结构加固改造工程新增钢结构悬挑楼梯施工管理技术探讨

吕新华 蔡永定

摘 要：上世纪八九十年代的建筑由于标准规范和经济的原因，其建筑、结构、抗震、节能及消防等方面已不能满足现行规范要求，因此对老旧房屋进行加固改造已成为建筑行业的一个特殊领域，本文针对一个改造工程中新增钢结构楼梯的施工管理技术进行探讨。

关键词：加固改造；新增钢结构；悬挑楼梯；安全质量控制

中图分类号：U111 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2016）08-0064-02

1 工程概况

工程位于湖北省武汉市沿江大道，主体17层，塔楼4层，建筑面积约15200平方米，建筑总高度80.75米；新增钢结构楼梯位于该建筑的西面。

2 设计方案的确定

现状为预制装配式悬挑楼梯，悬挑梁为钢筋混凝土现浇结构，挑出长度1930mm，梯段宽度仅600mm，远不能满足现行规范对疏散楼梯的宽度要求。改造加固的方案是拆除该预制装配式楼梯，将梯段宽度加宽到3040mm。

2.1 结构设计参数

l基本风压：Wo=0.35kN/m2，承载力设计时风荷载效应放大系数1.1倍。

l基本雪压：Ws=0.50kN/m2

l抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。

设计地震分组为第一组；根据武汉地区行政区域规划，地震影响系数最大值为0.075。计算时按后续使用年限30年折减。

2.2 悬挑楼梯结构设计方案概况

原混凝土悬挑梁采用钢结构箱型梁外包，内灌无机灌浆料，设置斜向钢结构拉杆，楼梯踏步段采用钢结构。

（1）拆除原预制装配楼梯踏步、梯段等，仅保留B、C、D轴钢筋混凝土悬挑梁。①轴悬挑楼梯处两个柱采用增大截面法加固，原混凝土柱截面尺寸（700x700，600x600）加大为900x900。将B、C、D轴原悬挑梁采用外包钢结构箱型梁，并内灌灌浆料的方式进行加固。灌浆料的目的是为了考虑外包的钢结构箱型梁能与原混凝土梁紧密结合，共同作用。实际设计时不考虑原混凝土梁作用，将其作为安全储备。悬挑梁端部埋件采用植筋的方式与混凝土柱连接。

（2）在B、D轴处每层设置斜向拉杆，拉杆采用精扎螺纹钢拉杆（直径25，材质PSB785），PSB785级精轧螺纹钢，即屈服强度≥785/MPa。

3 施工的难点与重点分析及相应措施

3.1 安全措施

周边复杂的环境增加了施工的安全风险，要求围护措施到位并保证不发生高空坠物。

施工用脚手架的搭设：不仅要满足新增钢结构悬挑楼梯的施工，还要满足原有旧楼梯的拆除施工及外围幕墙工程的施工。因此， 1-2层采用落地脚手架，3-7层、8-12层、13-17层采用悬挑脚手架。具体实施时先完成1-2层落地脚手架的搭设工作并拆除2层顶的外围墙体；然后完成3层C、D柱混凝土加大截面、新增钢结构悬挑楼梯框架梁的制作安装及外包箱型梁灌浆工作；再利用已完成的3层钢结构悬挑楼梯框架平台搭设3-7层悬挑脚手架，依次类推利用8层、13层的钢结构悬挑楼梯框架平台搭设8-12层、13-17层脚手架。悬挑脚手架工字钢尾部焊接在梁、柱等植筋后锚固节点板上，前部用工字钢斜支撑固定在低一层梁柱植筋节点后锚固节点板上，并在每根悬挑工字钢的正上方上一层梁柱处打孔植入HPB235直径20mm（受拉承载力66.0KN）钢筋做吊环锚固，再用16mm钢丝绳兜住悬挑工字钢的前端作为保险。

