CN113090065B - 一种城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法属于房屋建筑施工、结构加固改造技术领域，本发明采用顺逆结合的方式，实现了在复杂周边环境条件下，保留原有立面。通过建立组合支撑体系，在较短工期内完成拆除、加固、改造施工。本发明对周围环境影响极小，对施工区域及附近的扬尘和噪声控制极好，对周边交通和居民影响极小。

Description

一种城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法

技术领域

本发明属于房屋建筑施工、结构加固改造技术领域，具体为一种城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法。

背景技术

随着城市建设更新速度加快，部分旧建筑物已经不能满足功能需求，地下空间改造、基础加固工程越来越多，老旧小区抗震加固、建筑节能改造、养老设施改造、无障碍设施补建、多层住宅加装电梯、增加停车位等工作，提升环境品质和公共服务能力等要求越来越多。但老旧小区改造往往有以下特点：

一、抗震等级提高，需对原有建筑进行加固；

二、受规划限制，不允许完全拆除后新建，只能根据功能需要进行加固、局部拆除改造（如保留外墙拆除内部结构等）；

三、场地狭小，施工工艺需尽可能减少场地占用；

四、工期紧张，一般改造的原因都为单位疏解后使用功能调整或者住宅的加固改造，使用单位或者居民都迫切希望尽快改造完成投入使用。

五、周边单位密集，对扬尘和噪声控制要求极高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，以解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，包括以下步骤：

步骤一、对地下室外墙的部分土方开挖后，拆除地下室外墙，剔凿基础承台和地梁，并浇筑垫层；

步骤二、在垫层的顶部新建筏板基础，在筏板基础顶部、各楼层中部位置设置换撑钢构；

步骤三、加固地下室框架柱，同步新建地下室外墙；

步骤四、拆除屋面顶板和屋面梁、顶层中柱、地下室顶板和地下室梁和首层中柱；

步骤五、新建屋面顶板和屋面梁、地下室顶板和地下室梁；

步骤六、拆除首层顶板和首层梁和二层中柱；

步骤七、新建首层中柱和首层顶板和首层梁；

步骤八、拆除二层顶板和二层梁；

步骤九、新建二层中柱、二层顶板和二层梁；

步骤十、新建顶层中柱，拆除换撑钢构，最后封堵换撑钢构穿过的楼板洞口。

优选地，步骤一中在待新建的筏板基础中预埋预埋件，步骤二中的换撑钢构的底部与预埋件焊接连接。

优选地，换撑钢构的安装方法为：在各层楼板开洞，将竖向钢柱从屋面预留吊装口、楼板洞口吊入，将竖向钢柱与预埋件焊接生根，将钢梁与竖向钢柱连接，形成稳定的换撑钢构。

优选地，步骤四中屋面顶板和屋面梁、顶层中柱、地下室顶板和地下室梁和首层中柱的拆除顺序为：先拆除屋面顶板和屋面梁和顶层中柱，然后拆除地下室顶板和地下室梁和首层中柱。

优选地，地下室框架柱加固为分段施工，步骤三中加固一部分地下室框架柱，并在部分加固完成的地下室框架柱的顶部预留水平施工缝，步骤五中新建地下室顶板和地下室梁时，剩余地下室框架柱与地下室顶板和地下室梁整体浇筑。

优选地，步骤七中新建首层中柱时，对首层边柱进行加固。

优选地，步骤四中还拆除了二层外墙和三层外墙，步骤七中新建首层中柱和首层顶板和首层梁时，同步新建花架基础和女儿墙，并安装外幕墙龙骨。

优选地，步骤五中，于屋面板下一层楼板搭设支架并支模，在换撑钢构的顶部与梁板接触的位置预置防滑锚板，并在待施工的屋面板柱头中预埋竖向插筋，完成模板搭设后浇筑屋面层所有混凝土，强度达标后拆模拆支架。

优选地，步骤五中新建屋面顶板和屋面梁时，屋面顶板和屋面梁的底部与顶层框架柱对应位置施工屋面板柱头，屋面板柱头底部留设水平施工缝，屋面板柱头中预埋竖向插筋，竖向插筋部分露出屋面板柱头，步骤十中新建顶层中柱时，顶层中柱内的钢筋与竖向插筋焊接连接。

优选地，顶层中柱与屋面板柱头的合拢部位的混凝土强度达到100%，才能拆除换撑钢构。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：

