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 卜昌富，  徐  敏，  董  鴿

 （上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海200050）

[摘要]上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1航站樓流程改造工程中，為滿足既有連廊上部結(jié)構(gòu)加建后的承載力要求，對(duì)既有連廊首層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。既有連廊首層凈空高度僅約為4m，加固施工的全過(guò)程中既有連廊二層、三層均處于正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，且加固設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，給圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、增設(shè)混凝土灌注樁以及首層結(jié)構(gòu)加固帶來(lái)了極大的困難。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)并結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙反復(fù)研究，采取改進(jìn)施工機(jī)械、調(diào)整壓頂梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化加固節(jié)點(diǎn)施工流程等措施，解決了不停航條件下既有連廊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固施工難題，加快了工程進(jìn)度，節(jié)約了工程費(fèi)用，確保了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固過(guò)程中航站樓不停航運(yùn)營(yíng)的安全。

[關(guān)鍵詞]航站樓；不停航施工；結(jié)構(gòu)加固；節(jié)點(diǎn)處理

中圖分類號(hào)：TU744  文章編號(hào)：1002-848X( 2016) 05-0102-05

1  工程概況

 上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1航站樓（簡(jiǎn)稱T1航站樓）為主樓一連廊-長(zhǎng)廊的前列式國(guó)內(nèi)、國(guó)際綜合型航站樓，位于東西兩側(cè)的長(zhǎng)廊和主樓通過(guò)3層的南、北連廊連接。為滿足客流量增大后的運(yùn)營(yíng)要求，T1航站樓流程改造工程將在位于航站樓主樓和長(zhǎng)廊內(nèi)以及主樓與長(zhǎng)廊之間的中庭區(qū)域進(jìn)行改擴(kuò)建施工，同時(shí)要求加固施工時(shí)保證航站樓不停航運(yùn)營(yíng)。

 整個(gè)改造工程分為新建和改建兩個(gè)部分，總建筑面積116 070m2。其中改建區(qū)域主要位于既有航站樓主樓和長(zhǎng)廊內(nèi)部，建筑面積48 300m2；新建區(qū)域位于航站樓主樓、長(zhǎng)廊和連廊之間的中庭區(qū)域，建筑面積67 770m2，整個(gè)新建區(qū)域分為A區(qū)、B區(qū)、CD區(qū)、E區(qū)、F區(qū)，為滿足不停航施工要求，僅在新建區(qū)域北端設(shè)置一個(gè)出入口，如圖1所示。

 新建區(qū)域中B區(qū)和E區(qū)較為特殊，為航站樓既有南、北連廊，根據(jù)改造設(shè)計(jì)要求，將在其上部加建3層鋼結(jié)構(gòu)，用于增加機(jī)場(chǎng)辦公區(qū)域面積。加建所增加的荷載經(jīng)過(guò)既有連廊的混凝土結(jié)構(gòu)柱直接傳遞至既有承臺(tái)，進(jìn)而通過(guò)樁基礎(chǔ)傳遞至地基，因此在鋼結(jié)構(gòu)加建施工開(kāi)始前，須完成此部分基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固以滿足承載力要求（圖2）。

2  既有連廊結(jié)構(gòu)概況及加固設(shè)計(jì)要求

 既有連廊為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，無(wú)地下室，東西方向?qū)?8m，南北方向長(zhǎng)53. 45m，既有屋面結(jié)構(gòu)面標(biāo)高17. 28m，二層、三層?xùn)|西兩側(cè)分別與主樓和長(zhǎng)廊連通，既有連廊南、北兩側(cè)均為新建區(qū)域。既有連廊首層既有承臺(tái)共12個(gè)，軸心間距9.8~18m，每個(gè)承臺(tái)下方設(shè)計(jì)有數(shù)量不等的ɸ600和ɸ800PHC管樁，承臺(tái)之間通過(guò)地梁相互連接。設(shè)計(jì)要求既有首層結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C30，首層至二層結(jié)構(gòu)梁底凈空高度約為4m。

