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砼强度不足加固方法 原理和案例

砼强度不足加固方法 原理和案例

第一部分 砼强度不足基本知识

1)概述

因(yin)施工和使(shi)用(yong)不当而引起的混凝土(tu)强度(du)不足,将会使(shi)结(jie)构的承载(zai)能力(li)和刚度(du)下(xia)(xia)降,挠(nao)曲变(bian)形加大,同时(shi)使(shi)结(jie)构的抗裂、抗渗和耐久性(xing)降低(di),影响结(jie)构使(shi)用(yong)。下(xia)(xia)图(tu)是两例砼强度(du)不足的图(tu)片。

 

2)引起混凝土强度不足的表现

强度不(bu)足的(de)表现:混凝土强度不(bu)够必(bi)将伴(ban)随有抗渗能(neng)力降低(di),耐久性降低(di),更重要的(de)会影响结(jie)构的(de)承载能(neng)力。主要表现为三方面(mian):

1 降低结构强度、刚直下降。

2 抗裂(lie)性差、产生大量宽(kuan)裂(lie)缝。

3 构件变形,变形大(da)到(dao)影响正常(chang)使用。

3)引起混凝土强度不足的原因

1 原材料质量差:

(1)水泥质量不良:1.水泥实(shi)际活性(xing)低;2.水泥安定性(xing)不合(he)格;

(2)骨(gu)料(砂(sha)、石(shi))质量(liang)不良(liang)(liang):1.石(shi)子(zi)(zi)强度低;2.石(shi)子(zi)(zi)体积稳定性差;3.石(shi)子(zi)(zi)形状(zhuang)与表面状(zhuang)态不良(liang)(liang);4.砂(sha)、石(shi)中(zhong)有机杂质含量(liang)高、粉尘含量(liang)高,砂(sha)中(zhong)云母含量(liang)高;

(3)拌(ban)合(he)水质量不合(he)格;

(4)外加剂质量不合格(ge)或组(zu)成配比(bi)不当

2 混凝土配合比(bi)不当:

混凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)配合比(bi)是决定强(qiang)度(du)的重要因素之一(yi),其(qi)中水(shui)灰比(bi)的大少直接影(ying)(ying)响混凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)强(qiang)度(du),其(qi)他(ta)如(ru)用水(shui)量、砂率、骨灰比(bi)等也(ye)影(ying)(ying)响混凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)的各种(zhong)性能,从而造(zao)成强(qiang)度(du)不足事故。

(1)用水(shui)量加大(da):较常见(jian)的有搅拌(ban)机上加水(shui)装置计(ji)量不准;不扣除砂、石(shi)中的含水(shui)量;甚至(zhi)在浇(jiao)灌(guan)地(di)点任(ren)意加水(shui)等;

(2)随意套用配(pei)合(he)比;

(3)外加剂掺量(liang)不(bu)准;

(4)外(wai)加剂使用不(bu)当(dang);

(5)砂石计(ji)量不准(zhun)和水泥用量不足。

3 施工工艺不正(zheng)确

(1)搅拌不佳,时(shi)间过短(duan)或过长造成(cheng)不匀(yun);

(2)浇筑时水泥浆漏失严重;混凝(ning)(ning)土假凝(ning)(ning)、初凝(ning)(ning);振捣不实(shi);

(3)养护不当;如早期缺水干燥,受(shou)冻等.

4 试块未经标准养护或未按规定制作

对于混凝(ning)土强度(du)不足的补救(jiu)和处理一(yi)般采用测(ce)定(ding)实际强度(du),利用后期强度(du),减少结(jie)(jie)构(gou)荷载(zai),结(jie)(jie)构(gou)加固、分(fen)析验算,至拆除重建等。

4)典型加固方法及适用范围:

混凝土结构强度不(bu)足的加(jia)固(gu)分(fen)为直接加(jia)固(gu)与间接加(jia)固(gu)两(liang)类,设计时可根据实际(ji)条件和使(shi)用要求选择适宜的方(fang)法和配套的技术。

1、直接加固的一般(ban)方法有:

(1)加(jia)大(da)截面加(jia)固法

在钢筋(jin)混凝土(tu)受(shou)(shou)弯构(gou)件受(shou)(shou)压(ya)区加(jia)混凝土(tu)现浇层(ceng),可增加(jia)截(jie)(jie)面(mian)(mian)有效高(gao)(gao)度,扩(kuo)大截(jie)(jie)面(mian)(mian)面(mian)(mian)积(ji),从而提高(gao)(gao)构(gou)件正截(jie)(jie)面(mian)(mian)抗弯,斜截(jie)(jie)面(mian)(mian)抗剪能力(li)和截(jie)(jie)面(mian)(mian)刚度,起到加(jia)固(gu)补强的作(zuo)用(yong)。

在适(shi)筋(jin)范围内,混凝土弯(wan)变(bian)构(gou)件(jian)正(zheng)截(jie)面(mian)(mian)承载力随钢筋(jin)面(mian)(mian)积(ji)(ji)和强度的增(zeng)大而(er)提(ti)(ti)高。在原(yuan)构(gou)件(jian)正(zheng)截(jie)面(mian)(mian)配筋(jin)率(lv)不太高的情况下(xia),增(zeng)大主筋(jin)面(mian)(mian)积(ji)(ji)可有效地提(ti)(ti)高原(yuan)构(gou)件(jian)正(zheng)截(jie)面(mian)(mian)抗弯(wan)承载力。在截(jie)面(mian)(mian)的受拉区加现浇混凝土围套增(zeng)加构(gou)件(jian)截(jie)面(mian)(mian),通过(guo)新加部分和原(yuan)构(gou)件(jian)共(gong)同工作,可有效地提(ti)(ti)高构(gou)件(jian)承载力,改善正(zheng)常(chang)使(shi)用性能(neng)。

加大截面加固(gu)(gu)法施(shi)工(gong)(gong)工(gong)(gong)艺简单、适应性强,并具有(you)成熟的(de)(de)(de)(de)设计和施(shi)工(gong)(gong)经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造(zao)物(wu)的(de)(de)(de)(de)混凝土的(de)(de)(de)(de)加固(gu)(gu);但现场施(shi)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)湿(shi)作业时间长(zhang),对生产和生活有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)影(ying)响,且加固(gu)(gu)后的(de)(de)(de)(de)建(jian)筑物(wu)净空有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)减小。

(2)置换混凝土(tu)加(jia)固法(fa)

该法的(de)优点(dian)与加(jia)大截面法相近,且加(jia)固后不影响(xiang)建(jian)筑物(wu)的(de)净空(kong),但同样存(cun)在施(shi)工的(de)湿作业时间(jian)长的(de)缺(que)点(dian);适用于受压(ya)区混(hun)(hun)凝土强度偏(pian)低或(huo)有严重(zhong)缺(que)陷的(de)梁、柱(zhu)等混(hun)(hun)凝土承重(zhong)构件的(de)加(jia)固。

(3)有(you)粘结外(wai)包型钢加固法(fa)

外(wai)包(bao)(bao)钢(gang)(gang)(gang)加(jia)固(gu)是把(ba)型钢(gang)(gang)(gang)或钢(gang)(gang)(gang)板包(bao)(bao)在(zai)被加(jia)固(gu)构(gou)件(jian)的外(wai)边(bian),外(wai)包(bao)(bao)钢(gang)(gang)(gang)加(jia)固(gu)钢(gang)(gang)(gang)筋混(hun)凝土(tu)梁(liang)一(yi)般应(ying)采用湿式外(wai)包(bao)(bao)法(fa),即采用环氧树脂化灌浆等方法(fa)把(ba)型钢(gang)(gang)(gang)与被加(jia)固(gu)构(gou)佣(yong)粘(zhan)结成(cheng)一(yi)整体,加(jia)固(gu)后的构(gou)件(jian),由(you)于受拉和受压钢(gang)(gang)(gang)截(jie)(jie)面(mian)面(mian)积大(da)幅(fu)度(du)提高(gao),因此正截(jie)(jie)面(mian)承载力和截(jie)(jie)面(mian)刚度(du)大(da)幅(fu)度(du)提高(gao)。

