典型工法
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遗存厂房保护性改造与功能提升综合技术施工工法

发布时间:2024-09-27 16:36:00

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完成单位:

山东省建设建工(集团)有限责任公司

1  工法特点

济南中央商务区文化服务中心项目采用本工法进行施工,对既有工业厂房的深度设计和精细化施工以及面对复杂施工条件的一系列高度综合的技术运用。特别在保护工业厂房特色的结构加固补缺、旧厂房典型屋面系统的保护性拆除与优化置换、清水砖墙加固与精益修缮、高精度施工的新增地下室基坑支护工程、新建夹芯保温加筋装饰砖墙体、室外悬挑旋转观光楼电梯等方面是工业建筑遗产改造再利用的最新成果,多种技术的创新性综合利用具有示范作用。

2  适用范围

本工法适用于土木工程领域中的改建或扩建各类工程的建筑物。

3  工艺原理

本工法的主要组成部分包括保护工业厂房特色的结构加固补缺、旧厂房典型屋面系统的保护性拆除与优化置换、清水砖墙加固与精益修缮、高精度施工的新增地下室基坑支护工程、夹芯保温加筋装饰砖墙体、室外悬挑旋转观光楼电梯6个部分。

4  工艺流程及操作要点


4.1  保护工业厂房特色的结构加固补缺

4.1.1  工艺流程


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  保护工业厂房特色的结构加固补缺工艺流程

4.1.2  操作要点

1.排架柱加固:先进行裂缝表面封闭处理和混凝土开裂破损缺陷的修补,而后灌注粘贴钢板。

2.柱间支撑补缺:根据图纸及现场查看比对,原设计8处柱间支撑,仅存上、下柱间支撑2处,其余柱间支撑已破损或者缺失,所有缺失部位,按照原有柱间支撑现场补齐,上支撑规格为2L90×90×8mm,下支撑规格为L75×6mm。

3.屋架支撑补缺:屋面水平支撑、垂直支撑、系杆及支撑节点普遍存在锈蚀现象,局部位置杆件锈蚀严重,甚至存在端部连接螺栓及角钢锈蚀,螺栓螺纹已锈平。要求替换上、下弦水平支撑的端部螺栓及角钢。现场必须安装好支撑后,方可拆除屋面板和加固屋架。

4.混凝土排架柱加固采用外粘型钢加固法。

4.2  旧厂房典型屋面系统的保护性拆除与优化置换

4.2.1  工艺流程

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 旧厂房典型屋面系统的保护性拆除与优化置换工艺流程

4.2.2  操作要点

1.屋面拆除应由南向北,由屋脊向两侧依次拆除施工。

2.屋面板拆除为高空作业,拆除分包单位选用的有拆除工程专业资质的单位。

3.拆除屋面板前与设计单位核对拆除区域并排查和试拆除。

4.拆除前应对原厂房屋面进行清理,将相邻两块混凝土屋面板的接缝处进行切割,使两块进行分离,应平行于桁架的方向进行试撬,待屋面板安全脱离后方可起吊。

4.3  清水砖墙加固与精益修缮

4.3.1  工艺流程

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 清水砖墙加固与精益修缮工艺流程

4.3.2  操作要点

1.需根据墙面污染的不同状况采用化学法、物理法及结合法等不同的处理办法,避免二次污染墙面、损伤墙皮。

2.逐一排查墙面风化的程度,分别确定不予修补、砖粉修补、贴砖片修补以及旧砖置换与修补的范围。。

3.使用石灰砂浆进行勾缝前,根据不同墙面的风化程度调整水泥的添加量,灰缝颜色应与旧灰缝相协调,勾缝时应将缝内的砂浆压实,且注意与旧砖墙灰缝缝的深浅一致。

4.对于局部拆除的墙体、原有的门窗洞口、窗台虎头砖等部位应集中修缮,保证线条顺直。

4.4  高精度施工的新增地下室基坑支护工程

4.4.1  工艺流程

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 高精度施工的新增地下室基坑支护工程工艺流程

4.4.2  操作要点

1.基坑变形监测要求高,原厂房排架柱下的沉降限值为6mm,排架柱下的基础倾斜不得超过0.1%。

2.支护型式多样、施工调配及工序转化复杂,工期紧,要求土方需分区、分片、分层进行开挖,土方与土钉、锚索及喷面穿插、紧密配合施工。

3.施工要求精度高:根据基坑支护设计图纸,大部分支护桩与地下室外墙距离仅600mm,扣除50mm厚基坑支护面层以及外墙防水层保护层50mm厚,剩余不足500mm,-2.40处一道宽度220mm腰梁,此处基槽宽度为250mm,实际工作面十分狭小。

