某框架柱局部托換及加固工程施工方案

柱局部托換及加固工程施工組織施工方案工程概況簡(jiǎn)介：由***建設(shè)集團(tuán)承建的***IC期小高層工程J棟工程現(xiàn)已施工至9層，2009年5月6日J(rèn)棟轉(zhuǎn)換層拆除模板后，項(xiàng)目部與監(jiān)理公司聯(lián)合檢查組，對(duì)拆模后發(fā)現(xiàn)J棟36軸交E軸（需加大截面）；35軸交D軸（需置換后加大截面），35軸交E軸（需包鋼處理）共三條柱在柱施工縫位置發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷，后經(jīng)監(jiān)理方，業(yè)主，設(shè)計(jì)院，質(zhì)檢站等相關(guān)部門會(huì)議研究決定由設(shè)計(jì)院提出補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)我司根據(jù)設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)方案制定施工組織設(shè)計(jì)方案如下。施工組織依據(jù)海外設(shè)計(jì)院的加固設(shè)計(jì)圖紙（結(jié)G-27及其附圖）鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50300-2001建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)GBJ301-88混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)GB50164-92預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ/T92-93建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程JGJ33-2001混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50367-2006）加固施工組織管理機(jī)構(gòu)為保質(zhì)保量完成本次加固施工，確保完成設(shè)計(jì)要求。我項(xiàng)目部以項(xiàng)目經(jīng)理親自掛帥，組成本次加固施工領(lǐng)導(dǎo)小組，分工與職能如下：1)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織架構(gòu)框圖：總包單位專業(yè)加固公司植筋組鋼構(gòu)施工組化學(xué)灌漿組卸荷施工組搬運(yùn)工組測(cè)量觀測(cè)組職能分工總包單位：***建設(shè)集團(tuán)有限公司廣州公司，負(fù)責(zé)本次加固施工方案的初步審查，上報(bào)業(yè)主及監(jiān)理公司的審查，負(fù)責(zé)方案實(shí)施中的監(jiān)督與對(duì)分包專業(yè)公司的管理。主要負(fù)責(zé)人為項(xiàng)目經(jīng)理***，領(lǐng)導(dǎo)小組成員：技術(shù)負(fù)責(zé)人**，工程師**、主辦施工員鄺***、專業(yè)質(zhì)量檢查員***。專業(yè)分包公司：廣州市***灌漿工程有限公司，負(fù)責(zé)本次加固的具體施工。項(xiàng)目經(jīng)理：**文現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人：**植筋組：3人，負(fù)責(zé)人：肖**，工作負(fù)責(zé)范圍：柱加固鋼筋的植筋，柱包鋼化學(xué)螺栓的植入。鋼構(gòu)施工組：3人，負(fù)責(zé)人：張**負(fù)責(zé)施工范圍：柱包鋼的鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝。柱卸載化學(xué)灌漿組：4人，負(fù)責(zé)人：譚***負(fù)責(zé)施工范圍：柱包鋼，干包鋼板后的壓力注膠，結(jié)構(gòu)混凝土表面蜂窩的修補(bǔ)。卸荷施工組：4人，負(fù)責(zé)人關(guān)***負(fù)責(zé)柱施工的加載卸荷與與千斤頂?shù)男遁d工作搬運(yùn)工組；6人，負(fù)責(zé)人：李**負(fù)責(zé)所有材料的現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)與安裝配合。測(cè)量觀測(cè)組：2人，負(fù)責(zé)人，**，負(fù)責(zé)卸載置換施工期間的轉(zhuǎn)換梁位移觀測(cè)。