一种墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法

摘要

一种墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法，涉及墙体改造技术领域，其具体步骤为：步骤1，支撑单元制作；步骤2，画洞口(1)、过梁(3)和支撑洞(2)的轮廓线；步骤3，逐一剔凿支撑洞(2)并放置支撑单元；步骤4，套箍筋、穿主筋；步骤5，支模、浇混凝土；步骤6，拆模、清边、养护；步骤7，开凿洞口。本发明所述的墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法，采用单元置换、一次浇筑的工艺，解决了过梁置换过程中一次开洞过大容易造成墙体塌落的安全隐患，使过梁置换不受洞口宽度限制，适用于各种宽度和形状的洞口。

说明书

技术领域

本发明涉及墙体改造技术领域，具体的说是一种墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法。

背景技术

在既有工程改造中，现有墙体上开洞是比较常见的现象。对于宽度较大的洞口，需要设置过梁。目前设置过梁较为普遍的有两种方法，一种是先开洞后加过梁，一种是先加过梁后开洞。第一种方法对于宽度较大的洞口存在很大的安全隐患，第二种方法主要是先在墙体灰缝中加角钢或槽钢，然后开洞。因为在加设角钢或槽钢的过程中要剔开墙体厚度一半的灰缝，所以也存在一定的安全隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法，采用单元置换、一次浇筑的工艺，解决了过梁置换过程中一次开洞过大容易造成墙体塌落的安全隐患，使过梁置换不受洞口宽度限制，适用于各种宽度和形状的洞口。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法，其特征在于：其具体步骤为：

步骤1，支撑单元制作：支撑单元4包括上下相对设置的顶面钢板41和底面钢板42，顶面钢板41和底面钢板42间设有四根呈矩形分布的支撑腿43；所说的支撑单元4的宽度同墙体11的厚度、高度同过梁3的高度、长度为300-500mm且小于过梁3的高度，支撑单元4的数量以排满过梁3的长度L计算；

步骤2，画洞口1、过梁3和支撑洞2的轮廓线：在墙体11上画出洞口1的轮廓线，再在洞口1的轮廓线上方画出过梁3的轮廓线，然后根据支撑单元4的大小在过梁3的轮廓线内画出若干个支撑洞2的轮廓线，支撑洞2的轮廓线上下均比支撑单元4大出1-2cm、左右比支撑单元4大出3-5cm，以便找平和方便设置支撑单元4；

步骤3，逐一剔凿支撑洞2并放置支撑单元：根据支撑洞2的轮廓线逐一剔凿支撑洞2，支撑洞2上下两面的不平度小于1cm，当支撑洞2全部剔凿完成就形成了过梁3洞口；每剔凿完一个支撑洞2后，将该支撑洞2的底面抹平并在支撑洞2内放置一个支撑单元4，底面抹面的标高比放置支撑单元4的下平高5mm，且要控制所有支撑洞2的底面标高一致，各支撑单元标高一致，支撑单元4下部放平，上部与洞口上平之间的缝隙用C20干硬性细石混凝土塞实，并加强养护；

步骤4，套箍筋、穿主筋：将若干宽度略小于支撑单元4的宽度的矩形箍筋7按设计间距摆放在过梁3洞口内，箍筋7的摆设方向垂直于过梁3的长度L方向，若干根主筋8四个一组分别绑扎固定在矩形箍筋7的上边框和下边框上，每组的四根主筋8从前后两个支撑腿43的两侧各穿入一根；

步骤5，支模、浇混凝土：一侧模板62贴墙体11外表面，另一侧模板63下口贴合，上口距墙体11外表面10cm，顶面比过梁3上平高5cm，形成砼浇注口61，将模板62、模板63加固牢固；从砼浇注口61浇筑掺入10-12％UEA微膨胀剂和早强剂的混凝土，随浇随用钢筋插捣密实，浇至与模板63上口齐平；