4.5  新建夹芯保温加筋装饰砖墙体

4.5.1  工艺流程

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 新建夹芯保温加筋装饰砖墙体工艺流程

4.5.2  操作要点

1.新建砌体墙

经现场查看,轴线处墙体共用排架柱的独立基础,墙下新增条形基础不能完全与独立基础连接,居中增加暗梁,暗梁的纵筋两端植入锚入原有基础。

应注意的一是采用人工进行墙体条形基础的开挖,二是开挖至原独立基础的第三步放大角,严禁超挖。

2.底部装饰石材施工

为呼应西立面旧砖墙建筑效果,东立面外墙设计底部1米高装饰石材,并要求石材材质、颜色以及灰缝与西立面的毛石砌体接近。

3.加筋装饰砖施工

东立面原结构包括排架柱、格构柱、混凝土桁架梁、钢桁架梁、钢结构梁等等,柱中位置多不同轴,新建外墙凹凸造型较多,门窗洞口、幕墙顶等部位的节点做法均需按实际情况进行优化。

4.6  室外悬挑旋转观光楼电梯

4.6.1  工艺流程

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  室外悬挑旋转观光楼电梯工艺流程

4.6.2  操作要点

项目部组织设计、技术、施工共同组成难题攻克小组,将蓝图输入计算机,进行建模分析,对钢管立柱、旋转梯梁、踏步板、钢框架梁的尺寸、构件之间的链接尺寸细化。

其中箱型旋转钢梁口250*150*10的方矩管的难度最大,如采用成品方管,现有工艺只能进行火烤加热煨弯或冷弯,精度和强度无法保证。

经深化设计,把方矩管拆分开来,用四块钢板拼成箱型旋转钢梁,规格尺寸不变,箱型梁里面每隔40厘米增加设置一块加筋立板。

5  质量控制

5.1  保护工业厂房特色的结构加固补缺

5.1.1  材料进场需有产品合格证及检验报告。经监理及业主确认合格后方可使用。需要做材料复试的,应现场见证抽样送检,产品检验合格后方可使用。

5.1.2  粘钢混凝土表面清理干净,露出新鲜混凝土表面,无粉尘,无污物。

5.1.3  所粘钢板的抹胶表面,必须打磨出金属光泽。

5.1.4  在完成粘贴钢板经24小时固化后,用小锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,从音响判断粘贴胶体密实度。

5.2  旧厂房典型屋面系统的保护性拆除与优化置换

5.2.1  面板制作的质量要求

在设备的出板方向处应有足够长的空地,以保证按图纸要求生产出通长的板为保证屋面板的质量,要求对生产出的屋面板板宽和大小肋进行严格检查,如生产流程发现不合格的屋面板,不能安装。

生产压型板的原材料为卷材,卷材须堆放在开卷支架的附近,不能随意放置。加工前根据材料厚度及所折角度调整折板机刀具及折板所需压力,调整好后先在电脑中输入需出板的长度(在规定尺寸的基础上多加10cm),然后启动机器,出板的速度一定要缓慢、平稳。当压型板长度达到设计的板长时,停止压板机将下料后的胚板按规定尺寸堆放。

