浅谈保留建筑改建加固工程技术的应用

浅谈保留建筑改建加固工程技术的应用

杨正展

浅谈保留建筑改建加固工程技术的应用

——上海梦中心保留建筑改造工程实践心得

杨正展

上海建科工程咨询有限公司上海200032

摘要：上海“梦中心”作为徐汇滨江地标性建筑之一，建成后将成为仅次于迪士尼乐园的第二大国际文化项目。项目坐落于原上海水泥厂，因建设和设计需要，将对厂内多幢老建筑进行加固。本文以2#楼（原煤湿矿渣库）为例，介绍了加固过程中所涉及的相关施工技术。

关键词：梦中心加固改造施工技术

1工程概况

上海“梦中心”项目位于上海徐汇区龙水南路50号（临）内，原上海水泥厂旧址。作为需要改造加固的保留建筑之一，2#楼建筑面积约10536m2，保留建筑面积4130m2，高27.49m，根据国家及地方有关规定和建设单位的使用要求，需要对其原有结构进行加固改造以保证建筑的正常使用。工程改造主要内容包括对原有旧建筑物拆除及外运，梁板柱墙基础等结构加固，新增混凝土基础、混凝土框架梁，新增钢结构支撑等，建成后将命名为“艺术与设计中心”对民众开放。

2建筑现状与改造要求

2#楼（原煤湿矿渣库）在改造前曾作为原料转运库使用，其主库原结构形式为钢筋砼排架+钢屋架，辅房为钢筋砼框架。因受早年的设计理念、施工技术、使用材料的限制，原建筑在质量、构造、抗震方面不符合现行规范要求。作为“梦中心”南北地块的分界线，改造完毕后，2#楼将保留其原始风貌的同时与现代设计元素相结合。不仅满足结构使用需求，同时地下将增设两条贯通南北地块的连通道。因此，此单体所涉及的改造内容最为复杂，主要包括柱和梁加固、金属屋顶及外立面拆除、拆除原联系梁、原有一层地面拆除、新增联系梁。

3加固施工技术

3.1托换梁

2#楼基础为独立承台基础或条形基础。进行上部结构加固的同时考虑到地下将增设两条贯通南北地块的两条连通道，因此将新增8根托换梁对原有排架柱基础进行加固以提高承载力，同时将新建基础梁承台。每道托换梁全长约10m，截面为1400mm*1700mm，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P8。工程桩采用直径700mm的钻孔灌注桩，桩长38米，灌注桩混凝土强度等级为水下C30,单桩承载力特征值为1600kN，每道托换梁底部将各设置六根灌注桩以满足设计要求。

3.2拆除工程

因涉及拆除的部位较多,加之建筑单体高度较高,在技术上与安全上给施工带来一定难度。拆除部分主要为墙体、传送带以及部分联系梁，拆除施工工序为：周边维护→电缆及管线清除移位→外传送带拆除→东西立面拆除及清运→南北墙体及连梁拆除及清运→屋面预制板拆除及外运→清理废物。主要采用剪刀机进行拆除，采取湿法作业减少扬尘，同时辅以手工凿除、风镐破碎等传统拆除法。

在对2#楼进行拆除前，其保留部分要先进行加固。遵循由上到下，先防护后施工，先支撑后拆除，先拆除墙板，再拆除梁的顺序。同一构件自上而下拆除，对于两端有支座的梁先拆除梁中部分后拆除支座部分。无需拆除的结构部位可与加固施工同时进行，但不能在没有隔离防护的同一垂直面上进行。

3.3柱，梁扩截面加固工程

为保证加固质量满足设计和使用要求，梁和柱子将在原截面四周加大100mm，采用植筋进行加固。材料方面采用HRB400钢筋与自流密实无收缩建筑灌浆料，工艺流程为：表面凿毛处理→植筋→钢筋绑扎→模板搭设→混凝土浇筑→养护。