该法也称湿式(shi)外包钢加固法,受力(li)可靠、施工(gong)简便、现场(chang)工(gong)作量(liang)(liang)较小,但用钢量(liang)(liang)较大(da),且不宜在无防护的情况下用于600C以(yi)上(shang)高(gao)温场(chang)所(suo);适用于使用上(shang)不允许显著增大(da)原构件截(jie)面尺(chi)寸,但又要(yao)求大(da)幅度提高(gao)其承载能力(li)的混凝土(tu)结构加固。

(4)粘钢加固法

钢筋(jin)混(hun)凝(ning)土受弯构(gou)件(jian)外部(bu)粘钢加(jia)固是在构(gou)件(jian)承(cheng)载力不(bu)足区段(duan)(正截面(mian)受拉区、正截面(mian)受压区或(huo)斜截面(mian))表(biao)面(mian)粘贴钢板,这样可提高被加(jia)固构(gou)件(jian)的承(cheng)载力,且施工(gong)方便。

该法(fa)施(shi)工快速、现场无(wu)(wu)湿(shi)作业(ye)或(huo)(huo)仅有抹灰等少量(liang)湿(shi)作业(ye),对生(sheng)(sheng)产(chan)和生(sheng)(sheng)活影响(xiang)小,且加固后对原(yuan)结构外观和原(yuan)有净(jing)空无(wu)(wu)显著影响(xiang),但加固效(xiao)果在很(hen)大程度上取决于胶粘工艺(yi)与操作水平;适用(yong)于承受(shou)静力作用(yong)且处于正常湿(shi)度环境中的受(shou)弯(wan)或(huo)(huo)受(shou)拉构件的加固。

(5)粘贴(tie)纤维(wei)增强塑(su)料加固法

外贴纤(xian)维加固(gu)是用(yong)(yong)胶结(jie)材(cai)料把纤(xian)维增强复合材(cai)料贴于(yu)被加固(gu)构(gou)件(jian)的(de)受拉区域(yu),使(shi)它(ta)与被加固(gu)截面共同工(gong)作,达到提高(gao)构(gou)件(jian)承载能力(li)的(de)目的(de)。除具有粘(zhan)贴钢板(ban)相(xiang)似的(de)优(you)(you)点外,还(hai)具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结(jie)构(gou)自重、耐用(yong)(yong)、维护(hu)费用(yong)(yong)较低等优(you)(you)点,但需要专门的(de)防(fang)火处理,适(shi)用(yong)(yong)于(yu)各种(zhong)受力(li)性质的(de)混凝土结(jie)构(gou)构(gou)件(jian)和一般构(gou)筑物。

(6)绕(rao)丝法

该法的优缺点与(yu)加(jia)(jia)大截面(mian)(mian)法相近;适(shi)用于(yu)混凝(ning)土结(jie)构构件斜截面(mian)(mian)承载(zai)力不足(zu)的加(jia)(jia)固,或需对受压构件施加(jia)(jia)横(heng)向约束力的场合。

(7)锚栓锚固法

该法适用于(yu)混(hun)凝土强度(du)等级为C20~C60的混(hun)凝土承(cheng)重结(jie)构的改造、加固(gu);不适用于(yu)已严重风(feng)化的上述(shu)结(jie)构及轻质结(jie)构。

2、间接(jie)加固的一般方(fang)法有:

(1)预应力加(jia)固法

(一)预应力(li)水平拉杆(gan)固法

预应(ying)力(li)(li)水平拉(la)杆(gan)(gan)加固的(de)(de)(de)混(hun)凝土受弯(wan)构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian),由于(yu)预应(ying)力(li)(li)和新增(zeng)外部荷(he)载的(de)(de)(de)共同(tong)作(zuo)用(yong),拉(la)杆(gan)(gan)内产(chan)生轴向拉(la)力(li)(li),该力(li)(li)通过(guo)杆(gan)(gan)端(duan)锚固偏心(xin)地传递到构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)上(当(dang)拉(la)杆(gan)(gan)与(yu)梁板底面紧密(mi)贴合时(shi),拉(la)杆(gan)(gan)会与(yu)构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)共同(tong)找曲(qu),此时(shi)尚有一部分压力(li)(li)直接传递给(ji)构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)底面),在构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)中产(chan)生偏心(xin)受压作(zuo)用(yong),该作(zuo)用(yong)克服了(le)部分外荷(he)载产(chan)生的(de)(de)(de)弯(wan)矩,减少了(le)外荷(he)载效应(ying),从(cong)而提(ti)高了(le)构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)抗弯(wan)能力(li)(li)。同(tong)时(shi),由于(yu)拉(la)杆(gan)(gan)传给(ji)构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)压力(li)(li)作(zuo)用(yong),构(gou)(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)裂缝发展得(de)以缓解(jie)、控制、斜截面抗剪承(cheng)载力(li)(li)也(ye)随之提(ti)高。

由(you)(you)于水(shui)平提杆的作用,原构(gou)件的截面应力特(te)征由(you)(you)受弯(wan)变(bian)成了偏心受压,因此,加(jia)固后构(gou)件的承(cheng)载(zai)力主要取决于压弯(wan)状态下原构(gou)件的承(cheng)载(zai)力。

(二)预(yu)应力(li)下撑(cheng)拉(la)杆加固法(fa)

钢筋混凝土构(gou)件(jian)(jian)采(cai)用预(yu)应力(li)(li)下撑(cheng)(cheng)式(shi)拉(la)杆加固定(ding)后,形成一个由被加固构(gou)件(jian)(jian)和下撑(cheng)(cheng)式(shi)拉(la)杆组成的复合超(chao)静定(ding)结(jie)(jie)构(gou)体(ti)系,在外荷载和预(yu)应力(li)(li)共同作用下,拉(la)杆中(zhong)产生轴向力(li)(li)并通过与构(gou)件(jian)(jian)的结(jie)(jie)合点(dian)(下撑(cheng)(cheng)点(dian)和杆端锚固点(dian))传(chuan)递给(ji)被加固构(gou)件(jian)(jian),抵消了部分外荷载,改(gai)变了原构(gou)件(jian)(jian)截面(mian)内(nei)力(li)(li)特征,从而提高(gao)了构(gou)件(jian)(jian)的承载能力(li)(li)

该(gai)法能(neng)降低被(bei)加(jia)(jia)固(gu)(gu)构(gou)(gou)(gou)件(jian)的(de)应力(li)水平(ping),不(bu)仅使(shi)加(jia)(jia)固(gu)(gu)效(xiao)果好,而且(qie)还能(neng)较(jiao)大幅度(du)地提(ti)高结(jie)构(gou)(gou)(gou)整体承(cheng)载力(li),但加(jia)(jia)固(gu)(gu)后(hou)对原(yuan)结(jie)构(gou)(gou)(gou)外观有一定(ding)影响;适(shi)用(yong)(yong)(yong)于大跨(kua)度(du)或重型结(jie)构(gou)(gou)(gou)的(de)加(jia)(jia)固(gu)(gu)以(yi)及处于高应力(li)、高应变(bian)状(zhuang)态下的(de)混凝土构(gou)(gou)(gou)件(jian)的(de)加(jia)(jia)固(gu)(gu),但在无防(fang)护(hu)的(de)情(qing)况下,不(bu)能(neng)用(yong)(yong)(yong)于温(wen)度(du)在600C以(yi)上环境中,也不(bu)宜用(yong)(yong)(yong)于混凝土收缩徐变(bian)大的(de)结(jie)构(gou)(gou)(gou)。

