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房屋顶升技术

房屋整体顶升施工技术是针对原有房屋室内、外使用高度不能满足要求或需要进行基础抬起加固,在不拆除房屋上部结构的前提下,对房屋进行水平切割、整体顶升、再接筋加固的一种施工方法。具体施工时,先在混凝土结构柱上施工上下抱柱梁,然后安装液压顶升系统,再用静力切割设备对结构柱进行切割分离,墙与柱之间采用人工凿除的方法进行分离。再通过液压同步顶升控制系统控制千斤顶同步顶升,顶升过程中通过节点托换方法,将柱子切割线以上重量传递给千斤顶和钢筋混凝土预制块,再由千斤顶传递给切割线下部柱子,最后再传给基础。顶升到设计标高后,对立柱钢筋采用挤压套筒机械连接,对剪力墙钢筋采用焊接的方法。钢筋连接完毕后浇注微膨胀混凝土,对新老结构进行连接,最后拆除顶升设备,凿除顶升抱柱梁,并重新对结构进行装饰,即可达到使用要求。通过顶升技术的成功运用,实现了建筑升高,满足了空间使用需求,大大节省了工程改造费用,并节约了建筑材料,减少了建筑垃圾的产生,保护了环境。

一、施工准备

施工准备工作主要分以下部分:材料准备 、机械设备、建筑结构加固、垫块的预制和运输、楼梯与地面和墙与柱间分离。

1、主要材料:水泥、钢筋、石子、16I、20厚钢板等材料都必须符合规范要求并进行复试合格的,预埋铁的制作严格按设计要求。

2、主要设备:

PLC控制操作系统、液压泵站、200吨液压千斤顶、新型切割链锯、精密全站仪、钢卷尺、靠尺、专用钢尺、光栅尺、搅拌机、插入式振动泵。

3、当建筑物有室内、外楼梯时,为了保证在不破坏楼梯的前提下进行顶升,因此根据设计必须楼梯进行加固;外楼梯:主要采用在楼梯下增加一道联系梁后然后用型钢与上部结构焊接,形成斜拉体系;内楼梯:直接将最下梯段中部切断后用型钢与上部结构焊接,形成斜拉体系。

4、混凝土墙与柱间分离:由于地下室原设计为了挡土和防水,除地下车库进出口处外,其它柱间均设有250厚混凝土混凝土墙;所以为了方便整体顶升必须将柱、墙分离。

二、抱柱梁施工

1、下抱柱梁主要设置在外墙承台基础不能满足垫块支撑需要处作房屋顶升时基础,除砼浇灌密实、强度必须达到设计要求外。上表面标高误差和和平整度必须控制在2㎜以内。

2、上抱柱梁不仅是房屋顶升时承担上部荷载,而且在房屋四周设置水平限位处抱柱梁的侧面垂直度直接关系房屋的垂直度。

三、限位装置的安装

为保证顶升过程中的稳定,避免房屋发生平动和转动,房屋四角柱抱柱梁两侧设置限位结构。中间各柱用槽钢作为联系梁进行拉接,以保证结构的整体稳定性。

1、限位装置:主要采用L160*14的角钢和扁铁焊接而成,下面与下抱柱梁的预埋铁焊接,侧撑为L160*14的角钢。

2、限位高度:顶升高度在1.1米以内一次到位即高度=1.36米+顶升高度(地下净高2.6米)。顶升高度为2.1米的时,当顶升到1.0米时,将限位通过绑条焊的方式进行接长,并加焊第二道斜撑。

3、限位高度的垂直度必须2㎜以内,内侧面必须与上抱柱梁侧紧靠,如有空隙要用扁铁塞紧。在安装完限位后,将工字钢连系梁焊好。

4、结构切割线上部结构中间各柱用槽钢联系梁进行拉接,连系梁均采用16I钢,槽钢两端固定在切割线上方的结构柱上。

四、南京碳纤维布切割立柱

1、立柱切割前先要检查柱是否与墙分离,上、下抱柱梁是否已经达到设计要求。在上述都满足时,将柱两支撑垫块自下垒积好,垂直度必须小于5㎜,并按要求用Ø10钢筋全部垫块预留的外露Ø6钢筋上下焊接连在一起,并用L50*5包垫块四角用-50*5或Ø12将其焊接,Ø12间距为50㎝。顶升高度2.1米时,垫块除满足上述要求外,垫块必须提前完成15天,用M10的水泥砂浆进行砌筑。最上面垫块顶面与上抱梁底面间用钢板和扁铁塞紧。

