钢筋混凝土剪力墙结构置换加固技术应用

钢筋混凝土剪力墙结构置换加固技术应用

祝俊1 王学安2

（1.中石化江汉设计公司 430072 武汉；2.武汉众诚建筑工程有限公司430072 武汉）

摘要：某居住项目为18层住宅楼，施工至9层时发现7层梁板与剪力墙交接处剪力墙与梁g板混凝土强度不达标。经研究决定对该楼层不能满足强度的混凝土结构采用置换加固处理，置换后剪力墙及梁板结构混凝土强度满足原设计要求，保证了工程进度和施工质量。

关键词：剪力墙；混凝土；置换加固

1 工程概况

某居住项目为18层剪力墙结构，施工过程中发现第7层1-1轴/1-14轴梁板与剪力墙交接处剪力墙与梁板混凝土严重不足，检测混凝土强度为14.7~19.1MPa，与设计剪力墙强度C35，梁板C30强度要求有较大差距，经对比结构加固方案，决定采取置换混凝土方式进行补强处理。为确保加固效果，对此楼层结构共分7组进行混凝土置换，每道剪力墙分3-5次置换。楼层需置换位置见图1.

图1

2 方案选择

对于结构混凝土强度不足采取的加固措施通常可采用拆除、截面加固法、粘贴钢板法、粘碳纤维法、置换混凝土法等，

1）拆除上部结构，工期不能满足要求，且经济损失较大。

2）截面加固会影响空间使用效果，粘钢及碳纤维法加固构件延性发生变化，且在使用上在经济性和用户使用方面有一定影响。

3）综合考虑加固效果和加固方案的经济性，决定采用分段置换混凝土加固的方法。该法适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。在不影响其他结构的前提下，分段凿除不符合设计强度的剪力墙混凝土后再用高于原强度等级的混凝土重新浇筑。该法施工影响小，可靠经济，能有效解决结构安全问题。

3 置换范围

根据加固方案，对7层楼板1-1~1-14/1-A~1-N轴梁板及相交处剪力墙/柱混凝土全部置换。剪力墙与柱置换梁高范围混凝土。剪力墙与柱置换采用C40自密实混凝土，梁板采用C35微膨胀混凝土置换。

4 置换设计

设计计算剪力墙轴力为9-119t，最大轴力1185.7KN，位于1-9轴/1-D轴，其余轴力都比较小，基本在50t以内。每堵剪力墙最少4点支撑，不考虑混凝土支撑，最大轴力有6点支撑，平均每点最大轴力为120t/6=20t，考虑分段跳仓法施工，混凝土承担了大部分轴力，实际每点钢支撑受力远小于20t，采用50t千斤顶比较安全；钢支撑采用150*150*6方钢与Ø219*10圆钢，可满足荷载要求。

4.1 支撑设计

剪力墙置换过程终采取支撑结构是为了确保在剪力墙置换过程中，整体结构能够保持稳定，从而保证施工过程的安全性和结构的稳定性。在进行支撑设计时，应根据工程的实际情况，综合考虑结构受力、施工条件、材料选择等因素，制定出合理、有效的支撑方案。本项目的支撑主要采取钢结构，支撑形式包括三种形式：

1）剪力墙里采用50t千斤顶支撑，见图2。

2）梁底采用150*150*6方通支撑，见图3。

3）剪力墙/柱侧采用托架钢支撑。托架采用20厚钢板组成3角托架，其钢支撑采用Ø219*10钢管支撑，见图4。

图2图3

图4

剪力墙置换混凝土加固技术的支撑体系是确保加固效果的关键因素之一，在实际应用中，应根据实际情况选择合适的支撑构件、布置方式、连接方式和加固方式，以确保剪力墙的稳定性和承载能力。

4.2 主体结构置换

4.2.1剪力墙置换

剪力墙置换是一项复杂的工程，需要注意置换过程的施工要求，注意墙体拆除和清理、钢筋板扎、支模封边、混凝土浇筑、养护及验收等关键工序的质量保障。在进行剪力墙置换时，应遵循相关规范和安全操作规程，确保施工过程的安全和质量。

本项目混凝土置换按设计要求分7组间隔进行，各类形状剪力墙置换分段进行，对各段剪力墙先置换墙段1，待墙段1的混凝土强度达到设计强度70%后再依次置换剩下墙段，如图5所示。

                                 图5

4.2.2 同墙批次楼板开槽约200mm宽，长度同墙体置换宽度。楼板宜剔凿成八字形，上小下大，宽度约30-40mm。见图6支模前应恢复钢筋与管线，断开钢筋采用搭接焊，单面焊接10d。

图6

5施工流程

施工段划分，定位划线，确定剪力墙内千斤顶位置与钢支撑位置，包括托架牛腿位置与楼板开洞位置；剪力墙加固处钢支撑支撑；剪力墙开孔及架设千斤顶支撑；剪力墙分段剔凿，同墙批次楼板开槽；混凝土置换及养护；钢支撑拆除及修补。

6 施工要点

6.1整体上凿除混凝土应分批依次进行，同批置换不得彼此相邻，流水施工。下一批混凝土的凿除应在上批（相邻）置换混凝土强度达到设计强度70%后进行。

6.2 同一肢剪力墙置换次序，原则上先置换中间区段，再置换两侧区段。均采用跳仓法置换。在同一层内剔除混凝土时，除一片墙肢要分段剔除外，其余墙也要采用跳仓的方法，尽量相隔2~3个墙肢开凿洞口。不同楼层的剪力墙剔凿不能同肢剪力墙相邻两层同时剔凿。

6.3置换用的混凝土等级应比原混凝土等级提高一级，剪力墙灌浆料强度必须等已置换混凝土强度满足设计强度要求后,再进行墙体下一批次灌浆料的置换。

6.4混凝土凿除采用小功率风镐、电镐、电锤剔凿，保留原有钢筋及管线，尽量不要损坏，损坏必须恢复。分段结合截面最好凿成锯齿状或者点状凹槽，以增加抗剪能力和增加结合面积。由于采用灌浆料，结合面“粘得住”。

6.5整个灌浆料置换前、过程中、置换后都必须派专人对凿除混凝土处墙、梁、板和整幢主体结构进行变形和稳定性的监测.

7 结束语

混凝土结构置换是通过将原有结构替换成高强度、高刚度的材料，从而提高结构强度的方法，对于置换处理混凝土强度不足的剪力墙及梁板问题具有明显优势，加固方法可靠，对工期影响小、不影响上部结构的正常施工，本工程成功置换了7层强度不足的剪力墙及梁板，既保证了整体工程进度，又确保了施工质量和安全，置换效果显著。

参考文献

【l】周晓悦，章雪峰 分批置换混凝土在高层框剪结构加固中的应用实例【J】．建筑技术，2012，43(4)：365_367．

【2】吴晓东.剪力墙结构中置换混凝土加固法新技术【J】.施工技术， 2013，（S2）：442-443.

【3】 GB50367—2013，混凝土结构设计加固规范【S】．北京 ：中国建筑工业出版社 ，2013.

作者简介 ：祝俊(1972.12)，男 ，湖北潜江人，高级工程师，研究方向：建筑工程设计及管理工作。

           王学安（1972.8）男，湖北武汉人，高级工程师，研究方向：建筑工程管理工作。