摘要：以新汶矿业集团总部办公楼加层改造为例，论述地质雷达高频电磁波探测、外包框架加层设计、横向大跨托梁后张法无粘结预应力、植筋加固及包钢加固新技术应用。
关键词：办公楼加层、改造、新技术
1概述：
本工程为新矿集团总部办公楼加层改造工程，原建筑面积9800 m2，主体原地上七层，框架剪力墙结构，结构高度22.20m，平面尺寸为101m×22.8m，为一型布置，有二条抗震缝，分为三个结构单元。采用外包框架将原主体增加三层，改造后建筑面积19975m2，结构高度33.50m，与原框架连接形成整体，加层部分重量由外包框架柱及桩基传至地基，水平力由原建筑及新建剪力墙承担。新接部分基础采用人工挖孔砼灌注桩。其改造内容主要包括：拆除原建筑物内外填充墙；拆除原装饰、水电暖、雨棚。拆除两侧原有楼梯、电梯机房；外包框架加层；增大原有楼梯间并设置新楼梯；更改卫生间位置；增设填充墙外墙为MU3.5陶粒砼空心砌块240厚，填充墙走廊内墙采用KGB空心隔墙条板120厚，房间隔墙采用轻钢龙骨石膏板隔墙。
本工程外墙采用象牙白铝合金板材及玻璃幕墙，勒角采用干挂花岗岩。内墙为水泥砂浆抹面，刷高级内墙漆。地面除休息室及网络中心机房采用外，其余均采用高级地板砖。顶棚除卫生间采用PVC吊顶、网络中心机房为穿孔铝合金吸音板顶板外，其余均为石膏板吊顶。该工程于2004年8月1日破土动工，2005年1月15日竣工。施工中采用地质雷达高频电磁波探测、外包框架加层设计、横向大跨托梁后张法无粘结预应力、植筋加固及包钢加固新技术，实践证明，新技术推广应用带来了速度和效益，并且确保了工程质量。
2 办公楼加层改造新技术实例分析
通过新汶矿业集团总部办公楼加层改造施工，论述地质雷达高频电磁波探测、外包框架加层设计、横向大跨托梁后张法无粘结预应力、植筋加固及包钢加固新技术应用
2.1 人工挖孔桩施工中采用了地质雷达高频电磁波探测技术
该工程所处地质状态经地质勘察，基岩埋置较浅，地下水位较深，采用人工开挖扩底桩非常有利，可直接了解桩端持力层的状况，确保结构体系坚固耐久，传力直接，施工方便，节省占地面积和降低造价。但是该基岩为灰岩，存在较多的裂缝与溶洞，桩底偏差较大，为确保工程质量和桩端基岩承载力，施工中采用了地质雷达高频电磁波探测技术。根据探测结构分析，对桩端扩大头部分进行下挖或进一步扩孔等处理措施，岩石的开挖采用小剂量爆破技术，减少对桩周围土质的影响，桩顶设置桩帽和连梁，以形成牢固的结构底座。通过现场监测，取得了良好的效果。
2.2 外包框架加层设计体系
外包框架加层改造由外框架柱，横向大跨托梁，纵向联系梁，现浇楼板等结构构件组成。外包框架柱之间通过纵向联系梁形成纵向框架，新加连梁与原纵向连梁间增加现浇板，外包框架柱同原框架柱之间在楼层处增加框架梁，将钢筋用化学植筋方式植入原框架柱内。为了避免或减小新旧建筑的沉降差异影响，在外框柱与原建筑物楼板连接处，混凝土后浇形成临时沉降缝，按后浇带施工，以减少新旧建筑沉降差异。
新矿集团总部办公楼原为六层建筑，建于1988年。抗震设防烈度为七度。原结构形式为现浇框架抗震墙结构，总高22.2m，长101m，建筑面积9800m2，分东、中、西三个结构单元。由原结构六层加层至九层，建筑面积增至19975m2，结构采用外包框架体系对原有建筑空间、内外装修作了较大改变，空调、电气、给排水也全部更新，以满足现代化办公的要求。