(2)增加(jia)支承加(jia)固法

增设支点(dian)加固法是通过减(jian)(jian)少受弯构件(jian)的计(ji)算跨(kua)度,达到(dao)减(jian)(jian)少作用(yong)在(zai)被加固构件(jian)上的载(zai)载(zai)效应,提高(gao)结构承(cheng)载(zai)水(shui)平的目的。该法简(jian)单可(ke)靠,但易损害(hai)建筑物的原貌和使(shi)用(yong)功能,并可(ke)能减(jian)(jian)小使(shi)用(yong)空间;适(shi)用(yong)于具体条件(jian)许可(ke)的混凝土结构加固。

(3)其它加固法(fa)

辅(fu)助结构加(jia)固法是采(cai)用另制的(de)(de)辅(fu)助构件,如型(xing)钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担(dan)被(bei)加(jia)固梁的(de)(de)荷(he)载。

在(zai)支座(zuo)附近(jin)加腋后,支座(zuo)附近(jin)截面(mian)的有效高度提高了,因此,截面(mian)的抗(kang)弯和抗(kang)剪能力都得(de)到提高。

3、与混凝土结构(gou)加固改造配(pei)套使用的(de)技术一(yi)般有:

(1)托换技术(shu)

系(xi)托(tuo)(tuo)梁(或桁架)拆柱(zhu)(zhu)(或墙(qiang))、托(tuo)(tuo)梁接柱(zhu)(zhu)和(he)托(tuo)(tuo)梁换柱(zhu)(zhu)等(deng)技术(shu)的概称;属于一种综合性(xing)技术(shu),由相关结构(gou)(gou)加(jia)固(gu)、上部结构(gou)(gou)顶升与(yu)复(fu)位以及(ji)废(fei)弃构(gou)(gou)件拆除等(deng)技术(shu)组成;适用(yong)于已有建筑物的加(jia)固(gu)改造;与(yu)传(chuan)统做(zuo)法相比,具(ju)有施工时(shi)间(jian)短、费用(yong)低、对生活(huo)和(he)生产影响(xiang)小等(deng)优(you)点,但(dan)对技术(shu)要求较高,需(xu)由熟练工人来完成,才能确保(bao)安全(quan)。

(2)植筋技术

系(xi)一(yi)项(xiang)对混凝土结构较(jiao)简捷、有效的(de)连接与锚固(gu)技术;可植入普(pu)通(tong)钢筋(jin),也可植入螺栓(shuan)式锚筋(jin);已广泛应(ying)用于已有建(jian)筑物的(de)加(jia)(jia)固(gu)改造工(gong)程,如:施工(gong)中漏埋钢筋(jin)或钢筋(jin)偏离设计位(wei)置的(de)补(bu)救,构件加(jia)(jia)大截面加(jia)(jia)固(gu)的(de)补(bu)筋(jin),上部结构扩跨、顶升对梁、柱的(de)接长,房屋加(jia)(jia)层(ceng)接柱和高层(ceng)建(jian)筑增(zeng)设剪力墙的(de)植筋(jin)等。

(3)裂缝修补技(ji)术

根据混(hun)凝土裂(lie)缝的(de)(de)起因(yin)(yin)、性状和大小,采用(yong)不(bu)同(tong)封护(hu)方法(fa)进行修(xiu)(xiu)补,使结构(gou)因(yin)(yin)开裂(lie)而降低(di)的(de)(de)使用(yong)功能和耐久性得以恢(hui)复的(de)(de)一种专门技术;适(shi)用(yong)于已(yi)有建(jian)筑物中(zhong)各(ge)类裂(lie)缝的(de)(de)处理,但对受力性裂(lie)缝,除修(xiu)(xiu)补外,尚应(ying)采用(yong)相应(ying)的(de)(de)加固措施。内部修(xiu)(xiu)补法(fa)。

内部修补法是用压力(li)泵把胶结(jie)材(cai)料压力(li)混凝土裂缝(feng)中,结(jie)硬后起到补缝(feng)作用,并通(tong)过(guo)其胶结(jie)性(xing)(xing)(xing)使原结(jie)构恢复整(zheng)体性(xing)(xing)(xing),该方法适用于裂缝(feng)宽度较大(da),对结(jie)构的整(zheng)体性(xing)(xing)(xing)和安(an)全性(xing)(xing)(xing)及耐久性(xing)(xing)(xing)等有影响,或有防(fang)水防(fang)渗等要求(qiu)的裂缝(feng)的修补。

(4)碳化混凝土(tu)修复技术

系指通过恢(hui)复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其(qi)阻抗(kang)而使碳化造成的钢(gang)筋腐(fu)蚀得到遏制(zhi)的技术。

(5)混(hun)凝土表(biao)面处(chu)理技术

系指采用化学方(fang)法(fa)(fa)、机械方(fang)法(fa)(fa)、喷砂方(fang)法(fa)(fa)、真空(kong)吸尘方(fang)法(fa)(fa)、射水方(fang)法(fa)(fa)等清理(li)混凝土表面污痕、油迹、残渣(zha)以及其它(ta)附着物(wu)的专门(men)技术。

(6)混凝土表层(ceng)密封(feng)技术

系指采用柔性密封剂充填、聚(ju)合物灌浆、涂膜等方法对混(hun)凝土进(jin)行防水、防潮和防裂处理(li)的技术(shu)。

(7)其它技(ji)术

如结(jie)构(gou)(gou)、构(gou)(gou)件移位技术、调整结(jie)构(gou)(gou)自振频率技术等。

第二部分  混凝土强度不足加固工程3个案例

1.案例1 某超低强度混凝土现浇框架结构的补强加固

2. 工程概况

某纸箱厂为(wei)(wei)单幢建筑(zhu)( 最(zui)(zui)大宽度(du)109 m, 最(zui)(zui)大长度(du)159.1m) , 总(zong)建筑(zhu)面(mian)(mian)积为(wei)(wei)16 860m2, 其中: 生产车间为(wei)(wei)单层(ceng), 跨度(du)为(wei)(wei)20m, 钢结构(gou)屋面(mian)(mian); 成品仓库(ku)为(wei)(wei)3层(ceng)钢筋(jin)混凝(ning)土(tu)框(kuang)架(jia)结构(gou); 原(yuan)料仓库(ku)为(wei)(wei)8m高的单层(ceng)钢筋(jin)混凝(ning)土(tu)框(kuang)架(jia)结构(gou)。基础采用高强预应力管桩, 地面(mian)(mian)为(wei)(wei)结构(gou)地面(mian)(mian), 框(kuang)架(jia)结构(gou)混凝(ning)土(tu)设计(ji)强度(du)等级均(jun)为(wei)(wei)C25。

该工程于(yu)2002年(nian)1月(yue)份(fen)开始开挖基础, 混凝(ning)土采用现(xian)场(chang)搅(jiao)拌站(zhan)制(zhi)备和商品(pin)混凝(ning)土。施工至2002年(nian)2月(yue)份(fen)( 跨春节) 时(shi), 完成了部分结(jie)构地面(mian)、生产车间(jian)的所有柱(zhu)、原料(liao)仓库的所有结(jie)构、成品(pin)仓库3层(ceng)柱(zhu)后(hou), 发(fa)现(xian)混凝(ning)土强度超低, 后(hou)经对承台、地梁(liang)、地面(mian)钢(gang)筋混凝(ning)土板(ban)、部分钢(gang)筋混凝(ning)土柱(zhu)、楼(lou)盖(gai)梁(liang)进行(xing)补强加固, 于(yu)2002年(nian)10月(yue)末(mo)竣工, 交(jiao)付正常使用至今。

1 混凝土强度检测(ce)

