引言：
“混凝土置换”是混凝土氯离子超标问题加固改造中一种特殊的处理工艺。混凝土置换工程往往是局部的、单个构件的，是建筑物施工中某个构件缺陷的最好处理方式，优点是不需改变构件尺寸大小。我司从前几年一个工地只置换一个构件、几个构件到近两年整层置换的多个案例，且整层置换由上面只有几层荷载到现在的十几层荷载的规模转变。对上部荷载较大的整层梁、板、柱、剪力墙的置换，由于对变形的控制要求高、安全风险大，应高度重视。本文以我司近两年施工完成的两个高层置换工程代表为例，提出对加固改造业的一些思考。
一、两个工程概况
实例1 工程名称：内蒙古自治区鄂尔多斯龙湾项目（4号楼）第九层剪力墙、柱及十层梁板置换项目
本项目位于内蒙古鄂尔多斯市，为地下1层，地上22层的混凝土剪力墙结构，单层建筑面积877㎡，工程已完工封顶。根据设计要求，该楼9层剪力墙的混凝土强度等级为C25。经国家建筑工程质量监督检验中心对该楼9层剪力墙混凝土强度进行检测，发现该9层剪力墙、柱及10层梁板混凝土强度范围为12.8MPa～15.3MPa，局部低至7.5MPa，不满足设计C25混凝土的强度等级要求。本项目的置换处理时间为2012年4月～2012年11月。
实例1建筑物实景照片
实例2 工程名称：爱琴湾二期三区4栋16层剪力墙、柱及17层梁板砼氯离子超标置换项目
本项目位于广东省中山市内，设计为商住楼，地下1层，地上30层，共31层，单层面积为874.495㎡，工程已完工封顶。经检测发现16层剪力墙、柱及17层梁板砼氯离子超标，但混凝土强度合格，为C35。本项目的置换处理时间为2012年11月～2013年3月。
实例2建筑物实景照片
二、两个项目的置换方案确定
实例1：个别砼强度等级仅为C7.5，且砂、石呈圆角，结合较差；我司进场施工前已有北京某加固公司采用外包钢加固，打磨过程中发现无法有较完整的基面，非常松散；若加大截面将占用可使用空间，特别是电梯间绝对不能加大截面。综上情况，要么拆至本层重建，要么置换本层。
实例2：砼强度满足设计要求；氯离子超标，其耐久性不能满足要求，氯离子会导致钢筋生锈、膨胀至钢筋砼破坏；任何加固方法都无法解决氯离子对钢筋的腐蚀作用。综上情况，要么拆至本层重建，要么置换本层。
三、两个置换工程的施工重难点及主要施工方法
实例1：
1.施工重点：整层梁、板、柱剪力墙强度较低，施工中必须防止整体倒塌，必须进行临时整体支撑；临时支撑体系完成后做置换前的荷载转移支撑体系；采取分步置换。不得产生过多震动，须静力拆除。
2.施工难点：整层竖向构件和水平构件需置换。①由于强度低，安全危险性大，整体支顶体系制安支撑时就要考虑整体安全。以防支撑震动带来的不安全因素；②局部置换前须将荷载转移到支撑体系上，并保证安全无误；③置换完成后又须将荷载从支撑转移到已置换完成的构件上，不得产生过大的变形。
3.主要施工方法
（1）临时支撑体系
本工程中9层剪力墙、柱及10层梁板需置换，地上总共为22层。由于混凝土强度较低，支撑成为本工程的重要环节。首先对所有出现问题的第9、10层进行支撑，为保证安全，共设置了7、8、9层临时支撑体系。阳台采用钢支撑及加斜支撑（不小于三层）。
临时支撑现场照片
（2）置换总体安排
严格遵照先置换9层的剪力墙，再置换10层的梁板的原则。置换剪力墙需放慢置换速度，共分为四阶段，第一阶段是8轴、15轴；第二阶段是12、20轴；第三阶段是10、21轴；第四阶段是3、18轴。
（3）置换支撑体系
在10层板面处增设剪力墙之间的钢连梁，增加水平刚度，钢连梁采用180×6钢梁，间距1500mm。对9层剪力墙及柱整体设置上下钢托盘，以及主支撑和副支撑。在副支撑上设置千斤顶，通过预顶实现荷载转移。
（4）墙体静力爆破拆除
在钢支撑完成后，经检查验收后进行墙体的拆除施工，本工程的拆除施工分段.以0.5米~1米宽、间隔1米的形式置换,具体流如下：
