托梁拆墙技术在既有建筑改造中的应用研究

2021-04-28张由潘廷明陈港曹淑上周伟

重庆建筑 2021年4期

张由，潘廷明，陈港，曹淑上，周伟

（重庆市建筑科学研究院有限公司，重庆 400016）

0 引言

20 世纪70 年代至90 年代，为了解决城市居民住房短缺问题，我国投入大量人力、物力和财力，建造了许多城市住宅[1]。该时期所建筑的住宅主要为企事业职工宿舍、一般家庭住宅等。随着国内生活水平的提高，该时期所建造的房屋已经不能满足人民日益增长的物质文化需求，特别是职工宿舍这类房屋，大多数都是租住的临时住户，居住环境不佳，且商业配套不足，但这个时期所建造的房屋大多位于城市繁华地段，无法充分发挥其价值。

为了提升既有住区建筑功能，常会在住区底层引进超市、商业，以加强配套，或将整栋房屋改造为酒店、餐厅，以提升商业价值[2]。受既有住区房屋结构布局所限，且由于使用用途改变，往往会拆除部分墙体。本文介绍了托梁拆墙技术在既有建筑综合改造中的应用[3]，可为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

某企业老职工宿舍楼，修建于20 世纪70 年代，为地上三层砌体结构，总建筑面积约为1500m2，房屋总长为67.6m，宽为23.6m，承重墙体厚为240mm，基础形式为条形基础，持力层为基岩。为改善生活配套，拟在该房屋一层引进一超市，超市位于一层（6）-（12）/（D）-（F）轴线处，房屋平面布置及超市改造范围如图1所示。

根据超市使用方的要求，需要将（8）/（D）-（E）、（9）/（D）-（E）、（10）/（D）-（E）和（1）/（D）-（E）轴线处的4 片承重砌体墙拆除，拆除墙体位置示意图如图2 所示。

图1 房屋平面布置及超市改造范围示意图（单位：mm）

图2 拟拆除墙体平面位置示意图（单位：mm）

2 加固方案

该工程为地上三层砌体结构，需要拆除的墙体为一层承重墙，托梁拆墙技术可以很好解决类似工程问题，以达到加固改造经济、安全、适用的目的[4]。托梁拆墙技术的核心有三方面：如何加固形成有效可靠的托梁和柱、如何加固新增框架柱基础、施工过程如何控制。另外，托梁拆墙的施工顺序也尤为重要，必须按照如下顺序进行施工：墙体可靠支撑→拆除新建柱位置墙体→施工托梁及新增柱→待龄期达到要求后拆除墙体。

2.1 托梁及柱加固设计

托梁及柱加固的目的是待承重墙体拆除后，其原本由拆除墙体所承担的所有荷载由新增的托梁和柱承担，托梁和柱的可靠性和有效性是保证墙体拆除后房屋安全可靠的前提[5]。

该工程通过在原墙体两侧新增托梁，再在合适位置新增钢筋混凝土柱的方式实现托梁和柱对原墙体的加固[6]。为保证墙体拆除后，托梁能很好地承担原墙体所承担的荷载，且保证新增两侧梁能协同受力，应每隔一定间距设置肩梁。托梁及柱设置如图3所示，托梁大样如图4 所示，部分施工过程照片如图5—图7 所示。

图3 托梁及柱设置平面布置示意图

图4 托梁细部做法大样

图5 施工前现场照片

图6 钢筋绑扎完成后现场照片

图7 模板安装完成现场照片

为保证新增梁与原混凝土楼板的连接和密实性，应采取如下措施：

（1）为保证新增梁与原混凝土楼板的连接，在新增梁与原混凝土楼板交界处应凿毛，且在交界处植入C10@200 梅花型抗剪键，如图8 所示。

图8 抗剪键做法示意图

（2）为保证新增梁与原混凝土楼板浇筑后的密实性，在楼板上方间距1m 开凿浇筑孔，并做“撮箕”浇筑口，每个“撮箕” 口长度不超过300mm，使新增梁浇筑完成后，混凝土表面超出板顶标高200mm，待新增混凝土达到龄期后拆除模板将“撮箕”口凿除，如图9 所示。

图9 “撮箕”口做法示意图

2.2 基础加固设计

托梁及柱加固完成后，会承担拟拆除墙体所承担的荷载，最终托梁及柱的荷载会传递至地基基础，地基基础加固的可靠性及有效性是保证整个托梁结构安全可靠的前提，进而保证加固完成后结构的安全可靠。

该房屋为条形基础，持力层为中风化基岩，地质条件较好。采用在原条形基础处加大截面的方式进行加固处理，为保证新、旧混凝土连接可靠、形成整体，除将浇筑面进行凿毛外，还应植筋抗剪键，基础加固平面布置如图10 所示，大样如图11 所示。

图10 基础加固平面布置示意图

图11 基础大样

2.3 施工过程控制

托梁拆墙技术在施工中的过程控制非常重要。首先必须严格按照 “墙体可靠支撑→拆除新建柱位置墙体→施工托梁及新增柱→待龄期达到要求后拆除墙体”的施工顺序执行，其次在施工过程中，动态监测也同等重要。

托梁拆墙施工过程中，需要严格控制如下风险点：

（1）拆除新增柱位置墙体及基础开挖

托梁是通过新增的钢筋混凝土柱将荷载传递至地基基础的，新增柱需要将该位置的墙体进行局部拆除（开槽）后才能施工。在墙体局部拆除前，应首先对墙体进行整体支撑，保证墙体自身稳定性。在拆除过程中，严禁超宽拆和乱拆，并应采用静力切割的方式进行开槽。对墙体进行可靠支撑，也是为了保证新增柱在基础加固过程中的安全。

（2）施工过程中的监测控制

托梁拆墙施工风险点较一般加固工程多，必须重视过程动态监测，特别是在拆墙的工序段，建议采用自动化监测，实时监测上部结构相关沉降、位移等，保证拆墙工序段的人员安全。墙体拆除后，理论上该墙体的所有荷载已经完成了传至托梁的转换，但实际上存在部分应力和变形滞后的现象，所以建议在施工完成后仍然继续监测，且不少于两年。