上海市机械施工集团有限公司200072
摘要：本文以上海市机械施工集团有限公司机械修理车间厂房改建工程为背景，通过室内增设锚杆静压桩加固地基、利用金刚石圆盘锯切割原厂房柱牛腿、室内新增现浇混凝土框架结构等关键技术，成功解决了地基承载力不足、原有柱牛腿无损拆除、结构体系转换等等诸多难题，可为今后类似厂房改造办公空间工程提供借鉴。
关键词：结构体系转换；改建；锚杆静压桩；金刚石圆盘锯
1工程概况
上海市机械施工集团有限公司机械修理车间厂房位于洛川中路基地东侧，原建筑物长54.8m，宽12m，主体建筑为二层钢筋混凝土排架结构，宽条形基础，一层为机械修理车间，二层为材料收发室。因企业的发展需要，将原机械修理车间厂房改建为办公楼，即对原机械修理车间（车间净空高9.9m）改为三层的办公楼，办公楼一、二层层高为3.3m，三层层高为2.5m（包括一道大梁800mm，计3.3m），原厂房二层材料收发室改建为大型会议室。
原有车间内部图原有车间外部图
改建后办公楼内部图改建后办公楼外部图
改建后办公楼标准层建筑平面布置示意图
2设计亮点
（1）保留原有车间排架体系纵向外墙、柱子、基础等结构，拆除工作量大大降低。
（2）保留原有车间外联系楼梯设计作为新办公楼室外逃生楼梯。
（3）原有车间内一侧办公用房改造成男女厕所、配电间和储藏室。
（4）原有车间上下货运电梯间改造成办公用电梯间。
（5）保留原有车间柱间斜支撑，将原有柱间斜支撑的部位重新装饰后布置为新办公楼的会议室，提升办公室的舒适度。
（6）室外墙体装修采用真石漆，表现力丰富,立体感强,可塑性好、防霉防燥、水性环保、耐污染性能好、经济实惠、能增加建筑物寿命。
（7）室外新增挑板，内部可放置空调外机，可满足外墙面装饰性要求。
3结构体系的转换
原有机械修理车间厂房结构体系为二层钢筋混凝土排架结构体系，其柱顶用大型屋架连接，再覆以预制装配式屋面板，排架柱沿纵向设置吊车梁，柱间安装斜支撑。本次改建工程保留原有墙体作为外围挡，内部增设三层现浇混凝土框架结构，下部增设锚杆静压桩。办公楼的荷载通过新增结构传递到基础。
作为办公楼，框架体系结构的优点是可以灵活自由地组合分隔建筑平面的布置，可布置需求大空间的建筑结构，如选用现浇的混凝土作为框架体系结构，可更好的保证结构的整体性和刚度，同时可提高建筑物的抗震能力。
一层结构平面示意图
4施工总体流程
施工围挡→拆除吊车梁→破除地坪→拆除原有门窗→开挖锚杆桩沟槽→第一次施工锚杆静压桩→开挖基础梁、柱沟槽→浇筑垫层→施工基础承台和基础梁→基础回填土→施工一层结构柱、梁、板→施工二层结构柱、梁、板→第二次施工锚杆静压桩→施工三层结构柱、梁、板→原四层材料收发室改造会议室→砌筑窗间墙→砌筑分隔墙→墙面抹灰→装饰装修→机电安装→室外总体
5锚杆静压桩加固地基
为确保原机械修理车间厂房改造成办公楼后，使用荷载进一步增加不出现新的不均匀沉降及保证办公楼正常使用，必须对原地基进行加固。由于工况是在既有车间内部进行地基加固，车间净空高仅9.9m，部分桩基又紧邻厂房老结构，无法采用常规的钻孔灌注桩、静压预制桩等施工工艺，因此设计采用锚杆静压桩加固地基。此种加固方法的优点是：施工工艺成熟，能达到立竿见影的效果，并对周围环境影响小，已在多项工程中得到成功应用。
锚杆静压桩地基加固平面布置示意图
本工程设计采用250mm×250mm锚杆静压桩,单桩设计承载力480kN，桩身混凝土强度等级C30,桩尖进入持力层⑥层粉质粘土层约3m。待截桩、清孔、焊接交叉钢筋等工序施工完成，验收合格后，浇灌C30微膨胀混凝土进行封桩。
因新设计的基础东西两侧锚杆静压桩(即1/D轴、1/A轴锚杆静压桩)落在原有的老基础承台上，中间部分的基础(即近C轴线的锚杆静压桩)直接落在天然地基上。故压桩需分二次进场施工。
