某框架柱局部托换及加固工程施工方案_secret

一、 工程概况简介：

由***建设集团承建的***IC期小高层工程J栋工程现已施工至9层，2009年5月6日J栋转换层拆除模板后，项目部与监理公司联合检查组，对拆模后发现J栋36轴交E轴（需加大截面）；35轴交D轴（需置换后加大截面），35轴交E轴（需包钢处理）共三条柱在柱施工缝位置发现质量缺陷，后经监理方，业主，设计院，质检站等相关部门会议研究决定由设计院提出补强设计方案，现我司根据设计院的设计方案制定施工组织设计方案如下。 二、 施工组织依据

1、 海外设计院的加固设计图纸（结G-27及其附图） 2、 钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 3、 建筑工程施工质量验收评定统一标准GB50300-2001 4、 建筑工程质量检验评定标准GBJ301-88 5、 混凝土质量控制标准GB50164-92 6、 预应力混凝土结构技术规程JGJ/T92-93 7、 建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2001 8、 混凝土结构加固设计规范（GB50367-2006） 三、 加固施工组织管理机构

为保质保量完成本次加固施工，确保完成设计要求。我项目

部以项目经理亲自挂帅，组成本次加固施工领导小组，分工与职能如下：

1)现场生产组织架构框图：

专业加固公司 植

钢

化学 灌浆组

卸荷施工组 搬运工组

测量观测组 总包单位 筋构 组

职能分工

施工组 总包单位：***建设集团有限公司广州公司，负责本次加固施

工方案的初步审查，上报业主及监理公司的审查，负责方案实施中的监督与对分包专业公司的管理。主要负责人为项目经理***，领导小组成员：技术负责人**，工程师**、主办施工员邝***、专业质量检查员***。

专业分包公司：广州市***灌浆工程有限公司，负责本次加固的具体施工。项目经理：**文 现场负责人：**

植筋组：3人，负责人：肖**，工作负责范围：柱加固钢筋的植筋，柱包钢化学螺栓的植入。

钢构施工组：3人，负责人：张** 负责施工范围：柱包钢的钢结构的制作与安装。柱卸载

化学灌浆组：4人，负责人：谭*** 负责施工范围：柱包钢，干包钢板后的压力注胶，结构混凝土表面蜂窝的修补。

卸荷施工组：4人，负责人 关*** 负责柱施工的加载卸荷与与千斤顶的卸载工作

搬运工组；6人，负责人：李** 负责所有材料的现场搬运与安装配合。

测量观测组：2人，负责人，**，负责卸载置换施工期间的转换梁位移观测。

施工总体工艺流程及施工工艺

根据图纸放线 卸载 ( 混凝土置换 ) 柱主筋植筋 楼板开孔 钢筋施工 S型箍筋植筋 模板施工 膨胀混凝土施工 混凝土养护 卸载拆除 完成施工。

１）放线施工：按施工图纸在首层和地下室放出35，36轴轴线和E,D轴轴线。根据轴线放出加大柱的边线、加固需要植入的柱柱筋位置及回顶卸载钢柱支顶位置的位置线，并由专业测量工程师进行复核。由监理复核，做好记录。

2）按设计院提供的卸荷要求参数，如附图对柱进行卸载，卸

载要求按拾级进行，每级加载间隔时间为30分钟。加载控制方法如下：选定上海江南千斤顶厂QW200型油压千斤顶做为卸载专用千斤顶，（千斤顶行程：200毫米、缸径：

190毫米、压力：67Mpa）根据千斤顶活塞面积乘以千斤顶油压得出千斤顶的顶升力，严格控制加载程序和时间,每条柱三个卸荷点轮流循环卸载或同时卸载 卸载参数一览表 序号 1 35—36轴交E轴 800KN 80 KN 卸载位置 卸载总值 每级卸载植 2 36—37轴交E轴 3 36轴交D—E轴 4 35轴交D—E轴 5 35轴交C—D轴 6 35—36轴交D轴

