CN114809703B - 一种抽柱转换加固结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抽柱转换加固结构及其施工方法,转换加固结构包含原柱、垂直连接于原柱上的原梁、连接于原柱上的柱植筋、连接于原梁上的梁植筋、连接于柱植筋和梁植筋外伸端的扩大截面钢筋、连接于原梁和原柱连接处且位于原梁长向的植筋连筋、预先连接于原柱两侧楼板下的支撑架、连接于原梁下方和扩大截面加固区下的钢胎架以及连接于钢胎架上的千分表和千斤顶。本发明通过植筋、扩大截面钢筋、植筋连筋等加固扩大钢筋的设置,为抽柱转换提供了承力基础;通过钢胎架的设置,利于为抽换柱提供千斤顶的顶升力;利于便捷、安全且高质量的进行梁柱接头的切除,通过千斤顶和千分表的设置,利于均衡受力承托梁体,可实时监测位移变化。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域,特别涉及一种抽柱转换加固结构及其施工方法。
背景技术
现有的钢筋混凝土框架结构应用较为普遍,对于建成的钢筋混凝土梁柱施工时,为满足更新或更高的设计要求,需要进行柱体的抽换。在梁柱节点抽换柱体时如何加固连接处的梁柱、保证抽柱过程中的高质量施工以及保证原结构的受力不受干扰是抽柱施工的重点和难点,且加之现场如何有效便捷的实施是现有施工中鲜少设计,需要进行专门的针对性设计。
发明内容
本发明提供了一种抽柱转换加固结构及其施工方法,用以解决抽柱转换过程中的梁柱节点的扩大加固、支撑架和钢胎架的受力应用以及位移和受力监测等技术问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种抽柱转换加固结构,包含原柱、垂直连接于原柱上的原梁、连接于原柱上的柱植筋、连接于原梁上的梁植筋、连接于柱植筋和梁植筋外伸端的扩大截面钢筋、连接于原梁和原柱连接处且位于原梁长向的植筋连筋、预先连接于原柱两侧楼板下的支撑架、连接于原梁下方和扩大截面加固区下的钢胎架以及连接于钢胎架上的千分表和千斤顶;
所述柱植筋、梁植筋、植筋连筋以及扩大截面钢筋组合呈柱转换的扩大截面加固区;所述扩大截面加固区与支撑架之间设置有扩大模板。
进一步的,所述扩大截面钢筋包含水平向筋、竖向筋和箍筋,所述竖向筋与楼板竖向筋搭接或一体制作;楼板与扩大截面钢筋连接处水平向进加密布置有锚筋,锚筋锚入两端原柱内。
进一步的,所述柱植筋在原柱四周间隔对称布置且与扩大截面钢筋连接,原柱内还设置有柱通连筋;所述柱通连筋穿接原柱并于原柱两侧的扩大截面钢筋连接;所述柱通连筋包含水平横向和纵向布置的钢筋。
进一步的,所述梁植筋在原梁四周间隔对称布置且与扩大截面钢筋连接,原梁下方还设置有梁扩截面钢筋;所述梁扩截面钢筋对应原梁扩大截面设置,且梁扩截面钢筋在水平向通长设置两端与扩大截面钢筋连接;所述梁扩截面钢筋与原梁底部通过梁植筋连接;所述原梁与原柱连接处的植筋连筋由原柱向两侧呈渐扩喇叭状设置。
进一步的,所述监测点设置于梁体下方,监测点对应钢胎架立柱设置,对于加固后柱体四周中心部位设置监测点对应的设置有钢胎架立柱,所述监测点处可拆卸连接有千分表;所述钢胎架自原柱向外侧每一侧面至少包含两个钢立柱,钢立柱顶部连接有钢板,钢板上安装有千斤顶;所述千斤顶与梁体底部顶接。
进一步的,转换柱体范围内顶部还设置有蓄水池,所述蓄水池包含由砌块砌成的挡水墙,池底及周边满布密封有防水油布以及分时加载的水体。
进一步的,抽柱转换加固结构的施工方法,具体步骤如下:
