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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
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  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-25 10:01:30
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

装配技术在既有建筑加固改造工程中的应用

2019/8/9 15:17:00 市政工程 朱海燕
资料简介

摘要:当下,我国科学技术有了显著发展,这也进一步推动了建筑行业的发展,精湛的施工技术可以更好的助推建筑企业的发展和优化,而预制装配式建筑施工技术也是重要的技术。首先 ,本文基于对既有建筑加固改造特定需求的分析,对装配技术在加固改造工程中的应用特点进行了阐述。其次,介绍了某地区老旧小区抗震节能综合改造项目中装配技术的应用重点、难点及解决方案。最后,对我国既有建筑加固改造中装配技术应用趋势及需进一步解决的问题进行了展望。

装配技术在既有建筑加固改造工程中的应用

朱海燕

身份证号码 :530112198409162***

摘要:当下,我国科学技术有了显著发展,这也进一步推动了建筑行业的发展,精湛的施工技术可以更好的助推建筑企业的发展和优化,而预制装配式建筑施工技术也是重要的技术。首先,本文基于对既有建筑加固改造特定需求的分析,对装配技术在加固改造工程中的应用特点进行了阐述。其次,介绍了某地区老旧小区抗震节能综合改造项目中装配技术的应用重点、难点及解决方案。最后,对我国既有建筑加固改造中装配技术应用趋势及需进一步解决的问题进行了展望。

关键词:装配技术;既有建筑;加固改造;工程应用

预制装配式建筑施工技术和别的施工技术相比较,我们可以发现该技术有着很高的工作效率,而且可以最大程度地节约施工原料,实现生态环保的效果。所以很多建筑企业在开展施工建设的时候都会使用预制装配式施工技术,以往的混凝土浇筑技术比较陈旧,效率不高,所以更多建筑企业转而使用预制构件来开展组装工作。预制装配式施工技术还可以有效地促进建筑业的发展,并且拥有更大的发展空间,我们国家的预制装配式施工技术相对比较落后,所以专家和学者还要对其重点分析和把握,找到优化的措施和方法。

1装配式建筑施工技术的特征

1.1设计更加丰富,功能更加齐全

装配式建筑在施工和建设的时候可以运用更多的设计方式,而且建筑设计也更加灵活变通,可以更好地摆脱之前建筑物中的不足之处。装配式建筑物的空间更宽阔,能够结合用户的需要进行规划和设计。建筑企业还要配置高质量的隔墙,因为隔墙具备轻便的特点,还可以实现灵活隔离的效果。企业在设计装配式建筑物的时候还会使用到轻钢龙骨和石膏板,从而赋予了装配式建筑更加丰富的功能和特点。装配式建筑的外墙中安装了保温层,保温层可以根据气候特点进行调整,从而有效地节约资源和能源;第二,装配式建筑物的墙和门窗具有很好的封闭效果,可以远隔噪声;保温材料的吸声效果也很好,能够给住户更好的居住体验;第三,装配式建筑的抗震性能也比较好,所需使用的施工原料比较简单和方便,进一步降低了建筑结构的实际重量;第四,装配式建筑具有良好的防火性能,通常使用的是高燃点的防火材料;第五,装配式建筑具有延长使用时间的优点,不容易出现变形或者裂缝,也不容易褪色。

1.2制造工厂化,提高效率与质量

装配式建筑施工与以往的建筑施工相比据有较大的优势,建筑企业使用以往的施工手段可以打造魅力的建筑物外观,但是建筑物外面的涂料容易掉色或者污染。但是装配式建筑能够更好地弥补这一缺陷,因为装配式建筑的外墙通常使用的是一些机械装置或者模具进行喷刷,然后使用一些烘烤技术,这样就可以确保建筑物的外观完整和干净。当下,越来越多的塑钢门窗运用到预制装配式建筑物当中,这种制造技术比较高超,而且可以让整个预制装配式建筑更加稳固。保温材料也由原先的散装材料转变成板毡材料,不同的部件与构件也是使用机械化进行生产,这样可以确保构件的精确,还可以确保零部件的质量。装配式建筑中很多材料都需要经过精细化加工,这样才可以更好地保障原材料的性能,具备更多的优点。

1.3施工过程的装配化

在整个装配式施工和建设当中,工作人员要事先准备好预制建筑构件,并且确保整个构件质量上乘,之后才可以正式开展构件的组装工作,同时,工作人员还要确保施工现场的安全和干净。建筑企业通过对装配式建筑施工技术的运用能够更好地如期完成相应工作,也可以有效地缩短施工的市场,从而更好节省下大量的人力资源和财力资源,确保施工作业的正常开展;另外,工作人员还要检查好每一道工序,营造安静的工作环境,不断地提高施工物料的使用效率,这样有利于装配式建筑施工技术的有效运用。

