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[实例案例]拆墙换梁(柱)扩大空间工程的改建施工

川渝拆除17713551981

[实例案例]拆墙换梁(柱)扩大空间工程的改建施工

1.工程概况

镇江市某饭店,系20世纪70年代建造的一幢砖混结构楼房,主楼五层,局部六层。1〜2层为营业用房,3〜5层为客房, 随着营业情况的变化,原来的小空间已不适应当前经营需要,为此,对1〜2层中的部分承重横墙提出了拆墙换梁(柱)扩大空间的改建要求。

本次改建范围其平面图和剖面如图4-83所示。要求拆除的承重横墙为㉔轴和㉕轴两轴1〜2层的砖墙,使底层形成五开间的大空间,二层形成四开间的大空间。改建后的平面和剖面如图4-84所示。

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图4-83改造前底层、二层平面图及剖面图

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图4-.84改造后底层、二层平面图及剖面图

2.工程情况分析

(1)本工程原为砖混结构,各层荷重通过承重砖墙传至基础(为钢筋混凝土条基)。由图4-83的1-1剖面可知,原结构㉒〜㉔轴之间的底层和㉕〜㉗轴之间的1〜2层均为两个开间的大空

间,楼面结构设有纵横钢筋混凝土承重梁。㉓轴二层和㉖轴三层楼面的钢筋混凝土承重梁,不仅承受本层楼面荷重,还承受上面各层通过砖墙传下的多层荷重,并通过纵向钢筋混凝土大梁,分别传给㉔轴和㉕轴砖墙。也就是说,㉔轴和㉕轴两道承重砖墙承受着㉓〜㉖四道轴线间的全部上部荷重,它对结构的稳定和安全起着重大作用,因此,对这两道墙的拆除改建有一定的难度和较大的风险。

(2)本项目在拆墙换梁(柱)改建过程中,上面3〜5层客房照常营业,因此,必须确保㉓〜⑳轴之间上部结构的稳定与安全,这是改建工程成败的关键所在。为此,必须在㉓〜㉖轴之间架设稳固的临时支撑,各个环节须作认真的承载力计算,并有充分的安全度,做到安全上万无一失。

(3)改建工程在确保安全和质量的前提下,力争加快施工速度,避免在改建施工期间受到意外情况的影响。事先准备工作要细、实,施工应尽量连续一气呵成。

3.施工组织方案

(1)施工程序的设计

拆墙换梁(柱)改建工程不同于正常的工程施工,没有一套现成的施工程序可循,必须根据工程实际改建情况作出精心安排。工程改建过程中,安全问题尤为突出,一点微小的疏忽,可能带来严重的后果,故施工程序必须首先考虑安全问题。此外,改建工程往往场地狭小,施工操作环境较差,施工程序的设计要有利于施工操作。

本工程的施工程序如下:

1)进行临时支撑设置方案比较和支撑承载力设计计算,并进行支撑材料准备和支撑搭设操作人员技术交底工作;

2)拆除㉔和㉕两轴新设钢筋混凝土柱基部分的砖墙,下面拆至原条形基础面(即改建后的钢筋混凝土基础底面);

3)浇筑钢筋混凝土柱基至地面平,混凝土满浇,以利于临时支撑搭设;

4)搭设㉓〜㉖轴1〜2层全部临时支撑;

5)拆除㉔〜㉕轴1〜2层砖墙;

6)立底层柱和梁模板、扎钢筋、浇筑底层柱混凝土至梁底;

7)浇筑底层钢筋混凝土梁;

8)立二房柱和梁模板、扎钢筋,浇筑二层柱混凝土至梁底;

9)浇筑二层钢筋混凝土梁;

10)待混凝土强度达到设计强度等级要求后,先拆除梁侧模和柱模板,经外观检查无异常后,拆除大梁支撑;

11)拆除临时支撑(从上往下拆除);

12)修补楼面和墙等部位的损坏处;

13)装饰工程施工。

(2)临时支撑设计

1)各轴荷重计算

①㉓轴:原轴向承重梁承受着2〜5层砖墙及楼面的荷重,其线荷重如下。

楼面(含屋面)总荷重:91kN/m砖墙重(四层):69kN/m大梁自重:3kN/m㉓轴每米线载合计:163kN/m

②㉖轴:该轴与㉓轴相比,上部荷重少一层砖墙和一层楼面,经计算,⑳轴每米线载合计127kN/m。

③㉔、㉕轴:该两轴拆除1〜2层砖墙后,其上部荷重同㉖轴,每米线载亦为127kN/m。

2)支撑承载力计算

本工程根据单位现有材料,采用f48X3.5mm和f150X6mm两种钢管作临时支撑,其承载力计算如下。

①48X3.5mm钢管的承载力可按下式计算:

P=A•f•4

式中p—一一钢管承载力(N);

A——-钢管截面积,A=489mm;

f一一钢管的抗压强度,/=205N/mm;