为摸(mo)清混凝土(tu)质量的(de)准确情(qing)况, 委(wei)托法(fa)定(ding)单位对已完(wan)成的(de)混凝土(tu)构(gou)件进行了高(gao)频度的(de)现场(chang)

钻(zuan)芯取样检(jian)测, 检(jian)测结果表明: 除成(cheng)品(pin)仓库二层楼盖(gai)( 用商(shang)品(pin)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)) 及(ji)(ji)一层楼盖(gai)板[1]( 用自拌混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)) , 原料仓库屋(wu)盖(gai)( 用商(shang)品(pin)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)) 混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)强度(du)基(ji)本(ben)满足验评要求外(wai), 其他构件的混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)强度(du)均(jun)不(bu)符合(he)设计要求, 而(er)不(bu)合(he)格的混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)均(jun)为现场自拌。经调(diao)查(cha)分析: 该工程混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)强度(du)大面积(ji)不(bu)合(he)格, 其主要原因是现场搅(jiao)拌站用错了(le)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)配合(he)比及(ji)(ji)所(suo)使用的砂较细(xi)所(suo)引(yin)起的。

1. 加固设计

2.1 加固原则

加固必须满(man)足现行规范对(dui)承载能力极限状(zhuang)态、正常(chang)使用极限状(zhuang)态、混凝土(tu)结(jie)构的耐久性要求(qiu); 被(bei)加固结(jie)构的混凝土(tu)强(qiang)度(du)按C10考虑; 采用加大(da)截面方法进行加固。

2.2 加(jia)固范围

所有(you)两桩(zhuang)及两桩(zhuang)以上承台; 局部(bu)地梁; 局部(bu)地面;成品仓库(ku)一层楼盖梁; 除生产(chan)车间(jian)钢屋架(jia)柱外(wai)的所有(you)混凝土(tu)柱, 即成品仓库(ku)的1, 2, 3层混凝土(tu)柱, 原料(liao)仓库(ku)8m高的混凝土(tu)柱。

2.3 主要加(jia)固工艺

钢筋(jin)采用植筋(jin)及焊接(jie), 为(wei)保证(zheng)混(hun)凝土(tu)(tu)的耐久性(xing)符合要(yao)求, 在原混(hun)凝土(tu)(tu)面抹10mm厚(hou)FSB- 100防渗宝新型材料(liao)。加固用混(hun)凝土(tu)(tu)均为(wei)C30。

1. 加固施工

3.1 承台(tai)加固(gu)

利用原地梁未嵌入承(cheng)台(tai), 承(cheng)台(tai)至地面板(ban)的空间(jian)加厚承(cheng)台(tai), 承(cheng)台(tai)侧面则(ze)加厚100~150 mm, 以确(que)保承(cheng)台(tai)的耐久(jiu)性。

施工工艺流程: 挖土→凿毛原承台表(biao)面→打孔→安(an)装膨胀

螺栓( 起(qi)销的(de)作用) →清(qing)洗承(cheng)台表(biao)面(mian)→安(an)放承(cheng)台的(de)加固钢筋→支承(cheng)台模板→浇筑承(cheng)台混凝土→养护→拆模→回填土。

3.2 地梁加固

原设(she)计(ji)将地(di)面(mian)(mian)(mian)板(ban)与(yu)地(di)梁(liang)设(she)计(ji)成各自独立的构件(jian),便于梁(liang)板(ban)单(dan)独施工, 即(ji)地(di)梁(liang)截面(mian)(mian)(mian)为矩(ju)形(xing)(xing)。加固设(she)计(ji)在板(ban)面(mian)(mian)(mian)给(ji)地(di)梁(liang)再配负筋(jin)(jin)、箍筋(jin)(jin)并与(yu)板(ban)一起整浇, 使原矩(ju)形(xing)(xing)截面(mian)(mian)(mian)地(di)梁(liang)变(bian)为T形(xing)(xing)截面(mian)(mian)(mian)。

施工(gong)工(gong)艺(yi)流程(cheng): 挖土→凿毛地(di)(di)梁(liang)(liang)(liang)侧表(biao)面( 地(di)(di)梁(liang)(liang)(liang)顶应露出箍(gu)筋(jin)(jin), 外露长度不少于12 d) →清洗(xi)地(di)(di)梁(liang)(liang)(liang)侧表(biao)面→抹防(fang)渗宝→柱打孔→植(zhi)筋(jin)(jin)及安装地(di)(di)梁(liang)(liang)(liang)加固筋(jin)(jin)→焊接(jie)地(di)(di)梁(liang)(liang)(liang)加固筋(jin)(jin)→焊接(jie)地(di)(di)梁(liang)(liang)(liang)箍(gu)筋(jin)(jin)→浇筑混(hun)凝土。

施工注意事项: 地梁主(zhu)筋能直接(jie)绕过柱的, 则直通; 不能绕过柱的, 则用植筋办(ban)法锚固(gu)、加固(gu)钢筋。

3.3 地面加固

在(zai)原混凝土地面(mian), 间(jian)距(ju)300mm植12钢筋(jin), 再配筋(jin)并(bing)将板加厚150mm。

施工工艺流程: 凿毛原(yuan)地面(mian)表面(mian)→清洁板(ban)面(mian)→安装(zhuang)板(ban)筋→植12钢筋→浇筑混凝土→养(yang)护(hu)。

施工(gong)注(zhu)意事项: 地面(mian)(mian)的配(pei)筋为负筋, 为保证钢(gang)筋的有效高度, 必(bi)须安放足够的马凳(deng)筋; 为确(que)保地面(mian)(mian)的平(ping)整度达到要求, 采用铺(pu)道轨滚平(ping)施工(gong)工(gong)艺。

3.4 柱加(jia)固

将(jiang)原柱截面加宽(kuan)100~200mm。

施工(gong)工(gong)艺流程: 凿毛柱(zhu)表面→凿出(chu)原柱(zhu)边中部(bu)主筋(jin)→柱(zhu)头梁打(da)孔→固(gu)定(ding)角钢→焊接(jie)箍(gu)(gu)筋(jin)及复合(he)箍(gu)(gu)( 焊于已凿出(chu)的原柱(zhu)中主筋(jin)上) →柱(zhu)头穿楼板打(da)孔→清(qing)洗柱(zhu)面→安装柱(zhu)模板( 2m高(gao)翻一(yi)次(ci)) →浇筑混(hun)凝土→拆模→养护。

施(shi)工注意事项: 柱(zhu)头加(jia)密箍的(de)(de)(de)(de)(de)安装, 必须(xu)首先(xian)在与(yu)柱(zhu)头相交(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)梁上打(da)两(liang)(liang)个孔, 用螺栓(shuan)固(gu)定角(jiao)钢(gang), 然后(hou)再(zai)将加(jia)密箍焊于(yu)角(jiao)钢(gang)上( 图1) ; 由于(yu)有些柱(zhu)高为8m, 柱(zhu)模板(ban)必须(xu)多(duo)次向(xiang)上翻, 一(yi)般(ban)将混(hun)凝(ning)土的(de)(de)(de)(de)(de)自由落体高度控制在2m以内; 由于(yu)柱(zhu)截面加(jia)固(gu)厚度较(jiao)小( 50~100mm) , 因此浇(jiao)筑(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)凝(ning)土必须(xu)采(cai)用流动(dong)性较(jiao)大( 坍(tan)落度14cm) 的(de)(de)(de)(de)(de)细石混(hun)凝(ning)土, 浇(jiao)筑(zhu)时必须(xu)用最(zui)小的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)动(dong)棒振(zhen)捣(dao)及不断(duan)地敲击模板(ban), 以避免出现蜂窝; 已(yi)形成(cheng)楼板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)柱(zhu)头处, 必须(xu)将楼板(ban)打(da)穿, 通(tong)过(guo)该洞浇(jiao)筑(zhu)柱(zhu)头混(hun)凝(ning)土; 两(liang)(liang)边或三边加(jia)大截面的(de)(de)(de)(de)(de), 将加(jia)固(gu)箍筋焊于(yu)原柱(zhu)箍筋上。