5.2.2  金属板材加工允许偏差应符合以下的规定

金属板材加工精度允许偏差1mm,质量放在施工首位,精心管理,精心施工,过程精品,保证质量目标的实现。

5.3  清水砖墙加固与精益修缮

修缮的流程应包括清理、清洁、排盐、旧砖置换与修补、砖缝整修、表面清洁防渗保护等步骤。

 砖的处置要求:原有砖块应尽可能予以保留,并避免后期修复的处置对其造成二次损害。。

修复砖粉需要满足下列要求:粘结剂宜采用天然水硬石灰或高品质钙质消石灰、调和石灰等为主,水泥含量不高于 10%(重量比)有机胶的含量不大于 1%;颜色及纹理与旧砖相似;强度是旧砖的 10%~100%,不宜高于旧砖;吸水率高于旧砖。

当旧砖表面已经完全风化,且平均风化深度≥30mm,宜采用贴砖工艺修复,将完好的旧砖切成20~25mm 厚,清理掉旧砖风化粉末,喷清水,用石灰粘结剂将砖片贴到风化砖面轻敲击压实。

5.4  高精度施工的新增地下室基坑支护工程

5.4.1  校核桩位、埋设护筒。护筒的内径比钻头直径大20cm,埋设深度不小于1m,并开设溢浆孔。

5.4.2  钻机就位后,做到平整、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。钻机加设扶正器,确保垂直偏差控制在1%以内。为准确控制成孔深度,每桩施工前均作水平测量,并在桩架上作控制深度的标记,以便在施工中进行观测、记录。

5.4.3  所用钢材符合设计及规范的大厂(如济钢、莱钢)产品,且具有出厂合格证及复验报告方可进场使用。

5.4.4  钢筋笼主筋接头,采用双面搭接焊连接。同一截面上主筋的接头数量控制到主筋总数的50%。钢筋笼采用一节制作。

钢筋笼在运输和安装过程中采用钢管绑缚等加固措施,以防止钢筋笼变形。

钢筋笼的安放对准孔位,垂直缓慢放入孔里,严禁重压以免入孔碰撞孔壁,钢筋笼放入孔里后,立即利用标高定位杆固定好位置,并复核标高。

5.4.5  选择距离工地较近的,质量较好的混凝土搅拌站,并提供完整的质量资料。技术负责人和质检员经常去混凝土搅拌站检查混凝土质量,发现问题及时解决,随着天气变冷,催促搅拌站做好保温措施。务必作好原材料计量工作,安排专职计量员从根本上保证混凝土的强度。

控制好混凝土的坍落度,每桩三次复测并做好记录,通过混凝土的抽检,如坍落度有偏差,及时通知搅拌站进行调整。

混凝土浇注接近桩顶标高时,应探测桩顶面的实际标高,以便清除桩顶部的浮浆层后,保护桩头质量。

按规范规定留置混凝土试块,组织好养护、试压等管理工作。

5.5  新建夹芯保温加筋装饰砖墙体

5.5.1  建筑物及墙面的基本要求

基层应坚固、平整、清洁、干燥,表面疏松处必须清除。

基层平整度:5㎜/2m。

5.5.2  保温板粘贴

材料配置:严格按配比配置材料,使材料控制在合适稠度,环境温度变化可做适量调整。

粘贴采用整面点贴,用抹灰刀抹边。

保温板四个侧面不应有粘结剂。

新粘贴好的保温板面的平整度小于3㎜/2.0m,不平处应在粘结剂硬化后打磨平整。

保温板之间的明显缝隙及板面缺陷用聚氨酯泡沫材料修补。

5.5.3  增强层

材料配置:使材料控制在合适稠度,环境温度变化可做适量调整。

抹灰厚度2-3㎜,分两遍抹成,玻璃布埋设不宜太靠内侧。

抹灰胶与基层粘结牢固、无脱层、无空鼓和裂纹等缺陷;表面光滑、洁净,接茬平整、线条顺直。

5.6  室外悬挑旋转观光楼电梯

室外旋转楼梯高20.5米,主钢架直径2900MM,其中难度最大的在于对于弯旋扭梯梁口250*150*10的方矩管,壁厚为10MM,为保证弯旋扭梁的制作精度,由设计师另行设计一套模具,在模具上设置好弯的数据,旋扭得数据,根据每一节的长度在模具上进行拼装。每一节的五块板件均有激光切割机下料,下料精度保证不大于10丝,并且五块板件四周均设置卯榫连接。在拼接箱型梁时直接按照卯榫连接口对卡严密即可,箱型梁四角用点焊临时固定,加劲立板的设置结合踏步板的安装位置,两块加劲立板的上下两个铆接点即为踏步板的安装位置,精确地保证了梯板梁和踏步的空间位置。