一稳定系数,由长细比A查得,A=f,/0为计算长度,r为钢管截面回转半径。

现以底层为例,层高4.5m,减去楼板和面层厚15cm及上下垫木(铁)厚22cm,钢管净长为4.13m。支撑搭设时,除顶部和底部作统长拉结外,中间每隔1.5m采用一道纵、横向拉结,以提高其支撑的整体性,缩短计算长度l。现l。拟用4.13m/2,即2.065m,f48x3.5m钢管查得i=15.78mm,则计算得长细比A为131,查得p=0.383。

由此可得每根钢管的承载力为:p=A•F•4=489X205X0.383=38393N=38.4kN

©f150x6mm钢管,计算方法同上,其l。按全高3.8m计算,(支撑于轴向梁下)每根钢管承载力为402kN。

3)支撑布置方案

本工程临时支撑因用两种钢管材料,故拟用两种支撑形式。一是㉓和㉖轴采用f150X6mm粗钢管直接沿轴向钢筋混凝土梁作支撑,支撑范围为中间6m,纵横梁的交叉点处采用双支撑,

㉓轴撑至二层梁底,㉕轴撑至三层梁底。支撑简图如图4-85所示。

上部总荷重9m宽计:163X9=1467(kN)

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图4~85㉓和㉖轴钢管支撑简图

8根支撑的承载力为:

402X8=3216 (kn)>1467 (kN),

支撑承载力超过荷载设计值二倍以上。

二是㉔轴和㉕轴因考虑拆墙换梁(柱),故支撑方式有所不 同,采用料f48X3. 5mm钢管在离轴线550mm处(留出操作位置)外,沿轴线全长作三排均匀满堂式支撑,纵横向间距各为 400mm。每排均设剪刀撑。三层楼面处用I22a工字钢作横向托墙处理,托梁支点与下面三排钢管支撑的中心位置对齐。支撑简 图如图4-86所示。

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图4-86㉔和㉕轴钢管支撑简图

㉔〜㉕两轴上部总重量为:

127kN/m X12 X 2 - 3048kN

钢管支撑总数量,考虑施工操作方便,每排设钢管支撑25根,总计两轴线钢管数量为:

25X6X2=300 (根)

总承载力为:

38.4X300=11520 (kN) >3048 (kN)

支撑承载力超过荷载设计值三倍以上。

4)工字钢托梁设计及垫木(铁)设置 ①工字钢托梁每米设置一根,每米承受集中荷载为127kN, 计算简图如图4-87所示。

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图4-87工字钢托梁 受力情况

选用 122a工字钢,W=309cm3>287cm3,安全。 ②垫木(铁)设置:

工字钢托梁垫木(铁):用200mmX 250mm通长木方作垫板,两端支点及中间

砖墙处用200mm X 200mm X 10mm铁板,

托梁与铁板之间用刹刹紧。

多48钢管满堂支撑垫木(铁):每排支撑上端用1⑻mmX 150mm通长木方紧贴楼板底,钢管与木方之间设100mm X l00mmX 8mm铁板一块。下端用100mm X 200mm通长木方满铺作垫木,钢管与垫木间设l00mmX l00mmX 8mm铁板一块,用刹刹紧。

多150钢管支撑垫木(铁):每排支撑上端用250mmX 250mmX10mm铁板顶紧梁底,下端用200mmX250mm通长木方作垫板,钢管与垫板间用250mmX250mmX10mm铁板一块, 用刹刹紧。

(3)质量安全措施

1)严格按设计的施工程序进行施工,不得随意颠倒;

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图4-88大梁混凝土浇筑情况

2)临时支撑既要保证每根钢管均匀受力,又要纵横连成整体,支撑工作结束后,要认真检查验收,达到要求后,方可进下道工序施工;

3)大梁混凝土浇筑时,应在浇筑洞口(每米在楼面设一个浇筑洞口)均匀下料,均匀振捣,如图4-88所示;

4)拆除模板和临时支撑,应待混凝土达到设计强度等级,并注意先后顺序;先拆柱子模板和大梁侧模,待检查无异常情况后,再拆除大梁支撑,最后拆除临时支撑(从上往下拆);

5)进行信息化施工管理,对临时支撑情况和上部3〜5层砖墙、楼面等部位每天进行2次检查,逐日做好记录,发现异常情况时,应及时分析研究,采以措施,确保安全施工;

6)拆除1〜2层砖墙时,应逐皮拆除,防止大块往下掀倒而造成意外事故。

4.问题与教训

(1)本工程在拆除㉔〜㉕轴1〜2层砖墙后数日,发现五层相应部位的轴向承重墙和中间走廊墙上出现斜向裂缝,裂缝宽1〜2mm。分析其原因,主要是所有支撑上下采用的5道统长垫板和3道对刹均为木质材料,有一定的弹性压缩变形,累计在一起足以使刚性的砖砌体出现裂缝。由于支撑整体上稳定可靠,裂缝一次出现后未有进一步发展,因而未造成严重结构性破坏。裂缝墙面最后作了修补处理。

(2)改建工程设计除掌握原始资料外,亦应做必要的勘察工作,对地基承载力有个全面、可靠的认识,避免在基础处理上造成浪费或不足,确保改建工程安全。


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