2装配技术在既有建筑加固改造中的应用概述

2.1既有建筑现状问题

受建造时的社会经济水平所限,我国现存的大量既有房屋安全性能不足,主要表现在抗震能力低、材料性能老化等方面。例如,某市于20世纪六七十年代建造了大量多层砌体结构住宅,存在着结构材料强度低、无抗震措施等问题,成为首都建筑安全的薄弱环节,亟须解决。

2.2加固改造工程对装配技术的需求

对于混凝土构件,常用的加固方法包括加大截面、粘贴钢板、粘贴纤维材料等;对砌体墙,多采用板墙加固、钢筋网砂浆面层加固等方法。这些常用的加固方法存在现场作业多、湿作业量大、废料多、污染大、对原结构破坏大、加固效果不稳定等缺点。需进行加固改造的既有建筑,多位于老城区,所在区域人口一般比较密集,为保证工程顺利实施、减少对周边居民的干扰,需采用低噪声、现场污染少、施工快捷的加固技术。

装配技术天然具有上述所需特点,还具有质量可控、节约资源等优点,在加固改造工程中可发挥其扰民少、工期短、施工便捷等优势,常用场景包括:

(1)平改坡工程。屋面平改坡多采用增设钢支架及轻型斜屋面的做法。

(2)外加电梯。多采用钢结构作为外加电梯的主体结构。

(3)楼板洞口处理。楼板需开较大洞口在洞边设梁时,多增设钢梁;进行洞口封堵时,也经常采用钢构件。由上述装配技术的应用场景可以看出,加固改造工程中的装配技术,以钢结构为主;预制混凝土构件因存在重量大、与原结构构件连接困难等问题,应用相对较少。

2.3装配技术应用难点与应对原则

建筑企业在开展预制装配式建筑施工和建设的时候要合理地统筹好施工工作,保障整个建筑工程的质量和施工水平。还要进一步地确定好施工目的,把施工安全放在第一位,合理地考虑好不同环节的衔接和过渡性。因为预制装配式建筑的施工技术需要服务整个建筑工程,所以建筑企业要充分地考虑不同方面的要素。与新建建筑不同,装配技术在加固改造工程中应用时,存在如下难点问题:

2.3.1新老建筑构件精度匹配问题

进行加固改造的既有建筑多建成于20世纪,受建造时工程技术水平等因素所限,其施工偏差常常较大。例如,砌体房屋中,上下层承重墙体偏差几公分的情况时有出现,各层层高误差也经常会超出新建工程的水平。这些情况在设计阶段及预制构件生产阶段不易发现,待现场安装发现这些问题再进行处理,就会造成工期延误和经济损失。

2.3.2新老结构构件共同工作问题

这个问题是加固改造工程的重点和难点,与现场浇筑的构件相比,预制构件与原结构构件可靠连接的难度更大、要求更高。

2.3.3预制构件规格及连接形式问题

由于进行加固改造的既有建筑多位于老城区,可能存在道路狭窄、现场存储场地狭小等问题,预制构件尺寸的设定需要考虑施工条件。为尽量减少扰民,还需要缩短现场施工时间、减少现场作业量,因此需要尽量采用现场现浇量少、可快速施工的干式连接形式。可根据如下原则应对上述问题:

(1)宜装配,则装配

在装配技术可充分发挥优势且可保证工程进度与质量的情况下,尽量采用装配技术;如难以保证加固效果、不能发挥优势,则可采用现浇方式。

(2)设置特定连接做法与工艺

采用钢构件对原结构进行加固时,经常用的方法是:在原构件上植入锚栓,对已植入的锚栓位置进行复测,根据复测位置在新增钢构件上开孔。采用预制混凝土构件对原结构进行加固时,可在预制构件与原构件之间设置局部后浇段,植入原构件的连接件外端锚入后浇段内,预制构件甩筋同时锚入后浇段内。采取上述方式,一般可在一定程度上解决安装偏差与连接可靠性问题。

(3)采用适宜的预制构件规格

预制构件的大型化,可提高装配式建筑施工工效;但在加固改造工程中应用时,受城区运输条件、现场码放与吊装条件、既有建筑内部施工空间等问题所限,宜适当控制构件尺寸;需根据施工条件,采用适宜的规格,在提高工效与降低难度之间取得平衡。

