改造过程中仅拆改框架柱施工工法

改造过程中仅拆改框架柱施工工法

编制单位：中国建筑一局（集团）有限公司

主要执笔人： 曾德龙、石梦琪、姜红平、宋满林、谢伏彬

1 前言

改造项目中经常存在仅改造上部结构，下部结构无需拆改的情况。但因上部结构载荷等发生了变化，导致下部结构框架柱需拆除重做，而梁板无需拆改。按常规做法需将下部结构一并拆除后再根据原图纸重新施工，此做法增加了大量无意义的成本，且非常的耗时。南京新媒体大厦项目工程实施过程中经过分析，将需拆改框架柱采用型钢换撑后拆除再施工，施工便捷，在节约成本，加快进度方面都获得了不错的成效。

2 工法特点

2.0.1 仅对有变化柱及搭接部分进行拆改，其余部分不进行拆改，节约了工期与大量的成本。

2.0.2 采用型钢换撑的形式对拆改柱进行换撑，不影响整体结构安全。

3 适用范围

3.0.1 适用仅需对框架柱进行拆改，无需对梁板进行拆改的工程。 3.0.2适用于因特殊原因导致部分框架柱需在水平结构施工完成后再施工的工况。

4 工艺原理

先采用型钢换撑的形式替换需拆改框架柱承重，待新框架柱施工完毕后再拆除型钢支撑。

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5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

安装型钢换撑 安装埋件 施工准备

新框架柱植筋 原框架柱拆除

与原结构连接 新框架柱钢筋绑扎

拆除型钢换撑 混凝土浇筑 图5.1 施工工艺流程图

5.2 施工操作要点 5.2.1 施工准备

1、因原柱是结构直接受力构件，故在进行拆除前需对其采用型钢换撑进行受力分散，需将原结构柱载荷进行计算并增加机械运输混凝土的施工载荷后，计算出型钢换撑的载荷后得到换撑用型钢的型号。

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2、明确拆除方式

因框架柱较厚，故通常采取绳锯切割的方式对框架柱进行拆除。并结合现场起重条件、楼板载重条件、起重设备起重量等因素计算混凝土切块重量，并对拆除部分进行合理划分以，防止出现超载现象引起事故。

3、明确换撑回顶位置

换撑回顶需要将所有与改柱连接的主梁进行回顶，回顶位置需先确定主要由主筋搭接方式并计算搭接长度后再确定。 5.2.2 埋板施工方案

因必须采用后置埋板的形式，为确保埋板与原结构连接强度，采用先将锚筋植筋植入原结构中，再将锚筋与锚板焊接的形式进行焊接。

埋板锚筋与钢筋应采用穿孔塞焊进行连接，埋板大样项见图5.2.2-1

图5.2.2-1 后置埋板大样图

5.2.3 换撑回顶施工

型钢换撑应与埋件贴角满焊，具体做法如图5.2.3-1所示。

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图5.2.3-1 型钢与埋件连接节点

所有与改柱关联的主梁均采用换撑回顶完毕后，采用钢管将所有的型钢连接在一起，钢管连接需上、中、下各设一道，以保证型钢换撑的稳定性，钢管连接间距根据层高进行计算。具体做法如图5.2.3-2与图5.2.3-3所示。

图5.2.3-2 型钢换撑剖面图

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图5.2.3-3 型钢换撑平面图

5.2.4 植筋施工

5.2.4.1 施工工艺

现场清理→定位放线→清理基层→钢筋下料→钢筋处理→选择机具→安装设备→开孔→清孔→孔烘干→植筋胶调制→灌胶→锚筋→固化养护→验收。

5.2.4.2 注意事项

（1）现场清理：采用角磨机等工具对植筋部位污损、油渍等清理干净。

（2）在作业面清理完成后，拉墨斗弹出控制线，该控制线控制钢筋的施工部位，按照设计图纸要求的钢筋保护层厚度、间距、位置在需锚筋部位放线定位。并在附近显眼位置标明所锚钢筋的直径，如在同一部位，锚筋数量较多时，应用电锤在锚筋位置钻下2-3cm深，以免施工时抹去印记。 如因原有钢筋影响需调整植筋钢筋布置，需及时与设计沟

