一种对老旧保护建筑改建过程中的原址加固施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种对老旧保护建筑改建过程中的原址加固施工方法。


背景技术：

2.随着城市化进程的发展，城市开发逐步完善，城市的建设需求也从新建逐步转化为增设及改建，对既有的老旧建筑进行改建和加固就是其中的典型工程。特别是一些老旧建筑作为地方历史文化重要载体，需要对其进行保护。对老旧保护建筑进行改建加固再利用，就是对原有资源进行再利用。有意识的对城市中既有的老旧保护建筑进行改造和再利用，延长其使用寿命，并在其寿命周期内不断的更新使用，可以降低建筑拆除重建率，这是行之有效的可持续发展方式。
3.老旧保护建筑的加固区域，主要为梁、柱，需要在保留基础混凝土结构时扩建梁、柱的截面。但是由于老旧保护建筑年久失修，其基础混凝土结构损坏严重，在改建过程中存在一些问题。
4.立柱加固前，需将梁柱连接部位(节点)完全剔开，使得立柱纵筋不断；此时立柱间结构梁需临时支顶，避免发生位移。立柱加固完成后，结构梁又需进行梁底剔凿、梁底支模，梁下临时支顶需反复搭拆，安全风险极大，且施工周期长。
5.而老旧保护建筑在冬天施工时，由于我国北方冬天夜间环境温度较低，加上加固混凝土厚度仅为8-15cm，立柱芯部老旧混凝土柱温度极低，会大量吸收现浇混凝土热量，对混凝土强度、钢筋粘结力及抗渗、抗冻性能等均有十分明显的不利影响。如果按常规冬施所采用的综合蓄热法，将立柱加固部分的空间，完全采用双层保温棉被封闭后再增设暖风炮，环境温度仍在零度左右，不能保证加固“薄壳”混凝土温度合格。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种对老旧保护建筑改建过程中的原址加固施工方法，可以实现持续保温，保证加固“薄壳”混凝土温度合格，保证混凝土强度、钢筋粘结力及抗渗、抗冻性能，且原有结构梁在首次支顶后，全过程不需再反复拆除支撑架体，可大幅缩短施工周期，保证施工安全。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种对老旧保护建筑改建过程中的原址加固施工方法，包括如下步骤：
9.s100、基础承台上方挖土；
10.s200、排水，整平、夯实地面；
11.s300、梁支顶、搭设脚手架；
12.s400、放线定位；
13.s500、基础承台加固施工；
14.s600、柱加固施工：包括普通柱和连墙柱的加固施工，施工过程中均采用冬季施工
专用电热毯进行恒温加热保温，其中，所述连墙柱的加固施工采用内迫壁虎 非贯通螺杆的连墙柱专用支撑系统；
15.s700、梁加固施工：施工过程中采用钢板凳 u托钢板的专用支撑结构，且采用冬季施工专用电热毯进行恒温加热保温；
16.s800、节点加固施工：施工过程中采用钢板凳支撑结构。
17.进一步设置为：所述普通柱的加固施工包括如下步骤：
18.步骤一，安装普通柱的加固模板和主、次龙骨；
19.步骤二，开注料口：在柱的相对两侧面每隔1m在模板上用电锯开注料口；
20.步骤三，包裹电热毯：在加固模板及龙骨四周满挂一层防火布，并将主龙骨端头包裹，避免电热毯被轻易划破，在防火布外侧，采用电热毯将柱包裹，上下两个电热毯之间预留注料口，边角位置用线绳系紧，设定恒温持续加热保温；
21.步骤四，浇筑新浇筑柱混凝土：相邻的上下两个注料口之间形成一个浇筑段，按照从下往上的顺序依次浇筑，下端浇筑段浇筑结束后用子母盖封堵该段注料口，接着继续挨个从上端的注料口浇筑；
22.步骤五，养护混凝土，拆除电热毯和加固模板后，注料口位置用角磨机加打磨头打磨平整。
23.进一步设置为：所述连墙柱的加固施工具体包括如下步骤：
24.步骤一，首先对墙体进行剔凿，去除掉需要扩大截面范围内的内层砖；然后再将露出墙面的原柱体进行剔凿，预留在墙体内的为预留柱和伸出墙体的为剔凿柱，剔凿柱的表面形成新旧混凝土接茬面；
