音乐堂加固与托换技术总结

音乐堂加固与托换技术总结音乐堂位于****公园内****（***土）东东南，建筑平平面呈扇形，原原建筑物占地地面积约4500mm2，建筑面积3337mm2，于1955年建成，后后于1979年、1981年、1986年进行过三三次改扩建。由于年代代较久、设备备落后、建筑筑失修等因素素，该音乐堂堂已不能满足足现代使用要要求，业主决决定拆除舞台台小楼，保留留观众厅结构构，进行改扩扩建。完工后后建筑面积将将达118644m2，地下一层层、地上二层层（局部四层层），设有观观众厅、会议议室、贵宾室室、电影厅、休休息厅及餐厅厅等，成为使使用功能和音音响效果均为为一流的现代代化娱乐场所所。原观众厅结结构形式为独独立柱基础框框架结构，柱柱高12．8m，另加基础础埋深1．8～2．5m，屋顶为现现浇混凝土屋屋架及屋面板板。根据改建建要求，将原原建筑物的二二次结构及其其他附属建筑筑物拆除，保保留观众厅结结构的独立柱柱和混凝土屋屋架屋盖。在在此条件下新新建地下室一一层，层高6．5m，建筑面积4000mm2。为解决原原结构的基础础深度不足的的问题，采用用基础托换技技术。1955年施工的结结构混凝土强强度相当于现现在的C15设计强度等等级标准值，已已不能满足新新建筑的结构构承载力要求求。为解决这这一矛盾，需需对原独立柱柱结构进行加加固，以提高高强度，满足足改建后的结结构受力要求求。1音乐堂加加固与托换技技术的特点对已有建建筑物地基进进行加固处理理，目的是避避免建筑物的的倒塌损坏。这这种作法称为为补救性托换换。30年代后地下下铁道施工中中对既有建筑筑物的保护称称为预防性托托换。近年已已发展到在新新建的建筑物物基础上预先先设计安装可可顶升的装置置，事后如发发生不允许出出现的地基差差异沉降时，即即实施保护性性托换。音乐堂工程程是在原建筑筑物基础上保保留部分主体体结构进行的的全面改造，包包括观众厅二二次结构和后后台小楼拆除除、基础托换换、结构柱和和屋盖加固、新新做筏形基础础地下室、±0．000m以上框架及及观众席等。原原结构建成至至今已40余年，混凝凝土碳化较重重，且经历了了唐山地震的的冲击，个别别柱已出现纵纵向裂纹，虽虽采取了加钢钢板箍固定等等措施，但结结构总体安全全度较低。改改建后新增6．5m深地下室，采采用人工挖孔孔桩托换基础础，土方开挖挖后，原结构构顶距基底高高达21m，结构整体体稳定因素差差，施工风险险很大。2基础托换换与结构加固固方案的研究究由于本本工程的使用用功能要求，改改建后的地下下室采用筏形形基础，主体体结构形式为为框架结构，局局部加设剪力力墙抵抗地震震冲击力。由由于原结构独独立柱基埋深深较浅，必须须采取托换技技术，使上部部建筑结构稳稳定地落于桩桩基和筏形基基础地下室上上；上部结构构荷载安全地地转到筏形基基础上，扩散散到基底持力力层。设设计选择了人人工挖孔桩加加连续承台梁梁的托换方案案。其步骤是是：做地下室室前，上部荷荷载经柱传给给承台梁，再再由承台梁分分配给桩基。待待筏形基础建建成后，上部部荷载传给筏筏形基础。经经对方案的可可行性、可靠靠性和可能存存在的问题进进行了认真地地分析探讨后后，确定采用用“两桩承一柱”的方案（图1）。