CN106639349A - 一种混凝土柱局部置换施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土柱局部置换施工方法，包括以下步骤：施工准备、分区放线并编号、设定沉降观测点、搭设临时支撑***、搭设安全支撑***及工作平台、凿除柱局部混凝土、界面处理、模板安装、浇捣混凝土、拆模及混凝土养护、拆除卸荷支撑。本发明能够消除或减少置换区上层结构位移沉降，凿除强度偏低或有严重缺陷的混凝土，采用比原置换区混凝土高一强度等级、自流性好的补偿收缩混凝土进行浇筑，与现有技术相比，本方法具有施工简单、快捷、易于掌握，施工综合费用低的优点，能够保证质量和施工进度，有较高的应用推广价值。

Description

一种混凝土柱局部置换施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种混凝土柱局部置换施工方法，适用于混凝土结构中构件受压区域存在强度偏低或有严重质量缺陷的局部修复。

背景技术

混凝土柱是混凝土结构建筑物中用以支承栋梁桁架的长条形构件。混凝土柱在工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩，用以支承梁、桁架、楼板等。根据国家、地方等相关规范及文件要求，混凝土墙、柱等竖向承重构件的浇筑应先于梁、板等水平承重构件的浇筑。由于竖向承重构件与水平承重构件分开浇筑，故梁柱节点部位的混凝土浇筑质量直接影响到混凝土结构的施工质量和结构安全。

根据国家、地方等相关规范及文件要求，柱、墙施工缝可留设在梁、板等楼层结构的底面，施工缝与结构下表面的距离宜为0mm～50mm。实际施工中，由于梁柱节点区域钢筋交错较为密集、工人质量意识较低等原因，梁柱节点区域混凝土振捣质量低下，导致混凝土结构中受压区域存在强度偏低或出现蜂窝、麻面甚至严重质量缺陷等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种施工简单、快捷、易于掌握、施工综合费用低的混凝土柱局部置换施工方法，消除或减少置换区上层结构位移沉降，凿除强度偏低或有严重缺陷的混凝土，并有效保证施工质量和进度。

本发明采取的技术方案为：一种混凝土柱局部置换施工方法，包括以下步骤：

(1)施工准备：

通过计算确定临时支撑钢管的规格，并编写安全专项方案；

(2)分区放线并编号：

按从高层→低层、小截面→大截面、边柱→中柱、间隔跳开的处理原则进行分区并编号；

(3)设定沉降观测点：

3.1在置换层柱的上一层柱身上设置监测刻度尺，在同一层的其他柱子上做参照标记，做好标高初始记录，采用水准仪监测上部柱的沉降情况；

3.2设置每次监测沉降量的报警值为0.5mm，总的沉降数值控制在2.5mm；当出现超0.5mm的报警值，则增加观测次数，测量员观察观测点及千斤顶的读数；当沉降值扩大至1mm时，则对千斤顶加载，对沉降进行修正；当沉降值继续扩大至2.5mm，置换层处马上暂停施工；采取应急预案措施，并回顶加固，确保楼房结构安全；

3.3沉降观测点的膨胀钉设置在室外观测控制点能观察到的位置；

3.4沉降观测点与参照标记和监测刻度尺的距离不大于10米，利用水准仪测量参照标记得出“相对标高”，利用水准仪测量读数，监测沉降观测点的变化；

3.5拆凿柱子及混凝土置换过程中，每根柱子凿除时、凿除完成后、浇筑砼之前、砼浇筑置换完成后分别监测并做好每次沉降观测记录，待砼强度达到设计要求后停止监测；

(4)搭设临时支撑***：

支撑***所受承载力经过设计单位验算核准，根据设计单位提供的梁截面设计剪力包络图、支撑***荷载计算及空心圆管受力计算结果，支撑***采用如下做法：

4.1主梁支撑***构造：

在进行柱混凝土凿除施工时，对框架梁进行加固处理；每条框架梁底采用空心圆管进行支撑，空心圆管的长度根据所在位置的楼层高度裁割，从地下室向最顶层，逐层搭设支撑，上下层的空心圆管轴心对称，使所卸荷载能顺利传递到最下层持力层；

