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关于房建加层施工技术及安全控制的探讨马洪博

发表时间：2020/4/30 来源：《基层建设》2019年第33期作者：马洪博

[导读] 摘要：最近这些年中，将旧建筑进行加层施工成为一种趋势。

        中铁二十三局第二工程有限公司黑龙江省齐齐哈尔市 161000
        摘要：最近这些年中，将旧建筑进行加层施工成为一种趋势。对旧有建筑进行加层改造，一方面可以增加原有的建筑面积，节省了材料及投资成本，另一方面还可以一定程度上避免旧建筑拆迁等琐事，节约各种市政设施和公共生活设施等，具有多方面的优势。
        关键词：房屋建筑；框架结构；顶部加层；防护措施
        1加层技术方案
        某一个单位的办公楼，其框架结构为钢筋混凝土结构，一共四层，内层与外层之间的隔墙是使用加气的混凝土块来砌成的。最底下的那层作为商业用房使用，其楼层高度是4.2m，第二层至第四层作为办公用房使用，楼层高度是3m，基础都是使用独立基础，用材为钢筋混凝土。这个工程所处位置是一个7度抗震的设防区，因为原有的建筑已经满足当下使用的需求，需要在保持原有结构能够正常使用的情况下，通过增加一个楼层，将其用作开会及娱乐等活动使用，打造出一个多功能场所。我们是通过以下方案与技术来具体实施房屋加层工作：
        在设计方案的时候，首先需要对承载力进行实验计算，建筑物本身结构是钢筋混凝土方式，按照这种结构，可以算出在顶层增加一层所需的承载力，但是这个数值超过了地基与一部分框架柱的承载限值；之后改变了验算方式，将钢筋混凝土方式改成钢结构的形式，由此计算出的承载力可满足需求，并且不需要加固原有的结构。综合各个方面来考虑，最终还是决定通过轻钢结构来进行顶层加层工程。
        为了达到减轻原有建筑承重的目的，新增的这层，其主体结构是使用等截面的门式刚架，其梁柱是使用的H型钢，其檩条是使用的C型钢，其屋面板和墙面板则是使用双层的彩色压型钢板，这些新增的材料都属于轻钢结构，其自重大约是0.2KN/㎡，通过一系列的分析与验算，这是符合结构要求的。
        参考楼房改造的形式，在对加层进行设计的时候，需要在保持原有建筑的协调性的条件下，将之前外墙上开的小窗改为大窗。针对原有的屋面，需要将原来的隔热层清理干净，房屋的排水坡则使用C10炉渣的轻质混凝土进行找平，尽量减少房屋下部分结构的负荷。
        2门式刚架柱脚节点连接构造
        加层工程区别于其他一般性的建筑工程，是具有一个非常明显的标志，即新加层与旧结构它们中间的连接，既需要确保原有结构荷载能力不受影响，还要保证新结构与旧结构连接稳固、保质保量。在进行加层施工的时候，要注意避免损伤到原有的结构，对原构件进行钻孔时使用机械钻孔的方式，并且在钻孔之前首先使用红外线测定仪检测出钢筋所在位置。还需考虑到施工时的难易程度。为了使建筑整体结构的抗震能力在加层施工后得以增加，保证其整体性，在进行新、旧结构连接（指柱脚节点）时，一定要注意其是否满足设计要求，这直接关系到加层工程能否成功。所以在旧有钢筋混凝土的结构上，进行钢结构的连接，其设计与施工的难点及关键之处在于原有结构和新加层的柱脚间的连接。这部分的连接一定要确保可靠，使水平力传递顺畅。特别是在对抗震防护有要求的区域，可使用刚接的方式进行节点的连接，才可以控制好钢结构层水平方向的位移，使其能够承担起柱底弯矩。
        可通过“直接钻孔连接法”进行连接。这种方法是直接在原有框架的柱头上钻孔，给每一个混凝土柱的顶上钻四个孔，直径为Φ35，深度为420mm，再将直径Φ30的螺栓插入孔洞，使用结构胶灌入孔洞，使其与底板连接上，待结构胶硬化后，将钢柱安装上，是钢柱与底板上的螺栓连接上，然后使用50mm的厚细石混凝土将中间填实，图示可参照图1。