即在柱柱两侧挖桩，在在桩顶做承台台梁，做承台台梁时将原结结构柱包于梁梁内，使之与与梁成为一体体，让上部荷荷载通过承台台梁传于桩基基和筏形基础础。图1基础托换换布置图○挖孔桩；◆●原结构柱托换分两步进行行：第一步做做人工挖孔桩桩和承台梁，使使桩、柱、梁梁成为一体，上上部荷载先通通过梁传于桩桩。第二步做做筏形基础，完完成后则上部部荷载又传于于筏形基础，完完成全部托换换工作（图2、3）。图2托换施工工工艺托换施施工顺序：Ⅰ→Ⅱ→ⅢⅢ→Ⅳ托换荷荷载传递：柱柱→承台梁→上部桩→筏形基础、下下部桩图3托换施工工现场3托换加固施施工与一一般的基础托托换不同，本本工程是在已已有的上部结结构下全面开开挖做地下室室，全部主工工序按先托换换、后加固、再再新开的顺序序组织施工。且且全部施工内内容均与原结结构、承台梁梁和挖孔桩相相连系，受条条件限制很多多。根据本工工程的特点，经经反复比较，确确立了挖孔桩桩→承台梁→柱加固→土方开挖→结构施工的的总工序，并并分别编制了了挖孔桩、承承台梁、柱加加固、土方开开挖及地下室室结构施工等等方案，对各各施工分项的的工序流程、工工艺作法进行行了分析研究究，对各种可可能出现的问问题提出了预预防措施。3．1结构监测测基础托托换工程是个个结构内力转转移传递过程程，要求传递递过程中结构构不能发生变变形。施工过过程中对结构构进行观测的的目的是及时时发现沉陷位位移和倾斜变变形的微小变变化，为施工工决策提供依依据。根据工工程特点，还还编制了结构构监测方案，进进行了细致布布点。每柱0．500m标高处布一一点观测沉降降值，每柱做做一个3m高的标尺，用用以监测柱的的倾斜值。每每柱每日观测测一次沉降倾倾斜值，挖桩桩期24h随时观测，做做到信息化施施工。3．2人工挖孔孔桩施工本工程采用用人工挖孔桩桩进行基础托托换，它是力力传递的载体体，其质量决决定着整个托托换工作的成成败。桩身上上半部分又是是地下室的柱柱，桩身混凝凝土预埋位置置质量直接影影响后期梁、板板的施工。施施工中采取了了以下技术措措施：（1）人工挖孔孔桩采用钢筋筋混凝土护壁壁，以提高护护壁承载力，保保护桩孔的安安全；（2）钢筋笼分分节绑扎，吊吊装时使用连连接钩；（3）用“钢板箍法”做地基梁钢钢筋连接点，保保证钢筋连接接位置的准确确；（4）护壁内加加设水泥土隔隔离层，以利利混凝土护壁壁拆除（图4）。图4挖孔桩的的构造（5）采用无振振动破除原杯杯形柱基放角角，以有效地地保护结构稳稳定安全，顺顺利完成桩的的成型工序。3．3承台梁施施工采用用“两桩承一柱”实现原结构构柱力的传递递与转换，承承台梁起着“承上传下”的作用，为为减小其因受受剪、受弯产产生的应力，两两桩的距离应应尽量靠近，承承台梁与柱的的结合要成为为一体。为此此，研究确定定了工艺流程程和作法，还还根据柱基实实际情况现场场选定承台梁梁的不同作法法，对原杯形形基础高的，采采用双承台法法进行结构受受力的二次转转换。（1）承台梁施施工工艺作法法与流程：柱柱身穿通孔化化学锚筋、桩桩头凿毛→预埋底部承承台梁主筋及及避雷设施→支桩梁节点点模板，浇筑筑接长桩混凝凝土→回填土，做做垫层，铺主主承台梁底模模板→绑扎主承台台梁钢筋、安安放桩顶传力力筋→做柱加固插插筋→支主承台梁梁模板→浇筑承台梁梁混凝土→拆模养护。