旧楼梯的拆除：先拆除踏步板为脚手架腾出空间作业面，然后拆除两端墙体，最后拆除外围封边梁。

材料的吊装及垂直运输：分析脚手架的受力点及防护体系，采用后锚固节点板的方法制作垂直运输设备的受力钢结构平台，通过卷扬机解决垂直运输难题。

外围防护：施工前同周边相关单位协调，减少施工区域附近人员通行，车辆停放；危险系数相对较大的区域设专人监护看管。脚手架搭设完毕后密挂双层安全网及30cm硬质踢脚线防护，施工楼层处最外端硬质防护高度不小于2米且连续布置。

3.2 技术质量方面

楼梯测量放线定位：从屋面最高处投放四条定位钢丝线确保施工的准确定位及其垂直度，偏差通过柱加大截面分项工程消化，最终满足了红线规划、建筑、结构、消防等各方面现行规范的要求。

钢结构的制安质量控制：重点在于焊缝质量控制和高强度螺栓连接质量控制。每层施工完毕后对一级焊缝100%进行超声波现场检测试验且合格，二级焊缝抽查30%且合格。高强度螺栓连接质量控制：高强度螺栓进场后立即组织见证取样送检且合格；临时先用普通螺栓和手动扳手紧固，安装高强螺栓时由中间向两端安装，用扭矩扳手在24小时内完成初拧、终拧，并加强对螺栓的保护。

植筋的质量控制：施工前用钢筋探测仪测量定出原结构柱梁的主筋位置并避开，保证钻孔深度满足要求。清孔后从底开始注胶，缓慢旋入钢筋，保证固结时间，植筋工作完成72小时后抽取总数的30%进行现场抗拉拔力检测试验且合格。

梁柱节点部位细部施工质量控制：该部位同上述植筋一起承担悬挑楼梯的负弯矩，首先处理混凝土粘合面和钢板贴合面；保证钢板和砼之间有3mm左右间隙；埋设灌胶管和出气管，钢板四周封堵；采用空压机灌注结构胶；用小锤敲击钢板检验钢板的有效粘结面积并保证100%密实。

柱混凝土加大截面：柱底部混凝土需将上述的悬挑楼梯节点板包含在内，从结构上形成一个整体的受力体系，大大地提高了整个钢结构悬挑楼梯的安全性。质量控制重点为：采用补偿收缩型混凝土；处理好新浇砼构件与原有混凝土构件的接合面，涂刷WSI界面剂，以保证新老构件的整体性；随浇随捣，确保混凝土密实；12～18h内洒水后覆盖薄膜养护，养护时间不少于7天。

钢结构防腐防火质量控制：基层处理到位，用丙酮清洗干净；上下层涂装工序的间隔时间不得少于24小时；涂装中要不断检测、调节涂层的湿膜厚度，控制涂层总干膜厚度。

4 施工的组织管理

（1）施工前做好周边单位、城管、居民等沟通协调；及时编制并报审各专项施工方案。

（2）进行安全技术交底，掌握施工中的危险源及控制措施与质量控制重点难点；合理调配施工人员，确保作业层、各工种之间相互协调。

（3）专人负责细部深化设计，统计计算各种型号钢材的数量、加工尺寸等并整理成册，联系有资质的材料供货商加工、送货。

（4）各构件抵达现场后挂牌堆放，统一发放，保证有效衔接。

（5）组织三个工作队在三个工作面形成流水施工。

（6）专门设置垂直运输小组，提前、分批运输至各工作面，保证连续施工。

（7）设置专业维修小组检查保养维修各电动工具设备，满足生产需要。

（8）成立安全协调小组，分析总结重大危险源并公示贴牌；检查施工现场每天的安全情况及周边协调情况，重点观察脚手架有无变形、松动等异常情况，及时解决各类隐患。

5 结束语

通过针对性设计及一系列的施工组织管理与技术措施，并落实到位，新增钢结构悬挑楼梯工程保质保量在规定工期内安全完工，取得了良好的效果，为以后类似工程的实施储备了丰厚的经验。