3.5 楼面梁加固

将(jiang)原(yuan)梁(liang)加(jia)高(gao)100~150mm并在(zai)梁(liang)头加(jia)掖, 梁(liang)加(jia)固筋(jin)采(cai)用在(zai)柱上打孔植筋(jin)的办法锚固。

施(shi)工工艺(yi)流(liu)程: 凿出梁(liang)侧下箍筋且外(wai)露12 d→在柱上钻孔→植梁(liang)底加(jia)(jia)(jia)固(gu)筋→焊接梁(liang)底加(jia)(jia)(jia)固(gu)筋→焊接加(jia)(jia)(jia)固(gu)箍筋→支梁(liang)加(jia)(jia)(jia)固(gu)模板→浇(jiao)筑(zhu)及超(chao)浇(jiao)筑(zhu)梁(liang)加(jia)(jia)(jia)固(gu)混凝(ning)土(tu)→拆模→养护→打掉(diao)超(chao)捣部分(fen)混凝(ning)土(tu)→抹(mo)防渗宝。

施(shi)工注意(yi)事(shi)项: 由于凿(zao)梁表面只(zhi)破坏钢筋保护层(ceng),因(yin)此(ci)梁一般不(bu)用临时支护; 为了加固(gu)箍筋的(de)(de)焊接(jie)必(bi)须(xu)凿(zao)出梁下侧的(de)(de)箍筋, 且(qie)露出长(zhang)度必(bi)须(xu)≥12 d( 图2) ; 梁底(di)角必(bi)须(xu)保证有高

度不小(xiao)于30mm的直角, 梁加(jia)固模板的顶端必须做(zuo)成喇叭口( 图3) , 以便于浇(jiao)筑梁加(jia)固混(hun)凝土, 加(jia)固梁超捣的混(hun)凝土, 宜在其强度达(da)到75%时凿掉。

3.6 植筋(jin)工艺

植筋采用国产JGN.AC建筑结构粘合剂(ji)。

施工工艺流程: 成孔(kong)→清洁孔(kong)→清洁钢(gang)筋(jin)表面(mian)→配(pei)胶→孔(kong)内注胶、钢(gang)筋(jin)表面(mian)涂胶→安放加(jia)固(gu)钢(gang)筋(jin)→固(gu)化(hua)养护(hu)→抽检(jian)。

施(shi)工注意事项(xiang): 钻孔(kong)深度(du)一(yi)般(ban)比要求(qiu)超(chao)钻20mm,孔(kong)径一(yi)般(ban)比钢筋(jin)(jin)直径大5 mm; 为便(bian)于操作, 植筋(jin)(jin)用材(cai)长度(du)一(yi)般(ban)宜为3m左右, 然后再焊接加固筋(jin)(jin), 但需满(man)足(zu)接头规定(ding)。

1.结语(yu)

随着社会(hui)的(de)发展, 建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)加(jia)(jia)固(gu)已不(bu)仅(jin)局(ju)限(xian)于事故处理, 出现了(le)更多的(de)使(shi)用(yong)功能改(gai)变的(de)加(jia)(jia)固(gu), 但我(wo)国在建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)加(jia)(jia)固(gu)的(de)理论研究(jiu)、产(chan)品开发、施(shi)(shi)工(gong)工(gong)艺等(deng)方(fang)面还不(bu)能满足发展的(de)要(yao)(yao)求,例(li)如本工(gong)程钻芯抽检了(le)182个(ge)构(gou)(gou)件, 群(qun)体的(de)强(qiang)(qiang)度如何评定, 被加(jia)(jia)固(gu)构(gou)(gou)件的(de)混凝土(tu)强(qiang)(qiang)度如何取(qu)值, 被加(jia)(jia)固(gu)混凝土(tu)的(de)超低(di)强(qiang)(qiang)度与(yu)抗震要(yao)(yao)求强(qiang)(qiang)度等(deng)级(ji)的(de)不(bu)符, 框架梁端(duan)部原负(fu)筋加(jia)(jia)固(gu)后应力(li)如何取(qu)值等(deng), 目(mu)前尚无(wu)明确的(de)结(jie)论。在加(jia)(jia)固(gu)施(shi)(shi)工(gong)方(fang)面, 我(wo)们的(de)国产(chan)结(jie)构(gou)(gou)胶(jiao)完全可以与(yu)进(jin)口(kou)胶(jiao)媲(pi)美, 且价格占有优势, 但施(shi)(shi)工(gong)成孔(kong)工(gong)具(ju)较差; 结(jie)构(gou)(gou)胶(jiao)两组(zu)份混合, 现场计量难以保证准(zhun)确; 注胶(jiao)挤(ji)压工(gong)具(ju)原始等(deng), 有待研究(jiu)部门(men)、结(jie)构(gou)(gou)胶(jiao)生(sheng)产(chan)单位、施(shi)(shi)工(gong)工(gong)具(ju)生(sheng)产(chan)等(deng)单位加(jia)(jia)强(qiang)(qiang)研究(jiu)、开发, 以促进(jin)我(wo)国建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)结(jie)构(gou)(gou)加(jia)(jia)固(gu)事业的(de)发展。

1. 案例2 某高层混凝土建筑质量问题的鉴定与加固处理

2. 工程概况(kuang)

某高层混凝土结构位于东部(bu)沿海地(di)(di)区,为(wei)(wei)(wei)地(di)(di)下2层、 地(di)(di)上 27层的框架-剪力墙结构。主楼(lou)建筑面积为(wei)(wei)(wei) 22950 m2(不含地(di)(di)下室和(he)(he)裙(qun)房(fang) )。1~5层为(wei)(wei)(wei)办公(gong)、 商务、 会议和(he)(he)娱乐用(yong)房(fang) , 6~24层为(wei)(wei)(wei)酒店(dian)客房(fang) , 25层为(wei)(wei)(wei)茶座(zuo)和(he)(he)观景平台 , 26层为(wei)(wei)(wei)机房(fang)。1~4层层高为(wei)(wei)(wei)412 m, 5~22层层高为(wei)(wei)(wei) 313 m, 23~27层层高为(wei)(wei)(wei) 412m,室内外高差为(wei)(wei)(wei) 0175 m,建筑高度为(wei)(wei)(wei) 97195 m,局(ju)部(bu)高度为(wei)(wei)(wei) 110125 m。

