柱置换加固施工方法,其特征在于:步骤2)中,采用两台空压机进行拆除,空压机放置于楼外;拆除时轻打慢凿,严禁破坏保留部位的混凝土;拆除过程中直接将钢筋中的箍筋和拉筋拆除,拆除完成后重新布置新的箍筋和拉筋;柱、梁交接部位采用加长斩头进行凿除,先凿除梁头、柱头钢筋保护层,将箍筋拆除,再用风镐进行剔凿混凝土直至合格混凝土面。
6.根据权利要求1所述的框架柱置换加固施工方法,其特征在于:步骤3)中,钢筋修复时,若采用焊接方式进行修复钢筋,损伤部位向两侧各延长12d,d为钢筋直径,新换钢筋和原钢筋单面满焊。
7.根据权利要求1所述的框架柱置换加固施工方法,其特征在于:步骤4)中,浇筑混凝土前,用吸水棉布沾饱和水将模板和混凝土接触面充分润湿,保证混凝土浇筑保持一定含水量;对模板拼接处缝隙用密封胶模板外侧密封,防止漏浆造成施工质量缺陷;原混凝土表面要凿毛,并用高压风机进行清除粉尘。
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