（1）本发明的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法首先开挖地下室外墙土方，然后拆除地下室外墙并剔凿基础承台和地梁，完成后浇筑垫层混凝土。混凝土达到拆模强度后新建筏板基础。接下来给各层楼板开洞并吊装钢柱对一至三层梁板托换，形成整体稳定的换撑钢构。拆除地下室外侧保温层和夹层，新建地下室外墙。接下来地下按照自下而上的顺序进行加固、拆除施工。具体地，先采用增大截面法对地下室框架柱进行加固，同步施工地下室外墙。然后搭设地下室顶板梁底回顶支架，拆除地下室顶板和地下室梁，然后新建地下室顶板和地下室梁。然后屋面按照自上而下，同时地上按照自下而上的顺序结合施工。具体地，先拆除屋面顶板和屋面梁、二层外墙和三层外墙、顶层中柱，然后拆除地下室顶板和地下室梁和首层中柱，然后新建屋面顶板和屋面梁、地下室顶板和地下室梁。接着拆除首层顶板和首层梁和二层中柱，新建首层中柱和首层顶板和首层梁。拆除二层顶板和二层梁，新建二层中柱、二层顶板和二层梁。最后新建顶层中柱，拆除换撑钢构，封堵换撑钢构穿过的楼板洞口，自此完成全部的施工。本发明采用顺逆结合的方式，实现了在复杂周边环境条件下，保留原有立面。通过建立组合支撑体系，在较短工期内完成拆除、加固、改造施工。

（2）本发明的施工方法对周围环境影响极小，对施工区域及附近的扬尘和噪声控制极好，对周边交通和居民影响极小。

附图说明

图1为地下室外墙土方开挖的示意图。

图2为拆除地下室外墙、浇筑垫层的示意图。

图3为新建筏板基础、安装换撑钢构的示意图。

图4为加固部分地下室框架柱、新建地下室外墙的示意图。

图5为搭设地下室顶板梁底回顶支架的示意图。

图6为拆除屋面顶板和屋面梁、二层外墙和三层外墙、顶层中柱、地下室顶板和地下室梁、首层中柱的示意图。

图7为搭设屋面板回顶支架，新建屋面顶板和屋面梁、地下室顶板和地下室梁的示意图。

图8为拆除首层顶板和首层梁、二层中柱的示意图。

图9为搭设首层顶板梁底回顶支架，新建首层中柱、首层顶板和首层梁，新建花架基础、女儿墙，安装外幕墙龙骨的示意图。

图10为拆除屋面板回顶支架，拆除二层顶板和二层梁的示意图。

图11为搭设二层顶板梁底回顶支架，新建二层中柱、二层顶板和二层梁，拆除地下室顶板梁底回顶支架，安装屋面花架梁的示意图。

图12为新建顶层中柱，顶层中柱与屋面板柱头合拢的示意图。

图13为竖向插筋布置的示意图。

图14为图13中1-1剖面示意图。

附图标注：1-地下室外墙、2-垫层、3-筏板基础、4-换撑钢构、5-地下室框架柱、6-屋面顶板和屋面梁、7-二层外墙和三层外墙、8-顶层中柱、9-地下室顶板和地下室梁、10-首层中柱、11-首层顶板和首层梁、12-二层中柱、13-二层顶板和二层梁、14-首层边柱、15-花架基础、16-女儿墙、17-外幕墙龙骨、18-屋面板柱头、19-竖向插筋。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明中的城市核心区多层建筑为混凝土框架结构，原有基础采用桩基、承台加基础拉梁，地下室外墙为护坡桩加挡土墙，地下室内部和地上均为混凝土框架结构。

本发明提供一种城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，在保证原有建筑结构外轮廓的基础上进行维修改造。该工程进出现场的道路狭窄，并且现场可利用场地狭小。该工程周边为民居和政府办公机关，在施工过程中机械噪音污染及粉尘污染防治要求比较高。而且由于现场条件限制，无法安装使用大型垂直运输设备。

该城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法具体包括以下步骤：

步骤一、如图1和2所示，对地下室外墙1的部分土方开挖后，拆除地下室外墙1。具体为拆除承台以上的地下室外墙1。剔凿基础承台和地梁，并浇筑垫层2。在待新建的筏板基础3中预埋预埋件，用于与待安装的换撑钢构4的钢结构柱焊接生根。

