对于升技关于房屋改建工程中整体顶升技术运用站

摘要：佛山市南海区某工程因使用上的需要，采用结构体系转换的方法对房屋进行整体顶升

1.78并增加一层楼板，不仅使首层恢复了使用功能而且增加了地下停车场。

关键词：因素􀁾设计􀁾荷载传递􀁾

整体顶升技术主要是包柱式托换承台或墙体夹梁体系支承2层以上楼层的荷载，并将荷载传递给支承顶升体系，通过在严密监测控制下的逐步顶升，将房屋升高至设计高度。

1 工程概况

该大楼位于佛山市南海区，原为6层办公大楼，钢砼框架结构，柱下群桩基础，首层层高5m，由于大楼旁路面升高，导致首层处于半地下状态，为恢复使用功能，业主拟将大楼拔高，在恢复商铺功能的同时，增加一层地下停车场.
由于该大楼还在使用，要求2层以上在工程施工中能照常使用，工期尽可能短，顶升要确保安全，对原结构尽量少破坏。

2 方案设计阶段考虑的因素

2.1该大楼建成后经历了一次沉降变形过程，结构中除正常的内力外，还积累了一定的变形所产生的应力，在顶升断柱时，这些应力的释放，对托换体系，支撑体系及原结构都会产生一定的影响，故所设计的体系必须能承受这些外加的应力荷载，平缓地将之释放。

2.2顶升过程中应考虑并尽量消除顶升力的不平衡或基础沉降对结构和顶升的不利影响。

2.3由于上部结构质量不均匀，为防止在顶升中可能会出现的平移、扭转、倾斜，必须考虑房屋重心与所有顶升力合力的作用点要重合。
2.4在顶升运动中，房屋重心升高，解决支撑体系的稳定，这是方案设计的核心问题。

3 设计方案的确定

3．1 基础支垫体系
原基础为灌注桩群桩基础，由于该大楼使用已超过10年，根据经验基础承载能力有所提高，比设计承载力约增加8%-10%，尽管升高后业主需要增加1层，但是由于基础承载力的提高及拟建地下室处向下挖土800mm，两者相比较大楼拔高后增加的荷载不大，经设计验算原基础不需加固处理。
3．2 托换体系
是通过原结构柱子界面与托换结构界面的连接传递，能有效安全地将2层以上荷载承托起来，托换结构可用钢筋混凝土结构及钢结构。比较如下：
3.2.1.钢筋混凝土结构变形少，与原结构界面连接为新旧混凝土连接，通过新旧混凝土界面摩阻力、机械咬合力、钢筋桶箍和锚筋的作用，可安全可靠地将荷载传至新结构，优点是对原结构尽量破坏少，可利用原结构周边界面。
3.2.2.钢结构变形较大，与原结构界面连接为钢与混凝土连接，需大量穿越原结构，通过螺栓抗剪来传递荷载至新结构，缺点是对原结构损伤较大。
由于该大楼柱平均轴力为3000KN，剪力荷载超过5000KN，这样的托换量不适宜对原结构有太大的创伤。因此本工程选用了包柱式钢筋混凝土托换承台，以及承台与承台之间设置连系梁，组合成为刚性较大的托换底盘（见图1）

图1 托换承台布置平面
经对原框架柱进行实测，其混凝土强度达到C20以上，符合结构加固规范对原结构的要求，托换承台混凝土强度设计为C25，高度设计相对标高在±0.000处，为保证新旧混凝土连接良好，设置了适量的锚筋。
3．3 支承顶升体系
该体系主要是将托换底盘上的荷载传递至基础上，在顶升运动中不能失稳，并能有效抵抗水平力。
本工程采用了组合钢管支撑结构。在托换承台4个角各放置Φ168mm单个钢管垫块，钢管垫块根据千斤顶行程设计成标准高度450mm及220mm两种，柱的两侧放置千斤顶，在顶升以后􀁯千斤顶上放置Φ168mm钢管垫块，在支顶位置处的托换承台上埋设钢板及螺栓，以便与垫块连接.为安全起见，在断柱顶升后，在柱中也设置一钢管支撑，横向垫块与垫块之间采用连接钢板，竖向垫块采用法兰盘，螺栓连接，并采用Φ16mm钢筋作为支撑之间的斜向拉杆，通过这些手段解决了支顶的横向抵抗力和失稳问题(见图2).