步骤一、对原柱、原梁、楼板及老混凝土构件的表面,先清除被加固扩大构件表面的劣化混凝土,除去2mm左右厚的混凝土表层,并用压缩空气吹除构件表面的粉粒;对于新混凝土结构面,先用钢丝刷除去表面浮渣,再用硬毛刷沾丙酮或酒精擦洗表面;用结构胶掺水泥将混凝土表面修复平整;将结构转角粘贴处进行导角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不小于20mm;
步骤二、搭设支撑架,支撑架连接于待扩大截面加固的原柱和原梁下面;支撑架的纵横向水平杆接长采用对接扣件连接,对接扣件应交错布置,两根相邻纵向水平杆的接头不设置在同步或同跨内;不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm ,各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3;
步骤三、根据深化的CAD图纸或BIM模型,现场放样实测原梁、原柱增大截面尺寸,放出梁植筋和柱植筋的布置线;对原混凝土构件的新旧结合面进行凿毛,凿毛剔除厚度5-10mm;按新钢筋位置定位后用电锤钻钻孔,清孔处理后注入植筋胶插入钢筋,锚入深度按照设计图纸要求;
步骤四、安装扩大截面钢筋和梁扩截面钢筋,根据梁柱截面加大的尺寸,在截面加大区域纵横向每隔1m左右安装扩大截面钢筋,用来控制被加固构件的截面尺寸;并在原梁的长向安装有植筋连筋,用以加强钢筋间连接;通过锚筋和柱通连筋的设置,利于扩大截面钢筋、梁扩截面钢筋和原柱的整体性加强;
步骤五、截面加大区钢筋布置完成后安装模板,模板采用多层板,用木方作龙骨,在原梁和原柱设计截面加大处设置模板,并通过下方的支撑架进行支设;模板完成后浇筑自密实混凝土,采取人工浇筑进行施工;其中,柱体混凝土分三次浇筑,每次浇筑高度5.5m左右,最后一次混凝土同梁一起浇筑,截面加大梁之间有连接的需同时浇筑;
步骤六、混凝土完成后拆除模板,在梁下安装钢胎架,钢胎架从设计梁底连续传递至设计标高的楼板处,钢胎架立柱顶部焊接有钢板,且与梁底留出300-500mm的距离,用来放置千斤顶;
钢胎架施工时,钢胎架立柱与钢胎架横梁采用刚性连接,所有立柱必须立在原结构梁上,且上下层立柱轴线需重合,立柱从底到顶垂直度偏差控制在25mm以内;千斤顶与梁底顶紧,使待拆除柱轴向压力为0,并检测每个千斤顶回顶力;
步骤七、采用水钻对需拆除柱梁柱接头进行静力切割,先切除端部混凝土及钢筋,注意观察监测装置读数;如读数未有变化,则加固及胎架支撑体系能达到受力状态,按照上述步骤直至柱与梁完全断开;断开高度控制在150mm,保证出现突发情况时可立即采取措施将柱与梁顶紧;在此期间,需将位移变化做好记录;
步骤八、位移监测分两个阶段,第一阶段:断开梁柱连接后,所有胎架支撑点下降至结构完成面下150mm,并可随时恢复支撑作用,千斤顶卸载不能一次卸完,需分三次逐步逐点交错卸载,通过布置的位移观测点,观察梁仅在混凝土自重情况下的挠度值,此阶段观测时间不少于48小时,当出现下列情况时应立即将所有支撑点回顶,确保设备及人员安全:托换柱周围板及周边出现明显裂缝,点挠度大于结构挠度限值的70%;
第二阶段:堆载实验,加载试验荷载载体采用注水加载,在托换结构承载范围周边砌筑挡水墙形成的蓄水池,池底及周边采用满布防水油布密封;堆载荷载为7kN/m2,分5级施加,每级荷载分别为2kN/m2、1.5kN/m2、1.5kN/m2、1kN/m2、1kN/m2,前二级堆载后观测时间不得少于36小时,中间二级堆载后观测时间不得少于24小时,最后一级堆载后观测时间不得少于100小时;当出现下列情况时应立即停止加载,并卸除所有荷载,确保设备及人员安全:
A、托换柱周围板、梁体及周边出现明显裂缝;
B、该级荷载下点挠度增加量大于前级荷载的两倍,且总挠度大于35.2mm;