步骤6，拆模、清边、养护：待步骤5浇注的混凝土强度达到不因拆模损坏混凝土表面时，拆除模板62和模板63，将凸出墙体11外表面的多余混凝土64凿除，表面清理平整，并用与混凝土同成分的水泥砂浆抹平，浇水养护7d；

步骤7，开凿洞口：混凝土强度达到设计强度的70％后，根据洞口1的轮廓线开凿洞口；洞口1的四边先用无齿锯切割2-3cm深，然后从上而下剔凿；注意过梁下一皮砖剔凿时不得破坏过梁混凝土和钢筋。

在上述技术方案的基础上，逐一剔凿支撑洞2时，剔凿的顺序可以由左端向右端逐一剔凿，也可以由右端向左端逐一剔凿，也可以由中间向左右两端逐一剔凿，也可以由左右两端向中间逐一剔凿，也可以间隔或分段的逐一剔凿。

在上述技术方案的基础上，箍筋7和底面钢板42间设有若干支撑物51。

本发明所述的墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法，采用单元置换、一次浇筑的工艺，解决了过梁置换过程中一次开洞过大容易造成墙体塌落的安全隐患，使过梁置换不受洞口宽度限制，具有施工安全度高、工艺简单、施工速度快、适用范围广泛、保证施工质量、结构加固整体性好、环保与文明施工程度高等优点，适用于各种宽度和形状的洞口。

附图说明

本发明有如下附图：

图1  单元洞口自稳阶段示意图

图2  支撑受力阶段示意图

图3  钢筋混凝土过梁受力阶段示意图

图4  支撑单元的结构示意图

图5  套箍筋、穿主筋后过梁洞口横截面示意图

图6  支模、浇混凝土示意图

图7  支撑单元的立体结构示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1～3所示，本发明所述的墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法，置换过程中的受力体系分为三个阶段：单元洞口自稳阶段、支撑受力阶段、钢筋混凝土过梁受力阶段。

为了得到图3所示的拟开洞口5和拟设过梁6，本发明给出了一种墙体后加钢筋混凝土梁单元置换施工方法，其具体步骤为：

步骤1，支撑单元制作：如图4、7所示，支撑单元4包括上下相对设置的顶面钢板41和底面钢板42，顶面钢板41和底面钢板42间设有四根呈矩形分布的支撑腿43；所说的支撑单元4的宽度Wz同墙体11的厚度、高度Hz同过梁3的高度、长度Lz为300-500mm且小于过梁3的高度，支撑单元4的数量以排满过梁3的长度L计算(即过梁3的长度L是支撑单元4的长度Lz的整数倍，L＝n×Lz，n为正整数)；

步骤2，画洞口1、过梁3和支撑洞2的轮廓线：在墙体11上画出洞口1的轮廓线，再在洞口1的轮廓线上方画出过梁3的轮廓线，然后根据支撑单元4的大小在过梁3的轮廓线内画出若干个支撑洞2的轮廓线，支撑洞2的轮廓线上下均比支撑单元4大出1-2cm、左右比支撑单元4大出3-5cm，以便找平和方便设置支撑单元4；

步骤3，逐一剔凿支撑洞2并放置支撑单元：根据支撑洞2的轮廓线逐一剔凿支撑洞2，支撑洞2上下两面的不平度小于1cm，当支撑洞2全部剔凿完成就形成了过梁3洞口；每剔凿完一个支撑洞2后，将该支撑洞2的底面抹平并在支撑洞2内放置一个支撑单元4，底面抹面的标高比放置支撑单元4的下平高5mm，且要控制所有支撑洞2的底面标高一致，各支撑单元标高一致，支撑单元4下部放平，上部与洞口上平之间的缝隙用C20干硬性细石混凝土塞实，并加强养护；

步骤4，套箍筋、穿主筋：将若干宽度略小于支撑单元4的宽度的矩形箍筋7按设计间距摆放在过梁3洞口内，箍筋7的摆设方向垂直于过梁3的长度L方向，若干根主筋8四个一组分别绑扎固定在矩形箍筋7的上边框和下边框上，每组的四根主筋8从前后两个支撑腿43的两侧各穿入一根；

