中国刀剪剑博物馆改造加固技术.pdf

'浙江建筑，第28卷，第1期，2011年1月ZhejiangConstruction，Vo1．28，No．1，Jan．201t中国刀剪剑博物馆改造加固技术StrengtheningTechnologyinReformationoftheChinaMuseumofBroadSword"Cissor．Sword陈伟，朱娟丽CHENWei，ZHUJuan—li(1．杭州市京杭运河杭州段综合保护委员会，浙江杭州310007；2．浙江省安居建筑设计院有限公司，浙江杭州310007)摘要：中国刀剪剑博物馆中的2号展馆是利用原工业遗存进行加固改建而成的。保留原有外墙，拆除内部结构，新建两层框架结构，如何保证原有墙体在内部结构拆除及新建框架结构过程中不产生较大的位移或倒塌，成为整个施工过程中的重要环节。以下详细介绍了改造加固过程中的施工方法及安全技术措施。关键词：既有建筑；改造；加固；施T中图分类号：TU746．3文献标识码：B文章编号：1008—3707(2011)Ol一0040—04建的措施，一方面可满足规范要求，另一方面在不改1工程概况变建筑外观的前提下，根据使用要求调整柱网，使结中国刀剪剑博物馆是国家级专题性博物馆，位构安全可靠，展厅布局合理。具体措施如下：于杭州市济西历史街区，西临小河路，东至桥两直(1)基础部分：为保证原墙体的稳定性，先保留街，南至通源里，北接同和里。作为刀剪剑展馆的2原结构体系，在新柱网的柱下布置柱墩，新柱网为号楼，建于20世纪，原为杭州市土特产公司的仓库。9in×l1．5m。按±0．000抬高400计算，新的筏板建筑面积4156131，两层内框架砌体结构，原横向柱基础厚度约400，柱墩高度为1m；外墙处新柱墩与网6m，纵向柱网7．9in。经浙江大学土木工程测试原外墙下条基采用凿毛植筋的方法使其结合共同作中心现场检测。发现该建筑为山墙和框架混合承用，内部原柱下基础为防止其对新结构产生作用，在重，属抗震设计不应采用的结构体系。抗震性能和构凿除原刚性地面后加挤塑板隔离，这样就将整个建造措施不能满足抗震设防的要求。但原建筑具有鲜筑的基础连接起来并浇筑成筏板基础。根据勘察报明的工业厂房特色，反映了当时工业厂房的建筑时代告第二层土的承载力特征值为l10kPa，柱下估算荷特点，有较高的保留价值。经过专家反复研究论证，载3700kN，仅靠筏板来调节基底应力很困难，故考决定在不改变建筑外观的情况下，通过加同解决抗震虑在柱下增设一定数量的锚杆桩(250X250)，使得不足的问题，并使之成为刀剪剑博物馆的展馆。基底应力达到均匀。(2)上部结构：为保证原墙体的稳定性，对旧墙2设计措施及难点分析体采用120厚混凝土衬墙(加肋)的加固方式，新框2．1设计措施架柱与原砖墙通过120厚混凝土衬墙(加肋)连接。设计部门采用保留四周外墙，拆除内部框架重避开原框架梁柱(柱位见图1，层高较原建筑抬高收稿日期：2010—1l一19基金项目：浙江省建设厅科研项目(2010049)；杭州市重点城建科研项目(2010KJ0l1)作者简介：陈伟(t974)，男，浙江海盐人，高级工程师，从事建设工程管理T作 第1期陈伟等：中闭刀剪剑博物馆改造加L古J技术1m)施工新的框架，待新框架强度达到100％时再上，打孔深度应控制在150mm，清完孑L后植入钢筋，拆除原框架。