引言：
“混凝土置換”是混凝土氯離子超標問題加固改造中一種特殊的處理工藝。混凝土置換工程往往是局部的、單個構件的，是建筑物施工中某個構件缺陷的最好處理方式，優點是不需改變構件尺寸大小。我司從前幾年一個工地只置換一個構件、幾個構件到近兩年整層置換的多個案例，且整層置換由上面只有幾層荷載到現在的十幾層荷載的規模轉變。對上部荷載較大的整層梁、板、柱、剪力墻的置換，由于對變形的控制要求高、安全風險大，應高度重視。本文以我司近兩年施工完成的兩個高層置換工程代表為例，提出對加固改造業的一些思考。
一、兩個工程概況
實例1 工程名稱：內蒙古自治區鄂爾多斯龍灣項目（4號樓）第九層剪力墻、柱及十層梁板置換項目
本項目位于內蒙古鄂爾多斯市，為地下1層，地上22層的混凝土剪力墻結構，單層建筑面積877㎡，工程已完工封頂。根據設計要求，該樓9層剪力墻的混凝土強度等級為C25。經國家建筑工程質量監督檢驗中心對該樓9層剪力墻混凝土強度進行檢測，發現該9層剪力墻、柱及10層梁板混凝土強度范圍為12.8MPa～15.3MPa，局部低至7.5MPa，不滿足設計C25混凝土的強度等級要求。本項目的置換處理時間為2012年4月～2012年11月。
實例1建筑物實景照片
實例2 工程名稱：愛琴灣二期三區4棟16層剪力墻、柱及17層梁板砼氯離子超標置換項目
本項目位于廣東省中山市內，設計為商住樓，地下1層，地上30層，共31層，單層面積為874.495㎡，工程已完工封頂。經檢測發現16層剪力墻、柱及17層梁板砼氯離子超標，但混凝土強度合格，為C35。本項目的置換處理時間為2012年11月～2013年3月。
實例2建筑物實景照片
二、兩個項目的置換方案確定
實例1：個別砼強度等級僅為C7.5，且砂、石呈圓角，結合較差；我司進場施工前已有北京某加固公司采用外包鋼加固，打磨過程中發現無法有較完整的基面，非常松散；若加大截面將占用可使用空間，特別是電梯間絕對不能加大截面。綜上情況，要么拆至本層重建，要么置換本層。
實例2：砼強度滿足設計要求；氯離子超標，其耐久性不能滿足要求，氯離子會導致鋼筋生銹、膨脹至鋼筋砼破壞；任何加固方法都無法解決氯離子對鋼筋的腐蝕作用。綜上情況，要么拆至本層重建，要么置換本層。
三、兩個置換工程的施工重難點及主要施工方法
實例1：
1.施工重點：整層梁、板、柱剪力墻強度較低，施工中必須防止整體倒塌，必須進行臨時整體支撐；臨時支撐體系完成后做置換前的荷載轉移支撐體系；采取分步置換。不得產生過多震動，須靜力拆除。
2.施工難點：整層豎向構件和水平構件需置換。①由于強度低，安全危險性大，整體支頂體系制安支撐時就要考慮整體安全。以防支撐震動帶來的不安全因素；②局部置換前須將荷載轉移到支撐體系上，并保證安全無誤；③置換完成后又須將荷載從支撐轉移到已置換完成的構件上，不得產生過大的變形。
3.主要施工方法
（1）臨時支撐體系
本工程中9層剪力墻、柱及10層梁板需置換，地上總共為22層。由于混凝土強度較低，支撐成為本工程的重要環節。首先對所有出現問題的第9、10層進行支撐，為保證安全，共設置了7、8、9層臨時支撐體系。陽臺采用鋼支撐及加斜支撐（不小于三層）。
臨時支撐現場照片
（2）置換總體安排
嚴格遵照先置換9層的剪力墻，再置換10層的梁板的原則。置換剪力墻需放慢置換速度，共分為四階段，第一階段是8軸、15軸；第二階段是12、20軸；第三階段是10、21軸；第四階段是3、18軸。
（3）置換支撐體系
在10層板面處增設剪力墻之間的鋼連梁，增加水平剛度，鋼連梁采用180×6鋼梁，間距1500mm。對9層剪力墻及柱整體設置上下鋼托盤，以及主支撐和副支撐。在副支撐上設置千斤頂，通過預頂實現荷載轉移。
（4）墻體靜力爆破拆除
在鋼支撐完成后，經檢查驗收后進行墻體的拆除施工，本工程的拆除施工分段.以0.5米~1米寬、間隔1米的形式置換,具體流如下：
