摘要：随着我国各地城市建设的不断推进，高层建筑工程的数量与规模也不断增加，城市建筑工程的建设质量也开始受到社会各层人们的重视。在这种情况下，探讨建筑工程的质量就显得非常重要。本文以某工程为例，分析了剪力墙混凝土置换加固技术的具体应用，并形成了一套相对完善的加固方案，最终能够满足整个工程的结构安全，同时也可以达到经济型和技术性的统一。
关键词：剪力墙；混凝土；置换加固；施工技术
1 工程概况
为了更好的分析混凝土置换加固技术的应用，本文选择了一个工程实例作为支撑。某工程为地下一层和地上二十二层的住宅楼。地下一层为停车场，层高则为5.7m。而地上最高层则为机房层，层高为4.7m，而其余层都为普通住宅，层高则为2.8m。本次工程的大部分房屋都使用了混凝土剪力墙的模式。在具体混凝土强度方面。十二层以上强度为C30，四层到十二层强度为C35，其余低层和地下层的则为C40。
在本次工程施工到十层的时候，技术人员经过检测以后发现工程二层的区域出现了剪力墙混凝土强度不符合相关标准的情况，具体检测数值在C10到C25之间，不满足之前的C40标准。经过实际分析和相关计算以后发现，发现了问题墙的区域和结构，具体如图1所示。
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2 置换方案的整体设计
2.1 置换方案的原理分析
置换方案的加固原理主要是针对不同支撑的分批拆卸与替换，能够一步步完成所有支撑的替换。而整个方案成功的关键就在于上部结构的支撑卸载作业，能够形成一套相对完善合理的托换体系，可以在等待替换的剪力墙上部与下部区域分别设置夹墙梁，同时还要布设相关支撑与千斤顶等结构，最终可以实现待置换剪力墙载荷的转移。
2.2 夹墙梁的设计
在整个置换体系中，夹墙梁的竖向支撑承载力基本上都依赖于混凝土接触面以及钢筋截面。具体计算应该按照N=fcA+fyAs来进行。本次工程中对于问题墙进行了计算，其承载力N=8599kN。夹墙梁的具体情况如图2所示。
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图2 夹墙梁配筋的展示图
2.3 支撑设计
基于上述分析与相关计算可得，本次置换方案中可以选择规格为Q235，φ200×10的钢管，并且设计高度为2.8m，而轴力设计值则为1074kN。针对这个规格的钢管进行验算可知，其支撑满足相应要求，具体如图3所示。
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图3 钢管支撑立面展示图
3 置换方案的施工部署与具体流程
在本次置换方案中，如果直接拆除两层局部剪力墙就会显著影响上部结构竖向力。而为了降低其对于整体结构的影响，就应该对整体施工流程进行部署与规划，将整体施工分为各个区段，具体如图4所示。而在后续施工过程中，具体施工作业也可以按照编号1到编号9开始，即“明确施工区域-夹墙梁设计-支撑架布设-卸载千斤顶-破除剪力墙混凝土-混凝土的重新浇筑-夹墙梁的拆卸-最终质量审查”。
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图4 剪力墙施工区段划分
4 置换方案关键施工技术
4.1 夹墙梁-支撑托换施工技术
在本次置换施工方案中，夹墙梁布设在问题梁的两侧区域，能够提供给相应的支撑作用。而在具体施工的时候，要将需要置换的剪力墙进行表面清洗工作，去除表面存在的一些杂质和其他东西，保证夹墙梁能够连接稳固，并且在置换剪力墙过程中可以在混凝土破碎以后承载足够的载荷。
本次置换施工方案采用了水力破除剪力墙的方法，而在具体作业之前也要预先布设钢管支撑。相关施工人员一定要等到钢管支撑连接稳固以后再进行相应的拆卸作业，能够保证置换剪力墙的上部载荷完全由夹墙梁所承受。为了达到这一效果，也需要在钢管支撑的顶部区域布设千斤顶等构件，并施加预顶力。为了避免预顶力在顶部区域产生应力集中等不良情况，还应该在千斤顶的下端布设20mm厚度的钢板。夹墙梁的具体布局如图5所示。
图5 夹墙梁平面布置展示图
4.2 高压水破除混凝土施工过程
4.2.1 水力破除施工的原理分析
在置换施工方案中，水力破除混凝土原理主要是使用高压泵施加压力，使用100到280MPa的高压水流，直接射到混凝土表面。而当高压水流的压力超过混凝土抗拉强度的时候，混凝土就会出现破碎，从而达到相应的施工效果。具体如图6所示。
图6 水力破除混凝土原理分解图
4.2.2 水力破除混凝土的施工特点