1)置换区和非置换区的空心圆管的制作方法为：空心圆管的顶部满焊一块顶部钢板，同时，在该钢板底部与空心圆管顶部之间满焊加肋钢板，加肋钢板两两互为90°；

置换区和非置换区空心圆管的底部设置一块底部钢板，与空心圆管底部满焊；

2)置换层的空心圆管支顶方法：将空心圆管垂直立在需要支撑的梁底下方，空心圆管顶放置一台千斤顶，通过千斤顶将一块梁底钢板顶向置换层上方的梁底，千斤顶水平安置，千斤顶加载直至梁底钢板能贴紧梁底；加载完成后，现场测量顶部钢板和梁底钢板的高度，根据实际高度，裁割一段工字钢，空心圆管的顶部钢板与楼面垫板之间用工字钢打紧，整个过程千斤顶不拆除，并随时检查千斤顶的紧固情况，工字钢钢楔在千斤顶失效时，起到保护作用；

非置换层空心圆管支顶方法：空心圆管的长度根据所在位置的楼层高度裁割，空心圆管加工后的总长度比结构板至梁底的高度低，楼层上方梁底设置一块梁底钢板，空心圆管立直后，空心圆管的顶部钢板与梁底钢板之间用钢楔打紧；

3)置换层空心圆管加固方法：利用钢管搭设连接架体，将钢管与空心圆管卡紧，钢管与空心圆管形成静定结构的格构柱。

4.2与置换柱相连的梁、板支撑***构造：

与置换柱相连的梁、板采用钢管架支撑***，支撑的钢管立杆上端使用顶托，顶托上搁置方木固定在梁板底部，框架梁底搭设的临时钢管支撑架在混凝土凿除置换施工过程中不拆除，作为附加支撑，钢管架支撑***从地下室到置换层逐层搭设；

钢管架支撑***除设钢管立杆外，还设置扫地杆和封顶杆，封顶杆与顶托底部的钢管立杆上端相连，其螺杆伸出钢管立杆顶部不大于200mm，螺杆外径与钢管立杆内径的间隙不大于3mm，安装时保证上下同心；钢管立杆接长采用对接扣件连接，立杆的对接扣件交错布置，两根相邻立杆的接头不能设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm；各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3；水平杆采用搭接接长，相邻两水平杆的接头不在同一纵距或同一横距内；当遇到非置换层模板支撑架未拆除时，不搭设钢管架支撑；

钢管架支撑***剪刀撑设置：纵横方向设置垂直剪刀撑，间距不大于4.5米，水平方向扫地杆部位设置一道水平剪刀撑，封顶杆设置一道水平剪刀撑；剪刀撑杆件的底端与地面顶紧，剪刀撑斜杆用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150mm。

4.3支撑***的抱柱构造：

为增加空心圆管的立杆稳定性，支顶结构梁的空心圆管与满堂架进行连接；

(5)搭设安全支撑***及工作平台；

(6)凿除柱局部混凝土：

对于钻芯取样不合格的柱子，凿除柱缺陷部位混凝土；

所述的凿除柱混凝土采用全截面凿除和非全截面凿除两种：

1)全截面凿除：

凿除梁底以下松散混凝土部位，上端凿除至密实的梁底露出混凝土中密实的石子，下端凿除至柱子施工缝底部密实部位露出的密实石子，柱子的上端凿成U或V型，有利于置换区的气体排出；