C、点挠度大于结构挠度限值的70%;
步骤十、堆载试验完成后,进行钢胎架及支撑架的拆除,胎架及支撑架时自上而下逐层拆除;整个切割拆除要遵循由上到下的顺序,逐块拆除,切完立即吊至楼面。
进一步的,对于位移监测,为了监测柱拆除后梁体的下挠值,在梁下安装位移控制观测千分表,以测量结构变形的位移,此时千分表数值归0,位移读数能上能下;
利用胎架钢立柱及需拆除原柱,制作安装位移监测支撑点,预留出需拆除柱的无损切割施工空间以及梁体的截面加大施工空间;
对于位移监测时,监测梁向下位移大小,同时做好过程中的位移记录; 在梁下方安装位移千分表,监测梁向下位移的同时,施工过程中不断观察周围梁板外观状况,若出现裂缝,对出现裂缝的长度、宽度、形态进行测量和记录。
进一步的,对于模板的拆除,侧模在混凝土浇筑完成2天后即可拆除;底模在混凝土强度达到100%后方可拆除;支撑架暂不拆除,一是为了应对突发状况可随时恢复支撑,二是作为胎架施工、柱拆除以及位移监测的操作平台。
进一步的,待拆除柱周围架体暂缓拆除,用做柱拆除施工时的操作架;柱切割拆除架体采用已搭设好的支撑架作为操作平台,根据实际情况采用绳锯进行切割,柱分割成500mm长的立方体,并在分割好的每个混凝土块上钻一个吊装孔;拟采用在上部支撑架处设置手动葫芦吊,每一切割块必须通过吊装孔预先临时起吊固定,防止切割块突然塌下。
本发明的有益效果体现在:
1)本发明通过植筋、扩大截面钢筋、植筋连筋等加固扩大钢筋的设置,通过后续的混凝土浇筑等形成新的扩大加固区,为抽柱转换提供了承力基础;
2)本发明通过钢胎架的设置,利于为抽换柱提供千斤顶的顶升力;利于便捷、安全且高质量的进行梁柱接头的切除,且钢胎架和支撑架联合使用还为柱体的拆除提供操作平台;
3)本发明通过千斤顶和千分表的设置,一方面利于均衡受力承托梁体,另一方面可实时监测位移变化,修正施工过程做到安全有效的抽柱转换;
4)本发明通过蓄水池的设置,利于进行堆载试验,可更有效的保证梁柱节点切割后剩余结构的受力位移状况,监测柱拆除后梁体的下挠值,保证梁体的受力稳定性和结构的安全性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分地从说明书中变得显而易见, 通过实施本发明而了解;本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1是原柱和原梁截面扩大钢筋分布俯视结构示意图;
图2是原柱加固截面侧面示意图;
图3是原梁加固截面侧面示意图;
图4是支撑架安装示意图;
图5是钢胎架和支撑点分布示意图;
图6是钢胎架和监测点分布示意图;
图7是钢胎架安装侧面示意图一;
图8是钢胎架安装侧面示意图二;
图9是蓄水池安装示意图。
附图标记:1-原柱、2-原梁、3-柱植筋、4-梁植筋、5-扩大截面钢筋、6-植筋连筋、7-楼板、8-锚筋、9-柱通连筋、10-梁扩截面钢筋、11-支撑架、12-钢胎架、13-支撑点、14-监测点、15-千斤顶、16-千分表、17-蓄水池。
具体实施方式
以某项目为例,建筑总高度为60m,地上5层,一层层高为10m,二层层高为8m、局部16m,二夹层层高8m,三层层高8m。由于升级改造需求,需要将某框架25.9m-42m范围需拆除,同时将拆除柱周围的梁柱进行加固,托换后柱网的尺寸为25.2m×25.2m;主要加固方法为:梁柱采用加大截面进行加固。