(4)预制构件之间采用干式连接方式

加固用的构件为钢构件时,可采用现场焊接或螺栓连接方式,相对易于连接。加固用的构件为预制混凝土构件时,宜采用免支模、免支撑的干式连接方式,这样可显著降低现场作业量,缩短工期,进而减少扰民。

3工程应用

3.1工程概况

为全面贯彻落实国务院《关于进一步加强防震减灾工作的意见》(国发〔2010〕18号),提高既有房屋建筑抗震设防能力,提升使用品质,某市全面启动某市房屋建筑抗震节能综合改造工作,其中老旧小区的加固改造是该项工作的重点和难点。

3.2外套装配式结构加固方法

为了解决住宅加固改造工程对住户干扰大、入户困难、实施难度大等问题,某市建筑设计研究院有限公司提出了针对砌体房屋的外套装配式结构加固方法。该方法在既有砌体房屋外侧增设装配式混凝土结构,外套结构与原结构共同工作,加固后的砌体结构属于由砌体材料与混凝土组成的混合结构。该加固方法具有可显著提高建筑抗震性能、不入户施工、安全可靠、工业化程度高、增大使用面积、综合造价相对低等优点,为住宅加固改造提供了一种新路径,可明显提高工程实施的可行性。如图1所示。

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图 1 砌体房屋外套装配式结构加固示意

为验证该方法的可靠性、研究该方法的具体构造方式与设计方法,完成了包括5层2开间足尺加固后结构拟动力实验在内的一系列实验研究工作。

该方法在建筑外部增设的外套结构,可支承顶部新增楼层,因此该方法可在避免原建筑内部加固的同时,实现建筑增层。外套结构加固增层时,可在新增楼层与外套结构之间设置隔震措施,以降低增层后结构的地震反应;为研究直接增层与隔震增层的可行性,完成了1/4比例振动台实验。上述研究结果证明了该方法的可靠性,实际工程的应用情况也验证了该方法的可行性。

3.3新老结构构件连接做法

为保障新老结构构件的可靠连接,在楼层标高处设置水平现浇配筋混凝土带,以连接外纵墙、外加横墙及外加楼板(如图4所示),在原砌体结构纵横墙交接处外侧设置竖向现浇配筋混凝土带连接,以连接原砌体结构横墙、外贴纵墙及外加横墙。在楼层标高处设置水平现浇配筋混凝土带,以连接上下层外加横墙。预制混凝土构件内可设置型钢进行连接,外贴纵墙与原砌体结构之间灌注无收缩灌浆料或水泥砂浆。

3.4预制构件连接节点

为了缩短现场施工工期、减少施工阶段扰民,采用了型钢螺栓连接的干式连接方式。在该类型工程中应用时,采用该型连接具有如下优势。

(1)免支模:由于墙板、楼板均为全预制,不需支模。

(2)施工速度快:型钢螺栓连接类似钢构件连接,本身可支承上部楼层的重量,施工工序不受后浇材料强度所限。

(3)湿作业量很小、施工文明:因仅需对连接接缝进行灌浆,现场无混凝土浇筑。

3.5地基基础

为控制新增外套结构的基础沉降,很多工程需要在外套结构基础底板下设置桩基础。由于人工挖孔桩施工过程风险较高,一般的机械成孔灌注桩及预制桩难以紧贴既有建筑施工,某市建筑设计研究院有限公司研发了配套桩型,该新型桩基为旋转钻进钢桩,桩身为带叶盘的钢管。

该桩型通过专用机械将钢桩旋转钻入土中成桩,具有承载力较大、成桩角度多样化、施工机械化、施工机械小型化、施工方便快捷、工期短、绿色环保等优点。该桩型在某地区数十个工程中得到了应用,现场试验及沉降观测结果验证了该桩型的可靠性。

4结束语

我国既有建筑存量巨大,未来既有建筑加固改造需求会越来越强,为进一步发挥装配技术在既有建筑改造中的作用,以节约资源、提高效率,仍需进行进一步工程应用研究与实践。例如,各类既有建筑结构类型各自所适用的装配式加固方法、装配式装修技术在既有建筑改造中的适用范围及应用要点、预制混凝土技术在既有建筑加固改造中的应用研究等。随着装配技术的进一步发展,其在改造工程中的应用也会越来越多,未来将会有更多类型的、更适宜于既有建筑改造的装配技术类型出现,也会在既有建筑改造中发挥越来越大的价值。

参考文献

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