2)非全截面凿除：

针对柱施工缝处浮浆、麻面、砼松散部位凿除柱混凝土，凿除直到露出密实粗骨料。

(7)界面处理：

将置换区域的缺陷混凝土凿除后，清除原构件混凝土表面松动的骨料、沙砾、浮渣和粉尘，对混凝土界面进行打毛；

混凝土浇捣前，对置换柱上下结合面进行浇水湿润，然后涂刷水泥油；

(8)模板安装：

8.1模板采用建筑模板；

8.2模板根据实际置换区浇筑混凝土的尺寸加工，上下自原混凝土结合面延伸，模板上方靠梁底一层，设置喇叭型浇捣口，模板两侧采用钢管紧固，通过模板和方木固定定位；

8.3为确保混凝土在振捣时不漏浆和模板平整度符合施工规范要求，在接缝处用发泡双面胶贴缝，再通过钢管紧固；

8.4在置换区最下方的模板处，钻泄水孔，在置换混凝土前，浇水湿润，待置换区内的积水排干后，用实木榫头塞紧；

8.5模板斜口与混凝土灌注口紧贴，使上方混凝土能直接灌入；

(9)浇捣混凝土：

(10)拆模及混凝土养护：

10.1在混凝土浇筑完成后，未达到拆模的时间段，对模板浇水湿润；

10.2达到拆除侧模条件后，拆除模板；拆模后洒水养护；

10.3拆除柱子侧模后，先用麻袋包裹置换区，再用塑料薄膜包裹麻袋，浇水养护，确保在养护期内麻袋始终处于湿润状态；

10.4待柱置换区的混凝土强度达到设计值，利用切割机将灌浆口凸出部分的素混凝土切割平整。

(11)拆除卸荷支撑：

将现场同养试块送检测中心试压，当抗压强度达到设计值，则开始拆除卸荷支撑。

拆除卸荷支撑的层间顺序是：先拆除最上层的卸荷支撑、再拆除下一层的卸荷支撑，以此类推；拆除每个柱子的卸荷支撑顺序是：按对称的顺序进行拆除；拆除支撑时，用水准仪监测柱脚水准观测点的竖向位移变化，当发现位移发生较大变化，则立即停止拆模，启动应急预案措施。

本发明通过合理布置置换区下层空心圆管、钢管格构柱、钢管回顶等临时支撑，支顶置换区上层梁、板结构，能够消除或减少置换区上层结构位移沉降，凿除强度偏低或有严重缺陷的混凝土，采用比原置换区混凝土高一强度等级、自流性好的补偿收缩混凝土进行浇筑。与现有技术相比，具备以下有益效果：

(1)空心圆管顶部钢板、底部钢板实行现场预制，使构件尺寸、精度及位置的准确，保证千斤顶能回顶支撑到位，保证上层梁板结构的位移沉降。同时增加钢管格构柱等加固措施，提高了空心圆管的稳定性。

(2)钢管回顶支撑可利用原楼层未拆除的模板支架充当，提高了钢管的利用率，大大节约了材料成本和人力成本，绿色环保。

(3)本方法具有施工简单、快捷、易于掌握，施工综合费用低的特点，保证了质量和施工进度，有较高的应用推广价值。

附图说明

图1是本发明所述的混凝土柱局部置换施工方法的工艺流程图。

图2是本发明所述的沉降观测点设置示意图。

图3是本发明所述的框架梁空心圆管支撑立面示意图。

图4是本发明所述的空心圆管顶部支撑示意图。

图5是本发明所述的空心圆管底部支撑示意图。

图6是本发明所述的非置换层空心圆管支顶示意图。

图7是本发明所述的置换层空心圆管加固平面布置示意图。

图8是本发明所述的与置换柱相连的梁、板支撑***平面布置示意图。

图9是本发明所述的支撑***抱柱平面布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明所述的混凝土柱局部置换施工方法，具体按照以下步骤进行：

1.施工准备

通过计算确定临时支撑钢管的规格，并编写详细的安全专项方案。

2.分区放线并编号

按从高层→低层、小截面→大截面、边柱→中柱、间隔跳开的处理原则进行分区并编号。

3.设定沉降观测点，如图2所示。

3.1.在置换层柱3的上一层柱身上设置监测刻度尺1，在同一层的其他柱子上做一参照标记，做好标高初始记录，采用水准仪监测上部柱的沉降情况。

3.2.设置每次监测沉降量的报警值为0.5mm，总的沉降数值控制在2.5mm。一旦出现超0.5mm的报警值，须增加观测次数，测量员紧盯着观测点，并观察千斤顶的读数。沉降值如扩大至1mm时，要给千斤顶加载，对沉降进行修正。沉降值如继续扩大至2.5mm，置换层处马上暂停施工。采取应急预案措施，并采取回顶加固，确保楼房结构安全。

3.3.膨胀钉的设置位置按照室外观测控制点能观察到的位置，在现场确定。

3.4.观测点设置在视线良好的区域，观测点与参照标记和监测刻度尺1的距离不大于10米，利用水准仪测量参照标记得出“相对标高”，利用水准仪测量读数，监测沉降观测点的变化。

3.5.拆凿柱子及混凝土置换过程中，每根柱子凿除1/3时监测一次，凿除2/3时再一次，凿除完成后每2小时监测一次，浇筑砼之前再监测一次，砼浇筑置换完成后每隔一天监测一次柱子并做好每次沉降观测记录，待砼强度达到设计要求后停止监测。

4.搭设临时支撑***

本工程为柱混凝土置换工程，支撑***所受承载力必须经过设计单位验算核准，根据设计单位提供的梁截面设计剪力包络图、支撑***荷载计算及空心圆管受力计算结果，支撑体系采用如下做法：

