预制短柱装配式旧厂房插层加固改建技术研究

郑信荣

上海新长宁集团建筑装饰实业有限公司 上海 200050

随着我国经济建设的高速发展，近年来，在一些大中城市中，旧房利用与改造正日益受到市场的青睐和人们的重视。但是，由于旧房结构和设计年代久远等原因，在旧房改造中如何应用新技术和新材料，以确保建设和使用安全，逐渐成为建筑施工研究的重点和难点[1]。上海延安西路1234号原为6层旧厂房，属预制短柱装配式框架结构体系，将其改建为8层公共租赁房，利用原1、2层6 m层高各插入1层新梁板结构层。在吸取了既有经验后，我们在此次上海延安西路1234号厂房改建中进行了技术创新，使工程结构改建施工更加安全和简便。

1 工程概况

上海延安西路1234号原为6层旧厂房建筑，自2003年闲置至今。本次施工将原建筑6层厂房改建为8层公共租赁房，具体内容为：对原1、2层进行插层改建，在原1、2层6 m层高内各插入1层新梁板，层高由6 m变成3 m，其余原有各层层高保持3.5 m不变，均进行结构加固。本工程建筑平面柱网纵向开间均为6 m，共7个开间，横向开间为7.5、3.0、7.5 m，总建筑面积约6 500 m2。

2 原始建筑结构形式及改建设计方案

原始建筑结构形式：旧厂房建筑原为预制短柱、预制花篮梁、预制板装配式框架结构体系，预制板均为厚240 mm的重型预制板。该结构的柱梁节点处和花篮梁顶部均为安装就位后二次浇筑的混凝土。桩基与基础当时按10层建筑考虑设计，由于种种原因只施工到第6层结构就结束了，后作为6层试验大楼投入了使用。

改建设计方案：根据设计单位复核，原桩基基础无需加固，需对上部原主体结构1、2层进行插层设计，采用增大截面加固法加固原柱（由基础至屋顶层），在原1～2层各增加新楼层钢筋混凝土梁板，并对剩余各层老框架梁也采用增大截面法进行加固设计，原预制板底采用粘贴碳纤维材料加固设计。经设计院计算复核，改建后的结构能满足设计使用要求。

3 结构改建施工技术

本工程结构插层改建加固主要施工流程如下：柱扩大截面基础施工→1层柱断面扩大施工→1层顶板、梁（新插层）结构施工→2层柱断面扩大施工、2层顶原框架梁断面扩大施工→3层柱断面扩大施工→3层顶板、梁（新插层）结构施工→4层柱断面扩大施工、4层顶原框架梁断面扩大施工→5层柱断面扩大施工、5层顶原框架梁断面扩大施工→6层柱断面扩大施工、6层顶原框架梁断面扩大施工→7层柱断面扩大施工、7层顶原框架梁断面扩大施工→8层柱断面扩大施工、屋面层原框架梁断面扩大施工。

3.1 框架柱扩大截面基础施工

首先将柱底周围底层地坪局部打开，开挖土方至原基础顶面，将老基础面暴露出来，原为杯口基础，在杯口基础上新做钢筋混凝土基础围套，高700 mm，每边放出老柱边300 mm，配筋按设计施工图进行，先种植φ12 mm@300 mm连接筋、绑扎φ12 mm@100 mm围套箍筋，扩大截面柱的主筋锚入新做钢筋混凝土基础钢筋围套内固定好，然后在基础围套周边砌砖胎膜，最后浇筑C40混凝土。这样便使扩大截面柱基础与原基础牢牢地绑起来，形成了整体。

3.2 1～8层框架柱扩大截面施工

1）对于新旧混凝土结合面，先清除原松动的骨料、浮渣、尘土，并用清洁的高压水枪冲洗旧混凝土柱面，再采用机械凿毛，形成深度为3～4 mm均匀分布的麻点。

2）当原混凝土钢筋的少部分外露面已锈蚀，对其进行除锈处理。

3）安装绑扎新增受力钢筋、箍筋。

4）箍筋按设计规定采用φ10、φ12 mm环形箍筋，间距均为100 mm，每个箍筋加工好后，先将其冷弯成大角度套入原柱，再合力将环形箍筋冷弯恢复成90°，与主筋用铅丝进行绑扎固定。

5）安装柱模板，模板外侧竖龙骨为木方50 mm× 100 mm@300 mm，在木方外侧安装φ48 mm×3.5 mm双钢管，水平间距500 mm，双向对拉螺杆采用φ14 mm规格。

6）浇筑混凝土前一天，对旧混凝土构件浇水保持湿润。混凝土浇筑采用C40预拌混凝土，将其运到柱边，搭设好浇筑平台，上下两人用铁锹接力将混凝土灌入模板内，并采用振动棒进行体内振捣与体外振动相结合的施工方法，浇至新插层梁底50 mm处，养护10 d后拆模，混凝土外感效果较好，新旧混凝土较好地形成了整体构件。

3.3 新1、3层插层楼板梁施工

1）设计将原1、2层（1～4层）所有柱断面x方向和y方向一侧加宽250 mm，另一侧加宽100 mm（5层以上柱四周均加大100 mm）。宽250 mm一侧设计框架主梁经过，使新梁与老柱可靠连系，形成整体插层结构。由于新加梁与柱存在偏心情况，柱梁连接处均采用水平加液方法处理。