25.步骤二，采用电钻在剔凿柱上按支撑结构的位置设计打出直径20mm，深度80mm的柱孔；钻孔清洁后将m16的内迫壁虎放入柱孔中，冲击内迫壁虎内塞子顶爆即可；
26.步骤三，支设纵向加固系统和横向加固系统，其中对应内迫壁虎的位置将非贯通螺杆插入套管后，尾部旋入内迫壁虎，头部穿出主、次龙骨和模板面板，然后同时调节各个位置的非贯通螺栓组件的螺母进而控制模板的位置，同样的也将贯通螺栓组件进行组装，完成支撑系统的支设；
27.步骤四，在三侧面的模板面板和剔凿柱之间绑扎钢筋，包裹电热毯并设定恒温加热，然后浇筑新浇筑柱混凝土；
28.步骤五，养护混凝土后，拆除电热毯及支撑系统，其中只有内迫壁虎和套管留在柱体内，其余构件均可循环使用至下一个柱体加固。
29.进一步设置为：所述梁加固施工具体包括如下步骤：
30.步骤一，逐个下调梁支顶横杆，对梁进行剔凿、除锈、换钢筋、植筋；
31.步骤二，组装支撑结构，将顶部钢板凳顶在丝杆的顶部，将u托钢板、模板限位丝扣和支撑丝扣依次套接在丝杆上，然后将丝杆的底端部插入底部钢套管内；通过调节支撑丝扣将顶部钢板凳顶紧在预留面上；
32.步骤三，架体搭设完毕后，顶部钢板凳周围预留面位置保持原状，将原梁的下侧表面进行剔凿形成新旧结构接茬面；
33.步骤四，在剔凿完成后，进行钢筋绑扎和加固模板系统的支设，将主龙骨搭设在u托钢板上，然后再将次龙骨搭设在主龙骨上，然后将模板面板平铺在次龙骨与顶部钢板凳
之间，按照控制线要求调节模板限位丝扣顶紧加固模板系统，达到调整u托钢板标高的目的，控制新浇筑混凝土的底面标高；
34.步骤五，浇筑梁前在楼板顶用电镐开注料口，间距1m，两面加大需要额外在模板上钻排气孔，间距30cm，包裹电热毯和设定恒温加热保温，处理同柱；
35.步骤六，浇筑新浇筑混凝土，振捣使用附着式振动器，浇筑后恢复楼板孔洞并进行养护；
36.步骤七，拆除加固模板系统，将丝杆自顶部钢板凳内取出，除顶部钢板凳外可重复利用，然后填平顶部钢板凳处。
37.进一步设置为：所述节点加固施工具体包括如下步骤：
38.步骤一，剔凿基础及柱的表层混凝土至完全露出纵筋，磨光机加钢丝刷除锈、用切割机切断严重锈蚀的部分并用hrb400钢筋进行等面积代换，在基础顶用电锤钻孔、植筋，绑扎柱筋及基础钢筋，支模浇筑，施工缝留在梁下30cm处；
39.步骤二，在两个柱都浇筑至梁下后下调梁底的小横杆，剔凿梁、支设模板、放入钢板凳，原钢筋的处理同柱，植筋、绑扎钢筋，支钢板凳及模板，最后浇筑梁并及时养护。
40.进一步设置为：所述冬季施工专用电热毯包括电热毯本体，所述电热毯本体内设置有温控开关和与之相电性连接的合金发热线，所述温控开关连接有电源线，所述电源线两端分别连接有防水插头，两个所述防水插头为一公一母设置，所述电热毯本体的边缘处设置有若干金属绳扣。
41.进一步设置为：所述电热毯本体为多层复合结构，所述电热毯本体背对加固模板的一侧为防护面，朝向加固模板的一侧为加热面，所述电热毯本体从防护面到加热面依次包括防水层、第一防火层、保温层、第二防火层和加热层。
42.进一步设置为：所述电热毯本体的加热面设置有若干高强耐热胶带。
43.进一步设置为：所述合金发热线呈“s”型布置，合金发热线的首尾两端与温控开关电性连接。
44.进一步设置为：所述电源线的中间段固定于电热毯本体内，电源线的两端分别从电热毯本体的两侧延伸出来，延伸出来的电源线长度至少保留50cm。
45.相比于现有技术，本发明的有益技术效果为：
46.1、通过采用若干冬季施工专用电热毯进行合理布局和包裹进行恒温加热的方式，实现持续保温，保证加固“薄壳”混凝土温度合格，进而保证混凝土强度、钢筋粘结力及抗渗、抗冻性能。并且可以根据不同施工现场要加固的立柱尺寸，使用起来更为方便，同时防水、防火性能优异，安全性较高。
47.2、原有结构梁在首次支顶后，全过程不需再反复拆除支撑架体，直至加固施工完成，从而大幅缩短施工周期，同时也保证了施工安全。
48.3、采用内迫壁虎 非贯通螺杆的连墙柱专用支撑系统，可以减少植入深度，避免加固柱子过程中植筋太深，造成立柱的混凝土发生断裂。