施工總體工藝流程及施工工藝根據(jù)圖紙放線卸載(混凝土置換)柱主筋植筋樓板開孔鋼筋施工S型箍筋植筋模板施工膨脹混凝土施工混凝土養(yǎng)護(hù)卸載拆除完成施工。１）放線施工：按施工圖紙?jiān)谑讓雍偷叵率曳懦?5，36軸軸線和E,D軸軸線。根據(jù)軸線放出加大柱的邊線、加固需要植入的柱柱筋位置及回頂卸載鋼柱支頂位置的位置線，并由專業(yè)測(cè)量工程師進(jìn)行復(fù)核。由監(jiān)理復(fù)核，做好記錄。2）按設(shè)計(jì)院提供的卸荷要求參數(shù)，如附圖對(duì)柱進(jìn)行卸載，卸載要求按拾級(jí)進(jìn)行，每級(jí)加載間隔時(shí)間為30分鐘。加載控制方法如下：選定上海江南千斤頂廠QW200型油壓千斤頂做為卸載專用千斤頂，（千斤頂行程：200毫米、缸徑：190毫米、壓力：67Mpa）根據(jù)千斤頂活塞面積乘以千斤頂油壓得出千斤頂?shù)捻斏?，?yán)格控制加載程序和時(shí)間,每條柱三個(gè)卸荷點(diǎn)輪流循環(huán)卸載或同時(shí)卸載卸載參數(shù)一覽表序號(hào)卸載位置卸載總值每級(jí)卸載植植135—36軸交E軸800KNN80KN236—377軸交E軸1047KN104..7KN336軸交DD—E軸452KKN45.22KN435軸交DD—E軸890KKN89KKN535軸交CC—D軸951KKN95.11KN635—366軸交D軸1395KN139..5KN每級(jí)加載換算表(1)加載位置：35——36軸交E軸加載級(jí)數(shù)千斤頂對(duì)對(duì)應(yīng)支頂力千斤頂油壓表度數(shù)數(shù)第一級(jí)80KN2.8233MPa第二級(jí)160KKN5.6466MPa第三級(jí)240KKN8.4699MPa第四級(jí)320KKN11.2992MPaa第五級(jí)400KKN14.1115MPa第六級(jí)480KKN16.9338MPaa第七級(jí)560KKN119.776MPaa第八級(jí)640KKN22.5884MPaa第九級(jí)720KKN25.4007MPa第十級(jí)800KKN28.2330MPaa每級(jí)加載換算表(2)加載位置：36——37軸交E軸加載級(jí)數(shù)千斤頂對(duì)對(duì)應(yīng)支頂力千斤頂油壓表度數(shù)數(shù)第一級(jí)104.77KN3.6995MPa第二級(jí)209.44KN6.66689MPaa第三級(jí)314.11KN11.0084MPaa第四級(jí)418.88KN14.7779MPPa第五級(jí)523.55KN18.4473MPaa第六級(jí)6628.2KKN22.1667MPa第七級(jí)7732.9KKN25.8662MPa第八級(jí)8837.6KKN29.5557MPa第九級(jí)9942.3KKN33.2552Mpa第十級(jí)11047KKN36.9446MPa每級(jí)加載換算表(3)加載位置：36軸軸交D—E軸加載級(jí)數(shù)千斤頂對(duì)對(duì)應(yīng)支頂力千斤頂油壓表度數(shù)數(shù)第一級(jí)45.2KKN1.5955MPa第二級(jí)90.4KN3.1900MPa第三級(jí)135.66KN4.7855MPa第四級(jí)180.88KN6.3800MPa第五級(jí)226KKN7.9755MPa第六級(jí)271.22KN9.5700MPa第七級(jí)316.44KN12.7660MPa第八級(jí)361.66KN12.7660MPaa第九級(jí)406.88KN14.3555MPaa第十級(jí)452KKN15.955MPa每級(jí)加載換算表(4)加載位置：35軸軸交D—E軸加載級(jí)數(shù)千斤頂對(duì)對(duì)應(yīng)支頂力千斤頂油壓表度數(shù)數(shù)第一級(jí)89KN3.1411MPa第二級(jí)178KKN6.2811MPa第三級(jí)267KKN9.4222MPa第四級(jí)356KKN12.5662MPaa第五級(jí)445KKN15.7003MPaa第六級(jí)534KKN18.8443MPaa第七級(jí)623KNN21.9884MPa第八級(jí)712KNN25.1225MPaa第九級(jí)801KNN28.2665MPa第十級(jí)890KKN31.4006MPa每級(jí)加載換算表(5)加載位置：35軸軸交C—D軸加載級(jí)數(shù)千斤頂對(duì)對(duì)應(yīng)支頂力千斤頂油壓表度數(shù)數(shù)第一級(jí)95.1KKN3.3