（5）钢筋混凝土施工
实例2：
1.施工重点：构件置换前的荷载转移支撑体系。采取分步置换。不得产生过多震动，须静力拆除。
2.施工难点整层竖向构件和水平构件需置换。①局部置换前须将荷载转移到支撑体系上，并保证安全无误；②置换完成后又须将荷载从支撑转移到已置换完成的构件上，不得产生过大的变形；③砼强度高，静力拆除难度大。
3.施工方法
（1）置换总体安排
严格遵照先置换16层的剪力墙及柱，再置换17层梁板的原则。由于本工程原混凝土强度较高，置换剪力墙及柱时，仅需隔轴线施工。
（2）置换支撑体系
在17层板面处增设剪力墙之间的钢连梁，增加水平刚度，钢连梁采用180×6钢梁，间距2000mm。对16层需置换的柱设置上下钢托盘，以及主支撑和副支撑。上下托盘、副支撑及置换形成流水作业（剪力墙仅在端部设置托盘体系）。在副支撑上设置千斤顶，通过预顶实现荷载转移。
四、置换施工注意事项
实例1：
1、对整体托换支撑体系的预顶，确保支撑体系完成变形。使荷载成功转移到支撑体系上（在副支撑上分级顶升，主支撑上打钢锲来实现）。
2、对置换原砼采用分步静力拆除，减少对未拆除部分的影响，通过应力解除孔和静力拆除孔内放置膨胀剂来实现。砼强度低，孔间距为300*300mm。
3、严格控制砼的收缩，并在顶部设置增加膨胀剂。
4、由于竖向构件必须设置竖向施工缝，对抗剪不利，增设抗剪钢筋来实现接缝处的抗剪能力。
5、置换完成后逐步卸载让荷载安全转移到新的构件上。
实例2：
1、对柱及剪力墙端部支撑体系的预顶，确保支撑体系完成变形。使荷载成功转移到支撑体系上（在副支撑上分级顶升，主支撑上打钢锲来实现）。
2、对置换原砼采用分步静力拆除，减少对未拆除部分的影响，通过应力解除孔和静力拆除孔内放置膨胀剂来实现。砼强度较高，孔间距为200*200mm。
3、严格控制砼的收缩，并在顶部设置增加膨胀剂。
4、由于竖向构件必须设置竖向施工缝，对抗剪不利，增设抗剪钢筋来实现接缝处的抗剪能力。
5、置换完成后逐步卸载让荷载安全转移到新的构件上。
五、施工监测
监测内容：被置换柱及暗柱、剪力墙组合上部沉降变形监测；置换梁板上部原结构缺陷及变形监测；置换拆除部位钢筋探测。
监测变形要求：
1、以爱琴湾二期三区4栋16层墙柱17层梁板砼氯离子超标置换工程（实例2）为例，要求建筑物在置换施工过程中最大差异位移值不得大于3mm，总体相对沉降值不得大于2mm。
2、每当单个柱监测到有沉降位移预兆时，应采取相应的预顶和增加钢支撑措施。
3、本监测系统为自动报警系统，设定报警值为1mm，每当单个柱相对沉降达到1mm时就会自动报警。（防突发事件）
监测仪器：
裂缝宽度测试仪、电子位移计、GPS无线电子位移计、便携式精密应变仪、
六、经济对比
1.由于实例1须做三层整体临时支撑，以及置换荷载转移竖向支撑和水平支撑；实例2仅做局部柱位及剪力墙暗柱荷载转移竖向支撑和水平支撑。实例1的支撑费用远远高于实例2。
2.由于实例1的砼强度低，实例2的砼强度高。实例1的拆除难度小；实例2的拆除难度大，所以实例2的拆除费用远远高于实例1。
3.实例1的施工需缓慢进行，施工时间较长，历时6个月；实例2仅需隔轴线施工，支撑体系少，施工时间快，历时3个月。
4.实例1的置换造价约为4600元/㎡，实例2的置换造价约为3300元/㎡。
七、加固改造业的特点
从以上两个置换工程，我们可以看出：
1、由于缺陷产生的原因不同，同样的加固工艺，其施工措施大不相同；
2、加固设计与施工须考虑变形、刚度突变等对整体建筑的影响，除须整体结构计算复核外，概念设计也是很重要的。
3、建筑加固改造施工工序复杂，对较特殊工程卸荷与荷载转移要求非常重要，须合理安排施工顺序及预顶工作。
4、施工监测是建筑加固改造中不可缺少的重要内容，是工程顺利完工的重要保障，在设计中应有明确的方法与措施。