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通，得到同意后方能调整。

（3）做好材料准备：施工前应提前将所需钢筋规格、长度、根数等提前准备，避免出现停工待料现象的发生。植筋用钢筋应打磨钢筋锚固部分，锚筋部位的表面油污、锈蚀、杂土以及不平物质应及时清理干净，以免施工时污染孔洞。对于光圆钢筋的锚固部分打磨至露出金属光泽为止。

（4）钻孔作业：准备好后即可进行钻孔作业。植筋钻孔作业根据孔径、作业环境，选择适宜钻机，根据植筋孔径选择相应配套规格的钻头。一般钻头直径比钢筋直径大4～6mm，成孔直径符合设计要求。钻头长度应能满足钻孔深度。操作工人戴好防护眼镜和手套。

钻孔时首先接通电锤、冲击钻电源试运转，查看钻杆旋转方向是否正确。操作时保证垂直施加作用力。当在标定的孔位施时遇到原结构钢筋，经设计单位认可，可略事调整钻孔位置，避开钢筋。钻孔深度必须达到设计要求。

若意外产生废孔，将孔内彻底清净之后，用胶粘剂填实封堵。 （5）清孔：

A、成孔后的孔洞应彻底清除孔内粉尘碎屑，避免粉尘碎屑产生隔离作用而影响胶粘剂粘结效果。植筋孔洞钻好后应先用毛刷清孔；再用吹风机装备风管清除孔内粉尘。如此反复处理不应少于3次，直至无粉尘碎屑为止。必要时尚应用于净棉纱、毛刷擦净孔壁，以保证孔壁与胶粘剂能有良好粘结效果。

B、植筋孔壁的干燥程度应符合胶粘剂产品使用说明书的要求。要求

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混凝土构件待植筋孔洞干燥时必须满足，否则应用热风机对孔内鼓吹热风干燥处理，保证粘结剂固化之前孔内干燥，以确保粘结剂固化效果。

C、植筋孔应完整，不得有裂缝和其他局部损伤。

D、植筋孔壁清理洁净后，若未立即注胶植筋，则应用干净的棉纱将孔洞严密封堵，避免灰尘和异物落入污染，保护待用。

（6）验孔：同一部位植筋孔完成后，检查验收确认成孔孔位、孔径、孔深及界面处理符合施工质量验收规范中合格质量的要求。

（7）注胶植筋

注胶作业可用专用胶粘剂灌注器向孔内填塞。灌注方式应不妨碍孔中的空气排出。将注射咀深入植筋孔最底部，边注射边缓慢向外退出便于排除孔内空气，防止形成气囊。灌注量应按产品使用说明书确定，一般取注入孔内约2/3，并以植入钢筋后有少许胶液溢出孔口为度。

注入植筋胶后，应立即插入蘸满胶粘剂的钢筋，并按顺时针方向边转边插，强力向内推进，并适当转动锚筋以利排除胶内空气，直到达到规定的深度。

从注入胶粘剂到植好钢筋所费的时间，应少于产品使用说明书规定的可操作时间。否则应拔掉钢筋，并立即清除失效的胶粘剂；重新按原工序返工处理。

当胶粘剂充满孔洞后，把溢出的多余胶液清理干净。对水平植筋应注意外口胶液流淌情况，应予复补或用垫片阻挡。

所植入的钢筋必须校正方向，使植入的钢筋与孔壁之间的间隙均匀。胶粘剂固化前，不得触动所植钢筋。

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（8）固化养护

在胶粘剂固化前不得扰动所植入的钢筋。独立或成排钢筋应做支护，确保位置居中，定位正确，防止人为影响而发生位移。所植入的钢筋应静态养护，做好成品保护。根据产品使用说明书规定，一般视施工环境温度条件养护时间需要数小时。