2）新插层框架梁、楼板按施工方案搭设排架制模板，绑扎梁、楼板的钢筋，然后采用C40预制混凝土固定泵浇筑，浇筑顺序由东向西依次进行。

不同科室间HPV-DNA、UU-RNA、CT-RNA和NG-RNA阳性检出情况 妇科门诊UU-RNA检出率最高，为60.61%，HPV-DNA检出率为34.57%，以 HR-HPV-DNA为主检出率为31.72%，CT-RNA检出率为5.90%，NG-RNA检出率为2.84%。皮肤性病门诊HPV-DNA检出率为30.69%，UU-RNA检出率最高，为46.28%，CT-RNA检出率为9.16%，NG-RNA检出率为1.73%。男科门诊和泌尿科门诊标本量较少，UU-RNA检出率最高，为50.00%和33.33%。

3.4 原各层结构框架柱、花篮梁加固施工

1）原每块预制板宽均为1 200 mm，每块板搁置点处开2个φ80 mm@600 mm孔。孔必须用机械钻孔，不得碰到原预制板内钢筋，原则上开在原预制板空心圆孔处，使“箍筋一”能够穿过施工（图1），采用2φ12 mm@600 mm双开口箍筋，双面焊连接，形成封闭箍筋；其余部位按“箍筋二”施工，依照施工图中直径和间距（φ8 mm@150 mm）进行操作，箍筋上端水平植入花篮牛腿中。

图1 花篮主梁加固示意

2）通过扩大原框架结构花篮梁截面，提高结构承载力和抗震性能，满足设计要求，达到框架梁柱节点为刚性节点的要求。为了避免新加框架梁主筋在原柱上同一水平面植筋钻洞太多，对主体结构施工阶段安全不利，每根框架梁加固的新上排及下排主筋均采用2根主筋植入老结构柱内，其余梁主筋均绕过老柱体或弯锚入柱新增断面中。这样的施工方案可以减少老柱子上同一截面植筋钻洞较多的不利情况，避免对施工中的老结构产生结构安全影响，确保施工阶段整个结构施工处于安全状态。

3）框架柱新增断面每根主筋穿越楼层处均要绕开原预制主梁，遇到预制板处，机械开孔φ80 mm（兼作混凝土灌注口），使主筋穿过，主筋采用电渣压力焊接头。

4）加固各层梁、柱混凝土一次性浇筑，先浇柱后浇梁，由东向西依次浇筑，采用固定泵浇筑。混凝土均依次从预制板机械开孔中灌入，加强振捣。为了保证不漏浇，要求每个孔中混凝土均要溢出，据此可表明加固断面已浇实。拆模后效果比较好。

4 施工安全措施

1）为确保建筑基础的安全，柱扩大截面基础施工要分批进行，每批柱基础施工数量不超过柱总量的25%，并要求施工点均匀分布，混凝土浇筑施工完成后及时回填土。

2）原1、2层（新1～4层）的施工对整个老建筑起到了很好的加固作用，因此在该阶段施工时，要逐层科学、安全进行，未施工到楼层内的主要承重结构，均不得擅自植筋钻洞，以及进行楼板机械开孔等有伤原结构的操作，只能做结构构件表面的清理和凿毛、拆除非承重墙等工作。3）新插层结构施工顺序应为：先浇柱至梁底标高处，在养护的同时，搭设楼板支架模板，绑扎梁板钢筋，待柱的强度达到70%左右，再浇筑梁板混凝土，这样先下后上分2次浇筑的施工方案能确保新插层结构施工的安全可靠。4）安装人货两用电梯，作为上部楼层建筑垃圾的垂直运输工具，不得在建筑物内、外由上向下随意抛扔建筑垃圾，防止高空坠物，避免集中堆载，以免引起安全事故。

5 结语

2）装配式旧厂房预制楼板较多为重型预制板，每平方米至少可承受5 kN以上的活荷载，远超过民用建筑的使用活荷载。所以在通过房屋检测、楼板静载试验符合要求后，能保留的预制板尽量要保留，因为预制板整体拆除后对房屋的水平刚度影响较大，较易引起重大安全事故，对施工安全不利。

3）增大截面加固法是常见的框架结构柱、梁加固方法，如何确保新旧结构紧密连接形成整体，对原构件混凝土界面的处理非常重要。本工程采用高压水射流打毛结合花锤打毛的施工方法，使原构件的混凝土界面得到很好的处理，使得新增断面与原构件实现紧密、可靠的连接，确保了加固的效果。

4）原花篮框架梁新增断面的主筋与原结构柱进行连接时，要注意采用可靠的施工方案，避免因植筋太多，严重削弱原结构柱同一断面，从而使结构施工阶段处于比较危险的状态，这就需要施工单位和设计单位一起研究最佳、最安全的技术方案，要确保施工过程中上部主体老结构的安全。随着插层加固一层一层地向上施工，整个新老结构也就越来越安全，直至结构封顶，从而真正达到插层加固改建的目的。

（鸣谢：本文承同济大学徐伟教授审阅并提出宝贵的修改意见，谨此表示衷心的感谢！）