森兰某综合体商业改造加固工程施工应用实践

马辉

（上海外高桥集团股份有限公司森兰置地分公司，上海200137）

1 工程概况

森兰某综合体总建筑面积293 602m2，其中，地上建筑面积205 477m2，地下建筑面积88 125m2。该工程建设2 栋集餐饮、商业、办公于一体的商业办公综合体，地上塔楼17 层，高80m；地上裙房4 层，高25m；地下结构2 层。该工程主楼采用内筒外钢框结构，总用钢量16 000t。办公楼A 核心筒外设42根劲性外框柱，办公楼B 核心筒外设40 根劲性外框柱，外框柱内的劲性钢柱为十字型钢，最大钢柱截面为不对称十字型钢1000mm×350mm×28mm×28mm/500mm×150mm×20mm×28mm。主楼楼面钢梁为H 型钢，最大钢梁截面H1500mm×300mm×25mm×30mm，相应钢梁的最大跨度为13m。裙房主要为钢框架结构，框架柱主要为十字劲性钢柱，型钢截面统一为400mm×150mm×16mm×24mm。裙房楼面钢梁为H 型钢，最大钢梁截面H1400mm×300mm×24mm×36mm，相应钢梁的最大跨度为18m。

项目主体结构封顶后，根据招商需要引进电影院、超市、健身等业态，因使用功能改变，导致原有部分梁、柱、荷载不能满足使用需要，设计荷载需要加大，故需对其进行结构加固补强。本方案主要对新增加的荷载变化所影响的相关梁、柱，采用增加钢梁、加强槽钢、粘贴碳纤维布、粘钢加固及混凝土增大梁截面等方法，以补充原梁、柱的强度，达到结构设计的要求和建筑物的使用安全。根据设计要求，加固主要采用以下方案：（1）破除原结构部分钢混组合楼板，拔除2 根钢混劲性柱，并通过新制作的加大截面钢梁以满足建筑新的使用要求；（2）增加钢梁对原结构进行加强；（3）破除部分原结构钢混组合楼板，增加槽钢圈梁进行结构加固；（4）部分梁、柱采用自流高强混凝土增大截面；（5）新老混凝土结构连接采用化学植筋的方法；（6）部分梁采用粘贴碳纤维布加固；（7）部分梁采用粘钢、包角钢加固；（8）部分柱采用包角钢加固[1]。

2 商业改造加固工程施工方案

2.1 破除原结构部分钢混组合楼板，拔除2 根钢混劲性柱，安装新钢梁

因裙房3～4 楼新增电影院结构布置的需要，4 层需拆除1/9轴～12 轴—3-H 轴～3-K 轴以及1/9 轴～12 轴—3-L 轴～3-N 轴合计约570m2的钢混组合楼板、钢梁，拔除1/10 轴～3-M 轴及1/10 轴～3-J 轴2 个800mm×800mm 钢混劲性柱（型钢截面为十字型钢400mm×150mm×16mm×24mm，从3～5 楼屋面，拆除柱长10.8m），安装新制作的2 根跨度13.5m 的钢梁H1400mm×300mm×24mm×36mm。

2.1.1 现状布置图

4 层待拆除结构平面布置如图1 所示。

2.1.2 施工步骤

施工步骤具体为：

1）步骤一：采用风镐拆除5 楼钢混组合楼面板（见图2）。

2）步骤二：拆除2 根主钢梁，同时，设置临时钢管支撑钢梁（见图3）。

图1 4 层待拆除的楼面板、型钢混凝土柱及钢梁平面布置

图2 步骤一

图3 步骤二

3）步骤三：破除十字钢混劲性柱（见图4）。

4）步骤四：安装新制作的跨度13.5m 的钢梁H1400mm×300mm×24mm×36mm 及牛腿（见图5）。

图4 步骤三

图5 步骤四

5）步骤五：拆除临时钢柱支撑，采用风镐拆除4 楼钢混组合楼面板及钢梁（见图6）。

6）步骤六：破除下一节型钢劲性柱。重新浇筑5 楼钢混组合楼面板（见图7）。

图6 步骤五

图7 步骤六

2.1.3 新增钢梁的安装方法

对于1/10 轴—3-L 轴～3-N 轴钢梁H1400mm×300mm×24mm×36mm，采用120t 汽车吊进行安装，平面及立面布置如图8 和图9 所示。

对于1/10 轴—3-L 轴～3-N 轴钢梁H1400mm×300mm×24mm×36mm，采用临时把杆进行安装。先采用120t 汽车吊将钢梁提升至4 层楼面，然后用液压车将钢梁拖至安装位置（见图10），采用钢混劲性柱顶上固定的临时把杆附的手拉葫芦提升钢梁至安装位置（见图11），进行钢梁就位（见图12）[2]。