图2组合钢管支撑结构平面示意
垫块直接支承于原承台上，为了统一标高，在承台上设置钢筋混凝土墩作为垫块支顶的支座，钢筋混凝土墩高度根据现场实际情况而定(见图3)。

图3 混凝土墩示意

4 顶升施工

首先进行钢筋混凝土墩的施工，然后是托换承台及连梁的施工，最关键的是要做好承台与柱接触处新旧混凝土界面的处理，入柱锚筋的施工。在完成以上工序后，进行钢管支顶垫块的就位安装，千斤顶就位.新钢筋混凝

源于：论文标准格式www.udooo.com

土承台的强度等级满足设计要求后，在断柱前要进行试顶，试顶各项技术都满足设计要求后，将柱断开，并马上垫回钢管垫块。
顶升时顶升量根据现场情况可定为5～20mm/级，每两个千斤顶的行程即可将钢板垫块换成标准型钢垫块，并进行横向、竖向的垫块连接。在顶升过程中不断重复以上程序，直到顶升至设计标高，垫紧，连接所有垫块，并进行接柱。在新设计的相对标高±0.00处将钢筋预留出，待新柱混凝土强度等级达到设计要求C25后，开始进行垫块拆卸，承台及连梁的拆除及首层楼板的施工，整体顶升的施工必须注意以下几个问题.

4.1监测系统的布置

在楼房的顶升中，必须注意观察楼房是否发生平移、扭转、倾斜，承台支撑系统基础是否发生沉降，如不控制好这些技术问题，则可能导致出现灾难性后果，因此采取了人工、仪器、电脑相结合的观察方法，在每柱设1贴尺，由各柱施工人员对每级顶升量，钢管垂直度和形态，整个顶升体系，托换承台情况进行实时监测，在大楼四周及大楼内部设置足够数量的水准仪，对每条柱的升降情况和基础情况进行监测，在大楼四周设置经纬仪，对大楼的位移、倾斜情况进行监测，并将所有仪器的监测输入电脑􀁯通过电脑的汇总，分析与人工观测结果进行比较，作为继续顶升的决策依据，及时发现问题采取相应措施进行纠正，确保安全和工程的顺利进行，并随时进行二层以上楼房裂缝情况的监测。

4.2 顶升量和顶升压力的控制

为使托换底盘能作为一个平面一起升高，每柱顶升量必须相同，相邻两柱的顶升量差值不能大于1‰，采取顶升量和顶升压力双控制的措施(每级顶升量和千斤顶最大，最小压力值的限制)，将每柱顶升量差距减至最小，从而确保了楼房上部结构不产生过大的次应力，以免结构受破坏。

4.3 型钢支顶的安装

支顶安装质量关系到工程的成败，垫块支座处用干硬性砂浆找平，垫块就位时采用吊锤进行垂直度较正，垫块法兰盘间用螺栓连接好，斜拉钢筋点要在法兰盘上，严禁焊在钢管上，施工过程中也必须注意不能碰撞钢管，以防变形和失稳.

4.4 换千斤顶、垫块和接柱的顺序

由于千斤顶回油时，支顶会产生压缩变形，为使上部结构不产生应力集中，以上项目应采取跳隔式进行施工。

5 工程效果

在整个顶升过程中，曾发生房屋平移，扭转，倾斜，在荷载最大的两条柱位也发现因轴力较大，基础有少量沉降出现，但由于发现及时，通过调节顶升量及顶升速度使问题得到了解决，顺利完成顶升工程，完工后对房屋进行了检查，结构没有受到丝毫损伤，驳柱后混凝土10d龄期达到28.8MPa，达到设计要求，与原结构连接良好。
6.总结
本顶升技术的成功应用，关键在于设计，包括对改造项目的结构设计与施工设计，其次是实施时不打折扣的执行既定的施工方案，最后是施工团队的通力合作。
以上是自己实际工作中的一个成功实施的案例，抛砖引玉，供大家共同探讨。