并与地梁主筋焊接在一起。地梁绑扎完成以后，在2．2施工难点地梁侧面与外墙接触的一侧，先将外墙凿毛处理，再(1)为保留四周外墙及原室外楼梯、滑道等特每隔500mm钻上下两排的孑L，植入预制的拉接筋弯色构件，将内墙、梁、板、柱及屋面等全部拆除新建。钩，与地梁钢筋连接在一起。底板筋为16mrn的三外墙上除必要的开洞外，不作其他改动。在原外墙级钢筋，在墙上开直径22mm的孔，间距200mm，将内侧铲除粉刷层增设混凝土衬墙，同时须保证原墙钢筋从孑L洞穿过，使筏板基础连成一个整体。·外侧粘结的粉刷层牢固和完整，保留外侧历史原貌，底板完成以后，开始绑扎柱子钢筋，因为钢筋要施工难度极大。穿出二层楼面，因此在绑扎钢筋之前要将二层楼板柱(2)因为原仓库几经改造，结构体系比较混乱，子的位置开出洞口，以方便穿筋。柱子支模时，因外原有图纸已无从查找，需边施工边对照，随时做出设墙周边框架柱有一面与外墙接触，支模时要在另外三计变更。因柱网要进行调整，在新旧基础连接为新个面支模板，因此在模板加固时，要在外墙植入螺杆，筏板并结合锚杆桩压桩过程中，要解决挤土作用对通过螺杆和支撑将柱模紧固在一起，提高模板稳定保留的外墙及周边环境产生的影响，旧墙体的加固性。浇筑混凝土时，在二层布管，自上而下浇筑⋯。保护和与新框架的连接。4二层托换(3)旧框架体系未拆除情况下进行新框架体系的施工等方面都存在较大的难度。新旧结构体系的原建筑首层层高为6．0m，改建后为6．7m，新建转换，在转换过程中新结构是从下往上逐层建造的，楼板与旧结构之间的高度仅为70cm，梁的高度为而原结构是从上往下逐层拆除的，两者流程存在矛60em，因此在这一段空间里施工难度极大，经研究盾，因此如何实现新、旧体系的转化是结构改造的又决定，先将原楼板拆除再进行二层板的施工。施工一关键问题。顺序为：架设梁底板一绑扎梁钢筋一支梁侧模板及楼面模板一绑扎楼板钢筋一浇筑混凝土。3基础托换基础托换的难点，一是对既有条形基础的剔凿，二是地梁钢筋的绑扎。既有结构地下标高为一2．8m，地面为混凝土地面，厚度为20cm。施T采用电镐将面层及地面破除，露出回填土层，然后通过人_T挖土至一3．8m标高，也就是原条形基础的底标高。经检查无误，用3：7灰土进行同填，分两层列填并且夯实，回填完毕后标高为一3_45m因基础由图1施工过程中保留的结构体系原条形基础改为筏板基础，筏板又在原基础上进行托换，筏板基础的地梁位置在原条形基础处，所以需绑扎梁钢筋时由于一层布满了卸荷支撑，没有在条基上剔出凹槽，槽底标高为一3．55m。采用电工作面，钢筋铺展不开，绑扎梁筋只能在二层豁口进镐对其进行剔凿，但由于条形基础混凝土已长达几行。但是由于梁筋较长，运输不便，只能通过外墙窗十年龄期，总体呈胶凝状态，标号达到C30的强度，户进料。绑扎时将保留的板筋割开一个100mm宽剔凿极其困难。的豁口，将梁筋从这个豁口放到规定的位置固定。剔凿工作完成后进行垫层浇筑，然后开始绑扎待梁的钢筋全部绑扎完成后，再将割开的豁口加底板钢筋。地梁的配筋相当密集，底筋为l0根200mm长的钢筋重新焊好。周圈与外墙相连的梁面25mm的钢筋，上筋是8根32mm的钢筋。