图8 平面布置

图9 立面布置

图10 将钢梁拖至安装位置

图11 采用临时把杆安装钢梁立面工况

图12 提升至安装位置立面示意

2.2 增加HN400mm×200mm钢梁对原结构进行加强(14～17 层)

2.2.1 平面示意图

14～17 层的平面布置如图13 所示。

图13 14～17 层的平面布置

2.2.2 安装方法

采用专门设计工厂加工制作的安装托架进行安装，托架构造形式如图14 所示。将手拉葫芦上部用化学螺栓固定在顶板处，用手拉葫芦提升安装托架至安装位置，进行钢梁就位。

图14 托架构造形式

2.3 梁采用免振捣自流高强混凝土增大截面

本工程中B1 层部分梁需采用加大截面方式进行加固，原结构梁截面尺寸为500mm×1200mm（框架梁） 及250mm×700mm（次梁），加大截面形式为四面加大截面，做法如图15所示。

图15 梁增大截面图 图16 柱外包型钢图

本工程由于施工条件限制，为保证施工完成后达到设计要求采用免振捣自流高强混凝土。免振捣自流高强混凝土采用膨胀剂超塑化剂、超微粉和精选级骨料配置，水灰低，砂浆和易性极强，高黏结强度、抗油渗、耐腐蚀。强度可达C35 以上。

该工艺施工简便，速度快，强度高与原结构可完全密实。施工时对原结构破坏较小。施工工序为：（1）梁两侧加大在要加梁的楼板面上开2 个直径100mm的洞口用于浇灌混凝土。（2）新加梁的截面原混凝土接触面凿毛并清理干净，施工前4h，对混凝土基础表面湿润。（3）安装新增钢筋（包括种植钢筋）并与原钢筋、箍筋连接。（4）模板安装：模板与模板之间、模板与原结构之间的缝隙需用发泡剂密封，以防灌浆料浇筑过程中出现漏浆现象。（5）混凝土工程：现场搅拌免振捣自流高强灌浆料混凝土，浇灌后不需要设备振捣。材料终凝时间为24h，终凝后即可拆模并洒水养护，72h 后达到95%强度。

2.4 梁粘钢加固施工

本工程中B1 层及1 层结构层部分梁采用粘钢加固，梁加固截面尺寸为205mm×700mm，梁底及梁顶粘钢为2 层5mm厚钢板，U 型箍及压条为1 层厚4mm 钢板。梁粘钢加固按照先梁顶后梁底再套箍的顺序施工。工艺流程：定位放线—钢板下料—基层处理—结构胶调制并涂刷底胶—钢板粘贴—钢板加压固定—结构胶固化—构件养护—构件防腐—检验、验收。

2.5 柱外包型钢加固

本工程中需加固柱截面尺寸为700mm×700mm，柱外包型钢为L110mm×10mm，缀板为60mm×5mm。柱四角角部为加固角钢，加固角钢采用缀板焊接形成封闭体系，缀板与角钢搭接长度为角钢肢长的一半。在柱角部的楼层板位置开设200mm×200mm 洞口，以便角钢在遇楼板处贯穿拉通。由于本项目中，原结构梁为钢梁，若在原结构梁上开孔在对原结构腹板损伤较大，节点区按照图16 处理。梁区的穿梁钢筋采用钢板代替，钢板与原结构钢梁腹板焊接连接。

柱外包型钢加固工艺流程：放线—柱表层混凝土凿除、打磨—修补、清洗砼基层—型钢表面处理—钢板弯折—型钢安装就位—黏结剂配制—灌注环氧—黏结剂固化—缀板处锚栓施工—型钢表面防锈及防火处理。

3 结语

经过90d 的紧张施工，改造加固工作圆满完成，为后续影院、超市、健身等商家的进驻提供了必要的结构条件。