步骤二、如图3所示，在垫层2的顶部新建筏板基础3，在筏板基础3顶部、各楼层中部位置设置换撑钢构4。换撑钢构4的底部与预埋件焊接连接。根据工程施工特点，需对换撑钢构4的钢结构柱安装进行偏差控制，钢结构柱先行安装，部分梁不可以安装，钢柱垂直允许偏差控制必须符合要求。换撑钢构4的安装方法具体为：在各层楼板开洞，将竖向钢柱从屋面预留吊装口、楼板洞口吊入，将竖向钢柱与预埋件焊接生根，将钢梁与竖向钢柱连接，形成稳定的换撑钢构4。钢柱施工是必须保证钢柱的整体性，钢梁允许安装的情况下钢梁可先行安装，不能安装部位必须用钢支撑加以固定防止交叉施工时发生偏移。钢柱与原结构采取可靠的临时固定措施，在钢梁从上往下逐层安装施工保证钢结构柱的垂直度。

步骤三、如图4所示，加固地下室框架柱5，同步新建地下室外墙1。为保证防水质量，防水卷材在地下室外墙1外侧设置。地下室框架柱5加固为分段施工，在步骤三中地下室框架柱5加固一部分地下室框架柱5，并在部分加固完成的地下室框架柱5的顶部预留水平施工缝。如图5所示，搭设地下室顶板梁底回顶支架。

步骤四、如图6所示，拆除屋面顶板和屋面梁6、顶层中柱8、地下室顶板和地下室梁9和首层中柱10。具体地，先拆除屋面顶板和屋面梁6、二层外墙和三层外墙7和顶层中柱8，然后拆除地下室顶板和地下室梁9和首层中柱10。在该步中还可以拆除二层外墙和三层外墙7，并在后续安装外幕墙龙骨17。

步骤五、如图7所示，搭设屋面板回顶支架，新建屋面顶板和屋面梁6、地下室顶板和地下室梁9。对二层和三层的边梁进行加固。地下室顶板和地下室梁9与地下室外侧原框架柱之间采用植筋连接。在步骤五中将剩余地下室框架柱5与地下室顶板和地下室梁9整体浇筑，至此地下室框架柱5全部加固完成。于屋面板下一层楼板搭设支架并支模，在换撑钢构4的顶部与梁板接触的位置预置防滑锚板，并在待施工的屋面板柱头18中预埋竖向插筋19，完成模板搭设后浇筑屋面层所有混凝土，强度达标后拆模拆支架。新建屋面顶板和屋面梁6时，屋面顶板和屋面梁6的底部与顶层框架柱对应位置施工屋面板柱头18，屋面板柱头18底部留设水平施工缝，屋面板柱头18中预埋竖向插筋19，竖向插筋19部分露出屋面板柱头18，用于与待新建的顶层中柱8内的钢筋焊接连接。屋面顶板和屋面梁6的混凝土强度达到拆模强度之前，此时屋面新浇混凝土荷载及施工荷载通过模架传递至二层顶板和二层梁13。由于顶层中柱8已经切断，二层顶板和二层梁13的荷载传递至换撑钢构4，即此时二层顶板和二层梁13部位的换撑钢构4要同时承受屋面顶板和屋面梁6、二层顶板和二层梁13的荷载。

步骤六、如图8所示，拆除首层顶板和首层梁11和二层中柱12。

步骤七、如图9所示，搭设首层顶板梁底回顶支架，新建首层中柱10和首层顶板和首层梁11。首层顶板和首层梁11与首层边柱14之间采用植筋连接。对首层边柱14进行加固。同步新建花架基础15和女儿墙16，并安装外幕墙龙骨17。

步骤八、如图10所示，拆除屋面板回顶支架，拆除二层顶板和二层梁13。屋面顶板和屋面梁6的混凝土强度达到75%及拆模后，屋面顶板和屋面梁6的荷载传递至换撑钢构4，在下部结构施工完成前均靠换撑钢构4支撑，因此需保证换撑钢构4在此期间内不受扰动。具体的控制措施包括：一、屋面顶板和屋面梁6浇筑前，与换撑钢构4有连接的结构可使用风镐破除，屋面顶板和屋面梁6浇筑完成后，与换撑钢构4有连接的结构均需采用静力拆除。二、加强培训交底与作业面旁站，屋面浇筑完成后的下部结构拆除作业期间严禁构件、拆除机械碰撞换撑钢构4。三、换撑钢构4拆除需待顶层中柱8合拢且强度达到100%后方可进行。

步骤九、如图11所示，搭设二层顶板梁底回顶支架，新建二层中柱12、二层顶板和二层梁13，拆除地下室顶板梁底回顶支架，安装屋面花架梁。二层顶板和二层梁13与二层边柱之间采用植筋连接。