6 材料与设备

6.1 材料

主要材料见表6-1。

表6-1 主要材料表

序号 材料名称 型号 单位 备注 需根据计算1 钢材 Q235b t 得出具体型号 2 3 4 6.2 设备

主要机械设备见表6-2。

表6-2 主要设备表

序号 1 2

钢板 钢管 植筋胶 10mm厚 φ48 m3 m Q235 —— 名称 专业切割机 水钻 型号 单位 台 台 数量 10 10 备注 8

3 4 5 6 7 8 9 10 绳锯 汽车吊 叉车 电锤（钻） 电焊机 钢筋设备 氧气乙炔设备 注浆机 7 质量控制

台 台 台 把 套 台 套 只 8 1 2 15 2 3 3 2 7.1 原材料质量要求

7.1.1 进场材料出厂合格证及其它出厂质量证明文件齐全，进场材料应组织相关部门验收。 7.2 质量控制标准 7.2.1本工法引用的规范： 序号 1 2 3 4 6 8 9 10

标准名称 《钢结构工程施工规范》 《钢结构工程施工质量验收规范》 《建筑钢结构焊接技术规程》 《钢结构焊接规范》 《建筑结构用钢板》 《工程测量规范》 《施工现场临时用电安全技术规范》 《建筑机械使用安全技术规程》 标准编号 GB50755-2012 GB50205-2001 JGJ81-2002 GB50661-2011 GB/T5313-2010 GB50026-2007 JGJ46-2005 JGJ33-2012 9

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《建设工程施工质量验收统一标准》 《建筑结构荷载规范》 《钢结构设计规范》 《圆柱头焊钉》 GB50300-2013 GB5009-2001 GBJ50017-2003 GB10432-2002 7.3 质量保证措施

7.3.1在分段放线定位时，应该严格控制分段混凝土支撑的重量，严禁超重切割。

7.3.2当采用手工拆除时，应尽量把握敲击力度，尤其在保留旧钢筋时，避免因此而扰动原结构受力钢筋。

7.3.3拆除切割的部位和规格尺寸，必须满足设计图纸和要求。切割拆除预留的构建截面处，要周沿平整，无明显裂缝，阴阳角符合要求。 7.3.4完善保护现有产品的防护措施。 7.3.5植筋作业完成后应保持静置，禁止扰动。

8 安全措施

8.1 安全注意事项

8.1.1 建立健全施工现场安全管理规章制度、安全监控网络和安全保证体系，设置专职安全员和现场责任工程师，实时监督操作人员严格执行操作规范和安全技术交底，严禁违章指挥或违章操作。

8.1.2 严格控制进场物资、设备等的质量，并对物资、设备等及时报废，对现场施工机械及设备，实时进行维护保养和检修，确保其处于良好的工作状态，杜绝安全隐患的存在。

8.1.3 吊装作业时，吊装作业半径范围内，严禁站人，构件起吊至安装

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位置上空时，操作人员和信号指挥应严格监控构件下降过程，在构件安装时，塔吊不得有任何动作及位移。 8.2 安全技术措施

8.2.1进入作业现场，作业人员一定要穿戴好防护用品，电焊专业人员应戴好防护镜或防护面罩。

8.2.2工程施工过程中，专职安全监督人员须经常检查工作面的安全设施，杜绝、消灭有关的违章行为。

8.2.3所有钢丝绳、吊索及挂索等在使用前和吊装作业前必须经过合格起重工检查。如发现磨损、刮伤、扭结、绕夹或其它可能降低受力性能的现象，应停止使用，立即更换。安全人员应及时了解情况并采取恰当措施以确保有缺陷的吊具不再使用。钢丝绳索等在使用过程中避免与尖锐边缘接触，使用结束后应妥善保存。

8.2.4切割机械操作者，作业前要熟悉机械的水电管路的接驳，掌握机械正常运转要求，在切割前先进行试运转，机械正常运转后方可正式作业。切割机械勤保养，勤维修。电控设备有故障要及时修理。严禁带电修理切割机械。