步骤5，支模、浇混凝土：一侧模板62贴墙体11外表面，另一侧模板63下口贴合，上口距墙体11外表面10cm，顶面比过梁3上平高5cm，形成砼浇注口61，将模板62、模板63加固牢固；从砼浇注口61浇筑掺入10-12％UEA微膨胀剂和早强剂的混凝土，随浇随用钢筋插捣密实，浇至与模板63上口齐平；

步骤6，拆模、清边、养护：待步骤5浇注的混凝土强度达到不因拆模损坏混凝土表面时，拆除模板62和模板63，将凸出墙体11外表面的多余混凝土64凿除，表面清理平整，并用与混凝土同成分的水泥砂浆抹平，浇水养护7d；

步骤7，开凿洞口：混凝土强度达到设计强度的70％后，根据洞口1的轮廓线开凿洞口；洞口1的四边先用无齿锯切割2-3cm深，然后从上而下剔凿；注意过梁下一皮砖剔凿时不得破坏过梁混凝土和钢筋。

在上述技术方案的基础上，逐一剔凿支撑洞2时，剔凿的顺序可以由左端向右端逐一剔凿，也可以由右端向左端逐一剔凿，也可以由中间向左右两端逐一剔凿，也可以由左右两端向中间逐一剔凿，也可以间隔或分段的逐一剔凿。

在上述技术方案的基础上，箍筋7和底面钢板42间设有若干支撑物51。所说的支撑物可以采用长×宽×高＝40mm×40mm×25mm的细石混凝土垫块，目的是使箍筋和底面钢板间有混凝土填充，避免箍筋和底面钢板直接接触。

以下结合附图对本发明所述的步骤逐一详细说明：

步骤1，支撑单元制作：支撑单元4包括上下相对设置的顶面钢板41和底面钢板42，顶面钢板41和底面钢板42间设有四根呈矩形分布的支撑腿43；所说的支撑单元4的宽度同墙体11的厚度、高度同过梁3的高度、长度为300-500mm且小于过梁3的高度，支撑单元4的数量以排满过梁3的长度L计算；顶面钢板、底面钢板和支撑腿的规格根据上部荷载计算确定；

步骤2，画洞口1、过梁3和支撑洞2的轮廓线：在墙体11上画出洞口1的轮廓线，再在洞口1的轮廓线上方画出过梁3的轮廓线，然后根据支撑单元4的大小在过梁3的轮廓线内画出若干个支撑洞2的轮廓线，支撑洞2的轮廓线上下均比支撑单元4大出1-2cm、左右比支撑单元4大出3-5cm，以便找平和方便设置支撑单元4；

步骤3，逐一剔凿支撑洞2并放置支撑单元：根据支撑洞2的轮廓线先用无齿锯切割2-3cm深，然后用扁凿剔洞，支撑洞2上下两面要用细凿子开凿整齐，不平度小于1cm，当支撑洞2全部剔凿完成就形成了过梁3洞口；每剔凿完一个支撑洞2后，将该支撑洞2的底面用1：2干硬性水泥砂浆抹平并在支撑洞2内放置一个支撑单元4，底面抹面的标高比放置支撑单元4的下平高5mm，且要控制所有支撑洞2的底面标高一致，各支撑单元标高一致，支撑单元4下部放平，上部与洞口上平之间的缝隙用C20干硬性细石混凝土掺入10-12％UEA微膨胀剂后塞实，并加强养护；

步骤4，套箍筋、穿主筋：将若干宽度略小于支撑单元4的宽度的矩形箍筋7按设计间距摆放在过梁3洞口内，箍筋7的摆设方向垂直于过梁3的长度L方向，若干根主筋8(图5中所示为八根主筋，具体数量根据设计确定)四个一组分别绑扎固定在矩形箍筋7的上边框和下边框上，每组的四根主筋8从前后两个支撑腿43的两侧各穿入一根；