（5）鋼筋混凝土施工
實例2：
1.施工重點：構件置換前的荷載轉移支撐體系。采取分步置換。不得產生過多震動，須靜力拆除。
2.施工難點整層豎向構件和水平構件需置換。①局部置換前須將荷載轉移到支撐體系上，并保證安全無誤；②置換完成后又須將荷載從支撐轉移到已置換完成的構件上，不得產生過大的變形；③砼強度高，靜力拆除難度大。
3.施工方法
（1）置換總體安排
嚴格遵照先置換16層的剪力墻及柱，再置換17層梁板的原則。由于本工程原混凝土強度較高，置換剪力墻及柱時，僅需隔軸線施工。
（2）置換支撐體系
在17層板面處增設剪力墻之間的鋼連梁，增加水平剛度，鋼連梁采用180×6鋼梁，間距2000mm。對16層需置換的柱設置上下鋼托盤，以及主支撐和副支撐。上下托盤、副支撐及置換形成流水作業（剪力墻僅在端部設置托盤體系）。在副支撐上設置千斤頂，通過預頂實現荷載轉移。
四、置換施工注意事項
實例1：
1、對整體托換支撐體系的預頂，確保支撐體系完成變形。使荷載成功轉移到支撐體系上（在副支撐上分級頂升，主支撐上打鋼鍥來實現）。
2、對置換原砼采用分步靜力拆除，減少對未拆除部分的影響，通過應力解除孔和靜力拆除孔內放置膨脹劑來實現。砼強度低，孔間距為300*300mm。
3、嚴格控制砼的收縮，并在頂部設置增加膨脹劑。
4、由于豎向構件必須設置豎向施工縫，對抗剪不利，增設抗剪鋼筋來實現接縫處的抗剪能力。
5、置換完成后逐步卸載讓荷載安全轉移到新的構件上。
實例2：
1、對柱及剪力墻端部支撐體系的預頂，確保支撐體系完成變形。使荷載成功轉移到支撐體系上（在副支撐上分級頂升，主支撐上打鋼鍥來實現）。
2、對置換原砼采用分步靜力拆除，減少對未拆除部分的影響，通過應力解除孔和靜力拆除孔內放置膨脹劑來實現。砼強度較高，孔間距為200*200mm。
3、嚴格控制砼的收縮，并在頂部設置增加膨脹劑。
4、由于豎向構件必須設置豎向施工縫，對抗剪不利，增設抗剪鋼筋來實現接縫處的抗剪能力。
5、置換完成后逐步卸載讓荷載安全轉移到新的構件上。
五、施工監測
監測內容：被置換柱及暗柱、剪力墻組合上部沉降變形監測；置換梁板上部原結構缺陷及變形監測；置換拆除部位鋼筋探測。
監測變形要求：
1、以愛琴灣二期三區4棟16層墻柱17層梁板砼氯離子超標置換工程（實例2）為例，要求建筑物在置換施工過程中最大差異位移值不得大于3mm，總體相對沉降值不得大于2mm。
2、每當單個柱監測到有沉降位移預兆時，應采取相應的預頂和增加鋼支撐措施。
3、本監測系統為自動報警系統，設定報警值為1mm，每當單個柱相對沉降達到1mm時就會自動報警。（防突發事件）
監測儀器：
裂縫寬度測試儀、電子位移計、GPS無線電子位移計、便攜式精密應變儀、
六、經濟對比
1.由于實例1須做三層整體臨時支撐，以及置換荷載轉移豎向支撐和水平支撐；實例2僅做局部柱位及剪力墻暗柱荷載轉移豎向支撐和水平支撐。實例1的支撐費用遠遠高于實例2。
2.由于實例1的砼強度低，實例2的砼強度高。實例1的拆除難度小；實例2的拆除難度大，所以實例2的拆除費用遠遠高于實例1。
3.實例1的施工需緩慢進行，施工時間較長，歷時6個月；實例2僅需隔軸線施工，支撐體系少，施工時間快，歷時3個月。
4.實例1的置換造價約為4600元/㎡，實例2的置換造價約為3300元/㎡。
七、加固改造業的特點
從以上兩個置換工程，我們可以看出：
1、由于缺陷產生的原因不同，同樣的加固工藝，其施工措施大不相同；
2、加固設計與施工須考慮變形、剛度突變等對整體建筑的影響，除須整體結構計算復核外，概念設計也是很重要的。
3、建筑加固改造施工工序復雜，對較特殊工程卸荷與荷載轉移要求非常重要，須合理安排施工順序及預頂工作。
4、施工監測是建筑加固改造中不可缺少的重要內容，是工程順利完工的重要保障，在設計中應有明確的方法與措施。
