混凝土结构置换支撑技术的全过程控制研究

王磊

[摘 要]在建筑工程施工的过程中，混凝土结构置换支撑技术是一种比较常见的施工技术，这种技术应用的质量和水平将直接影响到混凝土结构的安全性和稳定性，所以，我们必须要采取有效的措施对这种技术的工艺流程加以控制。本文主要分析了混凝土结构置换支撑技术的全过程控制，以供参考和借鉴。

[关键词]框筒结构；混凝土置换；支撑方案；全过程控制

中图分类号：TU974 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0198-01

1、引言

某工程是框筒结构，其地下3层，地下47层，屋顶结构的标高为160m。在施工人员施工到6层的时候，经过施工单位现场回弹发现，2层和3层的一些混您股柱强度不符合设计的标准和要求，同时在这一过程中因为客观要求的影响而无法对结构进行重建处理，所以只能对其开展混凝土置换处理。在施工正式开始之前，一定要对这一部分的混凝土柱进行全面的支撑，这样才能更加有效的保证上部结构的荷载能够顺利的向下传递。为了更好的保证其施工的质量和安全，必须要对整个过程加以控制。

2、支撑方案

2.1制定施工方案时必须要考虑到的因素

首先时支撑体系合的设置和既有的结构并不是一个完整的个体，所以设计方案可靠性不强，就会产生较为明显的结构裂缝变形或者是相对较为严重的事故。其次是支撑体系设计时一定要考虑到承载力、变形和锚固等因素，同时还要在这一过程拆除施工空间和施工中产生的振动对支撑可靠性所产生的影响。再次是在施工的过程中，拆除柱一定要采用整体替换的形式，也就是说核心区混凝土也要进行替换，这样也可以很好的将界节点变成铰接的形式。第四是混凝土柱结构需要承受更大的荷载，所以支撑体系的托力一定要和当前的荷载承受能力更加的接近，同时鼎承力也一定要合理，这样才能减少结构所承受的附加应力。第五，如果站在混凝土柱替换的部位去考量，相邻的两根柱子之间，一定要采取同时替换的形式，核心区混凝土在拆除之后，连接两根柱的梁结构已经没有了支点，所以如果不能采取恰当的方式对其处理，这一区域当中的梁板也比较容易出现比较明显的塌陷现象。第五是一部分柱结构连续两层的位置都需要进行全面的替换，替换的工作量比较大，所以在这一过程中必须要充分的保证其支撑体系的质量。最后一点是在施工中不能采用大型的机械设备，特别是在拆除的过程中一定要保证其拆除的过程中劲性柱的型钢不会受到不利的影响。

2.2置换支撑及施工方案

首先在柱体的四周要架设H型的钢撑杆，柱体的上下端都要顶在梁的位置上，这样一来就可以根据实际的情况施加一部分的顶升力，这样也就可以使得该结构所承受的竖向荷载大大的降低。其次是置换层的上层和下层所设置的支撑一定要完全相同，同时其也应该靠近上下节点的位置使得拆换层的合理直接传送到相邻层的核心区。再次是如果想要给支撑体系施加一定的支撑力就需要做到以下几点：要将H型钢直接摆在指定的位置，型钢的顶端需要固定和焊接，同时其质量也必须要达到相关的标准和要求。从外部的位置完成千斤顶的顶升工作，之后再设置钢楔，最后完成加劲板的焊接工作。第四是要按照柱子当前的荷载情况展开计算工作，同时还要根据实际的情况恰当的选择千斤顶，从而使得卸荷量和实际的受力更加的接近。第五是在拆除层上段的位置布置一道环梁，这样也就使得支撑体系的整体性得到了显著的提升。第六是要充分的根据工程施工的开展状况开展建模计算工作，这样也就可以更好的对薄弱的环节加以控制。第七是在工程建设的过程中一定要重视施工监测工作，此外还要在这一过程中制定相合理科学的应急预案，先完成支撑工作，之后再拆除后主，其中的变形量不能超过2.5mm。第八是针对那些特殊性比较强的柱体，要按照其实际情况对其进行拆除处理。最后一点就是在进行拆除施工和重新的浇筑施工当中，可以采用轻型拆除的工具将柱子混凝土进行拆除处理。同时在这一过程中也可以采用静态破碎技术将混凝土进行疏松处理。混凝土在拆除之后一定要保证既有竖向钢筋的整体性，同时还要充分的利用植筋来对钢筋进行增补处理，从而使得混凝土浇筑过程中的强度等级有较为明显的提升。

3、全过程控制计算

3.1结构建模

（a）结构已施工至地上6层，但为了保证置换施工过程中的荷载安全储备，结构计算模型考虑地上第8层；

（b）结构1～6层结构梁、板、柱均现场实际施工尺寸进行建模，第7层及第8层按结构施工图进行建模计算；

（c）恒载仅考虑结构自重，楼面施工活荷载考虑2kN/m2；不考虑地震作用及风荷载作用；

（d）临时钢支撑与原结构连接节点在置换过程中模拟为铰接；

（e）混凝土置换柱楼层上下端梁柱核心区节点在置换过程中模拟为铰接。

3.2置换支撑施加预应力

为减缓支撑型钢应力滞后的影响，以便最大限度发挥置换支撑的作用，采用千斤顶对支撑型钢进行预加载。在SAP2000软件中，采用对支撑构件施加变形荷载的形式进行加载，本项目支撑型钢变形暂取1.5mm，由置换柱楼层层高3.20m计算可得初始预加应力为1020kN，初始压应变为0.0004。

3.3置换部位变形分析

由分析计算，柱混凝土置换过程中各置换撑杆托换点的竖向及水平（两个方向）位移如表1所示。表1中各置换撑杆托换点位移作为在置换支撑施工过程中千斤顶施加预加应力后梁柱核心区节点顶升量的控制依据，且应与置换钢撑杆预加控制应力进行相互印证校核

3.4置换支撑内力分析

由分析计算，柱混凝土置换过程中各置换支撑型钢撑杆内力见表2。表2中各置换钢撑杆内力作为在置换支撑施工过程中千斤顶施加预加应力的控制依据，且应与置换支撑托换点预加位移顶升量进行相互印证校核。

3.5置换中原结构分析

柱混凝土置换过程中，结构整体纵筋配筋及柱轴压比与原设计对比，得出的构件配筋和轴压比满足规范要求，因此柱混凝土置换过程中原结构安全。

4、结语

（a）结合工程实践，确定了混凝土置换技术需考虑的因素和具体施工方案。

（b）依据置换原理，介绍了全过程控制建模原则、需考虑的荷载等。通过计算分析，得出置换撑杆托换点位移变形和钢撑杆内力，分别作为在置换支撑施工过程中千斤顶顶升量和施加预加应力的控制依据。

（c）通过对比原设计与柱混凝土置换过程的构件配筋和柱轴压比，验证原结构在置换过程中的安全。

参考文献

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