步骤5，支模、浇混凝土：如图6所示，一侧模板62贴墙体11外表面，另一侧模板63下口贴合，上口距墙体11外表面10cm，顶面比过梁3上平高5cm，形成砼浇注口61，将模板62、模板63加固牢固；从砼浇注口61浇筑掺入10-12％UEA微膨胀剂和早强剂的混凝土，随浇随用钢筋插捣密实，浇至与模板63上口齐平；早强剂的用量按照早强剂使用说明书和配合比实验确定；

步骤6，拆模、清边、养护：待步骤5浇注的混凝土强度达到不因拆模损坏混凝土表面时，拆除模板62和模板63，将凸出墙体11外表面的多余混凝土64凿除，表面清理平整，并用与混凝土同成分的水泥砂浆抹平，浇水养护7d；

步骤7，开凿洞口：混凝土强度达到设计强度的70％后，根据洞口1的轮廓线开凿洞口；洞口1的四边先用无齿锯切割2-3cm深，然后从上而下剔凿；注意过梁下一皮砖剔凿时不得破坏过梁混凝土和钢筋。

本发明所述的施工方法，适用于各种宽度和各种形状的洞口过梁加固工程，特别适用于洞口宽度较大(2m以上)的情况。也适用于在现有墙体内增加圈梁的加固工程，对于在现有墙体中增加圈梁的加固工程则省略步骤7。

相对于后加过梁和先加角钢或槽钢过梁的传统工艺，本发明具有以下优势：

1 施工安全度高。每个置换单元跨度约30～50cm，随剔随填，防止了大面积挖开后造成塌落，完全避免了安全隐患。

2 工艺简单、施工速度快。不需特殊的设备，普通工人即可掌握，可单人操作，也可多人分段同时操作。

3 适用范围广泛。因为是单元置换，所以不受洞口宽度限制，适用于各种宽度和形状的洞口。

4 保证施工质量，结构加固整体性好。过梁为一次性浇筑，混凝土与砌体结合牢固，结构整体性好。

5 环保与文明施工程度高。砌体剔除后随时清理，主要为人工操作，减轻噪声污染。

6 墙体按单元剔洞后随时将支撑单元塞入，因为单个单元的跨度较小，所以在放入支撑单元以前墙体能够保持自稳。全部支撑放完后，支撑单元上部顶住保留的墙体，下部以墙体为基础支撑，将上部墙体的重量有效地传递到下部墙体上，所以在浇筑混凝土过梁前墙体能保持相对稳定。钢筋混凝土过梁施工后，由钢筋混凝土过梁承受上部荷载。以上三个阶段(单元洞口自稳阶段、支撑受力阶段、钢筋混凝土过梁受力阶段)都能确保结构的稳定，所以整个置换过程都能保证施工安全和结构的安全。

本发明中涉及的主要材料中，制作支撑单元的材料如钢板、钢管、钢筋等质量和焊接质量应符合现行《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)规定。材料的规格、数量应经计算确定。模板、钢筋、混凝土、水泥、砂石、外加剂等材料质量应符合现行规范《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的要求。

本发明所述的方法符合以下质量标准

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)

《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)

《建筑拆除工程安全技术规范》(JGJ147-2004)

下表为本发明中涉及的机具设备

 

序号设备名称型号数量用途1砂轮切割机HS-CM0011台切割钢材2气焊(割)1台切割钢板3电焊机BN-3001台焊接支撑单元4无齿锯2台切割墙体5凿子1台剔凿墙体6手锤剔凿墙体7混凝土搅拌机搅拌混凝土8砂浆搅拌机搅拌砂浆9钢筋弯曲机制作钢筋骨架10木工圆锯制作模板11手锯制作模板

下表为本发明中涉及的检检试验工具

 

序号工器具名称型号数量1水准仪DS061台2抄平水管20米3钢卷尺50米1把4钢卷尺5米2把5墨斗1个6线绳20米7砂浆试模70.5×70.5×70.51组8混凝土试模150×150×1501组

以下为具体的检查验收项目及标准

一、主控项目

1 支撑单元所用钢管、钢筋、钢板的质量以及焊接质量应符合现行《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的规定。

