森蘭某綜合體商業改造加固工程施工應用實踐

馬輝

（上海外高橋集團股份有限公司森蘭置地分公司，上海200137）

1 工程概況

森蘭某綜合體總建筑面積293 602m2，其中，地上建筑面積205 477m2，地下建筑面積88 125m2。該工程建設2 棟集餐飲、商業、辦公于一體的商業辦公綜合體，地上塔樓17 層，高80m；地上裙房4 層，高25m；地下結構2 層。該工程主樓采用內筒外鋼框結構，總用鋼量16 000t。辦公樓A 核心筒外設42根勁性外框柱，辦公樓B 核心筒外設40 根勁性外框柱，外框柱內的勁性鋼柱為十字型鋼，最大鋼柱截面為不對稱十字型鋼1000mm×350mm×28mm×28mm/500mm×150mm×20mm×28mm。主樓樓面鋼梁為H 型鋼，最大鋼梁截面H1500mm×300mm×25mm×30mm，相應鋼梁的最大跨度為13m。裙房主要為鋼框架結構，框架柱主要為十字勁性鋼柱，型鋼截面統一為400mm×150mm×16mm×24mm。裙房樓面鋼梁為H 型鋼，最大鋼梁截面H1400mm×300mm×24mm×36mm，相應鋼梁的最大跨度為18m。

項目主體結構封頂后，根據招商需要引進電影院、超市、健身等業態，因使用功能改變，導致原有部分梁、柱、荷載不能滿足使用需要，設計荷載需要加大，故需對其進行結構加固補強。本方案主要對新增加的荷載變化所影響的相關梁、柱，采用增加鋼梁、加強槽鋼、粘貼碳纖維布、粘鋼加固及混凝土增大梁截面等方法，以補充原梁、柱的強度，達到結構設計的要求和建筑物的使用安全。根據設計要求，加固主要采用以下方案：（1）破除原結構部分鋼混組合樓板，拔除2 根鋼混勁性柱，并通過新制作的加大截面鋼梁以滿足建筑新的使用要求；（2）增加鋼梁對原結構進行加強；（3）破除部分原結構鋼混組合樓板，增加槽鋼圈梁進行結構加固；（4）部分梁、柱采用自流高強混凝土增大截面；（5）新老混凝土結構連接采用化學植筋的方法；（6）部分梁采用粘貼碳纖維布加固；（7）部分梁采用粘鋼、包角鋼加固；（8）部分柱采用包角鋼加固[1]。

2 商業改造加固工程施工方案

2.1 破除原結構部分鋼混組合樓板，拔除2 根鋼混勁性柱，安裝新鋼梁

因裙房3～4 樓新增電影院結構布置的需要，4 層需拆除1/9軸～12 軸—3-H 軸～3-K 軸以及1/9 軸～12 軸—3-L 軸～3-N 軸合計約570m2的鋼混組合樓板、鋼梁，拔除1/10 軸～3-M 軸及1/10 軸～3-J 軸2 個800mm×800mm 鋼混勁性柱（型鋼截面為十字型鋼400mm×150mm×16mm×24mm，從3～5 樓屋面，拆除柱長10.8m），安裝新制作的2 根跨度13.5m 的鋼梁H1400mm×300mm×24mm×36mm。

2.1.1 現狀布置圖

4 層待拆除結構平面布置如圖1 所示。

2.1.2 施工步驟

施工步驟具體為：

1）步驟一：采用風鎬拆除5 樓鋼混組合樓面板（見圖2）。

2）步驟二：拆除2 根主鋼梁，同時，設置臨時鋼管支撐鋼梁（見圖3）。

圖1 4 層待拆除的樓面板、型鋼混凝土柱及鋼梁平面布置

圖2 步驟一

圖3 步驟二

3）步驟三：破除十字鋼混勁性柱（見圖4）。

4）步驟四：安裝新制作的跨度13.5m 的鋼梁H1400mm×300mm×24mm×36mm 及牛腿（見圖5）。

圖4 步驟三

圖5 步驟四

5）步驟五：拆除臨時鋼柱支撐，采用風鎬拆除4 樓鋼混組合樓面板及鋼梁（見圖6）。

6）步驟六：破除下一節型鋼勁性柱。重新澆筑5 樓鋼混組合樓面板（見圖7）。

圖6 步驟五

圖7 步驟六

2.1.3 新增鋼梁的安裝方法

對于1/10 軸—3-L 軸～3-N 軸鋼梁H1400mm×300mm×24mm×36mm，采用120t 汽車吊進行安裝，平面及立面布置如圖8 和圖9 所示。

對于1/10 軸—3-L 軸～3-N 軸鋼梁H1400mm×300mm×24mm×36mm，采用臨時把桿進行安裝。先采用120t 汽車吊將鋼梁提升至4 層樓面，然后用液壓車將鋼梁拖至安裝位置（見圖10），采用鋼混勁性柱頂上固定的臨時把桿附的手拉葫蘆提升鋼梁至安裝位置（見圖11），進行鋼梁就位（見圖12）[2]。