6  安全措施

进入现场后必须戴好安全帽。特殊工种(电工、焊工)持证上岗。在没有扶手和设有简易扶手的楼梯和阳台上通过时,应先试验其牢固程序,从靠近墙的一侧通过。2人以上共同操作时应协调一致,互相合作。施工安装时,不得违章操作,使用带电工具应按使用说明书接好地线,接通电源后,经电工检查后方可使用。现场施工时,应严格遵守国家有关防火条例。收工时要切断电源,并检查施工现场,消除隐患。

安全为了生产,生产必须安全,凡参加施工人员,要熟悉本工种安全技术规程,在操作中,应坚守工作岗位,严禁酒后操作。

进入施工现场,必须戴安全帽,禁止穿拖鞋。高空作业必须系好安全带。

不得擅自拆动施工现场脚手架、防护设施、安全标志和警示牌。

施工现场严禁吸烟以防火灾发生。

高空作业人员衣着要灵便,所放材料要摆放平稳,工具要随手放入工具袋内,上下传递物件禁止抛掷。

恶劣气候影响施工安全时,禁止露天高空作业。

玻璃运输及大件整体装卸必须指定专人负责,严格遵守玻璃施工及装卸有关规定。

电焊时应严格遵守有关规定,注意防火,并清除易燃易爆物品。

全体工作人员必须遵守市政府有关规定,遵守国家法规法律,遵守工地规定,以预防为主,工作现场禁止吸烟,杜绝火灾事故发生。

7  效益分析

       7.1  经济效益

本工法对原有厂房尽可能地保留修缮,加入钢结构隔层增加使用面积,在确保其结构安全和功能升级的基础上,践行环保减排,大大降低了施工成本。共计节约成本约16.6万元,节约工期19天。

7.2  社会效益

       7.2.1  文化价值引领 实践方法垂范

本工法在旧厂房典型屋面系统的保护性拆除与优化置换、厂房增层下室高精度施工、室外悬挑旋转观光楼电梯施工方面达到工业厂房修缮和再利用的国内领先水平。集团对相关经验技术及时归纳总结,获得了国家实用新型专利授权2项,获得山东土木建筑科学技术奖三等奖1项,省级创新成果2项,市优秀工法2项,学术专著1部,发表国家级刊物论文4篇,获得济南市QC成果一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项。

7.2.2  省市领导高度重视 观摩考察美誉度高

时任山东省委书记、济南市委书记多次视察本项目并高度评价文服中心项目。项目实施过程中,国家发改委、青岛市观摩团、烟台市长代表团、威海市委书记、临沂市城投领导等20余批次政府和行业部门组织考察观摩。省市电视台、齐鲁晚报、大众日报等主流媒体相继报道项目进展。项目在行业引领和社会影响力方面都取得较高美誉度。

7.2.3  总结凝练项目成果 形成学术专著

凝练提升项目成果,扩展研究外延,高校研究机构与建设单位共同完成学术专著《钢铁记忆与遗产重生——济南二钢工业遗存改造更新实录》由国家级出版社发行。

8  应用实例

       8.0.1  济南中央商务区文化服务中心项目

济南中央商务区文化服务中心项目位于济南中央商务区内,天辰大街以南,新泺大街以北,茂岭三号路以西,茂岭二号路以东,处于中央商务区绸带公园内,是在原济南第二钢铁厂西侧的轧钢车间基础上进行改建的项目。

8.0.2  山东省教育招生考试院办公楼维修改造项目

山东省教育招生考试院办公楼维修改造项目位于济南市历下区文化西路29号,文化西路与吉庆街交接口,为山东省教育招生考试院。原设计由济南市建筑设计研究院于1993年2月设计,主体结构为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,基础为筏板独立基础,结构设计使用年限为50年,使用功能为办公及宿舍。



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