1047 KN 104.7 KN 452 KN 890 KN 951 KN 45.2 KN 89 KN 95.1 KN 1395 KN 139.5 KN 每级加载换算表(1)

加载位置：35—36轴交E轴 加载级数 第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级 千斤顶对应支顶力 80KN 160 KN 240 KN 320 KN 400 KN 480 KN 千斤顶油压表度数 2.823MPa 5.646 MPa 8.469MPa 11.292 MPa 14.115MPa 16.938 MPa 第七级 第八级 第九级 第十级 560 KN 640 KN 720 KN 800 KN 119.76 MPa 22.584 MPa 25.407MPa 28.230 MPa 每级加载换算表(2)

加载位置：36—37轴交E轴 加载级数 第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级 第七级 第八级 第九级 第十级 千斤顶对应支顶力 104.7KN 209.4 KN 314.1KN 418.8 KN 523.5 KN 628.2KN 732.9KN 837.6KN 942.3KN 1047 KN 千斤顶油压表度数 3.695MPa 6.6689MPa 11.084MPa 14.779 MPa 18.473MPa 22.167MPa 25.862MPa 29.557MPa 33.252Mpa 36.946MPa 每级加载换算表(3)

加载位置：36轴交D—E轴 加载级数 第一级 第二级 千斤顶对应支顶力 45.2KN 90.4 KN 千斤顶油压表度数 1.595MPa 3.190MPa 第三级 第四级 第五级 第六级 第七级 第八级 第九级 第十级 135.6 KN 180.8 KN 226 KN 271.2 KN 316.4 KN 361.6KN 406.8 KN 452 KN 4.785MPa 6.380 MPa 7.975MPa 9.570 MPa 12.760MPa 12.760 MPa 14.355 MPa 15.95 MPa 每级加载换算表(4)

加载位置：35轴交D—E轴 加载级数 第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级 第七级 第八级 第九级 第十级 千斤顶对应支顶力 89KN 178 KN 267 KN 356 KN 445 KN 534 KN 623KN 712KN 801KN 890 KN 千斤顶油压表度数 3.141MPa 6.281MPa 9.422MPa 12.562 MPa 15.703 MPa 18.843 MPa 21.984MPa 25.125 MPa 28.265MPa 31.406MPa 每级加载换算表(5)

加载位置：35轴交C—D轴 加载级数 第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级 第七级 第八级 第九级 第十级 千斤顶对应支顶力 95.1KN 190.2KN 285.3KN 380.4KN 475.5KN 570.6KN 665.7KN 760.8KN 855.9KN 951KN 千斤顶油压表度数 3.356MPa 6.712MPa 10.067MPa 13.423MPa 16.779MPa 20.135MPa 23.481MPa 26.847MPa 30.202MPa 32.288MPa 每级加载换算表(6)

加载位置：35—36轴交D轴 加载级数 第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级 第七级 千斤顶对应支顶力 139.5KN 279KN 418.5KN 558KN 697.5KN 837KN 976.5KN 千斤顶油压表度数 4.923MPa 9.845MPa 14.769MPa 19.691MPa 24.613MPa 29.535MPa 34.458MPa 第八级 第九级 第十级 1116KN 1255.5KN 1395KN 39.381MPa 44.303MPa 49.226MPa

D卸载安全支顶14001100卸载安全支顶35卸载安全支顶600卸载主支顶60035轴交D轴卸载方案平面 (首层）1600

附图（1）

详见千斤顶安装大样千斤顶托换支顶Φ450无缝钢管支顶首层高强灌浆料自流平底座详见钢支顶顶安装大样Φ450无缝钢管支顶36轴交E轴卸载方案立面地下室

卸载方案立面附图（2）

36轴交E轴卸载顺序：1）安装地下室安全支顶

6条，2）安装首层千斤顶钢支顶。3）卸载，4）安装首层安全支顶.5） 拆除千斤顶钢支顶。6）柱加固，7）回顶千斤顶钢支顶。8）拆除首 层安全支顶.9）拆除千斤顶钢支顶。10）拆除地下室安全支顶

20150150750

立面 剖面

钢柱支顶大样图

4501000*1200*16钢垫板800*1000*16钢垫板20厚Φ750圆形钢垫板20厚Φ500圆形钢垫板20厚Φ300圆形钢垫板千斤顶 800*1000*16钢垫板1000*1200*16钢垫板