圖8 平面布置

圖9 立面布置

圖10 將鋼梁拖至安裝位置

圖11 采用臨時把桿安裝鋼梁立面工況

圖12 提升至安裝位置立面示意

2.2 增加HN400mm×200mm鋼梁對原結構進行加強(14～17 層)

2.2.1 平面示意圖

14～17 層的平面布置如圖13 所示。

圖13 14～17 層的平面布置

2.2.2 安裝方法

采用專門設計工廠加工制作的安裝托架進行安裝，托架構造形式如圖14 所示。將手拉葫蘆上部用化學螺栓固定在頂板處，用手拉葫蘆提升安裝托架至安裝位置，進行鋼梁就位。

圖14 托架構造形式

2.3 梁采用免振搗自流高強混凝土增大截面

本工程中B1 層部分梁需采用加大截面方式進行加固，原結構梁截面尺寸為500mm×1200mm（框架梁） 及250mm×700mm（次梁），加大截面形式為四面加大截面，做法如圖15所示。

圖15 梁增大截面圖 圖16 柱外包型鋼圖

本工程由于施工條件限制，為保證施工完成后達到設計要求采用免振搗自流高強混凝土。免振搗自流高強混凝土采用膨脹劑超塑化劑、超微粉和精選級骨料配置，水灰低，砂漿和易性極強，高黏結強度、抗油滲、耐腐蝕。強度可達C35 以上。

該工藝施工簡便，速度快，強度高與原結構可完全密實。施工時對原結構破壞較小。施工工序為：（1）梁兩側加大在要加梁的樓板面上開2 個直徑100mm的洞口用于澆灌混凝土。（2）新加梁的截面原混凝土接觸面鑿毛并清理干凈，施工前4h，對混凝土基礎表面濕潤。（3）安裝新增鋼筋（包括種植鋼筋）并與原鋼筋、箍筋連接。（4）模板安裝：模板與模板之間、模板與原結構之間的縫隙需用發泡劑密封，以防灌漿料澆筑過程中出現漏漿現象。（5）混凝土工程：現場攪拌免振搗自流高強灌漿料混凝土，澆灌后不需要設備振搗。材料終凝時間為24h，終凝后即可拆模并灑水養護，72h 后達到95%強度。

2.4 梁粘鋼加固施工

本工程中B1 層及1 層結構層部分梁采用粘鋼加固，梁加固截面尺寸為205mm×700mm，梁底及梁頂粘鋼為2 層5mm厚鋼板，U 型箍及壓條為1 層厚4mm 鋼板。梁粘鋼加固按照先梁頂后梁底再套箍的順序施工。工藝流程：定位放線—鋼板下料—基層處理—結構膠調制并涂刷底膠—鋼板粘貼—鋼板加壓固定—結構膠固化—構件養護—構件防腐—檢驗、驗收。

2.5 柱外包型鋼加固

本工程中需加固柱截面尺寸為700mm×700mm，柱外包型鋼為L110mm×10mm，綴板為60mm×5mm。柱四角角部為加固角鋼，加固角鋼采用綴板焊接形成封閉體系，綴板與角鋼搭接長度為角鋼肢長的一半。在柱角部的樓層板位置開設200mm×200mm 洞口，以便角鋼在遇樓板處貫穿拉通。由于本項目中，原結構梁為鋼梁，若在原結構梁上開孔在對原結構腹板損傷較大，節點區按照圖16 處理。梁區的穿梁鋼筋采用鋼板代替，鋼板與原結構鋼梁腹板焊接連接。

柱外包型鋼加固工藝流程：放線—柱表層混凝土鑿除、打磨—修補、清洗砼基層—型鋼表面處理—鋼板彎折—型鋼安裝就位—黏結劑配制—灌注環氧—黏結劑固化—綴板處錨栓施工—型鋼表面防銹及防火處理。

3 結語

經過90d 的緊張施工，改造加固工作圓滿完成，為后續影院、超市、健身等商家的進駐提供了必要的結構條件。