相较于其他施工技术来说，水力破除混凝土具有多个方面的特点。一方面，这种方法在使用的时候产生的振动很小，因此也不会有太大噪音，同时对于原结构的影响也非常小。另一方面，这种方法能够进行多角度作业，整个施工过程非常便捷，同时也具有较强的绿色环保性，在我国很多建筑工程中都较为显著地应用空间。
4.2.3 水力破除混凝土的现场施工流程
在现场施工的过程中，主要选择了进口品牌的水力破除设备。这套设备的泵站功率为125kW，出水流量达到了26L/min，射出的水流最大压力为230MPa。这套设备为半自动设备，能够满足整个工程施工的相关要求。就现场施工具体情况来看，使用这套设备的效率已经能够适应现场需求，达到了0.7m3/台班。
为了降低水力破除墙面以后对整体结构带来的各类负面影响，在水力破除混凝土墙肢一半进度以后，就开始进行混凝土的浇筑工作，而整个水力破除作业则严格按照既定流程来施工。这样以后，水力破除混凝土不仅能够达到既定的效果，同时也能够将其负面影响降到最低。
4.2.4 施工安全防护措施的制定
在整个施工过程中，工程施工方还应该做好相应的安全防护措施，避免出现施工安全问题，给工程项目带来额外的经济损失。
第一，在整个施工区域应该布设硬质围墙，并在围墙上粘贴一些醒目的警示标志，并且在平时的时候加强巡视，非施工人员严禁进入到施工区域中。
第二，在整个施工区域中，施工团队还应该使用土工布来进行相应的防护铺设作业，避免施工过程中出现水花四溅的现象，影响施工整体环境。在整个施工过程中，一定要严禁非施工人员进入到滑道中，给整个施工过程带来较多不必要的影响。
第三，在施工的下方区域中，应该在楼板的位置上布设一些沙袋围堰，从而避免污水出现四处蔓延的情况，不仅具有较强的环保效应，同时还能够避免污水在下层区域长期积存而对下层施工质量带来影响。
第四，在施工的全过程中，施工管理人员也应该及时分派一些现场施工人员前去清理围堰中积存的污水，避免污水长期存留。
4.3施工以及灌注流程
在本次置换方案的施工过程中，出现了新旧混凝土结合的情况。因此为了保证两者相互之间结合的紧密性与黏结性，所进行的混凝土浇筑强度应该达到C45，并且还要按照既定的流程来进行灌注，具体如图7所示。在图7所展示的流程中，相关施工人员应该重视模板制作与具体布设的工作，能够根据现场施工情况以及工程施工区域概况来制作规定规格与标准的模板，满足相应的施工要求。而在灌浆过程中，施工人员也应该控制好灌浆的速度，保证最终的混凝土浇筑成效。在整个灌浆工作完成以后，相关施工人员也应该进行必要的养护工作，并按照既定的标准来进行养护，保证混凝土的强度能够符合相关标准。
图7 混凝土灌浆施工流程展示图
4.4 夹墙梁与支撑的拆卸作业
在进行夹墙梁与支撑的拆卸作业的时候，可以考虑选择水钻与电镐相结合的方法来进行施工，避免对室内环境造成太多的负面影响。其中水钻主要是在潜力强与楼板上进行排空，最终能够形成很多小块的水钻块体。而电镐则在水钻作业进行完毕以后再进行人工剔凿作业，保证最终的施工进度。具体施工如图8所示。
图8 夹墙梁平面与剖面切割图
5结束语
通过使用置换混凝土加固的施工技术，能够从根本上解决工程剪力墙混凝土强度不满足相关设计要求的问题，并且整个施工方案也具有更强的可靠性。不仅如此，在整个置换方案中还选择使用了水力破除混凝土的基本方法，使得整个施工产生的噪音不高以及粉尘数量也很少，满足了工程相关环保要求，具有较为显著的经济效益与社会受益。在本文分析的工程项目中，成功置换了六面剪力墙，不仅保证了最终的工程进度与整体周期，同时也改善了工程质量，达到了预期的置换效果。这也给我国其他建筑工程项目的施工带来了一定的参照，累积了我国高层建筑施工的经验。
参考文献
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[3]赖秉洪，王若林，陈尚建.住宅楼剪力墙混凝土分段置换加固技术[J].建筑技术，2016，47（11）：1039-1041.
[4]胡克旭，赵志鹏.混凝土置换法在某短肢剪力墙高层住宅加固中的应用[J].结构工程师，2015，31（06）：172-177.
论文作者:常玉兵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/12
标签：混凝土论文; 夹墙论文; 水力论文; 作业论文; 剪力墙论文; 区域论文; 如图论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;