如图1至图9所示,一种抽柱转换加固结构,包含原柱1、垂直连接于原柱1上的原梁2、连接于原柱1上的柱植筋3、连接于原梁2上的梁植筋4、连接于柱植筋3和梁植筋4外伸端的扩大截面钢筋5、连接于原梁2和原柱1连接处且位于原梁2长向的植筋连筋6、预先连接于原柱1两侧楼板7下的支撑架11、连接于原梁2下方和扩大截面加固区下的钢胎架12以及连接于钢胎架12上的千分表16和千斤顶15。其中,柱植筋3、梁植筋4、植筋连筋6以及扩大截面钢筋5组合呈柱转换的扩大截面加固区;扩大截面加固区与支撑架11之间设置有扩大模板。
本实施例中,扩大截面钢筋5包含水平向筋、竖向筋和箍筋,所述竖向筋与楼板7竖向筋搭接或一体制作;楼板7与扩大截面钢筋5连接处水平向进加密布置有锚筋8,锚筋8锚入两端原柱1内。
本实施例中,柱植筋3在原柱1四周间隔对称布置且与扩大截面钢筋5连接,原柱1内还设置有柱通连筋9;所述柱通连筋9穿接原柱1并于原柱1两侧的扩大截面钢筋5连接;所述柱通连筋9包含水平横向和纵向布置的钢筋。
本实施例中,梁植筋4在原梁2四周间隔对称布置且与扩大截面钢筋5连接,原梁2下方还设置有梁扩截面钢筋10;所述梁扩截面钢筋10对应原梁2扩大截面设置,且梁扩截面钢筋10在水平向通长设置两端与扩大截面钢筋5连接;所述梁扩截面钢筋10与原梁2底部通过梁植筋4连接;所述原梁2与原柱1连接处的植筋连筋6由原柱1向两侧呈渐扩喇叭状设置。
如图5和6所示,监测点14a、b、c、d设置于梁体下方,监测点14对应钢胎架12立柱设置,对于加固后柱体四周中心部位设置监测点14对应的设置有钢胎架12立柱,所述监测点14处可拆卸连接有千分表16;所述钢胎架12自原柱1向外侧每一侧面至少包含两个钢立柱,钢立柱顶部连接有钢板,钢板上安装有千斤顶15;千斤顶15与梁体底部顶接。千斤顶15对应支撑点13设置,其中支撑点13包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、O、P、Q、R、S、T、U、V、W和X共22个。
如图9所示,转换柱体范围内顶部还设置有蓄水池17,蓄水池17包含由砌块砌成的挡水墙,池底及周边满布密封有防水油布以及分时加载的水体。
结合图1至图9所示,进一步说明抽柱转换加固结构的施工方法,具体步骤如下:
步骤一、对原柱1、原梁2、楼板7及老混凝土构件的表面,先清除被加固扩大构件表面的剥落、疏松、蜂窝及腐蚀的劣化混凝土,后用硬毛刷沾高效洗涤剂除去油垢污物后用清水冲洗,再用角磨机对被加固构件的表面进行打磨,除去2mm左右厚的混凝土表层,露出新面并打磨平整,并用压缩空气吹除构件表面的粉粒;对于新混凝土结构面,先用钢丝刷除去表面浮渣,再用硬毛刷沾丙酮或酒精擦洗表面;用结构胶掺水泥将混凝土表面修复平整;将结构转角粘贴处进行导角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不小于20mm。
步骤二、搭设支撑架11,支撑架11连接于待扩大截面加固的原柱1和原梁2下面;支撑架11的纵横向水平杆接长采用对接扣件连接,对接扣件应交错布置,两根相邻纵向水平杆的接头不设置在同步或同跨内;不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm ,各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3。
支撑架11的立杆接长时采用对接扣件,各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。底部要垫垫板,离地200mm 用钢管设置一道扫地杆,要排列整齐,纵向成列、横向成排,并保证立杆的垂直、平稳、牢固。架体四周梁底立杆应由底至顶设置连续竖向剪刀撑,剪刀撑宽度应为4跨,剪刀撑要拉紧扣实,为了确保支撑体系更加稳定,水平横杆用脚手架钢管形成抱箍固定在柱上。