8.2.5对临边洞口进行搭设钢管防护，高度为1.2米左右，0.6米加横杆，长度超过2米，加立管，并且挂设安全网兜，防止坠落。

9 环保措施

9.0.1 建立健全施工现场环保管理规章制度，并认真贯彻执行。 9.0.2 详细调查施工中可能存在的影响环境的因素，有针对性地制定切实可行的保护措施。

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9.0.3 加强现场文明措施管理，建立现场场容场貌管理机构，明确分工，责任落实到人，施工场地和作业限制在工程建设允许范围内合理布置，规范围挡，做到标牌清楚、齐全。

9.0.4 每天收工后应尽量不剩材料，不准乱到，应收集后集中处理，废弃物按环保要求分类堆放、消纳。

9.0.5 遵守现场管理规章制度，做到遵纪守法，夜间施工必须按照当地环保部门的规定。严格控制作业时产生的噪声，对主要噪声源，如构件运输车、吊车等采用有效的吸声、隔音材料施作封闭隔声屏，同时，夜间施工时严禁大声喧哗，装卸物料及码放时轻拿轻放，作业时间严格按夜间施工许可证的规定执行。

9.0.6 夜施光源如汽车灯光及照明灯不直接对居民房，采取有效措施避免直接照射。

9.0.7 车辆进出场地时，应保持车辆整洁，防止对场内外道路的污染，并杜绝扬尘。

10 效益分析

10.0.1换撑型钢充分考虑了结构原载荷和施工载荷，保证改造施工的安全性。

10.0.2仅对需拆改的框架柱进行，其余无需对未改结构进行施工，每根柱子可节约工期10天左右，节约成本约5万元。共节约成本约140万元。极大的节约了工期与施工成本。

10.2.3施工完成后，拆除的型钢换撑可周转使用，根据拆改体量可节约施工成本，同时满足绿色环保施工。

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11 应用实例

南京新媒体大厦项目设计施工总承包（EPC） 11.1 工程概况

南京新媒体大厦项目设计施工总承包（EPC）位于南京市建邺区雨润大街以南，江东中路以东，项目总用地面积18500平方米，其中建设用地16141.83平方米，代征用地2358.2平方米。项目总建筑面积约155022.94平方米，其中地上建筑面积约96834.23平方米，地下建筑面积约96834.23平方米。 11.2 工程应用

南京新媒体大厦项目新格构柱偏位较大，已进入框架柱内，导致在地下室整体封闭前无法施工。综合考虑以上因素，项目采用改造过程中仅拆改框架柱施工工法，使用型钢换撑回顶框架梁。经过在该工程的应用，证明了该施工方法施工便捷、可操作性强、安全可靠等特点，产生了较大的社会和经济效益，值得类似工程借鉴。 南京市工人文化宫建设项目 11.3 工程概况

南京市工人文化宫建设项目位于南京市秦淮区白下路257号，与南京城市中心新街口直线距离1.7公里，南临夫子庙，东接内环东线，与地铁三号线和五号线距离较近，交通便利。本项目主体包含1栋14F职工之家、一栋5层体育中心及一栋4层的文化中心，最大建筑高度62m。总用地面积16122.7㎡，总建筑面积约72183.73 ㎡，地上总建筑面积41996.15 ㎡，地下总建筑面29342.58㎡。

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11.4工程应用

南京市工人文化宫建设项目存在一栋需改造加固建筑。因业主内部建筑功能发生改变，导致部分结构柱承载力不足，需重新进行施工，但水平构件无需进行拆改作业。综合考虑以上因素，项目采用改造过程中仅拆改框架柱施工工法，使用型钢换撑回顶框架梁。经过在该工程的应用，证明了该施工方法施工便捷、可操作性强、安全可靠等特点，产生了较大的社会和经济效益，值得类似工程借鉴。

图11.4-1工字钢进场 图11.4-2顶部埋件焊接 图11.4-3埋件安装 图11.4-4型钢换撑安装

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图11.4-5型钢顶部焊接 图11.4-6型钢换撑安装完成效果 图11.4-7原梁柱接头部位剔凿 图11.4-8原混凝土框架柱切割 图11.4-9混凝土块吊运 图11.4-10混凝土块吊运

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