该办公楼总跨度14.1米，分为三个结构单元，基础持力层为粉质粘土，层厚不均，粉质粘土下为强风化灰岩，中风化灰岩，原基础底部至强风化灰岩顶部，粉质粘土层厚度最薄处为2米，最厚处约有6米，基底埋深4米。该工程利用原有屋面梁及基础的承载能力将第七层填充墙直接加在原有结构上，将上部加层荷重通过挖孔扩底桩直接传至地基，对原有建筑影响很小，既可避免处理地基、加固基础、加固原有框架等工作，又可增加部分建筑面积，改善办公条件。并通过构造措施同原结构体系形成整体。
2.3 八层横向大跨托梁后张法无粘结预应力施工技术
横向大跨托梁是新加楼层的主要承重构件，为了减少大跨托梁的挠度，避免对原有结构体系增加竖向荷载，除对第七层抗震墙及框架柱进行后浇外，还对该大跨托梁加部分预应力。
在预应力施工过程中，对楼层不同部位、不同端点事先做出详细设计，画出详图，以保证钢筋铺设和张拉工作顺利进行。施工中预应力筋固定端采用挤压锚，张拉端采用JM-1镦头锚，凹入结构中。张拉设备采用重量轻、操作方便的卡式千斤顶。张拉后用细石混凝土将张拉端封闭。采用预应力混凝土可大大减少梁的数量，降低工程施工的人工及材料费。预应力工程部分经测试完全满足设计要求。
2.4植筋加固及包钢加固
外包框架与原有框架周边梁、柱连接采用植筋进行外强加固，对个别不能满足要求的原有框架梁柱采用包钢加固。本工程植筋及包钢加固采用JGN型结构胶。
2.4.1化学植筋
（1）生根钢筋孔位放线定位：根据图纸设计要求及现场实际情况，由总包单位确定植筋位置，并弹好位置线。
（2）成孔：用电锤配相应直径的锤头（ø 10以下钢筋比钢筋直径大4mm，ø12以上钢筋比钢筋直径大6mm）在原结构弹放的孔位线上钻孔，孔深15d（d为钢筋直径），完全能满足设计要求。
（3）清孔：先用专用吹吸风机把孔内粉尘清除干净，再用脱脂棉丝蘸丙酮充分擦拭孔壁，至孔内清洁无浮尘，无杂物为宜。孔内如潮湿需用电热棒进行加热烘烤至烘干为止。
（4）钢筋锚固段打磨：用角向磨光机配钢丝轮角磨片对钢筋锚固段进行打磨除锈，直至漏出金属光泽为宜。
（5）钢筋锚固段清洗：用脱脂棉丝蘸丙酮对打磨好的钢筋锚固段进行擦拭，至无油污、无浮沉、浮锈为宜。
（6）注胶植筋：用专用注胶器将结构胶注入孔内约2/3孔深，然后将钢筋缓缓旋转植入孔内，使钢筋达到规定的锚固深度为止，洞口用结构胶泥封堵，以防胶固化前外溢。
（7）固定养护：钢筋植毕后，需将其相互连接固定，避免倾斜。8小时内不得有任何挠动，在5摄式度以上24小时可以满足设计强度的要求，在5摄式度以下72小时可以满足设计强度要求。
2.4.2包钢加固
将混凝土表面用金刚石砂轮打磨平整光滑，钢材除锈焊接成型，钢材采用膨胀螺栓做临时固定，钢板距混凝土表面距离3–5mm,用专用注胶器将结构胶注入钢板于混凝土之间缝隙，注胶应严密防止漏注空鼓。钢筋植毕后，需将其相互连接固定，避免倾斜。8小时内不得有任何挠动，在5摄式度以上24小时可以满足设计强度的要求，在5℃以下72小时可以满足设计强度要求。
3 结论
在新汶矿业集团总部办公楼改造中，地质雷达高频电磁波探测、包框架加层设计、横向大跨托梁后张法无粘结预应力、植筋加固及包钢加固新技术的应用，节约大量人力、物力，提高施工效率，并成功解决在旧楼加层改造中出现的诸如结构、抗震等技术难题，改造完成后办公楼各项技术指标符合国家标准。
