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介：由***建設集團承建的***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棟轉換層拆除模板后，項目部與監(jiān)理公司聯(lián)合檢查組，對拆模后發(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)質量缺陷，后經監(jiān)理方，業(yè)主，設計院，質檢站等相關部門會議研究決定由設計院提出補強設計方案，現(xiàn)我司根據設計院的設計方案制定施工組織設計方案如下。施工組織依據海外設計院的加固設計圖紙（結G-27及其附圖）鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50205-2001建筑工程施工質量驗收評定統(tǒng)一標準GB50300-2001建筑工程質量檢驗評定標準GBJ301-88混凝土質量控制標準GB50164-92預應力混凝土結構技術規(guī)程JGJ/T92-93建筑機械使用安全技術規(guī)程JGJ33-2001混凝土結構加固設計規(guī)范（GB50367-2006）加固施工組織管理機構為保質保量完成本次加固施工，確保完成設計要求。我項目部以項目經理親自掛帥，組成本次加固施工領導小組，分工與職能如下：1)現(xiàn)場生產組織架構框圖：總包單位專業(yè)加固公司植筋組鋼構施工組化學灌漿組卸荷施工組搬運工組測量觀測組職能分工總包單位：***建設集團有限公司廣州公司，負責本次加固施工方案的初步審查，上報業(yè)主及監(jiān)理公司的審查，負責方案實施中的監(jiān)督與對分包專業(yè)公司的管理。主要負責人為項目經理***，領導小組成員：技術負責人**，工程師**、主辦施工員鄺***、專業(yè)質量檢查員***。專業(yè)分包公司：廣州市***灌漿工程有限公司，負責本次加固的具體施工。項目經理：**文現(xiàn)場負責人：**植筋組：3人，負責人：肖**，工作負責范圍：柱加固鋼筋的植筋，柱包鋼化學螺栓的植入。鋼構施工組：3人，負責人：張**負責施工范圍：柱包鋼的鋼結構的制作與安裝。柱卸載化學灌漿組：4人，負責人：譚***負責施工范圍：柱包鋼，干包鋼板后的壓力注膠，結構混凝土表面蜂窩的修補。卸荷施工組：4人，負責人關***負責柱施工的加載卸荷與與千斤頂的卸載工作搬運工組；6人，負責人：李**負責所有材料的現(xiàn)場搬運與安裝配合。測量觀測組：2人，負責人，**，負責卸載置換施工期間的轉換梁位移觀測。施工總體工藝流程及施工工藝根據圖紙放線卸載(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)護卸載拆除完成施工。１）放線施工：按施工圖紙在首層和地下室放出35，36軸軸線和E,D軸軸線。根據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)測量工程師進行復核。由監(jiān)理復核，做好記錄。2）按設計院提供的卸荷要求參數，如附圖對柱進行卸載，卸載要求按拾級進行，每級加載間隔時間為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）根據千斤頂活塞面積乘以千斤頂油壓得出千斤頂的頂升力，嚴格控制加載程序和時間,每條柱三個卸荷點輪流循環(huán)卸載或同時卸載卸載參數一覽表序號卸載位置卸載總值每級卸載植植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每級加載換算表(1)加載位置：35——36軸交E軸加載級數千斤頂對對應支頂力千斤頂油壓表度數數第一級80KN2.8233MPa第二級160KKN5.6466MPa第三級240KKN8.4699MPa第四級320KKN11.2992MPaa第五級400KKN14.1115MPa第六級480KKN16.9338MPaa第七級560KKN119.776MPaa第八級640KKN22.5884MPaa第九級720KKN25.4007MPa第十級800KKN28.2330MPaa每級加載換算表(2)加載位置：36——37軸交E軸加載級數千斤頂對對應支頂力千斤頂油壓表度數數第一級104.77KN3.6995MPa第二級209.44KN6.66689MPaa第三級314.11KN11.0084MPaa第四級418.88KN14.7779MPPa第五級523.55KN18.4473MPaa第六級6628.2KKN22.1667MPa第七級7732.9KKN25.8662MPa第八級8837.6KKN29.5557MPa第九級9942.3KKN33.2552Mpa第十級11047KKN36.9446MPa每級加載換算表(3)加載位置：36軸軸交D—E軸加載級數千斤頂對對應支頂力千斤頂油壓表度數數第一級45.2KKN1.5955MPa第二級90.4KN3.1900MPa第三級135.66KN4.7855MPa第四級180.88KN6.3800MPa第五級226KKN7.9755MPa第六級271.22KN9.5700MPa第七級316.44KN12.7660MPa第八級361.66KN12.7660MPaa第九級406.88KN14.3555MPaa第十級452KKN15.955MPa每級加載換算表(4)加載位置：35軸軸交D—E軸加載級數千斤頂對對應支頂力千斤頂油壓表度數數第一級89KN3.1411MPa第二級178KKN6.2811MPa第三級267KKN9.4222MPa第四級356KKN12.5662MPaa第五級445KKN15.7003MPaa第六級534KKN18.8443MPaa第七級623KNN21.9884MPa第八級712KNN25.1225MPaa第九級801KNN28.2665MPa第十級890KKN31.4006MPa每級加載換算表(5)加載位置：35軸軸交C—D軸加載級數千斤頂對對應支頂力千斤頂油壓表度數數第一級95.1KKN3.3566MPa第二級190