第一次施工东西两侧的锚杆静压桩(即1/D轴、1/A轴锚杆静压桩)，该批锚杆静压桩与老机械修理车间的独立基础重叠，直接在老车间的独立基础上开孔，利用老车间的自重作为压桩反力，进行沉桩施工。施工工序：挖土至老车间基础顶面→施工排水→开凿压桩机---开凿锚杆孔→埋设锚杆→安装反力架→吊桩入孔→压桩→焊接→记录→桩长设计要求可停止压桩→清孔→焊交叉钢筋→浇捣基础承台梁→回填土坑。
第二次施工厂房中间的锚杆静压桩(即近C轴线的锚杆静压桩)。在新办公楼建成之前，该批锚杆静压桩施工缺乏必要的压桩反力，故设计基础承台预留压桩孔，待两层上部框架结构完成后，利用新建成的两层办公楼自重作为压桩反力，进行沉桩施工。施工工序：预留压桩孔→上部结构施工至二层→预埋锚杆→施工降水→安装反力架→吊桩入孔→压桩→焊接→记录→桩长设计要求可停止压桩→清孔→焊交叉钢筋→浇捣基础承台梁→回填土坑。
锚杆桩现场堆放实景图锚杆静压桩施工实景图
6室内老结构拆除
（1）原有车间吊车梁采用35吨汽车吊直接开进车间内进行吊装拆除。
（2）新增结构梁板和原有中列柱上牛腿相碰需割除，通过人工凿除、镐头机凿除、液压分裂拆除、金刚链式切割、钻排孔切割、金刚石圆盘锯等各切割工艺对比，最终选定金刚石圆盘锯切割工艺，优点为施工快速、切口平直，尺寸精确；不破坏原有建筑物结构，不受被切割物的形状、尺寸限制；切割后无须事后修补；噪音低，环保、安全等。
拆除吊车梁实景图割除牛腿实景图
7室内外新增结构施工
（1）模板施工
①配模思路：框架结构柱、梁、板配两套模板。选用18㎜厚多层胶合板和50㎜×100㎜木枋。施工作业时，由模工班组长编制详细配模图,并交与现场施工员及项目技术负责人审批后方可进行配摸；
②梁的底模和侧模选用18㎜厚木质胶合板和50㎜×100㎜木枋散拼，梁及楼板的模板配制二层。楼板的模板选用18㎜厚木质胶合板及50㎜×100㎜木枋。柱的模板配制一层。
③每层的柱、梁、板一起支模，柱、梁、板砼同期浇筑；
④柱的模板现场下料长度比计算长度短20mm,以利于调整因楼层标高的误差所引起的柱的模板长度的变化；
⑤支设模板的高强螺杆的长度≥柱的宽度+2×250mm（250mm=80mm螺杆的丝口长度+10mm木枋的高度+50mm钢管的直径+20mm木模板的厚度）；
⑥模板内对撑设计：支设模板时中部加对撑可保证构件截面尺寸的准确。对撑采用直径≥16mm的钢筋加工而成，两端焊接直径≥8mm的限位钢筋焊接成工字钢的形状，设置密度为每平方米截面模板面上一个。
（2）钢筋施工
①施工工艺：现场弹线→脚手架搭设→柱钢筋的施工→支设梁的底模→梁钢筋的绑扎→支设梁的侧模→铺设板的底模→绑扎板底部位的钢筋→绑扎板上部位的钢筋→浇注柱梁板的混凝土→进行混凝土的养护
②钢筋在原有车间外钢筋棚进行加工，钢筋的连接采用焊接和绑扎，新建结构的柱的竖向钢筋的接长选用电渣压力焊的方式。
（3）原有车间内新增结构的混凝土的浇筑采用固定泵接硬管的方式浇筑。
脚手架搭设实景图模板钢筋施工实景图
（4）新增挑板施工
为满足外墙面的装饰需求，同时可兼做空调外机搁置板，在原有结构的基础上，设计增加标高2.970m、5.970m和9.400m三层钢筋混凝土梁，A轴/3-12轴间的新增梁截面为240×400mm，梁上部延伸出750mm挑板兼做空调板。E轴/3-12轴新增梁为窗过梁，截面为240×400mm。采用化学植筋加固，原位现浇。混凝土采用C30微膨胀混凝土。
7结语
随着城市的不断发展，那些老旧厂房所占用土地资源现在成为城市中心非常宝贵的资源。从降低建造的成本而言，对老旧厂房实行改造和利用，其所花费的成本远远低于拆除新建的成本投入，也可实现城市土地资源的再持续性发展。老旧厂房一般的建筑特点是内部开间大、净空高，能为改造其功能进行重新定位提供多元化的组合利用空间，从而可以满足对空间的个性化需求。本文对老旧厂房改造办公空间设计和施工的经验可为将来类似项目提供解决方案。
参考文献
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