千斤顶安装大样图

15-20厚自流平高强灌浆料补平800*1000*16钢垫板1000*1200*16钢垫板 钢支顶安装大样

3）卸载后按图纸将需要植筋的部位凿开混凝土表面进行植筋，本次施工采用瑞士喜利德植筋胶，严格按喜利德产品说明书施工，按图纸将加固需要的柱筋植入承台与首层梁及转换层梁。 4) 楼板开孔；卸载工作完成后通过设计，监理单位现场验收后

按放好线的位置，用人工将地下室顶板和二层楼板混凝土凿除 为确保混凝土能顺利浇捣开口大小大于等于300*300， 开口位置如下图

加固后柱位置原柱位置楼板开空位置

35轴交D轴柱混凝土置换：置换开始施工时间为柱卸载完成后，如

下图a先凿除阴影部分，清理好上下截面，如图模板装配图封好模板用C40早强型微膨胀混凝土进行第一次置换，第一次置换完成后24小时在对第二次进行置换，置换完成后48小时且用回弹仪现场回弹当前两次置换后混凝土强度大于等于C20时方可再凿除剩余需要凿除的混凝土，进行第三次置换。（每次置换高度从柱施工缝位置向上大于700）

第一次置换 第二次置换 第三次置换

附图a

固定螺杆与柱原箍筋焊接

柱置换模板装配大样

柱子支撑托换处理设计计算

1、缺陷柱的轴力：根据设计单位提供该柱目前工况下的理论轴力为3363kN，鉴于安全考虑，托换时按目前工况下该柱理论轴力乘以1.5系数，即托换时该柱轴力按N0= 5044.5kN考虑。

2、无缝钢管支撑规格：托换缺陷柱，将该柱荷载（轴力）分散到支撑上，对柱进行卸载。在首层和负一层与该柱相连的三条梁上分别设置托换钢管支撑，支撑钢管与梁之间采用Q235钢板垫板。每个

钢管支撑应分担柱的轴向荷载为N=5044.5/3=1681.5kN，三条梁在支撑点处的剪力分别为Vd=1395kN、V1c=951kN和V1e=890kN。因此，每条梁钢管支撑应承受的荷载分别为：Nd=3076.5kN、N1c=2632.5kN和

N1e=2571.5kN。采用热轧无缝钢管支撑，支撑必须满足轴向抗压和稳

定性要求。

（1）满足轴向承载要求计算

无缝钢管材质选用Q235钢，抗压强度设计值取f=190N/mm2，则按满足轴向承载要求的三条梁支撑无缝钢管受力的有效断面面积分别不小于：

Sd = Nd /f =3076.5×103/190=16192.1 mm2 S1c = N1c /f =2632.5×103/190=13855.3 mm2 S1e = N1e /f =2571.5×103/200=13534.2 mm2

采用统一规格的钢管，其有效断面面积均不小于Sd =16192.1 mm2。 （2）外径450mm，壁厚12.0mm Q235无缝钢管稳定验算：

轴心受压计算N=3076.5KN

A=3.14×(4502-4262)/4=16503.84mm2 钢管柱计算长度L0=1.0*3.0=3.0m 钢管截面回转半径:

i0=(1+α2)1/2*D/4=(1+(426/450)2)1/2*450/4=221.96mm 钢管柱长细比λ= L0/ i0=3000/221.96=15.516

按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录C，查表： 钢管柱的稳定系数φ=0.981

N/(φ*A)=3076.5*103/(0.981*16503.84)=190N/mm2外径与壁厚之比：D/t=450/12=37.5<100（235/fy）=109 满足局部稳定验算。

本次加固选用满足上述承载和稳定性要求的无缝钢管规格为：外径450mm，壁厚12 mm。

（3）支撑钢管的钢垫板抗冲剪切验算

钢垫板抗剪强度设计值按fv=115N/mm2选取，钢管规格为外径450mm、壁厚15mm，则按冲剪切验算，钢板厚度不小于9.80mm。选取钢垫板规格：1000（1200）×1000×16mm。 （4）钢垫板局部及梁受压验算：

钢垫板尺寸：1000*1000mm ，砼抗压强度设计值fc=14.3 N/mm2 受压轴力N=3076.5KN

局部受压应力σ=N/A=3076.5*103/1*106=3.08 N/mm2< fc=14.3 N/mm2 满足局部受压验算。

5）柱钢筋施工：1）钢筋连接：钢筋之间的连接采用焊接连

植入承台及梁内的钢筋计算好钢筋的长度，确保柱同一截 面钢筋连接接头数量小于50%。钢筋竖向焊接必须焊缝 饱满，焊缝长度符合规范要求，按图纸施工箍筋完成 柱筋施工。