步骤十、如图12所示，新建顶层中柱8，顶层中柱8内的钢筋与竖向插筋19焊接连接。竖向插筋19的布置如图13和14所示。竖向插筋19的1/2伸入施工缝内部，竖向插筋19的长度为其公称直径的30倍。顶层中柱8内的钢筋与竖向插筋19的焊接长度为竖向插筋19的公称直径的10倍。顶层中柱8与屋面板柱头18的合拢部位的混凝土强度达到100%，拆除换撑钢构4。最后封堵换撑钢构4穿过的楼板洞口。

具体以某工程为例，新建的筏板基础3的厚度为600mm，标高-5.530。新建的地下室外墙1施工至标高-1.5m。

本发明的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法还可以适用于其他更高层的建筑加固改造。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、对地下室外墙（1）的部分土方开挖后，拆除地下室外墙（1），剔凿基础承台和地梁，并浇筑垫层（2）；

步骤二、在垫层（2）的顶部新建筏板基础（3），在筏板基础（3）顶部、各楼层中部位置设置换撑钢构（4）；

步骤三、加固地下室框架柱（5），同步新建地下室外墙（1）；

步骤四、拆除屋面顶板和屋面梁（6）、顶层中柱（8）、地下室顶板和地下室梁（9）和首层中柱（10）；

步骤五、新建屋面顶板和屋面梁（6）、地下室顶板和地下室梁（9）；

步骤六、拆除首层顶板和首层梁（11）和二层中柱（12）；

步骤七、新建首层中柱（10）和首层顶板和首层梁（11）；

步骤八、拆除二层顶板和二层梁（13）；

步骤九、新建二层中柱（12）、二层顶板和二层梁（13）；

步骤十、新建顶层中柱（8），拆除换撑钢构（4），最后封堵换撑钢构（4）穿过的楼板洞口。

2.根据权利要求1所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于：步骤一中在待新建的筏板基础（3）中预埋预埋件，步骤二中的换撑钢构（4）的底部与预埋件焊接连接。

3.根据权利要求2所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于，换撑钢构（4）的安装方法为：在各层楼板开洞，将竖向钢柱从屋面预留吊装口、楼板洞口吊入，将竖向钢柱与预埋件焊接生根，将钢梁与竖向钢柱连接，形成稳定的换撑钢构（4）。

4.根据权利要求1所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于，步骤四中屋面顶板和屋面梁（6）、顶层中柱（8）、地下室顶板和地下室梁（9）和首层中柱（10）的拆除顺序为：先拆除屋面顶板和屋面梁（6）和顶层中柱（8），然后拆除地下室顶板和地下室梁（9）和首层中柱（10）。

5.根据权利要求1所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于：地下室框架柱（5）加固为分段施工，步骤三中加固一部分地下室框架柱（5），并在部分加固完成的地下室框架柱（5）的顶部预留水平施工缝，步骤五中新建地下室顶板和地下室梁（9）时，剩余地下室框架柱（5）与地下室顶板和地下室梁（9）整体浇筑。

6.根据权利要求1所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于：步骤七中新建首层中柱（10）时，对首层边柱（14）进行加固。

7.根据权利要求1所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于：步骤四中还拆除了二层外墙和三层外墙（7），步骤七中新建首层中柱（10）和首层顶板和首层梁（11）时，同步新建花架基础（15）和女儿墙（16），并安装外幕墙龙骨（17）。

8.根据权利要求1所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于：步骤五中，于屋面板下一层楼板搭设支架并支模，在换撑钢构（4）的顶部与梁板接触的位置预置防滑锚板，并在待施工的屋面板柱头（18）中预埋竖向插筋（19），完成模板搭设后浇筑屋面层所有混凝土，强度达标后拆模拆支架。

9.根据权利要求8所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于：步骤五中新建屋面顶板和屋面梁（6）时，屋面顶板和屋面梁（6）的底部与顶层框架柱对应位置施工屋面板柱头（18），屋面板柱头（18）底部留设水平施工缝，屋面板柱头（18）中预埋竖向插筋（19），竖向插筋（19）部分露出屋面板柱头（18），步骤十中新建顶层中柱（8）时，顶层中柱（8）内的钢筋与竖向插筋（19）焊接连接。

10.根据权利要求9所述的城市核心区多层建筑加固改造工程顺逆结合施工方法，其特征在于：顶层中柱（8）与屋面板柱头（18）的合拢部位的混凝土强度达到100%，才能拆除换撑钢构（4）。

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