托換技術在磚混結構大空間改造中的應用

姜雪峰 黃鵬偉 李鵬飛

(中國聯合工程公司，浙江杭州 310022)

0 引言

磚混結構房屋是我國民用建筑中最為量大面廣的結構體系。建國以來至20世紀80年代以前，城鎮建筑中幾乎全部采用這類結構體系。隨著我國社會經濟的蓬勃發展，業主對已有的老舊房屋的改造需求日益增多，特別是一些已使用多年或廢棄不用的砌體房屋改造成大開間的需求尤為多見。然而，對老房進行改造勢必對原結構造成影響，為了加強磚混結構房屋改造后的安全性，設計時應要求對原建筑進行鑒定，計算上應滿足現行的有關規程、規范，在新老結構的連接處采取必要的構造措施。本文將結合工程實例談談房屋改造中托梁拆墻技術的應用以及一些需要注意的問題。

1 工程概況

某單位X光室建于20世紀，具體年代不詳。該建筑為一幢單層磚混結構房屋，房屋建筑平面為“L”形，東西向長為11.90 m，南北向寬為11.56 m，建筑面積約108 m2，房屋層高為3 500 mm，原結構平面圖如圖1所示。房屋結構采用縱橫墻混合承重，承重墻下采用條形基礎，共設置兩個開間三個進深，開間尺寸為6 600 mm，5 000 mm，進深尺寸為4 500 mm，2 250 mm，4 450 mm，砌筑墻體厚度為240 mm，360 mm，采用實心粘土磚和混合砂漿砌筑;采用現澆鋼筋混凝土樓板，厚度約為100 mm，樓板上鋪一層隔熱架空層，高度為300 mm，屋頂設置600 mm高女兒墻。經現場檢測縱橫墻交界處未發現設置構造柱，承重墻頂部未設置混凝土圈梁。現因業主單位要求將本房屋改造成辦公室使用，故需拆除室內所有內隔墻，以方便內部布置辦公桌椅。期望改造后能達到如下的建筑功能要求，平面布置圖見圖2。

圖1 結構平面布置圖

2 技術要點

承重墻構件是磚混結構最普遍和極為重要的構件，很多倒塌事故是由一片承重墻破壞引起的。一方面，由于拆除或移動承重墻體使某一承重墻體承受比原設計大得多的荷載，豎向荷載過大可導致墻體構件失穩崩塌;另一方面，承重墻的拆除會導致樓板或屋面板的跨度增大而引起裂縫甚至坍塌，進而導致整個房屋的破壞。因此，根據特定建筑結構特點，選擇合理的改造方法顯得特別重要。目前，托換技術用于舊房改造中的研究已經取得了一定的成果［1-3］。

圖2 改造后建筑平面布置圖

托換框架要求傳力合理，受力明確。改造時應注意如下幾點:

1)保證地基基礎的強度和剛度。磚混結構的基礎形式一般采用墻下條形基礎，而改造后由于局部的框架柱取代了原來的承重墻，條基上由原來的均布線荷載變成了局部集中荷載。因此，一方面，必須對地基承載力和基礎的強度進行校核，若不滿足新的要求應采取適當的措施進行加固補強;另一方面，應當增強內框地梁的剛度，盡可能使內框柱傳來的集中力通過內框地梁轉化為均布荷載傳給條基。

2)保證改造后房屋的抗震性能。新設的鋼筋混凝土內框架與原有的磚混結構在地震作用下的振動具有很大的差別，而且部分墻體被拆除后，房屋水平向剛度降低，結構不利于抗震，須采取構造措施改善抗震性能。設計內框架時其側向剛度應接近待拆磚墻的側向剛度。

3)合理的施工順序。施工時首先改造基礎，施工內框架地梁，再施工內框柱，最后施工內框頂梁，當內框架梁柱的混凝土養護期滿達到設計強度要求后，再由上向下拆除舊墻體?？傊?，內框架本著自下而上的順序逐步進行，而拆墻本著自上而下的順序進行。

3 改造方法

內框架由兩片閉合的框架組成，框架緊貼于待拆墻的兩側，兩片框架的梁之間由間距不大于1 m的連梁連接。內框架由地梁、柱、頂梁三部分組成，其平面布置及立面圖如圖3，圖4所示。

圖3 內框架平面布置圖

1)內框地梁是利用待拆磚墻的墻腳，在墻腳兩側澆筑的鋼筋混凝土框架梁，用于增強墻下條基的剛度，使條基不至于在磚墻拆除后由于不均勻的地基反力導致上部開裂而破壞。為使新加的兩片內框地梁平面外的整體穩定，還應在地梁之間設置連梁，一般間距不大于1 m，如圖5a)所示。

2)內框柱是托換結構中傳遞豎向力的構件，在待拆墻的端部局部鑿開后再澆筑。兩片內框架在端部共用一個框柱，為確保柱與外墻的可靠連接，應按一定間距設置拉接筋，同時應注意在內框柱澆筑前清除外墻內側的粉刷面層，如圖5b)所示。

3)內框頂梁采用與內框地梁類似的做法，在兩片頂梁之間設置連梁，間距不大于1 m。考慮頂梁模板上口已被樓板或屋面板封閉，所以應在樓板或屋面板上位于梁頂位置鉆取兩個孔洞，孔徑一般取為50 mm，并采用膨脹細石混凝土澆筑，以便混凝土從孔洞灌下且能保證梁頂混凝土與板底的緊密接觸。同樣在內框頂梁澆筑前應清除樓板或屋面板下表面的粉刷面層，如圖5c)所示。

圖4 內框架立面圖

圖5 內框架梁柱詳圖

4 施工與監測

舊房改造除需要合理的設計之外，成功的關鍵在于施工。就本工程實例而言，施工時應注意如下幾個方面:

1)嚴格按照正確的施工順序組織施工，內框架由下而上，拆墻由上而下，由中間向兩端進行，在施工中嚴把質量關。

2)在澆筑內框梁、柱時一定要切實保證混凝土的密實度，內框頂梁應采用膨脹細石混凝土。

3)用水和刷子去除內磚墻、板內側的抹灰層，以保證新澆混凝土與墻體及板面的良好結合，有效傳遞荷載。

4)在承重墻上開鑿孔洞時，要注意隔段開鑿，不應連續開鑿同一塊墻體，以免發生墻體松動。

5)在施工中加強監測，注意觀測墻體及樓板(屋面板)的變化情況。

5 結語

目前，我國舊房改造中采用托換技術拆除承重墻的實例還比較少，通過這種技術將磚混結構房屋改造成局部大空間，既滿足了大空間平面尺寸的建筑功能需求，又在施工方面節約投資并且縮短工期，取得了良好的技術以及經濟效益。與新建建筑相比，對既有磚混建筑物的結構托換改造具有投資少、工期短、效益高三個突出的優勢。

［1］ 袁廣林，張先揚.夾芯托梁在磚混結構改造中的研究與應用［J］.工業建筑，2009，39(8):8-12.

［2］ 賀大勇.磚混結構改造中墻梁托換技術的新方法［J］.中外建筑，2004(2):189-190.

［3］ 王 琦，劉敏雄.磚混結構中的托梁拆墻改造［J］.浙江建筑，2001，104(1):22-23.