 如圖3所示，為滿足在既有連廊上加建3層鋼結(jié)構(gòu)的荷載要求，既有連廊的承臺(tái)、地梁及結(jié)構(gòu)柱均需進(jìn)行加固處理：地梁需加大截面，結(jié)構(gòu)柱采用外包鋼以及碳纖維加固的方法，承臺(tái)采用增加長(zhǎng)、寬、高三維截面尺寸的方法，相應(yīng)地在承臺(tái)截面擴(kuò)大部分下方增設(shè)混凝土鉆孔灌注樁。

3  加固工程施工難點(diǎn)分析

 (1)不停航施工管理要求高

 T1航站樓流程改造工程為國(guó)內(nèi)首個(gè)不停航施工項(xiàng)目，不停航即為在整個(gè)改造工程進(jìn)行過(guò)程中，保證機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)營(yíng)，任何新建、改建施工作業(yè)不能對(duì)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生任何干擾。

 (2)設(shè)計(jì)圖紙與場(chǎng)地現(xiàn)狀存在誤差

 T1航站樓于1998年竣工，由于存在結(jié)構(gòu)沉降，既有首層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)標(biāo)高與原設(shè)計(jì)標(biāo)高已有一定出入，既有結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀均需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)來(lái)確定。

 (3)施工區(qū)域凈空高度低

 既有連廊首層結(jié)構(gòu)面至二層結(jié)構(gòu)梁底的凈空高度不足4m，給混凝土鉆孔灌注樁的施工帶來(lái)很大障礙。

 (4)加固工藝多樣且交叉施工

 本次加固工程涉及灌膠包鋼、碳纖維加固、植筋、鋼筋安裝、混凝土澆筑等多種施工工藝，各工藝之間需相互穿插、相互配合。

4  關(guān)鍵技術(shù)路線及實(shí)施

4.1既有結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

 對(duì)既有連廊首層所有結(jié)構(gòu)的加固施工，如構(gòu)件截面加大、加高、加寬，外包鋼以及碳纖維加固等，都是在既有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。既有結(jié)構(gòu)（承臺(tái)、地梁、立柱）現(xiàn)狀尺寸與加固后尺寸之間的實(shí)際差值、既有結(jié)構(gòu)間距的實(shí)測(cè)值以及既有結(jié)構(gòu)的沉降情況，決定了加固材料的下料尺寸。因此在加固施工開(kāi)始前，需要對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量，明確實(shí)際的截面尺寸、間距、標(biāo)高等會(huì)對(duì)加固施工產(chǎn)生直接影響的因素。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)可知，既有承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)均達(dá)到C30，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2鉆孔灌注樁施工

 由于既有連廊下方需要增設(shè)鉆孔混凝土灌注樁，直徑為800mm，設(shè)計(jì)樁深最深達(dá)83m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，抗?jié)B等級(jí)為P6。常規(guī)情況下，所需要的機(jī)械設(shè)備的尺寸尤其是機(jī)械設(shè)備的高度遠(yuǎn)大于既有連廊首層與二層之間4m左右的凈高。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改造，使設(shè)備高度降低至3. 8m左右，同時(shí)將整根鋼筋籠分解成2.5m的分段進(jìn)行焊接施工，滿足了現(xiàn)場(chǎng)施工條件，現(xiàn)場(chǎng)施工情況如圖4所示。

4.3既有承臺(tái)加固

 既有承臺(tái)加固共分為兩種：第一類是將其平面尺寸擴(kuò)大后進(jìn)行全部或部分加高（圖5）；第二類是在既有平面尺寸基礎(chǔ)上直接將其加高（圖6）。直接加高的承臺(tái)共6個(gè)，平面尺寸均較小，其余18個(gè)承臺(tái)均屬于第一類情況。承臺(tái)擴(kuò)大平面尺寸部分以及加高部分的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。