在架体中部搭设钢管楼梯,作为施工时的上下通道,在梁底最顶部横杆上满铺脚手板,作为施工时的操作平台。脚手板应设置在三根以上横向水平杆上,采用对接平铺,接头处必须设两根横向水平杆,外伸长130~150mm ,两块脚手板外伸长度的和不大于300mm ,两端必须用12#铅丝固定在水平杆上。外侧从梁底最顶部横杆开始往上满设密目安全网,另外加设平网,首层平网距地面4m, 层间网每隔6m设一道。
步骤三、根据深化的CAD图纸或BIM模型,现场放样实测原梁2、原柱1增大截面尺寸,放出梁植筋4和柱植筋3的布置线;对原混凝土构件的新旧结合面进行凿毛,凿毛剔除厚度5-10mm;按新钢筋位置定位后用电锤钻钻孔,清孔处理后注入植筋胶插入钢筋,锚入深度按照设计图纸要求。
步骤四、安装扩大截面钢筋5和梁扩截面钢筋10,根据梁柱截面加大的尺寸,在截面加大区域纵横向每隔1m左右安装扩大截面钢筋5,用来控制被加固构件的截面尺寸;并在原梁2的长向安装有植筋连筋6,用以加强钢筋间连接;通过锚筋8和柱通连筋9的设置,利于扩大截面钢筋5、梁扩截面钢筋10和原柱1的整体性加强。
其中,对钢筋进行打磨除锈处理,然后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。安装新增钢筋包括种植箍筋,并与原钢筋、箍筋连接。截面加大柱竖向钢筋采用植入钢筋,直螺纹套筒连接,最顶部采用焊接接头。截面加大梁新增受力钢筋主要采用植入钢筋,焊接接头。植筋深度、焊接长度必须符合规范规定。在焊接钢筋时,要注意钢筋规格,对成形钢筋的型号进行标识,确保使用部位不得出错。
步骤五、截面加大区钢筋布置完成后安装模板,模板采用多层板,用木方作龙骨,在原梁2和原柱1设计截面加大处设置模板,并通过下方的支撑架11进行支设;模板完成后浇筑自密实混凝土,采取人工浇筑进行施工;其中,柱体混凝土分三次浇筑,每次浇筑高度5.5m左右,最后一次混凝土同梁一起浇筑,截面加大梁之间有连接的需同时浇筑,
步骤六、混凝土完成后拆除模板,在梁下安装钢胎架12,钢胎架12从设计梁底连续传递至设计标高的楼板7处,钢胎架12立柱顶部焊接有钢板,且与梁底留出300-500mm的距离,用来放置千斤顶15;
钢胎架12施工时,钢胎架12立柱与钢胎架12横梁采用刚性连接,所有立柱必须立在原结构梁上,且上下层立柱轴线需重合,立柱从底到顶垂直度偏差控制在25mm以内;千斤顶15与梁底顶紧,使待拆除柱轴向压力为0,并检测每个千斤顶15回顶力;
其中,对于模板的拆除,侧模在混凝土浇筑完成2天后即可拆除;底模在混凝土强度达到100%后方可拆除;支撑架11暂不拆除,一是为了应对突发状况可随时恢复支撑,二是作为胎架施工、柱拆除以及位移监测的操作平台。
步骤七、采用水钻对需拆除柱梁柱接头进行静力切割,先切除端部混凝土及钢筋,注意观察监测装置读数;如读数未有变化,则加固及胎架支撑体系能达到受力状态,按照上述步骤直至柱与梁完全断开;断开高度控制在150mm,保证出现突发情况时可立即采取措施将柱与梁顶紧;在此期间,需将位移变化做好记录;
步骤八、位移监测分两个阶段,第一阶段:断开梁柱连接后,所有胎架支撑点13下降至结构完成面下150mm,并可随时恢复支撑作用,千斤顶15卸载不能一次卸完,需分三次逐步逐点交错卸载,通过布置的位移观测点,观察梁仅在混凝土自重情况下的挠度值,此阶段观测时间不少于48小时,当出现下列情况时应立即将所有支撑点13回顶,确保设备及人员安全:托换柱周围板及周边出现明显裂缝,点挠度大于结构挠度限值的70%;