根(gen)据设(she)(she)计(ji)图纸 ,本工程抗震(zhen)(zhen)设(she)(she)防烈度(du)(du)为(wei)(wei) 7度(du)(du)(第一组 ) ,设(she)(she)计(ji)基(ji)(ji)本加速度(du)(du)值为(wei)(wei) 0115 g,框架抗震(zhen)(zhen)等(deng)级(ji)为(wei)(wei) 3级(ji) ,剪(jian)力(li)墙(qiang)抗震(zhen)(zhen)等(deng)级(ji)为(wei)(wei) 2级(ji);结构安全等(deng)级(ji)为(wei)(wei) 2级(ji) ,基(ji)(ji)本风压为(wei)(wei) 0160 kN /m2,地面粗糙(cao)度(du)(du)按 A类(lei)取用;1~5层(ceng)(ceng)为(wei)(wei)底(di)部(bu)加强(qiang)区。混(hun)凝土(tu)(tu)设(she)(she)计(ji)强(qiang)度(du)(du):7层(ceng)(ceng)以下 (含 7层(ceng)(ceng) )采(cai)(cai)用 C40混(hun)凝土(tu)(tu),8~16层(ceng)(ceng)顶采(cai)(cai)用C35混(hun)凝土(tu)(tu),17层(ceng)(ceng)以上均(jun)采(cai)(cai)用C30混(hun)凝土(tu)(tu)。设(she)(she)计(ji)使用年限为(wei)(wei)50年,室外地面以上构件所处的环(huan)(huan)境(jing)条件均(jun)为(wei)(wei)室内正常环(huan)(huan)境(jing)。本工程场地类(lei)别为(wei)(wei) Ⅱ类(lei) ,主楼(lou)(lou)采(cai)(cai)用桩(zhuang)筏基(ji)(ji)础 ,采(cai)(cai)用 <800 mm的钻孔灌(guan)注桩(zhuang) ,以粉质粘土(tu)(tu)层(ceng)(ceng)作(zuo)为(wei)(wei)桩(zhuang)端持(chi)力(li)层(ceng)(ceng) ,桩(zhuang)进入持(chi)力(li)层(ceng)(ceng)不(bu)(bu)小于116 m,单(dan)(dan)桩(zhuang)承载力(li)设(she)(she)计(ji)值不(bu)(bu)小于 3000 kN,有(you)效桩(zhuang)长不(bu)(bu)小于 22 m。2005年初(chu) ,建至地上4层(ceng)(ceng)时发现 ,主楼(lou)(lou) 1~4层(ceng)(ceng)的混(hun)凝土(tu)(tu)强(qiang)度(du)(du)远(yuan)低于设(she)(she)计(ji)强(qiang)度(du)(du),经有(you)关单(dan)(dan)位进行多次检测,证明主楼(lou)(lou) 1~4层(ceng)(ceng)的混(hun)凝土(tu)(tu)强(qiang)度(du)(du)确实不(bu)(bu)满足设(she)(she)计(ji)要(yao)求,检测结果见(jian)表1。

 

上述楼板和墙(qiang)体(ti)的混(hun)凝土实(shi)测强度(du)均明显(xian)低于设计强度(du)C40,而且混(hun)凝土不(bu)均匀,离散性较大(da)。立面和平面如图1~3所(suo)示(shi)。该建(jian)筑已建(jian)部分能否通过(guo)加固补(bu)强后(hou)继续建(jian)造 ,还(hai)是需(xu)要拆除后(hou)重建(jian) ,业(ye)主一时无法决(jue)断。为了(le)帮助业(ye)主决(jue)策 ,对该建(jian)筑进行了(le)整体(ti)鉴(jian)定(ding)分析(xi) ,通过(guo)鉴(jian)定(ding)发(fa)现 ,不(bu)仅施工(gong)质量不(bu)满足要求 ,原设计也(ye)存(cun)在一些问题。

1  构造措施鉴定(ding)

1. 1  侧向(xiang)刚度规则性

通过计算可(ke)知(zhi) ,本(ben)工程(cheng) 1~25层(ceng)(ceng)侧(ce)向刚度规(gui)则性基(ji)本(ben)满足要(yao)求 ,但 26~27层(ceng)(ceng)墙(qiang)肢(zhi)长度急剧减少(shao) ,部分退化成异形柱(zhu),存在刚度突变,不利于抗(kang)震,地震作用下(xia)楼层(ceng)(ceng)最(zui)大反应(ying)力曲线如图(tu) 4所示。

图 4  地震作(zuo)用下楼层最(zui)大反应力(li)曲线(xian)

1. 2  楼层(ceng)承(cheng)载(zai)力(li)均匀(yun)性假设(she)(she)本工(gong)程(cheng) 4层(ceng)以上的混凝土强(qiang)度(du)满足设(she)(she)计要求(qiu) ,由于原设(she)(she)计 1~5层(ceng)为(wei)底部加强(qiang)区 ,其竖(shu)向构件配(pei)筋(jin)相同 ,因为(wei)施工(gong)质量问题造成(cheng) 1~4层(ceng)的混凝土强(qiang)度(du)明显偏低 ,直(zhi)接导(dao)致 4, 5层(ceng)的受(shou)剪承(cheng)载(zai)力(li)存在突变 ,不利(li)于抗震(zhen)。1. 3  地(di)下室嵌固本工(gong)程(cheng)地(di)下室顶板设(she)(she)计厚度(du)除(chu)局部为(wei) 220 mm

外(wai) ,其余均为(wei) 160 mm,小(xiao)于规范(fan)要(yao)求的 180 mm;由于施工质量问题 ,楼板混(hun)凝土强度(du)也低于 C30,部(bu)分楼板未采(cai)用双层双向配筋(jin) ,与规范(fan)要(yao)求存在差距(ju)。

1. 4 框架(jia)(jia)和(he)(he)(he)剪(jian)力(li)墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)的(de)布置(zhi)本工(gong)程设(she)(she)计(ji)(ji)(ji) 1轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)体 (从(cong) 1层至顶层 )为(wei)(wei)一(yi)字墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang), 25, 26层也有部(bu)分(fen)(fen)横(heng)(heng)墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)为(wei)(wei)一(yi)字墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang),抗(kang)震墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)平(ping)(ping)面外(wai)(wai)刚(gang)度较弱。部(bu)分(fen)(fen)横(heng)(heng)墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)长度为(wei)(wei) 10 m,未开(kai)设(she)(she)结(jie)构洞口 ,墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)段的(de)高宽比(bi)小(xiao)(xiao)于(yu)(yu) 2,洞口连梁的(de)跨高比(bi)小(xiao)(xiao)于(yu)(yu) 6,使(shi)得剪(jian)力(li)墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)延性较差 ,不满(man)(man)足要求。另(ling)外(wai)(wai) , G轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)和(he)(he)(he) K轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)的(de)竖向(xiang)构件(jian)(jian)截(jie)面尺寸为(wei)(wei) 1000mm ×500 mm。通过(guo)查询设(she)(she)计(ji)(ji)(ji)单位提(ti)供(gong) PKPM -SAT WE计(ji)(ji)(ji)算模(mo)型发现(xian) ,设(she)(she)计(ji)(ji)(ji)单位将(jiang)这(zhei)些构件(jian)(jian)按照短肢墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)进行建模(mo)计(ji)(ji)(ji)算 ,其理(li)由(you)为(wei)(wei):按照框架(jia)(jia)柱(zhu)建模(mo) ,则框架(jia)(jia)柱(zhu)的(de)承载力(li)不能满(man)(man)足要求 ,而(er)按照短肢墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)输入,则计(ji)(ji)(ji)算能顺(shun)利通过(guo)。根据规(gui)范(fan)规(gui)定 ,截(jie)面高宽比(bi)小(xiao)(xiao)于(yu)(yu) 3的(de)构件(jian)(jian)按照柱(zhu)进行设(she)(she)计(ji)(ji)(ji) ,且箍筋(jin)应沿全(quan)高加密(mi)。这(zhei)两种模(mo)型计(ji)(ji)(ji)算结(jie)果的(de)差异 ,主要有两点原(yuan)因:其一(yi)是剪(jian)力(li)墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)仅考虑(lv)平(ping)(ping)面内的(de)受力(li) ,平(ping)(ping)面外(wai)(wai)的(de)刚(gang)度较弱,一(yi)般不予考虑(lv) ,而(er)框架(jia)(jia)柱(zhu)需要考虑(lv)纵(zong)横(heng)(heng)两个方向(xiang)的(de)作(zuo)用。本工(gong)程 G轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)和(he)(he)(he) K轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)上(shang)与 2, 3, 4, 5轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)相(xiang)交部(bu)位的(de)构件(jian)(jian)纵(zong)横(heng)(heng)两个方向(xiang)均有连接 ,而(er) G轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)和(he)(he)(he) K轴(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)上(shang)其余(yu)的(de)竖向(xiang)构件(jian)(jian)仅与纵(zong)向(xiang)梁连接,横(heng)(heng)向(xiang)约束较差;其二 ,规(gui)范(fan)规(gui)定 ,任(ren)一(yi)楼层框架(jia)(jia)部(bu)分(fen)(fen)承受的(de)地震剪(jian)力(li)不应小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)结(jie)构底(di)部(bu)总地震剪(jian)力(li)的(de) 20%和(he)(he)(he)按框架(jia)(jia) — 抗(kang)震墙(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)结(jie)构分(fen)(fen)析(xi)的(de)框架(jia)(jia)部(bu)分(fen)(fen)各楼层地震剪(jian)力(li)中最大值115倍两者的(de)较小(xiao)(xiao)值。

