托梁抽柱加固施工技术

南京某改造工程，原建筑为三栋厂房，现将4号厂房由3层框架改造为5层框架，5号厂房由单层内框架改为单层框架，6号厂房原为4层，改造后仍为4层。根据设计要求，需将4号厂房②～⑨轴/～轴的1～3层扩展为大空间，原建筑为20世纪70年代的厂房，结构形式为框架柱、花篮梁、预制空心楼板，基础为独立基础，原结构跨度为6.0 m，主梁跨度为7.0 m，需拓展成14.0 m跨度的大空间，因此需拆除②～⑨轴/ ～轴间的两层预制空心楼板、两层梁及轴跨越3层的柱，并对③～⑧轴/ ～轴跨间的梁进行加固。1、托梁抽柱方案及工艺流程施工工艺流程：楼板底支托卸荷→花篮梁底剔凿清理→花篮梁底支撑加固→花篮梁表面剔凿清理→花篮梁顶楼板面弹线、打孔→中间抽柱处加固部位剔凿→花篮梁底、侧面及梁端钢筋植筋→梁底钢筋穿柱处剔凿、钻孔穿筋→梁底模板支设→加固钢筋布置→箍筋穿设及绑扎→梁侧模板支设→梁内混凝土浇筑前准备→混凝土浇灌→混凝土养护→梁模板拆除→切除梁底支撑钢管→凿除中间柱→对梁底剔凿部位进行修整。2、托梁抽柱层结构支撑加固先将17.525 m层屋面梁、板用钢管进行托起，必须保证原屋面板不能位移或下沉，钢管支撑搭设完成后，绑扎钢筋前将中间柱外围混凝土剥成瓶颈式，剥除高度为1.1 m，尽最大可能保证原有柱截面作为支撑，以保证加固梁的稳定性。（1）花篮梁及楼板底支撑加固17.525 m的梁原为花篮梁，梁高625 mm，梁两侧搁置120mm厚预制空心楼板，加固前先采用钢管脚手支撑排架对该层结构楼板进行加固支撑，使17.525m层结构楼板的荷载全部卸载至钢管支撑上，经计算，17.525 m结构楼板与上部建筑做法层的总荷载小于7.5 kN/m2，所以，钢管支撑按1.2m间距布置，为了保证支撑的整体稳定性，按满堂式脚手架搭设，架体步距按1.8m设置，钢管支撑顶部设置可调U形托进行支顶，U形托上采用方木进行支垫。由于原结构设计楼面允许活荷载为3.5 kN/m2，因此，须对下层楼板也进行支撑加固，要求上下层满堂式脚手支撑架的立杆上下应对齐（图1）。图1

花篮梁加固模板支撑示意（2）花篮梁加固准备为确保花篮梁在拆除柱和加固过程中安全，先清理干净花篮梁表面的抹灰层，并将表面凿毛，再将梁（支撑）托起，梁底用48钢管支撑，花篮梁底一端用100 mm×100 mm×8 mm钢板与48钢管焊接，该钢管内灌M20水泥砂浆，约1.0～1.3 m（搭设前灌好备用），立杆用48钢管作竖向支撑，砂浆灌芯，钢管永久性留在新浇灌混凝土中。花篮梁底钢管支撑间距按0.8 m设置，支撑步距为1.8 m，支撑钢管底部设置U形托，U形托下垫100 mm×100 mm的通长方木，通过调节U形托使钢管与花篮梁底顶紧。在花篮梁底支撑加固完成后，凿除花篮梁中间支座处梁下柱（图2）。图2