第二阶段:堆载实验,加载试验荷载载体采用注水加载,在托换结构承载范围周边砌筑挡水墙形成的蓄水池17,池底及周边采用满布防水油布密封;堆载荷载为7kN/m2,分5级施加,每级荷载分别为2kN/m2、1.5kN/m2、1.5kN/m2、1kN/m2、1kN/m2,前二级堆载后观测时间不得少于36小时,中间二级堆载后观测时间不得少于24小时,最后一级堆载后观测时间不得少于100小时;当出现下列情况时应立即停止加载,并卸除所有荷载,确保设备及人员安全:
A、托换柱周围板、梁体及周边出现明显裂缝;
B、该级荷载下点挠度增加量大于前级荷载的两倍,且总挠度大于35.2mm;
C、点挠度大于结构挠度限值的70%;
对于位移监测,为了监测柱拆除后梁体的下挠值,在梁下安装位移控制观测千分表16,以测量结构变形的位移,此时千分表16数值归0,位移读数能上能下;
利用胎架钢立柱及需拆除原柱1,制作安装位移监测支撑点13,预留出需拆除柱的无损切割施工空间以及梁体的截面加大施工空间。
对于位移监测时,监测梁向下位移大小,同时做好过程中的位移记录; 在梁下方安装位移千分表16,监测梁向下位移的同时,施工过程中不断观察周围梁板外观状况,若出现裂缝,对出现裂缝的长度、宽度、形态进行测量和记录。
步骤十、堆载试验完成后,进行钢胎架12及支撑架11的拆除,胎架及支撑架11时自上而下逐层拆除;整个切割拆除要遵循由上到下的顺序,逐块拆除,切完立即吊至楼面。
待拆除柱周围架体暂缓拆除,用做柱拆除施工时的操作架;柱切割拆除架体采用已搭设好的支撑架11作为操作平台,根据实际情况采用绳锯进行切割,柱分割成500mm长的立方体,并在分割好的每个混凝土块上钻一个吊装孔;拟采用在上部支撑架11处设置手动葫芦吊,每一切割块必须通过吊装孔预先临时起吊固定,防止切割块突然塌下。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,抽柱转换加固结构包含原柱(1)、垂直连接于原柱(1)上的原梁(2)、连接于原柱(1)上的柱植筋(3)、连接于原梁(2)上的梁植筋(4)、连接于柱植筋(3)和梁植筋(4)外伸端的扩大截面钢筋(5)、连接于原梁(2)和原柱(1)连接处且位于原梁(2)长向的植筋连筋(6)、预先连接于原柱(1)两侧楼板(7)下的支撑架(11)、连接于原梁(2)下方和扩大截面加固区下的钢胎架(12)以及连接于钢胎架(12)上的千分表(16)和千斤顶(15);
所述柱植筋(3)、梁植筋(4)、植筋连筋(6)以及扩大截面钢筋(5)组合呈柱转换的扩大截面加固区;所述扩大截面加固区与支撑架(11)之间设置有扩大模板;
所述柱植筋(3)在原柱(1)四周间隔对称布置且与扩大截面钢筋(5)连接,原柱(1)内还设置有柱通连筋(9);
梁扩截面钢筋(10)对应原梁(2)扩大截面设置,且梁扩截面钢筋(10)在水平向通长设置两端与扩大截面钢筋(5)连接;所述梁扩截面钢筋(10)与原梁(2)底部通过梁植筋(4)连接;所述原梁(2)与原柱(1)连接处的植筋连筋(6)由原柱(1)向两侧呈渐扩喇叭状设置;
所述的抽柱转换加固结构的施工方法,具体步骤如下:
步骤一、对原柱(1)、原梁(2)、楼板(7)及老混凝土构件的表面,先清除被加固扩大构件表面的劣化混凝土,除去2mm左右厚的混凝土表层,并用压缩空气吹除构件表面的粉粒;对于新混凝土结构面,先用钢丝刷除去表面浮渣,再用硬毛刷沾丙酮或酒精擦洗表面;用结构胶掺水泥将混凝土表面修复平整;将结构转角粘贴处进行导角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不小于20mm;