2、切割柱采用是新型切割链锯。它由两部分组成:一为高压油泵,一为切割机;高压油泵为动力(电动)通过高压油管与切割机相连,切割机是由支架和链锯组成,链锯的切割链条为中间钢丝芯外包橡胶,橡胶上每隔着10㎜左右固定含有金钢石的钢块。通过安装支架角度来调节需切割的截面的角度和高度。此次顶升柱截面均为水平面。冷却兼润滑采用水。一个40×40柱切割时间在15×2分钟左右。立柱切割完毕立即将切下来钢筋混凝土柱块运走。

五、顶升

1、编程: 是根据即将顶升建筑平面图、上部结构和液压泵站的供应能力,将建筑基本划分几个区,每台液压泵站供应两个区的液压。同时对每个区内千斤顶进行编号。

2、设备就位分为:千斤顶安装、液压泵站、光栅尺、标高尺安装、和液压管的连接等。

3、称重: PLC控制操作系统它是将通过计算机的专用软件程序将各的千斤顶压力和行程及时反映在控制的计算机上,由一名专业高级指挥员根据油泵的压力和和行程、进行调整,将所有千斤顶实行同步升、降。称重就是确定每一个千斤顶起始顶升压力。由于每根柱的上部承载不同,所以每个千斤顶起升压力,必须一个一个进行测试,并将其数值记录在电脑中。

4、顶升 试顶升后,观察后若无问题,便进行正式顶升。

六、主要关键工序及注意事项

1、垫块制作的质量:外形尺寸的精度一定控制2 mm之内,使用时强度一定达到设计要求,制作用模板要及时检查,不行立即进行更换;使用时如发现垫块开裂和外形尺寸偏差超过要求立即进行更换。

2、上抱柱梁的底面平整度、设置限位处侧面垂直度和下抱柱梁的顶面平整度在2㎜以内。如有超过的, 上抱柱梁可机械磨;下抱柱梁的顶面可提前用C30细石砼找平。

3、顶升时上抱柱梁、垫块的砼强度必须达到设计要求;如为了赶工期可将提高砼配合比等级,但必须以同条件养护试块的试压值为依据。

4、顶升过程中要密切检查千斤顶压力和顶升高度是否相一致。

5、千斤顶压力的每次升、降时,压力变幅值要控制在2MPa以内。

6、顶升过程中要密切检查限位和联系梁是否有异常,如有问题及时进行加固;顶升高度为2.1米的一幢时,当高度达到1.0米时,必须停止顶升,进行限位加高连接并严格按设计要求进行加固。

7、支撑垫块加固必须按照设计要求进行加固,一般每升高40-50㎝加固一次;当两垫块间采用竖向钢筋上下焊接加固时,竖向钢筋必须紧靠垫块侧面,且与每个垫块预留的上、下两根Ø6钢筋必须焊接。

8、由于上抱柱梁的底标高相同,为了检查支撑垫块顶标高,必须在每个支撑设置标高控制线;每次千斤顶回程前,必须逐一检查柱两侧的垫块垒加的高度,同一柱的支撑垫块标高差不得超2 mm ,整个建筑物的支撑垫块顶标高差必须控制在3 mm以内,如超过上述数值,必须用钢板进行调整。

9、支撑垫块的拆除一定待后接柱达到设计强度后方可拆除。

10、顶升前,必须对操作人员进行技术交底,专业岗位必须由相关资质证件专业人员操作;顶升时设立一名总指挥,所有人员听从指挥员的指令进行操作。特别是油泵控制人员。

11、每次操作前都必须认真对设备、支撑、限位等进行检查,如发现问题立即进行处理,切不可冒险作业。

12、在检查建筑物达到设计要求的标高后,方可拆除设备。

通过整体顶升技术的成功运用,带来多重效益。一是实现了建筑升高,满足了空间使用需求。二是节省了费用。顶升费用仅约为重建费用的1/5,还不包含装修和拆除费。三是缩短了时间。大大缩短了建设工期,使较快地投入使用,建筑可及时发挥功能。四是节能环保。节约了建筑材料,减少了建筑垃圾的产生,减小环境污染。