附图说明
49.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
型布置，合金发热线的首尾两端与温控开关电性连接。温控开关连接有电源线4，电源线的中间段固定于电热毯本体内，电源线的两端分别从电热毯本体的两侧延伸出来，延伸出来的电源线长度至少保留50cm，以便实际使用时将相邻两个电热毯串联。电源线两端分别连接有防水插头5，两个防水插头为一公一母设置，使得不同电热毯之间可通过防水插头相互串联。电热毯本体的边缘处设置有若干金属绳扣6，相邻两个金属绳扣间隔30cm设置。当多个电热毯包裹在加固模板上时，边角处可以通过线绳穿过金属绳扣进行捆扎。电热毯本体的加热面设置有若干高强耐热胶带7，使用时可将高强耐热胶带粘在加固模板上，提高电热毯的包裹性和保温性。
67.参照图3，本电热毯的工作原理和有益效果为：首先，将若干电热毯挨个依次包裹于加固模板上，将高强耐热胶带粘贴于加固模板上，保证电热毯紧紧裹住加固模板。接着，将位于加固模板边角处的电热毯通过线绳穿过金属绳扣进行捆扎。将电热毯通过防水插头相互串联，最后连接温度控制主机，通过温度控制主机设定恒温加热温度，合金加热线加热，温控开关实时监测并反馈加热温度至温度控制主机，从而实现持续保温，保证加固“薄壳”混凝土温度合格，进而保证混凝土强度、钢筋粘结力及抗渗、抗冻性能。本电热毯相比于传统双层保温棉被封闭后再增设暖风炮的方式，可以根据不同施工现场要加固的立柱尺寸，进行合理布局和包裹，使用起来更为方便，同时防水、防火性能优异，安全性较高。
68.需要说明的是，温度控制主机可以采用各种类型的温度控制器来实现本技术所述的温度控制，如智能pid温度控制仪等现有产品，温度控制主机非本技术的核心技术，此处不作赘述。
69.本发明提供了一种对老旧保护建筑改建过程中的原址加固施工方法，包括如下步骤：
70.s100、基础承台上方挖土。
71.s200、排水，整平、夯实地面：整平、夯实架体位置的地面。
72.s300、梁支顶、搭设脚手架：支撑架体的架子采用扣件式钢管φ48.3
×
3.6，支顶立杆下方铺垫板和槽钢，支顶梁下加装双卡扣。
73.s400、放线定位，电镐剔凿立柱，若有钢筋锈蚀等现象，应首先清除钢筋周边破损混凝土，对钢筋进行除锈和清洁处理；当钢筋锈蚀严重或出现大面积露筋、锈蚀的情况时应等截面强度替换锈蚀钢筋；原钢筋除锈后，直径损失不超过原直径的10％，否则替换钢筋。
74.s500、基础承台加固施工。
75.s600、柱加固施工：包括普通柱和连墙柱的加固施工，为保证加固“薄壳”混凝土温度合格，施工过程中均需采用上述电热毯进行恒温加热保温；其中，所述连墙柱的加固施工需要安装内迫壁虎 非贯通螺杆的连墙柱专用支撑系统。
76.参照图4，普通柱的加固施工包括如下步骤：
77.步骤一，安装普通柱的加固模板和主、次龙骨，模板拼缝部位和施工缝的设置位置、形式和尺寸准确，密封严密，防止漏浆；模板硬拼缝，拼缝严密、平整，不漏浆，不错台，不胀模，不跑模，不变形，阴阳角顺直。
78.浇筑前浇水润湿结合面(新旧混凝土接茬面)并涂刷水泥浆，浇筑时应保证植筋胶已过养护周期。
79.步骤二，开注料口：在柱的相对两侧面(如东、西两侧)每隔1m在模板上用电锯开注
料口200mm
×
300mm。
80.步骤三，包裹电热毯：在加固模板及龙骨四周满挂一层防火布，并将主龙骨端头包裹，避免电热毯被轻易划破。在防火布外侧，采用电热毯将柱包裹，上下两个电热毯之间预留注料口，边角位置用线绳系紧，设定恒温持续加热保温。
81.步骤四，浇筑新浇筑柱混凝土：相邻的上下两个注料口之间形成一个浇筑段，按照从下往上的顺序依次浇筑，下端浇筑段浇筑结束后用子母盖封堵该段注料口，接着继续挨个从上端的注料口浇筑。
82.需要额外说明的是，位于建筑首层的柱体为首层柱，首层柱先浇筑基础承台上方的增大加固部位，再浇筑柱，施工缝留设在梁下30cm处。
83.步骤五，养护混凝土，拆除电热毯和加固模板后，注料口位置用角磨机加打磨头打磨平整。