566MPa第二級(jí)190.22KN6.7122MPa第三級(jí)285.33KN10.0667MPa第四級(jí)380.44KN13.4223MPa第五級(jí)475.55KN16.7779MPa第六級(jí)570.66KN20.1335MPa第七級(jí)665.77KN23.4881MPa第八級(jí)760.88KN26.8447MPa第九級(jí)855.99KN30.2002MPa第十級(jí)951KN32.2888MPa每級(jí)加載換算表(6)加載位置：35——36軸交D軸加載級(jí)數(shù)千斤頂對(duì)對(duì)應(yīng)支頂力千斤頂油壓表度數(shù)數(shù)第一級(jí)139.55KN4.9223MPa第二級(jí)279KN9.8445MPa第三級(jí)418..5KN14.7769MPaa第四級(jí)558KN19.6691MPaa第五級(jí)697.55KN24.6613MPaa第六級(jí)837KN29.5535MPaa第七級(jí)976.55KN34.4458MPaa第八級(jí)11166KN39.3381MPaa第九級(jí)12555.5KN44.3303MPaa第十級(jí)13955KN49.2226MPaa附圖（1）卸載方案立面附圖（2）36軸交E軸卸載順序：1）安裝地下室安全支頂6條，2）安裝首層千斤頂鋼支頂。3）卸載，4）安裝首層安全支頂.5）拆除千斤頂鋼支頂。6）柱加固，7）回頂千斤頂鋼支頂。8）拆除首層安全支頂.9）拆除千斤頂鋼支頂。10）拆除地下室安全支頂立面剖面鋼柱支頂大樣圖千斤頂安裝大樣圖鋼支頂安裝大樣3）卸載后按圖紙將需要植筋的部位鑿開混凝土表面進(jìn)行植筋，本次施工采用瑞士喜利德植筋膠，嚴(yán)格按喜利德產(chǎn)品說(shuō)明書施工，按圖紙將加固需要的柱筋植入承臺(tái)與首層梁及轉(zhuǎn)換層梁。4)樓板開孔；卸載工作完成后通過設(shè)計(jì)，監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收后按放好線的位置，用人工將地下室頂板和二層樓板混凝土鑿除為確?；炷聊茼樌麧矒v開口大小大于等于300*300，開口位置如下圖35軸交D軸柱混凝土置換：置換開始施工時(shí)間為柱卸載完成后，如下圖a先鑿除陰影部分，清理好上下截面，如圖模板裝配圖封好模板用C40早強(qiáng)型微膨脹混凝土進(jìn)行第一次置換，第一次置換完成后24小時(shí)在對(duì)第二次進(jìn)行置換，置換完成后48小時(shí)且用回彈儀現(xiàn)場(chǎng)回彈當(dāng)前兩次置換后混凝土強(qiáng)度大于等于C20時(shí)方可再鑿除剩余需要鑿除的混凝土，進(jìn)行第三次置換。（每次置換高度從柱施工縫位置向上大于700）第一次置換第二次置換第三次置換附圖a柱置換模板裝配大樣柱子支撐托換處理設(shè)計(jì)計(jì)算1、缺陷柱的軸力：根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供該柱目前工況下的理論軸力為3363kN，鑒于安全考慮，托換時(shí)按目前工況下該柱理論軸力乘以1.5系數(shù)，即托換時(shí)該柱軸力按N0=5044.5kN考慮。2、無(wú)縫鋼管支撐規(guī)格：托換缺陷柱，將該柱荷載（軸力）分散到支撐上，對(duì)柱進(jìn)行卸載。在首層和負(fù)一層與該柱相連的三條梁上分別設(shè)置托換鋼管支撐，支撐鋼管與梁之間采用Q235鋼板墊板。每個(gè)鋼管支撐應(yīng)分擔(dān)柱的軸向荷載為N=5044.5/3=1681.5kN，三條梁在支撐點(diǎn)處的剪力分別為Vd=1395kN、V1c=951kN和V1e=890kN。因此，每條梁鋼管支撐應(yīng)承受的荷載分別為：Nd=3076.5kN、N1c=2632.5kN和N1e=2571.5kN。采用熱軋無(wú)縫鋼管支撐，支撐必須滿足軸向抗壓和穩(wěn)定性要求。（1）滿足軸向承載要求計(jì)算無(wú)縫鋼管材質(zhì)選用Q235鋼，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取f=190N/mm2，則按滿足軸向承載要求的三條梁支撐無(wú)縫鋼管受力的有效斷面面積分別不小于：Sd=Nd/f=3076.5×103/190=16192.1mm2S1c=N1c/f=2632.5×103/190=13855.3mm2S1e=N1e/f=2571.5×103/200=13534.2mm2采用統(tǒng)一規(guī)格的鋼管，其有效斷面面積均不小于Sd=16192.1mm2。