关于全截面柱置换施工加固的探讨

关于全截面柱置换施工加固的探讨

吴利军

江门谦信化工发展有限公司广东江门529000

一、工程概况

该工程已施工完第18层，经检验第8层有一柱即柱的混凝土抗压强度严重不足，只有C12，而原设计C35，该柱混凝土强度达不到设计强度要求，因此决定全截面混凝土置换加固。我公司根据设计提供的第八层柱承受的荷载数据对该加固工程提出如下施工方案。

置换加固工程主要工作内容与流程：

1.对置换柱的上下各二层柱用钢剪力夹板夹紧；

2.用钢垫凳叠成替换柱托座；

3.置换柱卸荷；

4.混凝土柱凿除；

5.浇捣新柱砼。

二、方案编制依据

1.设计院设计图纸及其提供的荷载数据。

2.施工现场观察取得的信息。

3.国家有关法律法规以及如下技术规范

《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

三、柱卸荷传力系统的力学计算

（一）钢剪力夹板

1.参数：①上下柱断面为600×550，砼标号为C35按C20计算；

②每组夹板设计传力设计值为Na=400KN；

③置换柱以上轴力N=3500KN，需上下柱夹板数各为

2.旋紧螺栓所需力矩和力臂计算

计算个数：采用两人同时操作拧紧螺母，按每人50kg计算。

总作用力为2×50kg=100kg=1KN

螺母与螺栓垫圈的干摩擦系数ƒ=0.15

螺纹间摩擦系数（含油时）ƒ=0.11

螺母与垫圈接触面摩擦力的力距取为30mm（合力到螺栓轴线的距离）

螺纹接触面作用力距取为21mm

摩擦角=arctg0.11=6.35°

为保证螺栓旋紧达到200KN紧固力，克服螺母与垫圈间、螺母与螺纹接触面间摩擦力所需的工作力矩

M=200KN×0.15×30mm+200×tg（2.6°+6.35°）×21mm

=900KN•mm+662KN•mm=1561.5KN

两人操作所施加作用力N为1KN，则套筒扳手的长度L

求形心：以底边为轴线

为防止连结偏差，本方案在替换柱中部两方向加联系架，防止失稳，但计算不考虑。

3.钢剪力夹板强度验

四、卸荷断柱工艺要点

（一）卸荷装置

1.总体安装图-见柱置换加固总装图（附图）

2.钢剪力夹板安装

①剪力夹板与柱表面之间垫松木板，厚25，厚度要均匀，宽度≥400，板边距柱边留50mm空位。

②上下层夹板之间要紧密接触，每层夹板在螺栓初拧后用大锤或小千斤顶使其压紧，然后终拧，按规定力矩1.7KN•m拧紧和用带表千斤顶检查校正，如有局部空隙用楔形钢板垫紧，并点焊。

③上下层夹板互成90°错开安装。

3.钢垫凳叠成置换柱4支

①垫凳中心必须与钢剪力夹形心线对齐，钢垫凳位置考虑木垫板压缩5mm而定。

②垫凳之间用螺栓相连，为保证紧密相接，上下垫凳之间微空隙需铺环氧砂浆找平。

③置换柱中部用槽钢形成联结架将四支置换柱相连，并用U形箍及螺栓与钢垫凳在两个垂直方向抱连，增强稳定性。

④钢垫凳中心应对齐和垂直，垂直偏差不大于0.5%。

4.与断柱相连的梁端（四个）分别用Φ168×6钢管支顶分别在第七、八、九层安装。

（二）断柱与浇捣砼

1.断柱前先用千斤顶试顶

①检查钢剪力夹板是否有松弛，造成夹力不够。

②置换柱钢垫凳之间传力是否均匀。

③每置换柱检查力N=3500/4×1.5=1312.5KN，取1320KN

④试顶应在四个置换柱同时进行，第一步先用标准荷载即N=3500/4=875KN，第二步为四个千斤顶同时分别加荷至1320KN，持荷时间不小于5min。

⑤试顶时检查如有空隙用钢夹板垫紧。

2.断柱与钢筋修整

①断柱应用风炮自柱顶至柱脚进行，不得用大锤横打。

②断柱过程应尽量保护竖向主筋不被凿伤，如弯曲需进行纠直，难以纠直者加筋焊接，箍筋重新按设计进行开料绑扎。

3.新柱砼浇捣

①采用C35砼浇捣，为减少收缩变形，应采用掺UEA微膨胀剂造成无收缩砼，UEA掺量为水泥用量的12%。

②新柱砼浇捣分两次进行，第一次先捣至距梁底300mm处，第二次用细石砼捣满。两次相隔时间3d。

③第二次浇捣砼采用斜口模板，浇砼高于梁底100，使其无空隙。

五、工序流程与进度计划

1.工序流程：

2.进度计划

六、主要施工机具

七、主要质量安全技术措施

1.设立沉降变形观测。在第八层上下设立标尺，断柱前后及拆模后分别测量，第九层楼面梁的沉降，沉降量按2.设置安全通道与楼梯相通，通道范围不得有障碍物。

3.备用二套抢险卸荷设备。

4.建立质量与安全岗位责任制

⑴.开工前项目负责人向全体施工人员进行一次详细施工技术与质量安全交底。

⑵.每天由作业班长进行当天工作安排及质量、安全要领交底，现场负责人检查督促。

⑶.进入施工现场所有人员必须戴安全帽，不得穿拖鞋，或易滑底鞋，不得赤脚，上班前不得饮酒，操作时打闹、嬉戏。

⑷.凿砼人员配戴防护眼镜、手套，在湿的工作环境使用带电工具要穿水鞋。

⑸.凿砼时须在邻近处特别是建筑物边沿设挡板，防止高空掷物。

⑹.电工、焊工要持证上岗。

⑺.开工前划出警戒范围、挂出警示牌，禁止无关人员入内。

八、其他

1.每主要工序完成后，现场施工负责人必须进行周密的检查，确认符合设计和规范要求，符合本施工方案要求后向甲方及质监人员汇报，并办理签证后才能实施下一道工序。

2.在施工过程中，如有突发性及未有预测的工程问题，应立即向项目技术负责人汇报，由项目技术负责人与有关单位协调，迅速作出对策。

3.如要加快脱模可增加砼标号为C40或掺早强剂。

柱置换加固总装图（附图）