1. 5  底部加强部位

由于施(shi)工质(zhi)量的原因(yin) ,底(di)部加(jia)强部位(wei)在重力荷载代表值作用下部分(fen)墙肢(zhi)(zhi)的轴压比大于 016,不满足(zu)(zu)要求。部分(fen)约(yue)束边缘构件沿墙肢(zhi)(zhi)的最(zui)小(xiao)长(zhang)度(du)为(wei)(wei)0155 m,而该墙肢(zhi)(zhi)长(zhang)度(du)为(wei)(wei) 715 m (墙肢(zhi)(zhi)的最(zui)小(xiao)长(zhang)度(du)应为(wei)(wei) 11125 m) ,不满足(zu)(zu)要求。

1. 6  框架柱轴压比(bi)

由于(yu)施工(gong)质量的(de)原因 ,本工(gong)程部分柱(zhu)的(de)轴压(ya)比大于(yu) 0185,不满足要求。

1. 7  连梁

本工程(cheng)内墙(qiang)连梁(liang)的跨高比小于(yu)(yu) 2,且(qie)墙(qiang)厚不小于(yu)(yu) 200 mm,除普通箍(gu)筋(jin)外 ,原设计未另设斜向(xiang)交叉(cha)构造钢(gang)筋(jin) ,不满(man)足要求(qiu);图纸(zhi)中未要求(qiu)顶层连梁(liang)的纵向(xiang)钢(gang)筋(jin)锚(mao)固长度范围(wei)内设置箍(gu)筋(jin) ,也(ye)不满(man)足要求(qiu)。

1.承载(zai)力(li)验算

根据主楼已建(jian)成部分的混凝土(tu)实测(ce)强度和设计图纸 ,利(li)用中国建(jian)筑科(ke)学研究院(yuan)编(bian)制(zhi)的结构计算软(ruan)件 PKPM - SAT WE对主楼进行(xing)了承载力验算 ,结果表明 ,部分梁、 板(ban)、 柱和墙体的承载力不满(man)足(zu)要(yao)求。

1.结构鉴定结论

根据检测报告、 原设(she)(she)计图(tu)纸、 施工资料、 地质勘查(cha)报告 ,对(dui)该(gai)建(jian)筑(zhu)主楼(lou)(lou)结(jie)(jie)(jie)构进(jin)行(xing)了(le)构造(zao)(zao)(zao)鉴定 ,并利(li)用结(jie)(jie)(jie)构计算软件 S AT WE对(dui)主楼(lou)(lou)进(jin)行(xing)了(le)承载力计算 ,发现该(gai)建(jian)筑(zhu)设(she)(she)计和(he)(he)施工质量(liang)主要存在(zai)以下问(wen)(wen)题。(1)由于(yu)施工质量(liang)问(wen)(wen)题 ,墙(qiang)(qiang)体和(he)(he)楼(lou)(lou)板(ban)、 梁(liang)的(de)(de)(de)混凝土强(qiang)度(du)偏低 ,直接导致了(le)底(di)部加强(qiang)区部分(fen)墙(qiang)(qiang)肢(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)轴(zhou)压比(bi)(bi)大于(yu) 016,部分(fen)柱(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)轴(zhou)压比(bi)(bi)大于(yu) 0185, 1~4层(ceng)部分(fen)墙(qiang)(qiang)、 柱(zhu)(zhu)、 梁(liang)和(he)(he)楼(lou)(lou)板(ban)的(de)(de)(de)承载力不(bu)(bu)满(man)足规(gui)范(fan)要求。(2)由于(yu)设(she)(she)计图(tu)纸问(wen)(wen)题 ,结(jie)(jie)(jie)构墙(qiang)(qiang)肢(zhi)(zhi)长度(du)在(zai) 26层(ceng)有突变 ,使得结(jie)(jie)(jie)构侧向刚度(du)突变 ,不(bu)(bu)利(li)于(yu)抗震(zhen)。1轴(zhou)墙(qiang)(qiang)体为一字(zi)墙(qiang)(qiang) , 26, 27层(ceng)横(heng)墙(qiang)(qiang)为一字(zi)墙(qiang)(qiang) ,平面外联系较弱;少部分(fen)横(heng)墙(qiang)(qiang)长度(du)为 10 m,墙(qiang)(qiang)段的(de)(de)(de)高宽比(bi)(bi)小(xiao)于(yu)2,洞口(kou)连(lian)梁(liang)的(de)(de)(de)跨高比(bi)(bi)小(xiao)于(yu) 6,内墙(qiang)(qiang)连(lian)梁(liang)未另设(she)(she)斜向交叉构造(zao)(zao)(zao)钢筋(jin) ,顶层(ceng)连(lian)梁(liang)的(de)(de)(de)纵向钢筋(jin)锚固长度(du)范(fan)围内未设(she)(she)置箍(gu)筋(jin) ,结(jie)(jie)(jie)构延性较差(cha) ,不(bu)(bu)满(man)足连(lian)梁(liang)的(de)(de)(de)构造(zao)(zao)(zao)要求。(3)由于(yu)设(she)(she)计建(jian)模的(de)(de)(de)偏差(cha) ,将(jiang)框架(jia)柱(zhu)(zhu)按照短肢(zhi)(zhi)墙(qiang)(qiang)输入 ,使得框架(jia)柱(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)承载力不(bu)(bu)能满(man)足要求。

1. 对(dui)主楼的加固方(fang)案

针对(dui)设计和施工质量(liang)存在的(de)(de)(de)问题 ,通过综(zong)合计算分析 ,建议对(dui)主楼采取(qu)以下加固和改(gai)进方(fang)案。(1)对(dui)地(di)下室 ~4层的(de)(de)(de)墙体采用(yong)钢(gang)筋(jin)网喷(pen)射(she)混凝土进行(xing)加固 ,对(dui)柱、 梁、 板采用(yong)高强(qiang)不锈钢(gang)绞线网 — 渗透性聚合砂浆的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)进行(xing)加固 ,确保结(jie)构的(de)(de)(de)承载力和楼层受剪承载力的(de)(de)(de)均匀性 ,竖向构件(jian)的(de)(de)(de)加固应延伸至地(di)下室。

(2) 将单向布置的剪(jian)力墙改为双(shuang)向布置或(huo)在端(duan)部增加端(duan)柱或(huo)加强(qiang)暗柱 ,以(yi)利于结构抗震。

(3) 对部分较长(zhang)的(de)墙(qiang)肢(zhi) ,应设置或预(yu)留结构洞口 ,避免刚度(du)过于集中 ,将墙(qiang)肢(zhi)设计成延性构件。

(4) 在主楼顶部适当(dang)增加墙体数量 ,避免楼层刚度突变。

(5) 顶层连(lian)梁的纵向钢筋锚固长度范(fan)围内设置箍筋 ,确保连(lian)梁作为第一道抗(kang)震防线和(he)耗(hao)能构(gou)件的构(gou)造要求。