84.以需要三面加大的连墙柱为例，连墙柱的加固施工需要采用内迫壁虎 非贯通螺杆的专用支撑系统(该支撑系统的具体构造和工作原理详见本技术人于2021.1.8申请的专利号为cn214330031u、专利名为《一种古建厂房的柱扩大截面支撑加固构造》的专利，此处不再赘述)，连墙柱的加固施工具体包括如下步骤：
85.步骤一，首先对墙体进行剔凿，去除掉需要扩大截面范围内的内层砖；然后再将露出墙面的原柱体进行剔凿，预留在墙体内的为预留柱和伸出墙体的为剔凿柱，剔凿柱的表面形成新旧混凝土接茬面。
86.步骤二，采用电钻在剔凿柱上按支撑结构的位置设计打出直径20mm，深度80mm的柱孔；钻孔清洁后将m16的内迫壁虎放入柱孔中，冲击内迫壁虎内塞子顶爆即可。
87.步骤三，支设纵向加固系统和横向加固系统，其中对应内迫壁虎的位置将非贯通螺杆插入套管后，尾部旋入内迫壁虎，头部穿出主、次龙骨和模板面板，然后同时调节各个位置的非贯通螺栓组件的螺母进而控制模板的位置，同样的也将贯通螺栓组件进行组装，完成支撑系统的支设。
88.步骤四，在三侧面的模板面板和剔凿柱之间绑扎钢筋，包裹电热毯并设定恒温加热(具体过程详见上述普通柱的加固施工步骤三)，然后浇筑新浇筑柱混凝土。
89.步骤五，养护混凝土后，拆除电热毯及支撑系统，其中只有内迫壁虎和套管留在柱体内，其余构件均可循环使用至下一个柱体加固。
90.s700、梁加固施工；加固施工过程中需要采用钢板凳 u托钢板的专用支撑结构(该专用支撑结构的具体结构和工作原理详见本技术人于2021.1.8申请的专利号为cn214330032u、专利名为《一种古建厂房的水平构件加固支撑构造》的专利，此处不再赘述)，具体包括如下步骤：
91.步骤一，逐个下调梁支顶横杆，对梁进行剔凿、除锈、换钢筋、植筋。
92.步骤二，组装支撑结构，将顶部钢板凳顶在丝杆的顶部，将u托钢板、模板限位丝扣和支撑丝扣依次套接在丝杆上，然后将丝杆的底端部插入底部钢套管内；通过调节支撑丝扣将顶部钢板凳顶紧在预留面上。
93.步骤三，架体搭设完毕后，顶部钢板凳周围预留面位置保持原状，将原梁的下侧表面进行剔凿形成新旧结构接茬面。
94.步骤四，在剔凿完成后，进行钢筋绑扎和加固模板系统的支设，将主龙骨搭设在u
托钢板上，然后再将次龙骨搭设在主龙骨上，然后将模板面板平铺在次龙骨与顶部钢板凳之间，按照控制线要求调节模板限位丝扣顶紧加固模板系统，达到调整u托钢板标高的目的，控制新浇筑混凝土的底面标高。
95.参照图5，为放入钢板凳和u托钢板后的梁示意图，由于带有u托钢板，因此可在不拆除架体的情况下完成模板支设，解决了加固施工采用传统架体需要在混凝土剔凿、钢筋绑扎和模板支设过程中支撑架体反复搭设拆除的难题。
96.步骤五，参照图6，浇筑梁前在楼板顶用电镐开注料口，相邻两个注料口间距1m。参照图7，两面加大还需要额外在模板上钻排气孔，排气孔直径1cm，相邻两个排气孔间距30cm。包裹电热毯和设定恒温加热保温，处理同柱。
97.步骤六，浇筑新浇筑混凝土，振捣使用附着式振动器，浇筑后恢复楼板孔洞并进行养护。
98.步骤七，梁的强度达到75％后可以拆除加固模板系统，将丝杆自顶部钢板凳内取出，除顶部钢板凳外可重复利用，然后填平顶部钢板凳处。
99.s800、柱和梁的节点加固施工，具体包括以下步骤：
100.步骤一，剔凿基础及柱的表层混凝土至完全露出纵筋，磨光机加钢丝刷除锈、用切割机切断严重锈蚀的部分并用hrb400钢筋进行等面积代换(两端与原钢筋搭接，搭接长度单面焊10d或双面焊5d。如果整根钢筋都锈蚀严重，就需要整根替换，两端植入支座25d)，在基础顶用电锤钻孔、植筋，绑扎柱筋及基础钢筋，支模浇筑，施工缝留在梁下30cm处。
101.步骤二，在两个柱都浇筑至梁下后下调梁底的小横杆，剔凿梁、支设模板、放入钢板凳，原钢筋的处理同柱。植筋、绑扎钢筋，支钢板凳及模板。最后浇筑梁并及时养护。
102.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。