步骤二、搭设支撑架(11),支撑架(11)连接于待扩大截面加固的原柱(1)和原梁(2)下面;支撑架(11)的纵横向水平杆接长采用对接扣件连接,对接扣件应交错布置,两根相邻纵向水平杆的接头不设置在同步或同跨内;不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm ,各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3;
步骤三、根据深化的CAD图纸或BIM模型,现场放样实测原梁(2)、原柱(1)增大截面尺寸,放出梁植筋(4)和柱植筋(3)的布置线;对原混凝土构件的新旧结合面进行凿毛,凿毛剔除厚度5-10mm;按新钢筋位置定位后用电锤钻钻孔,清孔处理后注入植筋胶插入钢筋,锚入深度按照设计图纸要求;
步骤四、安装扩大截面钢筋(5)和梁扩截面钢筋(10),根据梁柱截面加大的尺寸,在截面加大区域纵横向每隔1m左右安装扩大截面钢筋(5),用来控制被加固构件的截面尺寸;并在原梁(2)的长向安装有植筋连筋(6),用以加强钢筋间连接;通过锚筋(8)和柱通连筋(9)的设置,利于扩大截面钢筋(5)、梁扩截面钢筋(10)和原柱(1)的整体性加强;
步骤五、截面加大区钢筋布置完成后安装模板,模板采用多层板,用木方作龙骨,在原梁(2)和原柱(1)设计截面加大处设置模板,并通过下方的支撑架(11)进行支设;模板完成后浇筑自密实混凝土,采取人工浇筑进行施工;其中,柱体混凝土分三次浇筑,每次浇筑高度5.5m左右,最后一次混凝土同梁一起浇筑,截面加大梁之间有连接的需同时浇筑;
步骤六、混凝土完成后拆除模板,在梁下安装钢胎架(12),钢胎架(12)从设计梁底连续传递至设计标高的楼板(7)处,钢胎架(12)立柱顶部焊接有钢板,且与梁底留出300-500mm的距离,用来放置千斤顶(15);
钢胎架(12)施工时,钢胎架(12)立柱与钢胎架(12)横梁采用刚性连接,所有立柱必须立在原结构梁上,且上下层立柱轴线需重合,立柱从底到顶垂直度偏差控制在25mm以内;千斤顶(15)与梁底顶紧,使待拆除柱轴向压力为0,并检测每个千斤顶(15)回顶力;
步骤七、采用水钻对需拆除柱梁柱接头进行静力切割,先切除端部混凝土及钢筋,注意观察监测装置读数;如读数未有变化,则加固及胎架支撑体系能达到受力状态,按照上述步骤直至柱与梁完全断开;断开高度控制在150mm,保证出现突发情况时可立即采取措施将柱与梁顶紧;在此期间,需将位移变化做好记录;
步骤八、位移监测分两个阶段,第一阶段:断开梁柱连接后,所有胎架支撑点(13)下降至结构完成面下150mm,并可随时恢复支撑作用,千斤顶(15)卸载不能一次卸完,需分三次逐步逐点交错卸载,通过布置的位移观测点,观察梁仅在混凝土自重情况下的挠度值,此阶段观测时间不少于48小时,当出现下列情况时应立即将所有支撑点(13)回顶,确保设备及人员安全:托换柱周围板及周边出现明显裂缝,点挠度大于结构挠度限值的70%;
第二阶段:堆载实验,加载试验荷载载体采用注水加载,在托换结构承载范围周边砌筑挡水墙形成的蓄水池(17),池底及周边采用满布防水油布密封;堆载荷载为7kN/m2,分5级施加,每级荷载分别为2kN/m2、1.5kN/m2、1.5kN/m2、1kN/m2、1kN/m2,前二级堆载后观测时间不得少于36小时,中间二级堆载后观测时间不得少于24小时,最后一级堆载后观测时间不得少于100小时;当出现下列情况时应立即停止加载,并卸除所有荷载,确保设备及人员安全:
A、托换柱周围板、梁体及周边出现明显裂缝;
B、该级荷载下点挠度增加量大于前级荷载的两倍,且总挠度大于35.2mm;
C、点挠度大于结构挠度限值的70%;