4.1.主梁支撑***构造

如图3所示，在进行柱混凝土凿除施工时，必须对框架梁进行加固处理。每条框架梁底采用一根Φ180mm×6mm规格的空心圆管进行支撑，空心圆管的长度根据所在位置的楼层高度裁割，从地下室向最顶层，逐层搭设支撑，空心圆管距离柱边400mm，即距离尺寸最大的柱边400mm，上下层的空心圆管轴心对称(如上层柱变截面或柱子错位，距离柱边的距离相应调整)，使所卸荷载能顺利传递到最下层持力层。

(1)置换区和非置换区的空心圆管的制作方法：如图4所示，空心圆管4的顶部满焊一块20mm厚的顶部钢板5，同时，在顶部钢板5底部与空心圆管1顶部之间满焊4块加肋钢板6，加肋钢板6两两互为90°。

置换区和非置换区空心圆管的底部设置一块350mm×350mm×20mm的底部钢板8，与空心圆管底部满焊，如图5所示。

(2)置换层的空心圆管支顶方法：如图4所示，将Φ180mm×6mm规格的空心圆管4垂直立在需要支撑的梁底下方，空心圆管1顶放置一台千斤顶，通过千斤顶将一块厚度20mm的梁底钢板7顶向置换层上方的梁底，千斤顶必须水平安置，千斤顶加载直至梁底钢板7能贴紧梁底，多台千斤顶加载时同步进行，施加的支撑力为梁剪力的30％，梁端剪力值为设计院提供数值。加载完成后，现场测量梁底钢板7与顶部钢板5的高度，根据实际高度，裁割一段工字钢，空心圆管顶部钢板与楼面垫板之间用工字钢打紧，整个过程千斤顶不拆除，并随时检查千斤顶的紧固情况，工字钢钢楔在千斤顶失效时，起到保护作用。

非置换层空心圆管支顶方法：如图6所示，空心圆管的长度根据所在位置的楼层高度裁割，空心圆管加工后的总长度比结构板至梁底的高度低3cm，楼层上方梁底设置一块250×250×20梁底钢板，空心圆管立直后，空心圆管顶部的顶部钢板与梁底的底部钢板之间用2cm的钢楔9打紧。

置换层空心圆管加固方法：如图7所示，为减少在打凿柱混凝土过程中，产生的震动对空心圆管的影响，限制空心圆管的水平位移。利用Φ48mm×3.5mm钢管搭设连接架体，将钢管与空心圆管1卡紧，钢管与空心圆管1形成静定结构的格构柱。置换层高大于4米，沿层高方向平均设置3道钢管架体；置换层高小于4米，沿层高方向平均设置2道钢管架体。

4.2.与置换柱相连的梁、板支撑***构造

与置换柱相连的梁、板采用钢管架支撑***，支撑范围选取置换柱周边的梁跨二分之一，支撑的立杆上端使用顶托，顶托上搁置方木固定在梁板底部，框架梁底搭设的临时钢管支撑架在混凝土凿除置换施工过程中不拆除，作为附加支撑，钢管支撑***从地下室到置换层逐层搭设。

除注明外，支撑***的钢管立杆纵、横向间距均为1000mm，步距1500mm，必须设置扫地杆、封顶杆，封顶杆应与顶托底部的立杆上端相连，其螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm，螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心；扫地杆离地间距为150mm。立杆接长严禁搭接，必须采用对接扣件连接，立杆的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；水平杆应采用搭接接长，严禁对接，相邻两水平杆的接头不应在同一纵距或同一横距内。若遇非置换层模板支撑架未拆除，可以不搭设钢管架支撑。

钢管支撑架体系剪刀撑设置：如图8所示，纵横方向设置垂直剪刀撑，间距不大于4.5米，水平方向扫地杆部位设置一道水平剪刀撑，封顶杆设置一道水平剪刀撑。剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不应大于150mm。与置换柱相连的梁、板支撑做法如图8所示。