原有混凝土柱剥凿示意在花篮梁底部支撑加固完成后，梁面剔凿的同时可以进行花篮梁上部楼板面处间隔开孔，根据钢筋位置定位，在楼板面划线，然后进行加固箍筋的穿筋孔钻设，钻孔直径为20 mm。同时间隔0.8～1.2 m在楼板上钻设混凝土浇灌孔，浇灌孔在花篮梁两侧错位布置，孔长80～100 mm，孔宽100 mm，钻孔过程中应尽量保留楼板内钢筋，避免楼板端部钢筋被切断，如果楼板端部钢筋被切断，需在混凝土浇筑前，在该部位的楼板孔内放置2根直径14mm短钢筋（长度0.5 m左右）。3、花篮梁加固施工由于原梁跨度为7.0 m，现将跨度扩大为14.0 m，两侧框架柱中心距离，净跨为13.4 m，加固钢筋的连接可采用冷挤压套筒连接或者电弧搭接焊，为了保证施工质量，采用冷挤压套筒连接。因此，植筋时，先进行加固梁钢筋与梁跨两侧面柱间的植筋，为减少连接接头数量，并达到钢筋接头的错位，应根据所植钢筋的长度，预先进行准确下料，保证钢筋接头位置符合规范要求。植筋前先在梁底部位架设钢管脚手架，以利于所植钢筋的临时搁置。加固梁主筋植好后，进行梁箍筋的植筋，先统一进行植筋钻孔、清孔，钻孔深度应略大于设计深度10～20mm，然后统一植筋，加固梁的箍筋大部分采用U形开口箍，最外层箍筋采用双U形箍进行对扣焊接连接，其余采用与原花篮梁植筋连接。4、模板支设在梁加固钢筋绑扎完成验收合格后，进行梁底模板的支托，由于花篮梁底中部每间隔0.8 m设置一根钢管支撑，因此，梁底模板采用两块长向对拼方式支设，预先在支撑钢管部位开设半圆孔，要求间距与钢管支撑相一致，以保证模板与钢管间接缝严密，因梁底板预留钢管处开孔稍大，在梁底模板拼接固定好后，在钢管与梁底板预留孔的间隙采用双面胶条进行嵌缝，或者采用透明胶带进行封贴，以保证模板无缝隙。在进行模板安装前，应对模板表面涂刷脱模剂。混凝土表面喷水完成后，随即进行梁侧模板的安装，梁侧模板安装固定前，应根据模板的位置，预先在梁侧模板上弹线、打对拉螺杆孔，以便在模板竖立后能较正确地穿对拉螺杆。侧模板安装时应先安装一侧梁模，然后穿对拉螺杆，从另一侧在对拉螺杆上套好穿梁塑料套管；螺杆套管安装后，应根据螺杆的间距，在螺杆附近安装梁宽模板控制撑，模板宽度控制撑可以采用预制C35混凝土撑块，也可以采用两端焊接定位块的短钢筋，模板宽度控制块搁置在梁两侧水平腰筋上，应采用绑丝适当固定，避免撑块位移偏斜和落入梁内，撑块固定完成后安装另一侧梁模板。5、混凝土浇筑及养护模板支设验收合格后，应立即进行加固梁的混凝土浇筑，为了提高效率，采用焊制可移动浇灌斗架，浇灌斗架下方为倒锥形，并留设直径100 mm的放料启闭口，通过水平旋转阀控制放料，预先在加固梁预留孔位置设置浇筑漏斗，漏斗上部为400的圆锥筒，下口焊接80的钢管下料口。通过移动浇灌斗架进行多孔位间隔式浇灌和振捣，使加固梁混凝土达到分层浇筑到位。即采取每个灌料口灌注一定量后移至下一个灌料口，进行前一个灌料口的振捣，采用直径50 mm的振捣棒进行插入式振捣，这样实现梁内混凝土的分层浇筑、分层振捣。为了保证加固梁新浇筑的混凝土与原混凝土良好结合，宜采用二次振捣法对新浇混凝土进行振捣，由于加固梁总体高度为1.4m，因此采用分层连续浇筑，每层混凝土浇筑厚度不大于0.5m。混凝土浇灌收口时，混凝土宜略高于楼板面。混凝土浇灌完成后1.5h左右，应对梁上部混凝土进行二次振捣，二次振捣的深度约0.6m左右，以使梁上部新浇混凝土与原花篮梁混凝土间结合良好，避免新旧混凝土间收缩变形的产生。混凝土浇筑完成后，应对浇筑口部位楼板面采用覆盖塑料薄膜进行养护，并每天进行喷水。为了保证新浇筑混凝土与原花篮梁混凝土间的良好结合，混凝土浇筑完成36h内禁止楼板上有振动荷载。加固梁侧模板拆模时间宜控制在混凝土浇筑完成36h后，梁侧模板拆除后，先进行梁侧面喷水养护，然后立即采用双面胶带和塑料薄膜对梁侧面进行覆膜养护，养护时间不少于7d。6、模板及支撑拆除加固梁侧模板应在混凝土浇筑36 h后拆除，拆除时应全部先松开对拉螺杆螺帽，抽出对拉螺杆，卸下固定钢管，然后撬动梁侧模下侧与梁底模间的模板接缝，使梁侧模板与混凝土分离。撬动侧模时应逐段均匀撬动，避免局部硬撬。梁底模拆除时，应先松开梁底模板支撑主楞钢管两侧的扣件，但扣件不能完全打开，使主楞钢管略松动下移（下移量≤100mm），梁底钢管主楞全部松动下移后再稍微紧固扣件，使钢管支撑能有效临时支承梁底模板。然后，采用钢撬棍分段撬动梁底模板，使梁底模脱离混凝土落入钢管支撑上，将梁底支撑钢管两侧的梁底模分别清理至楼面。在梁底模板拆除后，先切除梁底支撑钢管，并对梁侧穿墙螺杆孔进行修整，然后进行梁下模板支撑及楼板底支撑拆除。7、抽柱施工在梁底模板拆除后，切除梁底支撑钢管的同时，可进行原中柱的抽柱施工。抽柱施工前，应准备相应的剔凿工具，并配备相应的安全防护用具。抽柱时，先采用火焰切割在距离梁底50mm外将原柱钢筋与加固梁底切断，然后，将原柱距梁底500mm左右高度的混凝土保护层剔凿剥离，用工具或者火焰切割将原柱钢筋切断。采用钢钎将梁底原柱混凝土剔凿分离，再用气动镐头对原柱身混凝土进行破拆。原有柱钢筋混凝土破拆至12.500m标高后，清理干净楼面拆下的建筑垃圾，然后，采用手持电动角向砂轮对梁底原柱接槎面进行打磨平整，如果存在局部凹陷，在清理灰尘后，采用1∶2水泥砂浆进行批抹（图3）。图3

加固梁抽柱示意8

梁面修整在梁底模板拆除后，需对支撑花篮梁底间距0.8m的钢管支撑进行切断分离，将超出梁底部分的支撑钢管用手持角向砂轮机进行切除打磨，避免采用乙炔气进行切除，以防止火焰烧烤混凝土面。将梁底支撑钢管全部切除后，应对切割面进行深入仔细的打磨，避免钢管端头与混凝土面外露，然后将外露钢管端部采用防锈漆进行涂刷，涂刷不得少于3遍，涂刷时可以采用直径70mm的PVC短管作为模具，短管长度约50mm，套管中心对准钢管中心，用油漆刷在套管内旋转涂刷，这样既保证涂刷质量，又使涂刷面外观整齐划一。同样，抽柱后，梁底露出的原柱钢筋也采用此法。如果梁宽控制撑块采用短钢筋撑时，因其端部焊接小铁板片，须对支撑部进行打磨光滑后，涂刷3遍防锈漆