由于室内通过双排的拉接筋与外墙连接在一起(具体做法同地空间狭小，且全部施工都在室内进行，由于钢筋过梁)，提高整体的稳定性。模板的安装也存在很大的长，给施工带来了不便。所以钢筋的运输也只能采困难，另外加固模板的支撑不能与二层楼板的卸荷支用人工运输，不能借助塔吊等设备。为了与既有外撑相连接，应避免浇筑混凝土振动过大而使卸荷支撑墙形成整体，地梁主筋需要锚固在200mm厚外墙位移。混凝土浇筑顺序确定为由里向外进行。 42浙江建筑2011年第28卷在本层施工过程中，一定要注意剔凿与新建之震要求，并确保外立面不受破坏是一大难题。原设间的工序配合，事先应做好充足的准备，避免在施工计考虑在每个楼层的相应位置处，外墙从外向里设时因为工序之间的配合失误而引起工期的滞后。在置一圈水平u形钢筋与新浇楼层连接。但该方案进行二层施工时，考虑到施工的方便，先将屋面板拆必破坏外墙，尤其将破坏外墙在楼层处一圈线脚。除，这样，空间高度的问题就解决了。由于在浇筑二为克服上述难点，设计对方案进行了改进。除新浇层楼板时，已经进入2月份，必须采取冬季施工措楼层采用12mm@500II1Ill植筋外，在内框结构中施。浇筑完成后，采取的养护方法是，先在楼板表面共做了l6根靠墙柱，在靠墙柱位置处，自下而上在覆盖一层塑料薄膜，防止水分流失，然后再附加一层外墙内侧种植一排212mm@500mm钢筋。种植草帘，使温度能保持在零度以上，混凝土的质量能够深度以不穿透外墙为准，这样旧外墙依靠新建框架得到保证。的靠墙柱实现了与新内框架的柔性连接。具体做法见图2～图7。5屋面托换混凝土墙与原砖墙用中12@1500钢筋拉结(梅花状布置)屋面的托换是本次改建工程难度最大，同时也是最重要的部分。因为屋面的托换成功与否将关系到整个结构的安全性。正式施工以前，要做一系列的准备工作。首先将框架梁穿墙的部位全部剔凿出来，将梁与墙接触的面进行凿毛处理，并在双梁中间的墙每隔50‘em开一个洞，做双梁连接键，将双梁与墙连接在一起，在外墙进行打孔植筋，跟主梁起拉接图2连接方式一作用。然后对需要支撑的部位搭设卸荷支撑，有两道新建的折梁要穿过原屋面梁，先将整道原屋面梁原墙体扶缝内的砂浆清除20mmI20厚混凝士墙@15O用支撑顶牢，然后再对梁头进行剔凿，使新建梁的钢清水冲洗干净～钢筋网双层双向混凝土量与原砖墙用~~12@900／／614；*筋得以穿过。支撑要时常进行检查，避免松动而引筋}节结扎涧用1‘2水泥砂浆塞密实-6X90XgO镀锌钢板／／／亡==I起屋面变形。待一切准备工作就绪之后，开始搭设＼／／L业铎12锚固钢筋4oo长梁底脚手架，铺设梁底模板。l端部用螺栓拧紧／约放在衬墙的中间=／I混凝土墙与原砖墙用12@ISO0绑扎钢筋时，因为梁有高低跨，有平梁、斜梁—之分，首先要确定梁筋的绑扎顺序。先将平梁绑J2O12Ol2(扎完毕，再绑扎斜跨的主梁，最后进行的是次梁的图3连接方式二绑扎。在钢筋完成之后，开始闭合梁侧模板，为了防止在浇筑混凝土过程中出现胀模、跑模的现象，一定要将支撑加固牢，尤其是斜梁的最低处，此处lII-l_IlllI在浇筑混凝土时，压力最大。混凝土浇筑是本次l’l’llIlI⋯托换最为重要，同时也是最难施工的。