4.3.支撑***的抱柱构造

如图9所示，标记10为柱子。为增加空心圆管的立杆稳定性，支顶结构梁的Φ180×6mm空心圆管与满堂架进行连接。

5.搭设安全支撑***及工作平台

当施工需要时还应搭设工作平台，搭设在满堂架上，工作平台的搭设应按照安全、适用、便于施工操作的原则进行。

6.凿除柱局部混凝土

对于钻芯取样不合格的柱子，应凿除柱缺陷部位混凝土。由于原混凝土在受力性能会较优于置换后的混凝土，为了保证原柱子的完整性，在凿除柱混凝土的过程中，尽量保留完整和密实的原混凝土。本次置换施工，凿除柱混凝土将采用全截面凿除和非全截面凿除两种：

6.1.全截面凿除

凿除范围：梁底以下松散混凝土部位，上端凿除至密实的梁底(柱顶)露出混凝土中密实的石子，下端凿除至柱子施工缝底部密实部位露出密实石子，柱子的上端凿成U或V型(柱子的上端面最高点与最低点的差＜100mm)，有利于置换区的气体排出。

6.2.非全截面凿除

根据《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2013)6.3.2条，“混凝土的置换深度，梁、柱，采用人工浇筑时，不应小于60mm，对非全长置换的情况，其两端应分别延伸不小于100mm的长度。”经抽芯检测不合格的柱，主要针对柱施工缝处浮浆、麻面、砼松散等部位凿除柱混凝土，凿除直到露出密实粗骨料，打凿深度不小于60+50mm。在打凿过程中，发现置换区已经打凿至密实混凝土层，应停止打凿，经过四方检验合格后，进行混凝土置换。

置换凿除区位于柱构件的受压截面，参考(GB 50367-2013)6.3.3条对截面凿除的方法，本工程柱凿除区域划分为：沿部分宽度对称凿除、沿柱周边一圈凿除，不得仅凿除截面的一隅，柱截面原混凝土对称保留。

6.3.凿除混凝土的注意事项

(1)凿除混凝土必须严格按照划分的施工批次进行，凿除顺序按照《柱混凝土置换施工批次表》所示。施工顺序：卸荷后剔除被置换的疏松混凝土，完全剔除疏松直至露出坚硬混凝土面。剔凿完成后，对结合面充分清除粉尘及松动颗粒，并用水冲洗干净。

(2)使用冲击钻进行拆凿，严禁使用大锤直接敲打柱子，拆凿时必须保留并保护好柱纵向钢筋和箍筋。

(3)在凿除混凝土过程中，对凿除区域钢筋的表面处理要求，即做到：要将残留在钢筋表面的混凝土清除干净，以便使新浇混凝土与原钢筋严密咬合。对原箍筋有松掉的扎丝要重新进行绑扎，确保箍筋跟主筋之间绑扎结实。

(4)在打凿混凝土时，避免柱的主筋不受损伤，对于柱内较深处混凝土，冲击钻无法打凿到的位置，使用铁锥人工进行打凿。在凿除完混凝土并清理冲洗干净后，对损伤的柱箍筋进行拆除，使用同样型号的开口箍，重新进行绑扎或者焊接补强。

(5)根据柱凿除部位及现场实际情况留置模板灌浆口和排气口，混凝土分别从两个灌浆口中灌入，将置换区中空气向排气口挤出，混凝土分段浇捣密实(混凝土振动棒型号为：Z1D-01-35，小型号的振动棒能直接穿过柱子箍筋)，保证新浇筑的混凝土与上方柱子接触面能无缝粘接

(6)当灌注口与楼板距离小于300mm时，采取楼板钻洞浇筑措施进行混凝土浇捣。在缺陷柱的上一层楼板打凿两个补强混凝土灌注口，灌注口偏离楼板加密区和框架梁等区域，灌注口的打凿尺寸为150mm×150mm，满足振动棒的相应工作区间。采用的混凝土振动棒型号为：ZF80，有效振动半径为440mm，楼板上打凿两个对称的混凝土灌注口已满足灌浆要求。

(7)对于梁、板尚未进行施工的结构层，柱子拆模后，将柱子混凝土缺陷部位凿除，重新按照模板方案进行搭设，从上层楼板向下浇捣柱混凝土。

(8)凿除混凝土过程中必须实时跟踪沉降监测数据，一旦发现数据异常必须停止施工，待查明原因进行补强加固后方可继续施工。

7.界面处理

界面处理的质量直接关系到新浇筑混凝土与原混凝土之间的界面能否良好结合，置换后的结构、构件是否具有可靠的共同工作性能。因此，将置换区域的缺陷混凝土凿除后，清除原构件混凝土表面松动的骨料、沙砾、浮渣和粉尘，对混凝土界面进行打毛；必要时，也可凿成沟槽。