 擴(kuò)大截面加固方法具有經(jīng)驗(yàn)成熟、施工簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)大截面施工工藝的核心在于如何確保新舊混凝土的整體受力性能，其關(guān)鍵在于新舊混凝土交界面的處理，主要包括兩類措施：一類是對(duì)既有混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理；另一類是在新舊混凝土交界面處設(shè)置一定數(shù)量的貫穿結(jié)合面的抗剪鋼筋，通過(guò)化學(xué)植筋的方式植入既有混凝土，植入深度和預(yù)留長(zhǎng)度均須滿足設(shè)計(jì)要求，如圖6，7所示。化學(xué)植筋的施工工藝為：機(jī)械成孔→孔洞清理→鋼筋處理→灌注膠體→插入鋼筋→靜置養(yǎng)護(hù)。

4. 4既有地梁加固

 在既有承臺(tái)之間分布有東西方向和南北方向的既有地梁，加固既有承臺(tái)的同時(shí)需對(duì)既有地梁進(jìn)行加固。既有地梁加固分為兩類：第一類為原梁保留；第二類為原梁鑿除。原梁保留是指保留既有結(jié)構(gòu)梁并進(jìn)行表面處理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行梁截面加大。原梁鑿除是指將相鄰承臺(tái)之間的既有結(jié)構(gòu)梁完全鑿除，僅保留梁底縱向受力鋼筋，然后按照增大后的梁截面施工新結(jié)構(gòu)梁。加固后結(jié)構(gòu)梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，抗?jié)B等級(jí)為P6。

 如圖8所示，對(duì)于原梁保留的類型，采用在梁側(cè)植入拉結(jié)筋，同時(shí)將新增箍筋與既有箍筋以焊接的方式進(jìn)行連接。對(duì)既有地梁的頂面、側(cè)面進(jìn)行鑿毛、清理并涂刷界面劑，以增強(qiáng)新老混凝土結(jié)合強(qiáng)度。對(duì)于原梁鑿除的類型，采用將底部部分縱筋與保留的既有鋼筋以焊接的方式進(jìn)行連接。

4.5既有結(jié)構(gòu)柱加固

 既有連廊與主樓、既有連廊與長(zhǎng)廊之間設(shè)置了結(jié)構(gòu)變形縫，并通過(guò)設(shè)置雙柱或三柱對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承。按照加固設(shè)計(jì)要求，既有連廊范圍內(nèi)的既有結(jié)構(gòu)柱主要采用灌漿包鋼的方法進(jìn)行加固，對(duì)于既有三胞胎柱，由于其間距較近，采用粘貼碳纖維加固方式進(jìn)行加固。

 灌膠包鋼加固節(jié)點(diǎn)示意如圖9所示。經(jīng)過(guò)測(cè)量，確定各既有結(jié)構(gòu)柱的實(shí)際尺寸后，鋼套筒的加工尺寸即可依既有結(jié)構(gòu)柱的實(shí)測(cè)外徑來(lái)確定。灌膠包鋼施工工藝流程：既有結(jié)構(gòu)柱實(shí)體測(cè)量→鋼材下料加工→結(jié)構(gòu)柱表面處理→放線定位→鋼板現(xiàn)場(chǎng)焊接→結(jié)構(gòu)與包鋼間隙檢查→柱腳節(jié)點(diǎn)部位鋼筋施工→配制環(huán)氧樹(shù)脂膠體→壓力灌膠→靜置→二次灌膠→鋼材表面防護(hù)。其中實(shí)體測(cè)量、混凝土表面處理、鋼板現(xiàn)場(chǎng)焊接、灌膠等環(huán)節(jié)較為關(guān)鍵，圖10為既有結(jié)構(gòu)柱包鋼施工現(xiàn)場(chǎng)。

 碳纖維加固施工具有輕質(zhì)高強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便、外形適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，本工程碳纖維加固節(jié)點(diǎn)如圖11所示。碳纖維加固施工工藝流程：基層處理→涂刷底膠→批刮環(huán)氧膩?zhàn)?#8594;粘貼碳纖維布→養(yǎng)護(hù)→涂刷碳纖維專用保護(hù)漆。