如果使用F-l-l-r—T—Trll—r]⋯”‘普通混凝土，那么浇筑和振捣都存在很大的问题，因为斜梁的钢筋较为密集，很难保证振捣的密实x穿1O后，用c25}凝土i萑实后做内衬墙及肋粱(余同)度。经研究决定采用自密实混凝土，该混凝土只图4连接方式三需在模板上简单敲击就能使混凝土达到密实要求，从而解决了振捣问题。6新旧体系的处理6．1保留外墙与新建框架结构的连接根据设计，整个建筑外墙是依附于内框架结构上的，如何使外墙与新建内框结构可靠连接，满足抗图5连接方式四 第1期陈伟等：中国刀剪剑博物馆改造加固技术43(4)对衬墙两侧的对拉螺栓间距应加密，模板支架的剪刀撑及水平杆与已硬化的混凝土柱墙的拉结应到位。模板支撑要牢固，加密斜撑、横撑和拉杆，以防崩模。(5)自密实混凝土的养护环节尤其重要，否则其各方面的高性能就不能达到标准养护下的优良指标。拆模不宜过早，建议应不少于4d，洒水养护不少于14d。本工程混凝土浇筑在冬季，所以在浇筑后立即采用塑料薄膜和草袋覆盖养护。图6连接方式五由于在混凝土的施工浇筑前都比较重视，并有充分的思想准备。因此未出现工程质量问题。拆模后墙面光洁，木纹清晰可见，未发现泌水流痕现象。在衬墙近一个月的施工中，前后共取样本20个，强度检测合格。6．3锚杆桩加固技术措施对旧建筑的改造，合理的地基基础加固方案是成功的前提和保证。考虑到2#楼原有地基承载力的实际情况，综合考虑了承载力、沉降变形、新老基图7连接方式六础的协同工作情况、施工时对原有墙体的保护因素后，决定采用锚杆静压桩进行加固。在压桩过程中6．2混凝土衬墙的浇筑土体的垂直隆起和水平位移会波及到压桩区域外的作为围护结构的钢筋混凝土衬墙，墙高7．5m，一定范围。为了防止或减轻这种危害。压桩施工离保留老墙体仅15em的距离，并有两排直径为前，在需保护的老墙体设置隔离带，减轻土层的水平12mm的螺纹钢筋。加之衬墙上布置有纵横交错的压力，有效地缓解向临近建筑物传递的土体应力，并窗户及框架横梁的干扰，混凝土浇筑振捣十分困难，保护老墙体。因此采用C20自密实混凝土。针对此混凝土的流动性特大，有可能产生泌水及对模板压力较大等问7结语题提出如下施工技术措施：．本工程自2009年完工后对墙体的沉降和倾斜(1)采用涂塑多层胶合板，不用钢模。因混凝情况进行监测，从监测数据来看建筑物不均匀变土流动性好，对模板的侧压力接近液体压力，同时泵形量、变形速率均在允许范围内，未见老墙体损送浇筑速度快且量大，这就需要模板缝隙密防止坏。所以采取上述的几项防护措施并辅以施工过漏浆。模板接头处采用双面胶条填堵，确保密封不程跟踪监测，是能够取得预期效果的，说明改造是漏浆，以免因跑浆和少量泌水造成露砂和露石。成功的。该综合技术为此类工程改造积累了经(2)衬墙总高7．5m，应分三次立模二三次浇筑，验，提供了借鉴。一次浇筑高度不宜大于2．5ITI。横向浇筑点间距保持在1．5ITI左右。参考文献(3)对部分墙体因窗户纵横交错，浇筑十分困[1]周宗彬，祝群．四川省展览馆抗震加固施工技术[J]．施工技难的部位，可采取在墙体模板局部开洞，加设浇筑漏术，2009，38(2)：58—60．斗的方法，并附以外部敲击，帮助混凝土穿过障碍，[2]王大愚，仝胜强，朱同然，等．中国美术馆加固改造综合施工技充分填充模型。术[J]．施工技术，2009，38(6)：60—62．'