混凝土浇捣前，对置换柱上下结合面进行浇水湿润，然后用长毛刷涂刷水泥油，长毛刷刷涂不到的地方，利用喷枪将水泥油均匀喷涂到混凝土结合面上。

8.模板安装

8.1.模板采用建筑模板，模板厚度为15mm，木方采用50×80×2000mm。

8.2.模板根据实际置换区浇筑混凝土的尺寸加工，上下自原混凝土结合面延伸＞150mm，模板上方靠梁底一层，设置喇叭型浇捣口，模板两侧采用钢管紧固，通过模板和方木固定定位。

8.3.为确保混凝土在振捣时不漏浆和模板平整度符合施工规范要求，在接缝处用发泡双面胶贴缝，再通过钢管紧固，使模板接缝缝宽不大于1mm。

8.4.在置换区最下方的模板处，钻两个对称的10mm的泄水孔，在置换混凝土前，浇水湿润，待置换区内的积水排干后，用实木榫头塞紧。

8.5.模板斜口与混凝土灌注口紧贴，使上方混凝土能直接灌入。

9.浇捣混凝土

柱置换混凝土采用现场自拌，混凝土强度等级为柱子原设计等级高一等级，坍落度控制在160至180。浇捣混凝土的具体措施如下：

(1)混凝土浇筑前，对模板、支架、钢筋进行检查，清除模板内的残留物，并通过现场监理工程师的验收，合格后方可浇筑。浇捣前，对旧砼界面进行处理。

(2)混凝土用斗车(或提料桶)人工运送至各个工作面浇捣，在施工范围内做好文明施工保护措施。

(3)由于柱子钢筋较粗较密，浇捣过程中要随时检查混凝土的骨料，发现骨料太大，不能顺利沿模板滑入柱子内或者卡在钢筋面上，应及时掏出粗骨料，避免发生麻面，孔洞等质量缺陷。

(4)***混凝土振动棒尽量避免碰撞柱子的主钢筋，更不能放在模板上。振动棒头开始转动以后，方可***混凝土内，振动棒在上层楼板的两个灌注口同时工作，振动棒的振捣工作半径能满足置换区内每个角落的新浇混凝土都充分受振。振捣完后徐徐提出振动棒，不能过快或停转后再拔出。

(5)砼振捣采用小直径***式振捣器振捣，混凝土振捣的时间应控制在，砼振捣到表面出现浮浆和不再沉落为止。在振动棒插不进去的部位，用手锤敲打模板外侧的方式进行振捣，边浇筑边敲打，保证砼的密实度。

(6)浇筑处设专人检查砼坍落度、和易性及监督振捣人员的工作质量。

(7)柱子砼浇筑完后，楼板开洞部位封好模板，然后采取高一等级砼浇筑。

(8)用于置换的混凝土强度不宜过高，混凝土强度越高，越容易在混凝土表面产生细微裂缝。在配合比、骨料的选择上，应严格控制。

(9)柱置换砼的试块留置方法：每批次柱置换砼浇捣时，根据不同标号混凝土，分别留置三组同养试块、一组标养试块。

10.拆模及混凝土养护

10.1.在混凝土浇筑完成后，未达到拆模时间段(48小时前)，对模板浇水湿润，每六个小时洒水湿润一次。

10.2.达到拆除侧模条件(在混凝土浇筑完成48小时后)，拆除模板。拆模后立即洒水养护，每六个小时洒水养护一次，养护时间28d，进行全龄期养护。

10.3.考虑到柱侧面留水性较差，待拆除柱子侧模后，先用麻袋包裹置换区，再用塑料薄膜包裹麻袋，浇水养护，确保在养护期内麻袋始终处于湿润状态。

10.4.待柱置换区的混凝土强度达到设计值，利用切割机将灌浆口凸出部分的素混凝土切割平整，同时应确保柱子不崩角，不崩边。

11.拆除卸荷支撑

11.1.现场同养试块在达到养护7d龄期时，送检测中心试压，若抗压强度达到设计值，则开始拆除卸荷支撑；若同养试块在养护7d龄期时的试压强度未达到设计值，则应将试块在同养14d龄期时再送检，若抗压强度达到设计值，则开始拆除卸荷支撑；若试压强度仍未达到设计值，则应将同养试块和标养护试块在养护28d龄期时再送检，若抗压强度达到设计值，则开始拆除卸荷支撑。