6) S型箍筋植筋: 采用瑞士喜利德植筋胶，严格按喜利德产品说明书施工将加工制作好的Φ12植入原柱内。完成钢筋最后一道工序施工。

7）模板施工：钢筋施工完后，清理完毕。通过监理方，甲方进行隐蔽验收，开始安装模板，利用以前原柱施工时留下对拉螺 杆孔安装对拉螺杆孔加固柱模板。模板施工装配图如附图3，

施工顺序：地下室柱模板 地下室柱混凝土 首层柱模

8）混凝土施工：本次加固混凝土施工，1）首先混凝土选择细石商品砼。2）柱施工使用震动棒选择两种1种为Φ50震笔，另种为Φ25震笔，确保每个位置均能用震笔振捣密实。3）混凝土浇筑高度每次小于500，振捣密实前一段后再施工后一段。混凝土拆模时间为24小时，养护时间为7天，养护完成后拆除卸载钢柱。 9)解除卸载. 1)拆除顺序

拆除首层安全支顶 千斤顶卸荷 拆除首层千斤顶支顶 拆除地下室支顶.

2) 千斤顶卸荷要求;千斤顶卸载时按加载的要求一样逐级卸荷,卸荷时间间隔为10分钟.

10）沉降观测：梁沉降观测使用仪器为光学水准仪。观测方法如

下：首层在通过要卸载的柱的三条梁和该条柱头位置设置沉降观测点，每条梁不少于2个（柱头一个）。加固施工开始前进行首次观测并做好观测记录，加固施工卸载时每加一级荷载观测一次，并将观测到的梁的绕度值和柱头位移及时汇报给现场施工负责人，（绕度值和柱头位移最大值不得超过梁净跨1/250）。柱卸载完成完成后在置换混凝土期间每4小时观测一次，当绕度值和柱头位移最大值超过梁净跨1/250时，检查千斤顶压力表读数，加大支顶力（或增加支顶数将梁变形顶回。 五、质量保证措施： 施工材料保证措施：

1） 混凝土选择早强型细石商品砼，强度为C40。

2） 植筋胶选择世界知名品牌拥有百年以上历史的瑞士喜利德。

3)钢筋焊接焊接过程中要及时清渣，焊缝表面光滑平整，加强焊缝平缓过渡，弧坑应填满。根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置，选择适宜焊条直径和焊接电流，保证焊缝与钢筋

熔合良好。

钢筋电弧焊时不能忽视因焊接而引起的结构变形，应采下列措施：

①、对称施焊， ②、分层轮流施焊， ③、选择合理的焊接顺序。

4) 模板厚度要一致，搁栅木料要有足够的强度和刚度，搁栅面要平整。支顶要符合规定的保证项目要求。柱模板在与原转换梁交界面开3㎜的排气孔。

5) 混凝土捣至螺孔底时，要进行复线检查，及时纠正。浇注混凝土时应在螺孔周边均匀下料，对重要的预埋螺栓尚应采用钢架固定。必要时二次浇筑。

6) 拆模应在混凝土强度能保证其表面及棱角不会在拆除模板后损坏时方能拆除, 拆除模板后立即进行淋水保养养护时间14天。 六、施工安全措施

1)、施工现场要封闭，严禁无关人员进入现场。由保安队长周木成安排2名保安员现场值班

2）托换柱施工卸载时首先检查负一层钢管支顶是否到位，检查首层安全钢管支顶是否可靠。

3）卸载施工过程必须全程进行梁的变形观测，若梁的绕度值和柱头位移植发生明显变化时，需暂停卸载施工。当卸载完成

后置换施工 时若梁的绕度值和柱头位移植发生变化大于梁静跨1/250时应及时回顶确保安全。

4）卸载施工必须严格按施工组织设计要求施工，不需连续加载和卸载。

5）置换部位必须严格按施工组织要求进行的顺序进行凿除，必须使用人工或小型电动工具凿毛机，严禁采用风炮凿除。 6）卸载与置换施工阶段，工地必须24小时安排人员观测，发现危险及时通知作业人员撤离。 七、工期计划（附后）