（2）采用穿透透柱身化学锚锚通筋的施工工工艺，保证证了梁受力主主筋的断点及及平面标高的的就位准确（图5、6、7）。图5穿透柱身身化学锚通筋筋作法示意1－原柱750；2－后加固柱1100；3－钻通孔，化化学灌浆锚固固；4－梁高范围围内柱身凿毛毛，深10mm，以利新旧旧混凝土结合合；5－承托梁；6－通穿柱体体打孔锚主筋筋；7－桩图6穿透柱身身化学锚通筋筋施工（一）图7穿透柱身身化学锚通筋筋施工（二）为使梁柱成为一一体，需在做做承台梁时将将原结构混凝凝土柱包于梁梁内。这就存存在一个在柱柱截面宽度内内，梁主筋必必须截断的问问题，这对承承台梁的承载载能力是较严严重的削弱。原原设计方案采采取了将主筋筋向柱内锚入入的方法：冲冲击钻孔200mmm深，用化学学胶浆将梁主主筋锚入。虽虽然做到了钢钢筋与柱相连连，但主筋仍仍然是中断的的，主筋的承承载能力远没没有充分发挥挥出来。为加加强梁柱连接接的整体性，改改为“穿透柱身打打孔锚主筋”。施工时用用冲击钻在柱柱身相应标高高位置打通孔孔，用吹风机机清孔，将承承台梁上下主主筋穿进柱孔孔，用化学锚锚固胶封严，使使钢筋与混凝凝土粘牢，并并做到钢筋的的完全连续，起起到抬柱的“扁担”作用。为加加强柱身与梁梁的连接，同同时将梁高范范围内柱身凿凿毛，凿深10mm，以利新旧旧混凝土粘结结。（3）采用设置置折线形承台台梁折点的非非标准作法，保保证了连续承承台梁的受力力整体性。3．4原结构柱柱的加固工艺艺原结构构柱需通过加加固改造为新新结构框架柱柱，其加固施施工方法和操操作工艺非常常关键，在加加固施工中采采用了以下技技术。（1）机械挤压压法破除混凝凝土耳柱，以以确保主柱无无损和结构的的安全。（2）应用YJ－302混凝土界面面剂，满足柱柱身新旧混凝凝土接槎紧密密的要求。（3）采用化学学锚筋法，在在柱身上锚入入抗剪、抗弯弯钢筋，以提提高柱承载能能力。为使加加固后的混凝凝土与原结构构柱紧密结合合，提高摩擦擦力和新旧混混凝土的界面面抗剪切能力力，经计算后后确定抗剪锚锚筋每500mmm高设一道，每每道4根。使用25螺纹筋，锚锚入原柱混凝凝土内200mm，并用化学学锚固胶塞严严（图8）。图8柱身化学学锚筋作法示示意1－原柱750；2－后加固柱柱1100；3－每道设425抗剪筋，每500mm一道，相互互错开，柱高高范围内通长长布置；4－每道设825环向拉筋，共共3道，锚入750mm；5－承托梁；6－桩（4）采用导向向支架法做柱柱身锚固斜筋筋，使锚固斜斜筋角度准确确。（5）在加固托托换期充分保保护并利用原原结构的部分分构件，使原原结构始终受受力合理、整整体稳定。3．5特殊条件件下的土方开开挖与新结构构施工技术本工程土土方开挖与结结构底板的施施工，关系到到力传递方式式的转换能否否安全进行和和基础托换的的成败。在施施工前和施工工中，我们研研究并使用了了如下技术，成成功地克服了了困难，使基基础托换工作作顺利完成。（1）土方开挖挖时在基桩两两侧平衡同步步进行，使桩桩基不受侧压压力，确保了了原结构的安安全。（2）分段开挖挖土方，分段段做底板结构构，可减少桩桩基暴露的时时间和数量，有有利于施工期期内结构的整整体稳定。（3）采用无振振动分离静爆爆法破除原柱柱基混凝土，减减少了破除柱柱基施工对原原结构的干扰扰和破坏。44实施效果果音乐堂堂工程共托换换原结