4. 6既有承臺(tái)、地梁、結(jié)構(gòu)柱節(jié)點(diǎn)處理

 既有承臺(tái)頂面鋼筋雙層雙向設(shè)置，既有地梁頂面鋼筋三層雙向、局部四層雙向設(shè)置，需要灌膠包鋼的既有結(jié)構(gòu)柱需在既有承臺(tái)靠近柱腳周圍的位置分別植入內(nèi)排1字形鋼筋和外排7字形鋼筋，同時(shí)在水平方向設(shè)置箍筋并植入拉結(jié)筋，另外還需在既有結(jié)構(gòu)柱腳部位進(jìn)行包鋼施工，如圖12所示。

 同時(shí)，由于既有承臺(tái)、地梁、結(jié)構(gòu)柱加固的施工工藝不盡相同，施工范圍互有穿插，尤其是節(jié)點(diǎn)部位鋼筋施工時(shí)，在非常有限的局部空間內(nèi)，水平方向和豎直方向鋼筋均需要相互避讓，因此上述三類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)加固施工非常復(fù)雜，如圖13所示。

 最終，節(jié)點(diǎn)部位的施工流程確定為：既有結(jié)構(gòu)局部混凝土鑿除→柱腳內(nèi)圈豎向1字形鋼筋植筋→柱腳包鋼→柱腳外圈豎向7字形鋼筋植筋→承臺(tái)新老混凝土結(jié)合面植筋→承臺(tái)頂面鋼筋、地梁頂面鋼筋施工→其余部位結(jié)構(gòu)加固鋼筋施工→混凝土澆筑。為保證1字形鋼筋定位盡量準(zhǔn)確，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)了鋼套筒用于鋼筋定位。

 地梁截面擴(kuò)大后的鋼筋分為縱向受力主筋、箍筋和橫向拉結(jié)筋�？v向受力主筋分布在梁頂和梁底，梁頂主筋分為繞柱貫通和焊接在柱包鋼外側(cè)加勁板上兩類。柱腳包鋼連接板寬150mm，連接板邊緣距離承臺(tái)擴(kuò)大后外邊緣230mm。

 既有結(jié)構(gòu)混凝土鑿除、植筋以及結(jié)構(gòu)鋼筋施工與節(jié)點(diǎn)以外部位施工類似�，F(xiàn)場(chǎng)施工中重點(diǎn)處理了柱腳包鋼后連接板面至-0.28m標(biāo)高范圍內(nèi)的承臺(tái)、地梁鋼筋之間的關(guān)系。

 如圖14所示，該部位一部分鋼筋需以約400角經(jīng)4次彎折后繞柱貫通，還有一部分鋼筋需焊接在連接板面上，剩余其他鋼筋需下錨至既有承臺(tái)面。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，需從連接板上方通過(guò)的結(jié)構(gòu)鋼筋包括承臺(tái)鋼筋（雙層雙向）以及相互垂直的兩個(gè)方向的地梁鋼筋，再加上還需要留出混凝土保護(hù)層厚度，經(jīng)過(guò)三維模擬可知，連接板上方至結(jié)構(gòu)完成面至少需要130mm高的空間。經(jīng)過(guò)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)商，將原圖紙中該部位尺寸從50mm調(diào)整至130mm，并最終順利完成既有承臺(tái)、地梁、結(jié)構(gòu)柱腳加固節(jié)點(diǎn)的施工。

5  現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果

 T1航站樓既有北連廊和南連廊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固分別于2013年4月和7月開(kāi)始施工，同時(shí)配合現(xiàn)場(chǎng)總體施工道路翻交的安排，將該區(qū)域基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分塊。兩個(gè)連廊先后于2013年8月和12月順利完成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固施工，為上部結(jié)構(gòu)加建施工及其他后續(xù)施工內(nèi)容奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

 目前本工程已全面竣工并交付使用，通過(guò)上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院的監(jiān)測(cè)，到目前為止，承臺(tái)最大垂直位移累計(jì)值為3.  99 mm，最大單次變化量為0. 38 mm，無(wú)水平位移，該變形量均符合設(shè)計(jì)要求，證明了本次不停航條件下既有連廊承臺(tái)加固施工的成功。