框架结构柱置换法施工技术

刘永志

随着城市发展进程不断加快，土地资源紧缺，近几年信宜市住宅建筑由原来的十五六层小高层发展到现在三十层的高层建筑，在施工管理和监管方面提出了更高的要求。建筑规模常常都是设置有两层地下室，主体采用框剪结构，住宅建筑虽然结构没有怎么特殊设计考虑，但是施工技术、施工管理水平要求跟大城市也是一样的标准和要求。施工管理重点是对地下室的结构和防水、主体结构钢筋和混凝土强度的控制。监督管理的重点是如何加大抽查力度，通过抽查如何发现质量隐患，使一个建筑产品从生产过程到成品能得到真真正正的质量保证。

本文以我市一个建筑项目实例谈谈结构框架柱置换法的施工技术。该工程框架结构为地下一层，地上十七层，建筑面积约20300m2，一幢单体小高层住宅楼，框架柱设计为短肢剪力墙。在混凝土强度回弹法监督抽检过程中罕有发现九层只有一根柱混凝土强度极低，经过进一步结构抽芯检测验证该根框架柱混凝土强度确实极低。由于问题严重，出现的情况罕见，建设单位通过组织各责任单位人员开会共同研究，会议确定由建设单位主持，监理单位见证，施工单位组织技术人员采用回弹法对该工程框架柱进行全数排查；对框架梁进行批量排查，排查结果也只有该九层8×G轴柱异常低值，对整个框架结构其他框架柱和框架梁回弹法推定值均达到设计强度的要求。会议确定二根据监督站要求由施工单位委托有资质的检测单位对施工单位回弹自检数据抽查验证，经过检测站对分别共七个楼层框架柱回弹验证，与施工单位的自检数据相符合，同时也达到设计要求。会议确定对该九层8×G轴柱进行结构抽芯，委托检测站结构抽芯检测结果该框架柱实际混凝土强度确实极低。该柱位于九层，角柱，截面积较大，以上共八层的总荷载不是特别大，通过讨论研究确定采用置换法进行处理。该实例详细过程如下:

一、主体结构混凝土强度隐患排查

1.混凝土强度回弹法监督抽查

根据监督站工作要求混凝土强度监督抽查采用回弹法，每两层抽查一组，在抽查九层框架柱的时候，主体结构已经封顶。发现九层8×G框架柱回弹强度极低。然后对以上层框架柱继续抽查均未发现异常。

表1 回弹法检测混算表凝土强度计

表2 钻芯法检测混凝土抗压强度报告

2.九层8×G框架柱委托检测

施工单位委托检测站对九层8×G框架柱单构件回弹法检测，检测结果如表1，强度为＜10 MPa。

3.施工单位采用回弹法对框架柱进行全数排查，对框架梁进行批量排查。排查结果：除九层墙柱8×G外，全数框架柱和批量框架梁混凝土强度回弹推定值均达到设计图纸要求。

4.委托检测站对施工单位回弹法排查数据进行校核，抽检了共七个楼层回弹推定值均相符。

5.经过施工单位全面排查，委托检测站抽查校核，最后确定整个框架只有九层墙柱8×G出现异常。委托检测站对九层墙柱8×G进行结构抽芯，混凝土强度值为6.7 MPa，检验结果如表2。

二、加固处理方法

建设单位召集五方责任主体人员开会共同研究对九层8×G轴墙柱加固处理方法。该柱位于九层，角柱，截面积较大，以上共八层的总荷载不是特别大，由于问题框架柱实际强度极低，不合适采用简单包钢方法处理，讨论研究确定采用置换法进行处理。

1.设计出具加固处理方案。加固方案经过计算，在8×G轴框架柱上下节点设置托换承台，浇筑托换承台前先安装好九根φ180×6钢管支撑，使支撑钢管紧密接触托换承台，省去安装千斤顶，然后对原框架柱按截面形心横面断开分两次拆除，浇筑达70%强度后，再拆除另一半后浇筑。确保结构安全性。

2.出具加固设计施工图纸，详见图1，图2，图3，图4。

柱置换混凝土施工要求：

（1）钢管垫块一定要落在新托换基础承台上。

（2）若钢构件垫块与原基础的接触面为斜坡面，必须将接触面凿毛10～20mm，清洗干净，刷纯水泥浆二遍之后浇混凝土找平。

（3）断柱时用水准仪进行沉降观测，先将柱凿开一道不大于20cm高的断口，确定无沉降且承台无裂缝（或变形）后再将混凝土凿除至设计要求。

（4）支撑钢管组合形心与柱形心重合。

（5）钢管垫块设置在柱两侧。

（6）拆除包柱承台拆至柱边10cm时需人工凿除。锚筋在柱边切断，最后批水泥砂浆。

（7）置换柱时断钢筋应用同直径同规格钢筋绑焊连接。

（8）置换柱砼强度等级应至少比原柱设计等级高一级，并加早强剂。

（9）置换柱砼强度等级达到70%后方可拆除抱柱承台。

（10）采用分段施工，一段柱混凝土置换完成后，达到设计强度70%，才能进行下一段施工。

图1

图2

图3

图4

3.施工顺序：托换承台部位柱表面凿毛→承台钢筋安装及支撑钢管安装→模板安装→托换承台浇筑→拆除原柱一半后浇筑→拆除原柱另一半后浇筑→拆除托换承台和支撑钢管。（详见图5，图6，图7，图8）

4.完成后一个半月龄期监督抽查新柱混凝土回弹法检测混凝土强度推定値为42.1MPa，满足设计要求强度C40。

三、结语

1.监督抽检尽可能扩大抽检构件的数量，例如采用回弹法抽检每一个构件时，构件都是新浇筑，碳化深度较浅，回弹两下都基本了解到该构件的强度，这样就容易把质量隐患查找出来。

图5

图6

图7

图8

2.加固补强施工技术的应用原理一定要适合原结构缺陷特点进行确定，进一步提高加固补强施工技术的应用价值和效果，一些建筑工程还会将更多先进的技术手段与加固补强技术相结合，框架结构加固补强施工技术会被应用到更多工程项目，从而把质量缺陷排除，确保工程整体质量，为广大用户提供优质建筑产品。