步骤十、堆载试验完成后,进行钢胎架(12)及支撑架(11)的拆除,胎架及支撑架(11)时自上而下逐层拆除;整个切割拆除要遵循由上到下的顺序,逐块拆除,切完立即吊至楼面。
2.如权利要求1所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,所述扩大截面钢筋(5)包含水平向筋、竖向筋和箍筋,所述竖向筋与楼板(7)竖向筋搭接或一体制作;楼板(7)与扩大截面钢筋(5)连接处水平向进加密布置有锚筋(8),锚筋(8)锚入两端原柱(1)内。
3.如权利要求2所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,所述柱通连筋(9)穿接原柱(1)并于原柱(1)两侧的扩大截面钢筋(5)连接;所述柱通连筋(9)包含水平横向和纵向布置的钢筋。
4.如权利要求2所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,所述梁植筋(4)在原梁(2)四周间隔对称布置且与扩大截面钢筋(5)连接,原梁(2)下方还设置有梁扩截面钢筋(10)。
5.如权利要求1所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,监测点(14)设置于梁体下方,监测点(14)对应钢胎架(12)立柱设置,对于加固后柱体四周中心部位设置监测点(14)对应的设置有钢胎架(12)立柱,所述监测点(14)处可拆卸连接有千分表(16);所述钢胎架(12)自原柱(1)向外侧每一侧面至少包含两个钢立柱,钢立柱顶部连接有钢板,钢板上安装有千斤顶(15);所述千斤顶(15)与梁体底部顶接。
6.如权利要求1所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,转换柱体范围内顶部还设置有蓄水池(17),所述蓄水池(17)包含由砌块砌成的挡水墙,池底及周边满布密封有防水油布以及分时加载的水体。
7.如权利要求1所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法的施工方法,其特征在于,对于位移监测,为了监测柱拆除后梁体的下挠值,在梁下安装位移控制观测千分表(16),以测量结构变形的位移,此时千分表(16)数值归0,位移读数能上能下;
利用胎架钢立柱及需拆除原柱(1),制作安装位移监测支撑点(13),预留出需拆除柱的无损切割施工空间以及梁体的截面加大施工空间;
对于位移监测时,监测梁向下位移大小,同时做好过程中的位移记录; 在梁下方安装位移千分表(16),监测梁向下位移的同时,施工过程中不断观察周围梁板外观状况,若出现裂缝,对出现裂缝的长度、宽度、形态进行测量和记录。
8.如权利要求1所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,对于模板的拆除,侧模在混凝土浇筑完成2天后即可拆除;底模在混凝土强度达到100%后方可拆除;支撑架(11)暂不拆除,一是为了应对突发状况可随时恢复支撑,二是作为胎架施工、柱拆除以及位移监测的操作平台。
9.如权利要求8所述的一种抽柱转换加固结构的施工方法,其特征在于,待拆除柱周围架体暂缓拆除,用做柱拆除施工时的操作架;柱切割拆除架体采用已搭设好的支撑架(11)作为操作平台,根据实际情况采用绳锯进行切割,柱分割成500mm长的立方体,并在分割好的每个混凝土块上钻一个吊装孔;拟采用在上部支撑架(11)处设置手动葫芦吊,每一切割块必须通过吊装孔预先临时起吊固定,防止切割块突然塌下。
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