某中學教學樓為3層磚混結構,建筑面積2940m2,教室及辦公室均為6m預制進深梁和空心板構成的樓地面、屋面;局部實驗室為現澆樓板梁。該工程交付使用2年多后大部分預制梁在距端部600mm左右出現大小、條數不等的裂紋且有逐漸發展的趨勢,經檢測部門鑒定屬危險構件,且部分梁混凝土強度達不到設計要求,需進行處理。
1、處理方案
1.1、方案確定
根據進深梁裂縫程度和混凝土質量情況,初步確定2個處理方案:
采用鋼桁架結構。加固工期短,但造價高,需專用設備,且材料不易解決。
采用支架托板換梁。雖工期較長,但造價低,材料易于解決。
經施工安全、人工費使用、設備投入等條件對比后,選擇支架托板換梁方案?該方案為硬架(鋼或木架)托板,并采用現澆鋼筋混凝土梁硬架支模的逆作施工完成換梁全部過程。
1.2、工藝流程
在適當部位設支架(硬架)將梁兩側預制空心板托住→將梁上地面面層用無齒鋸沿梁寬整齊切開掀掉,清理至樓板上表面→樓板上按放出的線間隔截鑿樓板,作換梁時混凝土的澆灌孔→廢鑿鋼筋混凝土梁→清(整)理鋼筋→支設梁模板→澆灌混凝土,養護→拆模,裝修,恢復地面。
2、保證質量的技術措施
1. 支(硬)架托板與恢復梁模支撐系統互不干擾,目的是在拆鑿與恢復梁的過程中,減少相互干擾而產生的弊病。如:支(硬)架時變形造成樓板的水平位移變形或塌陷,對恢復梁尺寸有影響,所以對托板支架要保證其整體剛度,支架立柱大小及間距應根據材質情況計算確定,梁模板支撐系統自成體系,立柱的大小間距亦應計算確定。
本地區模板支承多采用方木或圓徑木,故支承單根承載力的計算如下:
1)托樓板的支承按木構件穩定計算
2)梁模板支承按木構件受壓強度計算
計算支架時的荷載設計值N,應采用荷載標準值乘以相應的荷載分配系數(《混凝土結構工程施工及驗收規范》規定)。
支撐間距的確定:在根據計算的單根支撐允許的情況下,應考慮施工安全,在計算確定的支撐之間均應加設一根支撐,以防某一支撐松脫,造成樓板變形或塌落而影響恢復梁的斷面。
2.支架立撐上下均設通長30mm厚木板,沿梁平行鋪設,以將立撐造成的集中荷載變均布荷載傳開,立撐沿梁的位置距埋梁處的板端不宜過大,以免鋼筋混凝土梁拆除后空心板的懸挑部分在施工荷載作用下折斷,支點的位置在300~500mm之間,以不影響恢復梁所支設模板需要的工作面為宜。
3.樓板的斷鑿。為保證空心板水平不位移,空心板間隔破壞,寬度為80~100mm,以能灌入混凝土和振搗棒插入為宜。
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4.拆鑿板及梁混凝土前,在該梁下幾層的同部位設支架,將施工荷載傳至首層地面。拆除混凝土梁時,施工人員應站在1、2板架上,不得站在空心板的懸挑處(3處)施工。
5.恢復鋼筋混凝土梁?;炷亮簲嗝嬖O計為矩形,空心板的錨固長度為10cm,鑿板后部分板的錨固長度不足,達不到規范要求。為此將梁斷面改為T形,所改的T形梁是在原設計斷面的基礎上增加挑出部分,以彌補空心板錨固不足。由此增大了梁模板支設難度,在設托板支架時應考慮梁模板支設時需用操作面。
3、施工注意事項
施工過程中的安全工作極為重要,應設專人負責,要隨時注意支架的穩定,檢查支撐有無松脫情況并及時處理。拆鑿混凝土梁時應從梁的底側面開始,逐段逐步進行。操作人員應在待拆鑿梁的同側工作,嚴禁梁的兩側同時拆鑿施工,以免相互傷人發生安全事故。
托板支架的支撐要適當,每根梁上板的支托力度由一人掌握,以免松緊程度不同。支撐底部使用硬木對拔楔控制支撐松緊程度,各支撐間均設拉結及剪刀撐,使支架有足夠的剛度和穩定性。
為保證新澆混凝土與板底處縫隙的密實,混凝土工作度宜選5~7cm,并且充分振搗,混凝土澆灌前應先堵塞板孔。
混凝土澆至樓面標高下0.02m處,上作2cm與地面同質材料的面層。
斷鑿空心板時,應注意敷設在板孔內的各種線路,以免隨意破壞后難以恢復或造成傷亡事故。應用托板換梁工藝,對近30根鋼筋混凝土梁進行拆換處理,經濟安全,經測算比用鋼桁架加固節省資金1.74萬元,節省費用29%,并能滿足使用及結構性能要求。