        可通过“柱主筋直接连接法”进行连接。部分钢筋混凝土的框架结构由于其配筋比较多，没有办法形成孔洞，不能使用上面图1的方法，可以使用将混凝土柱的主筋连接至钢板铁柱的方式。首先在柱内挑选出处于合适位置的主筋，将之进行加热调直之后，再把它反向投递到底板上进行开孔塞焊，混凝土柱的顶端铺上细石混凝土进行找平，然后将钢柱和底板螺栓进行连接，图示可参照图2。
        本次施工的建筑物顶层的梁、柱、板都采用现浇的钢筋混凝土结构，在施工过程中，是没有办法钻入成孔的，建筑物的柱截面不仅包括柱顶外的8根直径为Φ25的柱主筋，还包括楼板双向的直径为Φ12的分布筋和纵横交错的直径为Φ22大梁主筋，如果盲目地进行钻孔，是非常容易致使受力主筋断裂，很难成孔，还会很大程度上降低柱顶混凝土的强度，对新加层与旧建筑的连接质量造成不良影响。经研究最终决定通过钢柱底板和混凝土柱的主筋进行连接的方式，首先将以前柱顶的保护层凿开，露出里面的柱筋，之后选取4根处于合适位置的主筋进行加热调直，再将其反投至底板上进行开孔，在柱顶打扫干净之后，再把铺放的附加钢筋网焊在原来的柱筋上。再使用C20的细石混凝土进行浇筑，大概会比之前设计的厚10-20mm，之后再把底板套上，使用水平尺、水准仪、橡皮锤进行找平，调整、标高后电焊底板，等到混凝土最终凝结之后，把底板和主筋剖口进行焊接，这种方式不仅可以使钢柱连接更加可靠，还可以加固原有混凝土柱的主筋。
        3钢柱及钢梁的安装
        为了能够及时完成工程进度，工厂需分段制造钢柱和屋面钢梁，再运送到施工现场组装。可以根据现场施工特点，使用一台荷载16吨的汽车吊车来吊装钢柱和钢梁，再使用两台荷载8吨的汽车吊车辅助进行拼装构件及二次搬运。由于钢梁的翼板与腹板比较薄，且安装位置较高，容易使平面产出弯曲变形，所以需在地上先把钢梁竖起，实行立式拼装，在拼装完成后再将其吊运组装。钢柱本身板薄且容易弯曲，钢柱的稳固有赖于各个柱中间的C型檩条与拉条。所以可使用一台吊车把钢柱运送到楼顶，用预埋的螺栓进行固定，另外一台吊车将C型檩条吊运，并跟钢柱固定，之后对钢梁进行吊装，与钢柱连接。待两榀钢梁完成拼装后，马上使用C型檩条进行固定，接下来就依此类推，直到全部部件完成拼装。
        4施工期间防水措施
        加层施工是需要局部乃至全部清除掉原有防水层的，并且施工时一般不会拆迁、不会停业，所以在这个时期，就必须重点关注防水问题。而此次工程正处于雨季时期，所以需使用特殊的防水措施。
        测量放线的时候，要准确找到柱顶的所在位置。先复测原有建筑的施工坐标控制网，之后再和实际情况对比复校，两者结果符合才能施工开凿。
        在进行女儿墙的拆除时，首先在柱顶的局部凿出一个1000×1000mm的面，隔开其防水层，在外围砌防水沿，高度大概200mm，并在顶部放置防水盖，在下雨时可及时将防水盖盖上。
        在对钢柱底板进行焊接安装后，可在坑里抹上一层水泥砂浆，大概10mm厚，再将YJ302防水剂参入水泥粉中，均匀涂抹两遍。
        在完成加层的楼面防水之后，再进行清除工作，这种方式虽然实施起来较困难，但可有效解决施工时的防水问题。
        5施工期间对原建筑物的防护措施
        施工期间，一般原单位都会要求施工单位对原建筑物进行防护，特别是宾馆和办公楼这种对装饰要求较高的单位，既需要保质保量的完成施工任务，又需要对原有建筑进行防护，使其免受损害，这大大增大了施工的难度。
        需要对施工流程进行合理的安排，可以为施工的质量提供保障，一般可以使用保护性的拆除技术。
        为了能够确保建筑物内工作人员和施工人员的人身安全，除了搭设水平防护栏和防护围墙等，还应该在施工过程中尽可能的减少噪声、控制扬尘，这些可以通过静态破碎、人工剔凿及局部风镐等方式来实现。
        结语
        在此次加层工程的施工过程中，未影响到原有建筑的使用。施工的各个环节、程序都良好进行，施工技术合理，在现场管理方面应加强，以便于更好地保护原建筑物结构。
        参考文献
        [1]毕厚荣.高层建筑施工技术的质量控制与安全管理研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015.
        [2]王文波.简析房屋建筑顶部加层施工技术及防护措施[J].科技传播,2014.