3.3.1混凝土基面处理

原构件表面的抹灰层采用角向磨光机铲除，对混凝土表面存在的缺陷部位（混凝土疏松、破损）采用电锤和手工凿相结合清理至坚实基层，结合面处混凝土进行凿毛，深度约为10mm到20mm。麻坑在墙面100mm*100mm的面积内6个或6个以上，沟槽长度不小于100mm，间距小于200mm。被包混凝土棱角需要打掉，表面灰尘以附着物需进行清理。

3.3.2植筋技术施工

植筋作为截面加固过程中最为关键的工序，其工艺流程可分为：定位→钻孔→清孔→钢筋除锈→注胶→插筋→固化保护。

施工工艺及质量技术

现场放线定位，标出钻孔位置，使用探测仪对原有结构内部钢筋的位置进行探测，以防止植筋位置与建筑内原有钢筋产生冲突。采用电锤或风镐机进行钻孔工艺，钻孔时需要保证锚孔深度、直径及垂直度要求，不得超过相应规范允许偏差。采用气泵、钢丝刷进行孔内残留物的清除工作，待肉眼观察无残留物后，需采用吹风机进行孔内灰尘清理。锚孔内条件环境对植筋质量影响很大，故需保证锚孔内干燥及洁净。钢筋表面干净与否对植筋胶粘结力有较大影响，所以植筋使用的钢筋需要进行磨光除锈处理。

注胶过程中胶水（A级胶）需自内而外，由下往上缓慢进行，同时预留空气排出空间，使得空气得以顺利排出，避免气泡产生。根据植筋深度要求，做好钢筋长度标记，按照图纸要求基础部分植筋深度为31d,当图纸无明确表明植筋深度要求的部位，植筋深度为15d。钢筋插孔后缓慢旋转至底部，并应伴有植筋胶溢出锚孔口。植好的钢筋在固化前需做好保护作业，若植筋胶初凝与终凝这段时间内触动所植钢筋，会对粘结强度产生影响，效果下降，故钢筋植入后24小时内不得触动。待养护期结束后方可进行钢筋绑扎和焊接施工。

3.3.3灌浆施工

施工前需进行基面进行洒水浸润。在灌浆前，为了使新旧混凝土结合严密，需在原混凝土表面涂刷一层M15水泥(砂)浆、环氧树脂胶或乳胶水泥胶等高粘结性能的界面结合剂。因扩大截面部分面积较小，且柱子较高，灌浆时用铁锤轻敲模板外侧，使混凝土在浇筑过程中不被隔断，避免出现断柱现象。在施工过程中应及时振捣，从模板外侧从上而下敲打，严禁使用振动棒。浇筑灌浆料时要控制上料速度，每次投料以虚铺500mm为宜，然后振捣密实。遇到柱高超过2m情况，采用溜槽或溜管下料,每个柱需一次性浇筑完毕。灌浆完毕后的12小时内要进行为期2周的养护并定时浇水。

4混凝土表面裂缝处理

对于结构楼柱、墙面、梁板混凝土表面出现的裂缝，针对裂缝大小采用不同方式进行处理以求达到更好的效果。混凝土构件上小于0.3mm的裂缝，可用表面处理法：用刷子先清理裂缝表面的附着物，再将裂缝周边约20mm~30mm处用有机溶液擦洗干净并保持干燥。凿槽法用于处理混凝土构件上大于0.3mm的裂缝：用钢钎将裂缝凿成“V”字形状沟槽，然后用压缩空气或钢刷清除槽内的混凝土碎屑。

采用表面灌浆处理的裂缝，可在裂缝或钻孔内均埋设灌浆管或灌浆盒，钻孔灌浆可先在孔内埋设铁管。用GL封口胶对裂缝进行涂抹封口并外加一层宽约2mm～3mm，厚约1mm～2mm的GL胶泥。封缝过程中注意防止灰尘、砂石、气泡等杂物混入影响密封效果。

5结语

通过采用一系列加固手段和施工方法，对2#楼建筑单体的改造使之满足结构和使用功能上的要求，其抗震强度和刚度将显著提高，加上后期的室内外的设计与装修，“艺术与设计中心”的建成将会成为又一个新旧元素相互结合应用的范例。

参考文献

[1]陈文灿.橘子洲天伦造纸厂加固改造施工方案[R].长沙市建设工程集团公司.2009-02