检验方法：检查原材料合格证、复验报告、检验报告。

检查数量：全数检查。

2 支撑单元所用钢管、钢筋、钢板的规格、数量应符合设计方案的要求。

检验方法：对照设计方案检查。

检查数量：全数检查。

3过梁截面尺寸、配筋规格数量、质量、混凝土强度应符合设计要求。

检验方法：检查设计图纸、合格证、检验报告。

检查数量：全数检查。

二、一般项目

1 洞口单元尺寸允许偏差(mm)

 

项目允许偏差检验方法检验数量高+200尺量检查全数检查长+500尺量检查全数检查

2 支撑单元尺寸允许偏差(mm)

 

项目允许偏差检验方法检验数量宽0-10尺量检查全数检查高±5尺量检查全数检查长±10尺量检查全数检查

3 洞口单元底面找平标高允许偏差(mm)：±5

4 过梁钢筋骨架及模板允许偏差：按照现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)进行验收。

5 洞口开凿尺寸允许偏差(mm)

 

项目允许偏差检验方法检验数量高+200尺量检查全数检查宽+200尺量检查全数检查

三、质量控制要点

1 开凿前应对原墙体进行结构检验，保证原有墙体的承载能力满足拆除和加固的要求。

2 开洞单元必须按弹线位置严格控制，防止一次开洞过大或偏差过大。

3 支撑单元所用钢材应经检验合格，焊缝高度和长度应符合设计要求，并对焊缝质量进行检验。

4 支撑单元应垂直放置，上面平面与墙体洞口内表面接触平整严密。

5 支撑单元应连续放置，净间距不得大于5cm。

6 过梁钢筋、水泥、砂石等原材料应经复验后方可使用。

7 钢筋笼应绑扎牢固，形状规整，长度和截面尺寸偏差不大于现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》的要求。

8 混凝土强度等级应符合设计要求，混凝土应振捣密实。混凝土中掺入适量早强剂以便加快下部洞口开凿的时间。

9 下部洞口开凿的尺寸要严格按照弹线尺寸，不得任意加大洞口尺寸，保证过梁有足够的搁置长度。

以下对本发明的经济效益进行分析：墙体后加钢筋混凝土过梁单元置换法在不破坏原有墙体的条件下对墙体进行加固，不必将原墙体撤离除。与传统的拆除重建的方案相比，可节省拆除的费用和重砌的费用。以三米宽的洞口为例，比较如下：

单元置换法：过梁长度3.24m，截面240×240。

开洞费用：15元；

支撑费用：12.4×4×6＝297.6元；

过梁费用：0.187×950＝177.65元；

合计：396.75元。

传统方法：过梁长度3.24m，截面240×240。

拆除费用：100元；

过梁费用：177.65元；

补砌费用：18×45＝810元；

合计：1087.65元。

比较以上两种方案，采用单元置换法比传统方法节约费用：690.90元，约63.52％。

还有一种传统的加固方案是：先剔除墙体一侧灰缝，放入角钢或槽钢，然后剔除另一侧灰缝，放入角钢和槽钢，然后开凿下方洞口。但是此方案在剔除灰缝的过程中存在着很大的安全隐患，容易造成上部墙体偏心受力造成失稳。采用单元置换法施工，避免了这些安全隐患。

综上所述，本发明给出的技术方案安全性高、施工简便、每个步骤均浅显易于掌握，施工速度快，可以使工程提前完成投入使用，间接地创造了经济效益。

以下对本发明的社会效益进行分析：

1 本工法安全性高，避免了建筑物倒塌和人身伤亡等恶性事故。

2 减少了大面积的剔凿拆除作业，减少了由此带来的扬尘、噪音等污染，减少了建筑垃圾的处理。

3 改善劳动条件，减轻工人的劳动强度，对提高产业工人的素质具有较大的意义。

4 减少了拆除和重砌的工程量，提高了原有构件和材料的利用率，对于建设节约型社会、和谐社会具有重要意义。