11.2.拆除卸荷支撑的层间顺序是：先拆除最上层的卸荷支撑、再拆除下一层的卸荷支撑，以此类推；拆除每个柱子的卸荷支撑顺序是：按对称的顺序进行拆除。拆除支撑时，用水准仪监测柱脚水准观测点的竖向位移变化，若发现位移发生较大变化，应立即停止拆模，启动应急预案措施。

Claims (7)

1.一种混凝土柱局部置换施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)施工准备：

通过计算确定临时支撑钢管的规格，并编写安全专项方案；

(2)分区放线并编号：

按从高层→低层、小截面→大截面、边柱→中柱、间隔跳开的处理原则进行分区并编号；

(3)设定沉降观测点：

3.1在置换层柱的上一层柱身上设置监测刻度尺，在同一层的其他柱子上做参照标记，做好标高初始记录，采用水准仪监测上部柱的沉降情况；

3.2沉降观测点的膨胀钉设置在室外观测控制点能观察到的位置；

3.3沉降观测点与参照标记和监测刻度尺的距离不大于10米，利用水准仪测量参照标记得出“相对标高”，利用水准仪测量读数，监测沉降观测点的变化；

3.4拆凿柱子及混凝土置换过程中，每根柱子凿除时、凿除完成后、浇筑砼之前、砼浇筑置换完成后分别监测并做好每次沉降观测记录，待砼强度达到设计要求后停止监测；

(4)搭设临时支撑***：

支撑***所受承载力经过设计单位验算核准，根据设计单位提供的梁截面设计剪力包络图、支撑***荷载计算及空心圆管受力计算结果，支撑***采用如下做法：

4.1主梁支撑***构造：

在进行柱混凝土凿除施工时，对框架梁进行加固处理；每条框架梁底采用空心圆管进行支撑，空心圆管的长度根据所在位置的楼层高度裁割，从地下室向最顶层，逐层搭设支撑，上下层的空心圆管轴心对称，使所卸荷载能顺利传递到最下层持力层；

4.2与置换柱相连的梁、板支撑***构造：

与置换柱相连的梁、板采用钢管架支撑***，支撑的钢管立杆上端使用顶托，顶托上搁置方木固定在梁板底部，框架梁底搭设的临时钢管支撑架在混凝土凿除置换施工过程中不拆除，作为附加支撑，钢管架支撑***从地下室到置换层逐层搭设；

4.3支撑***的抱柱构造：

为增加空心圆管的立杆稳定性，支顶结构梁的空心圆管与满堂架进行连接；

(5)搭设安全支撑***及工作平台；

(6)凿除柱局部混凝土：对于钻芯取样不合格的柱子，凿除柱缺陷部位混凝土；

(7)界面处理：

将置换区域的缺陷混凝土凿除后，清除原构件混凝土表面松动的骨料、沙砾、浮渣和粉尘，对混凝土界面进行打毛；

混凝土浇捣前，对置换柱上下结合面进行浇水湿润，然后涂刷水泥油；

(8)模板安装：

8.1模板采用建筑模板；

8.2模板根据实际置换区浇筑混凝土的尺寸加工，上下自原混凝土结合面延伸，模板上方靠梁底一层，设置喇叭型浇捣口，模板两侧采用钢管紧固，通过模板和方木固定定位；

8.3为确保混凝土在振捣时不漏浆和模板平整度符合施工规范要求，在接缝处用发泡双面胶贴缝，再通过钢管紧固；

8.4在置换区最下方的模板处，钻泄水孔，在置换混凝土前，浇水湿润，待置换区内的积水排干后，用实木榫头塞紧；

8.5模板斜口与混凝土灌注口紧贴，使上方混凝土能直接灌入；

(9)浇捣混凝土；

(10)拆模及混凝土养护；

(11)拆除卸荷支撑：将现场同养试块送检测中心试压，当抗压强度达到设计值，则开始拆除卸荷支撑。

2.根据权利要求1所述的混凝土柱局部置换施工方法，其特征在于，所述的步骤4.1中，

(1)置换区和非置换区的空心圆管的制作方法为：空心圆管的顶部满焊一块顶部钢板，同时，在该钢板底部与空心圆管顶部之间满焊加肋钢板，加肋钢板两两互为90°；

置换区和非置换区空心圆管的底部设置一块底部钢板，与空心圆管底部满焊；

(2)置换层的空心圆管支顶方法：将空心圆管垂直立在需要支撑的梁底下方，空心圆管顶放置一台千斤顶，通过千斤顶将一块梁底钢板顶向置换层上方的梁底，千斤顶水平安置，千斤顶加载直至梁底钢板能贴紧梁底；加载完成后，现场测量顶部钢板和梁底钢板的高度，根据实际高度，裁割一段工字钢，空心圆管的顶部钢板与楼面垫板之间用工字钢打紧，整个过程千斤顶不拆除，并随时检查千斤顶的紧固情况，工字钢钢楔在千斤顶失效时，起到保护作用；