（2）外徑450mm，壁厚12.0mmQ235無(wú)縫鋼管穩(wěn)定驗(yàn)算：軸心受壓計(jì)算N=3076.5KNA=3.14×(4502-4262)/4=16503.84mm2鋼管柱計(jì)算長(zhǎng)度L0=1.0*3.0=3.0m鋼管截面回轉(zhuǎn)半徑:i0=(1+α2)1/2*D/4=(1+(426/450)2)1/2*450/4=221.96mm鋼管柱長(zhǎng)細(xì)比λ=L0/i0=3000/221.96=15.516按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附錄C，查表：鋼管柱的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.981N/(φ*A)=3076.5*103/(0.981*16503.84)=190N/mm2<f=215N/mm2滿足整體穩(wěn)定驗(yàn)算。外徑與壁厚之比：D/t=450/12=37.5<100（235/fy）=109滿足局部穩(wěn)定驗(yàn)算。本次加固選用滿足上述承載和穩(wěn)定性要求的無(wú)縫鋼管規(guī)格為：外徑450mm，壁厚12mm。（3）支撐鋼管的鋼墊板抗沖剪切驗(yàn)算鋼墊板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按fv=115N/mm2選取，鋼管規(guī)格為外徑450mm、壁厚15mm，則按沖剪切驗(yàn)算，鋼板厚度不小于9.80mm。選取鋼墊板規(guī)格：1000（1200）×1000×16mm。（4）鋼墊板局部及梁受壓驗(yàn)算：鋼墊板尺寸：1000*1000mm，砼抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3N/mm2受壓軸力N=3076.5KN局部受壓應(yīng)力σ=N/A=3076.5*103/1*106=3.08N/mm2<fc=14.3N/mm2滿足局部受壓驗(yàn)算。5）柱鋼筋施工：1）鋼筋連接：鋼筋之間的連接采用焊接連植入承臺(tái)及梁內(nèi)的鋼筋計(jì)算好鋼筋的長(zhǎng)度，確保柱同一截面鋼筋連接接頭數(shù)量小于50%。鋼筋豎向焊接必須焊縫飽滿，焊縫長(zhǎng)度符合規(guī)范要求，按圖紙施工箍筋完成柱筋施工。6)S型箍筋植筋:采用瑞士喜利德植筋膠，嚴(yán)格按喜利德產(chǎn)品說(shuō)明書施工將加工制作好的Φ12植入原柱內(nèi)。完成鋼筋最后一道工序施工。7）模板施工：鋼筋施工完后，清理完畢。通過監(jiān)理方，甲方進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，開始安裝模板，利用以前原柱施工時(shí)留下對(duì)拉螺桿孔安裝對(duì)拉螺桿孔加固柱模板。模板施工裝配圖如附圖3，施工順序：地下室柱模板地下室柱混凝土首層柱模8）混凝土施工：本次加固混凝土施工，1）首先混凝土選擇細(xì)石商品砼。2）柱施工使用震動(dòng)棒選擇兩種1種為Φ50震筆，另種為Φ25震筆，確保每個(gè)位置均能用震筆振搗密實(shí)。3）混凝土澆筑高度每次小于500，振搗密實(shí)前一段后再施工后一段?；炷敛鹉r(shí)間為24小時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7天，養(yǎng)護(hù)完成后拆除卸載鋼柱。9)解除卸載.1)拆除順序拆除首層安全支頂千斤頂卸荷拆除首層千斤頂支頂拆除地下室支頂.2)千斤頂卸荷要求;千斤頂卸載時(shí)按加載的要求一樣逐級(jí)卸荷,卸荷時(shí)間間隔為10分鐘.10）沉降觀測(cè)：梁沉降觀測(cè)使用儀器為光學(xué)水準(zhǔn)儀。觀測(cè)方法如下：首層在通過要卸載的柱的三條梁和該條柱頭位置設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，每條梁不少于2個(gè)（柱頭一個(gè)）。加固施工開始前進(jìn)行首次觀測(cè)并做好觀測(cè)記錄，加固施工卸載時(shí)每加一級(jí)荷載觀測(cè)一次，并將觀測(cè)到的梁的繞度值和柱頭位移及時(shí)匯報(bào)給現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人，（繞度值和柱頭位移最大值不得超過梁凈跨1/250）。柱卸載完成完成后在置換混凝土期間每4小時(shí)觀測(cè)一次，當(dāng)繞度值和柱頭位移最大值超過梁凈跨1/250時(shí)，檢查千斤頂壓力表讀數(shù)，加大支頂力（或增加支頂數(shù)將梁變形頂回。五、