混凝土结构置换支撑技术的全过程控制探析

混凝土结构置换支撑技术的全过程控制探析

唐秋梅

唐秋梅

黑龙江省云山农场建设科158420

摘要：工程施工中，建筑结构是重要的组成部分，本文中以及混凝土结构为例，论述了在这一结构的施工中，开展置换支撑技术的具体过程，并且对于这一施工技术进行有效的控制，希望在今后的建筑工程发展中，能够得到更加广泛的应用。下文中将以某处工程施工现场为例，进行相应的探讨。

关键词：框筒结构；混凝土置换；支撑方案；全过程控制

混凝土结构的置换在建筑工程实施的过程中具有十分重要的作用，其置换方案的可行性以及相应的施工技术对于工程整体的安全性具有至关重要的影响，在本文中，主要对具体的置换过程进行详细的论述，希望在今后的施工中能够一次作为参考依据，不断促进这一施工技术的完善，在今后的工程发展中，作为重要的参考依据，为我国工程施工水平的提高做出宝贵的贡献。

1、工程概况

在进行工程施工前，首先要对工程的概况进行详尽的分析，这样才能制定出有效的置换方案，保证置换施工的顺利完成。本文中的工程主体结构为框筒，这一建筑分为上下两部分，其中上部多达47层之高，而下部分则有3层。在施工的过程中，通过对施工层面的检验发现，有些楼层的混凝土强度达不到国家规定的标准，从而会在一定程度上影响到工程的质量，在这种情况下，要想进一步的对这一问题加以改善，除了拆除重建外，就是对存在问题的结构进行加固处理。因为拆除重建所消耗的损失是无法估量的，因此这一方式是不可行的。因此，只能采取相应的加固处理方式，以达到理想的效果。主要采取的方式就是对混凝土强度出现问题的部分进行置换，在这一过程中，应该充分考虑到其中潜在的风险，所以应该在对所有的影响因素进行充分考虑后再进行施工，一方面是为了保证工程的施工安全，另一方面，也是提高工程质量的重要保证。

2、支撑方案

2.1施工方案制定时需考虑的因素

在实际的施工中，要事先制定出一套行之有效的方案，根据方案进行严格的施工，因此，应该充分考虑到其中存在的一些影响性的因素，例如在该处建筑中，要想进行有效的置换，首先应该意识到这一支撑体系与原结构存在较大的差异，并且施工中主要依靠的就是设计方案，如果设计方案不合理，那么就无法达到最终的效果。通常情况下，如果施工的设计方案存在问题，那么会带来裂缝的现象，也有可能出现墙体变形的问题，总而言之，为了将影响因素控制在最低的范围内，设计方案的可实施性是十分重要的。

除了上述的影响因素外，要想确保工程的安全，还应该充分考虑到施工过程中所承载的最大压力，是否会出现变形的情况等，除此之外，还应该考虑到如果进行混凝土的置换，是否会对工程的整体空间产生一定的影响，只有对这些问题进行事无巨细的分析以及认识，才能最终促进混凝土置换工程的顺利实施。

拆除柱是置换工程中的重要组成部分，在置换方案中，为了保证其能够形成一个统一的整体，因此对于拆除柱的替换方式上，主要选择整体进行替换，并且核心区域的混凝土是重要的替换环节，对于这一部分的处理上，也要实施整体替换的方式，这样才能保证工程的整体效果。同时将固结节点的方式进行改变，采用铰接的方式能够起到加固的作用，可以使置换工程的连接部分变得更加牢固。

同时，混凝土柱所承受的压力较大，在处理这一问题的过程中，主要应该考虑到支撑体系的托力，这一数值的结果应该与受荷状况相一致，为了进一步降低工程体系所承受的附加应力，同时还要对顶撑力进行一定的控制，过大或过小都会对工程的支撑体系造成不同的影响，因此应该予以注意。

2.2置换支撑及施工方案

（a）在柱的四周架设H型钢撑杆，柱的上下端均项在梁的位置，施加一定的顶升力，以抵消该柱所承受的竖向荷载。

（b）置换层的上层和下层同样设置支撑，并靠近上下节点使拆换层的力合理传至相邻层的核心区。

（c）对于支撑体系施加顶撑力的方法是：先将H型钢就位，型钢的顶端固定焊接牢固，从下部架设千斤顶顶升，然后打入钢楔，焊接加劲板。

（d）根据柱子目前荷载情况进行计算，选择合适的千斤顶，使卸荷量接近实际受力。

（e）在拆除层的上段设置1道环梁，增加支撑体系的整体性，在梁柱核心区拆除以后不至于发生水平错动。

（f）按照实际施工情况重新建模计算，找到结构的薄弱环节，重点进行加固处理。

（g）加强施工监测，制定应急预案，先支撑后拆除，拆除后柱的沉降变形控制在2．5mm以内。

（h）对于个别特殊的柱（同一柱多层拆除），制定合理的拆除顺序。

（i）拆除和重新浇筑时，可采用轻型拆除工具拆除柱子混凝土，也可部分采用静态破碎技术将混凝土酥松，混凝土拆除后保留原有竖向钢筋，并利用植筋增补一定的钢筋，混凝土浇筑时强度提高一级。

3、全过程控制计算

3.1结构建模

（a）结构已施工至地上6层，但为了保证置换施工过程中的荷载安全储备，结构计算模型考虑地上第8层；

（b）结构1—6层结构梁、板、柱均现场实际施工尺寸进行建模，第7层及第8层按结构施工图进行建模计算；

（c）恒载仅考虑结构自重，楼面施工活荷载考虑2kN／m2：不考虑地震作用及风荷载作用；

（d）临时钢支撑与原结构连接节点在置换过程中模拟为铰接；

（e）混凝土置换柱楼层上下端梁柱核心区节点在置换过程中模拟为铰接。

3.2置换支撑施加预应力

为减缓支撑型钢应力滞后的影响，以便最大限度发挥置换支撑的作用，采用千斤项对支撑型钢进行预加载。采用对支撑构件施加变形荷载的形式进行加载，本项目支撑型钢变形暂取1.5mm，由置换柱楼层层高3.20m计算可得初始预加应力为1020kN，初始压应变为0.0004。

3.3置换部位变形分析

由分析计算得出柱混凝土置换过程中各置换撑杆托换点的竖向及水平（两个方向）位移。各置换撑杆托换点位移作为在置换支撑施工过程中千斤顶施加预加应力后梁柱核心区节点顶升量的控制依据，且应与置换钢撑杆预加控制应力进行相互印证校核。

3.4置换中原结构分析

柱混凝土置换过程中，结构整体纵筋配筋及柱轴压比与原设计对比，得出的构件配筋和轴压比满足规范要求，因此柱混凝土置换过程中原结构安全。结合工程实践，确定了混凝土置换技术需考虑的因素和具体施工方案。依据置换原理，全过程控制建模原则、需考虑的荷载等。通过计算分析，得出置换撑杆托换点位移变形和钢撑杆内力，分别作为在置换支撑施工过程中千斤顶顶升量和施加预加应力的控制依据。通过对比原设计与柱混凝土置换过程的构件配筋和柱轴压比，验证原结构在置换过程中的安全。

4、结语

在混凝土结构置换的过程中，通过对不同影响因素的考虑以及实际施工中的综合计算，最终得出了有效的实施方案，并且加以实施，最终保证了该置换工程的实现，在今后的施工中，相信本文可以作为重要的参考以及经验，广泛应用在今后的混凝土结构置换中。

参考文献：

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