非置换层空心圆管支顶方法：空心圆管的长度根据所在位置的楼层高度裁割，空心圆管加工后的总长度比结构板至梁底的高度低，楼层上方梁底设置一块梁底钢板，空心圆管立直后，空心圆管的顶部钢板与梁底钢板之间用钢楔打紧；

(3)置换层空心圆管加固方法：利用钢管搭设连接架体，将钢管与空心圆管卡紧，钢管与空心圆管形成静定结构的格构柱。

3.根据权利要求1所述的混凝土柱局部置换施工方法，其特征在于，所述的步骤4.2中，钢管架支撑***除设钢管立杆外，还设置扫地杆和封顶杆，封顶杆与顶托底部的钢管立杆上端相连，其螺杆伸出钢管立杆顶部不大于200mm，螺杆外径与钢管立杆内径的间隙不大于3mm，安装时保证上下同心；钢管立杆接长采用对接扣件连接，立杆的对接扣件交错布置，两根相邻立杆的接头不能设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm；各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3；水平杆采用搭接接长，相邻两水平杆的接头不在同一纵距或同一横距内；当遇到非置换层模板支撑架未拆除时，不搭设钢管架支撑；

钢管架支撑***剪刀撑设置：纵横方向设置垂直剪刀撑，间距不大于4.5米，水平方向扫地杆部位设置一道水平剪刀撑，封顶杆设置一道水平剪刀撑；剪刀撑杆件的底端与地面顶紧，剪刀撑斜杆用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150mm。

4.根据权利要求1所述的混凝土柱局部置换施工方法，其特征在于，所述的步骤(6)中，所述的凿除柱混凝土采用全截面凿除和非全截面凿除两种：

(1)全截面凿除：

凿除梁底以下松散混凝土部位，上端凿除至密实的梁底露出混凝土中密实的石子，下端凿除至柱子施工缝底部密实部位露出的密实石子，柱子的上端凿成U或V型，有利于置换区的气体排出；

(2)非全截面凿除：

针对柱施工缝处浮浆、麻面、砼松散部位凿除柱混凝土，凿除直到露出密实粗骨料。

5.根据权利要求1所述的混凝土柱局部置换施工方法，其特征在于，所述的步骤(10)中，拆模及混凝土养护的具体步骤为：

(1)在混凝土浇筑完成后，未达到拆模的时间段，对模板浇水湿润；

(2)达到拆除侧模条件后，拆除模板；拆模后洒水养护；

(3)拆除柱子侧模后，先用麻袋包裹置换区，再用塑料薄膜包裹麻袋，浇水养护，确保在养护期内麻袋始终处于湿润状态；

(4)待柱置换区的混凝土强度达到设计值，利用切割机将灌浆口凸出部分的素混凝土切割平整。

6.根据权利要求1所述的混凝土柱局部置换施工方法，其特征在于，所述的步骤(11)中，拆除卸荷支撑的层间顺序是：先拆除最上层的卸荷支撑、再拆除下一层的卸荷支撑，以此类推；拆除每个柱子的卸荷支撑顺序是：按对称的顺序进行拆除；拆除支撑时，用水准仪监测柱脚水准观测点的竖向位移变化，当发现位移发生较大变化，则立即停止拆模，启动应急预案措施。

7.根据权利要求1所述的混凝土柱局部置换施工方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，监测的具体方法为：每次监测沉降量的报警值为0.5mm，总的沉降数值控制在2.5mm；当出现超0.5mm的报警值，则增加观测次数，测量员观察观测点及千斤顶的读数；当沉降值扩大至1mm时，则对千斤顶加载，对沉降进行修正；当沉降值继续扩大至2.5mm，置换层处马上暂停施工；采取应急预案措施，并回顶加固，确保楼房结构安全。