.22KN6.7122MPa第三級285.33KN10.0667MPa第四級380.44KN13.4223MPa第五級475.55KN16.7779MPa第六級570.66KN20.1335MPa第七級665.77KN23.4881MPa第八級760.88KN26.8447MPa第九級855.99KN30.2002MPa第十級951KN32.2888MPa每級加載換算表(6)加載位置：35——36軸交D軸加載級數千斤頂對對應支頂力千斤頂油壓表度數數第一級139.55KN4.9223MPa第二級279KN9.8445MPa第三級418..5KN14.7769MPaa第四級558KN19.6691MPaa第五級697.55KN24.6613MPaa第六級837KN29.5535MPaa第七級976.55KN34.4458MPaa第八級11166KN39.3381MPaa第九級12555.5KN44.3303MPaa第十級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行植筋，本次施工采用瑞士喜利德植筋膠，嚴格按喜利德產品說明書施工，按圖紙將加固需要的柱筋植入承臺與首層梁及轉換層梁。4)樓板開孔；卸載工作完成后通過設計，監(jiān)理單位現(xiàn)場驗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早強型微膨脹混凝土進行第一次置換，第一次置換完成后24小時在對第二次進行置換，置換完成后48小時且用回彈儀現(xiàn)場回彈當前兩次置換后混凝土強度大于等于C20時方可再鑿除剩余需要鑿除的混凝土，進行第三次置換。（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計計算1、缺陷柱的軸力：根據設計單位提供該柱目前工況下的理論軸力為3363kN，鑒于安全考慮，托換時按目前工況下該柱理論軸力乘以1.5系數，即托換時該柱軸力按N0=5044.5kN考慮。2、無縫鋼管支撐規(guī)格：托換缺陷柱，將該柱荷載（軸力）分散到支撐上，對柱進行卸載。在首層和負一層與該柱相連的三條梁上分別設置托換鋼管支撐，支撐鋼管與梁之間采用Q235鋼板墊板。每個鋼管支撐應分擔柱的軸向荷載為N=5044.5/3=1681.5kN，三條梁在支撐點處的剪力分別為Vd=1395kN、V1c=951kN和V1e=890kN。因此，每條梁鋼管支撐應承受的荷載分別為：Nd=3076.5kN、N1c=2632.5kN和N1e=2571.5kN。采用熱軋無縫鋼管支撐，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算無縫鋼管材質選用Q235鋼，抗壓強度設計值取f=190N/mm2，則按滿足軸向承載要求的三條梁支撐無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無縫鋼管穩(wěn)定驗算：軸心受壓計算N=3076.5KNA=3.14×(4502-4262)/4=16503.84mm2鋼管柱計算長度L0=1.0*3.0=3.0m鋼管截面回轉半徑:i0=(1+α2)1/2*D/4=(1+(426/450)2)1/2*450/4=221.96mm鋼管柱長細比λ=L0/i0=3000/221.96=15.516按《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）附錄C，查表：鋼管柱的穩(wěn)定系數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)定驗算。本次加固選用滿足上述承載和穩(wěn)定性要求的無縫鋼管規(guī)格為：外徑450mm，壁厚12mm。（3）支撐鋼管的鋼墊板抗沖剪切驗算鋼墊板抗剪強度設計值按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算：鋼墊板尺寸：1000*1000mm，砼抗壓強度設計值fc=14.3N/mm2受壓軸力N=3076.5KN局部受壓應力σ=N/A=3076.5*103/1*106=3.08N/mm2<fc=14.3N/mm2滿足局部受壓驗算。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及梁內的鋼筋計算好鋼筋的長度，確保柱同一截面鋼筋連接接頭數量小于50%。鋼筋豎向焊接必須焊縫飽滿，焊縫長度符合規(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，嚴格按喜利德產品說明書施工將加工制作好的Φ12植入原柱內。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，甲方進行隱蔽驗收，開始安裝模板，利用以前原柱施工時留下對拉螺桿孔安裝對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）首先混凝土選擇細石商品砼。2）柱施工使用震動棒選擇兩種1種為Φ50震筆，另種為Φ25震筆，確保每個位置均能用震筆振搗密實。3）混凝土澆筑高度每次小于500，振搗密實前一段后再施工后一段?；炷敛鹉r間為24小時，養(yǎng)護時間為7天，養(yǎng)護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;千斤頂卸載時按加載的要求一樣逐級卸荷,卸荷時間間隔為10分鐘.10）沉降觀測：梁沉降觀測使用儀器為光學水準儀。觀測方法如下：首層在通過要卸載的柱的三條梁和該條柱頭位置設置沉降觀測點，每條梁不少于2個（柱頭一個）。加固施工開始前進行首次觀測并做好觀測記錄，加固施工卸載時每加一級荷載觀測一次，并將觀測到的梁的繞度值和柱頭位移及時匯報給現(xiàn)場施工負責人，（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小時觀測一次，當繞度值和柱頭位移最大值超過梁凈跨1/250時，檢查千斤頂壓力表讀數，加大支頂力（或增加支頂數將梁變形頂回。五、