(6) 建议设计单位对 5~7层(ceng)墙体混凝土采(cai)用C35进(jin)行复(fu)核 ,避免 4, 5层(ceng)之间(jian)的(de)(de)强度突变。该方案经业主组织的(de)(de)专家(jia)委(wei)员(yuan)会(hui)审定(ding) ,一致认为 ,在采(cai)取上述加固处(chu)理措施后 ,主楼的(de)(de)承载(zai)能力基(ji)本是可以满足结构(gou)安全和(he) 7度抗震设防目(mu)标的(de)(de)。

1. 案例3 某高层建筑工程质量事故实例分析与加固处理

2. 工程(cheng)概(gai)况

深圳某高层建筑为(wei)(wei)一幢三十二(er)层的现浇钢(gang)筋混凝土框(kuang)架(jia)-核(he)心筒结构(gou),按D度(du)抗(kang)震设(she)防,框(kuang)架(jia)抗(kang)震等(deng)级(ji)为(wei)(wei)二(er)级(ji),剪(jian)力墙(qiang)抗(kang)震等(deng)级(ji)为(wei)(wei)二(er)级(ji)。该(gai)工(gong)程总建筑面(mian)积(ji)为(wei)(wei)6万平方米,设(she)三层地(di)下室,四层裙(qun)房(fang),总建筑高度(du)为(wei)(wei)99.4m。地(di)下室为(wei)(wei)停车库(ku),裙(qun)房(fang)为(wei)(wei)商业用(yong)房(fang),五层以上为(wei)(wei)写字楼。该(gai)建筑物(wu)柱网(wang)跨度(du)大,双(shuang)核(he)心筒集中布置,筒体剪(jian)力墙(qiang)是主要抗(kang)侧力构(gou)件。

1.事故概况与工程检测

2.1 事(shi)故概(gai)况

该(gai)工程地下三层(ceng)核心(xin)筒(tong)剪(jian)力墙设计混(hun)凝土等级为C50,属于高强混(hun)凝土,于1997年6月浇筑(zhu)完(wan)毕(bi),并按规范(fan)规定的拆(chai)模时间(中途进行测温(wen),内外温(wen)差相等时)开始拆(chai)模。在(zai)拆(chai)模过(guo)程中,发现(xian)筒(tong)体(ti)墙多(duo)(duo)处出现(xian)蜂(feng)窝(wo)、孔洞、露(lu)筋(jin)和墙体(ti)裂缝等多(duo)(duo)种质(zhi)量问题(ti)。本次(ci)质(zhi)量事故(gu)发生在(zai)主(zhu)楼部分的地下三层(ceng)东、西两个核心(xin)筒(tong)体(ti)剪(jian)力墙上,在(zai)墙体(ti)转(zhuan)角的暗(an)柱、门洞暗(an)柱、暗(an)粱(liang)筋(jin)密集区以(yi)下。从检查结果发现(xian):蜂(feng)窝(wo)面积大,孔洞多(duo)(duo)处出现(xian)且露(lu)筋(jin)较多(duo)(duo)。根据(ju)建筑(zhu)工程质(zhi)量检测评(ping)定标(biao)准(zhun),各项指标(biao)大大超过(guo)标(biao)准(zhun)允(yun)许值数倍,对(dui)整体(ti)结构承载力造成严重影响

2.2 工程(cheng)检测

为了查(cha)清问题(ti),及时(shi)处理,消除(chu)隐(yin)患,决定对筒体混凝(ning)土(tu)(tu)进行(xing)(xing)全面回弹(dan),必要时(shi)进行(xing)(xing)抽芯,查(cha)出(chu)混凝(ning)土(tu)(tu)的实际强度。由于《回弹(dan)法检测(ce)混凝(ning)土(tu)(tu)抗压强度技术(shu)规程》(JGJ/T23-29)能查(cha)到的最大(da)强度换算值为49MPa,且地(di)下室因(yin)连日(ri)阴雨(yu),墙体潮湿,故筒体(混凝(ning)土(tu)(tu)C50)回弹(dan)检测(ce)意义不大(da),且数据离散性也大(da)。最后决定采用(yong)钻心法对核心筒混凝(ning)土(tu)(tu)进行(xing)(xing)检测(ce),以(yi)进行(xing)(xing)区域强度评价。

1997年7月,检测(ce)(ce)单位对(dui)核心(xin)筒剪力(li)墙共钻(zuan)(zuan)心(xin)取样57处(chu)(chu)(chu),其中东筒钻(zuan)(zuan)芯30处(chu)(chu)(chu),西(xi)筒27处(chu)(chu)(chu)。检测(ce)(ce)结果核心(xin)筒混凝(ning)(ning)土(tu)最大换(huan)算(suan)强度为(wei)66.9MPa,最小换(huan)算(suan)强度为(wei)21.9MPa,强度变(bian)化很大,远远达不(bu)到设计要求。东、西(xi)核心(xin)筒混凝(ning)(ning)土(tu)检测(ce)(ce)换(huan)算(suan)强度区域(yu)代(dai)表强度分别详见表1和表2。

1.事故原因分(fen)析

认真分析这(zhei)次质(zhi)量事故,认为主要原因如(ru)下:

(1)人员状(zhuang)况:现场管理干部素质差,组织(zhi)能力和管理水(shui)平以及领导统筹(chou)能力较差,没有与各有关管理人员和施(shi)工(gong)(gong)操(cao)作(zuo)员有效沟通。施(shi)工(gong)(gong)技术人员力量薄弱,管理失控,责任不明确(que)。工(gong)(gong)人素质低,混凝土浇筑工(gong)(gong)未经(jing)培训,又没有以往(wang)类似工(gong)(gong)程施(shi)工(gong)(gong)经(jing)验。

(2)技(ji)术原因:不(bu)按规范施(shi)工(gong),质量保证体系不(bu)健(jian)全,技(ji)术措施(shi)不(bu)贯彻落实(shi),领(ling)导和管理(li)人(ren)员没有(you)将施(shi)工(gong)方案(an)里的(de)技(ji)术措施(shi)向施(shi)工(gong)人(ren)员交底,工(gong)序交接没有(you)记录,没有(you)交底。混(hun)凝土浇(jiao)筑(zhu)方法不(bu)对,一次浇(jiao)筑(zhu)超高未设溜槽或串筒,致(zhi)使(shi)混(hun)凝土在浇(jiao)筑(zhu)时(shi)出(chu)现(xian)(xian)离(li)(li)析现(xian)(xian)象,混(hun)凝土浇(jiao)筑(zhu)时(shi)又振捣不(bu)足,致(zhi)使(shi)混(hun)凝土出(chu)现(xian)(xian)石子与砂浆分(fen)离(li)(li),石子多的(de)地方出(chu)现(xian)(xian)蜂窝、孔(kong)洞(dong),砂浆多的(de)地方强度不(bu)足,混(hun)凝土体开裂。

(3)设备状况(kuang):运(yun)送混凝土(tu)的车辆不(bu)(bu)足,致(zhi)使浇筑(zhu)时不(bu)(bu)能(neng)连(lian)续施工(gong),施工(gong)缝(feng)又(you)没能(neng)进行(xing)必要(yao)的处(chu)理;经常出现(xian)混凝土(tu)输送泵堵(du)管,维修又(you)不(bu)(bu)及时;振(zhen)动(dong)棒等震动(dong)器材质量不(bu)(bu)稳定(ding)且数量不(bu)(bu)足,振(zhen)动(dong)器材经常坏或转动(dong)无力(li),无法使用。

1. 加固处理方

4.1 缺陷补(bu)强处理

裂缝:清(qing)理(li)墙基(ji)面的污垢、松(song)散物体,刷洗干净,用(yong)改性环氧化学灌(guan)浆液对(dui)所(suo)有(you)裂缝进行封闭补强。

麻面(mian):用(yong)钢丝刷清理墙(qiang)面(mian)浮浆,并冲(chong)洗干(gan)净(jing),充分湿(shi)润,用(yong)1:2水泥(ni)砂浆抹压平整。

蜂窝:凿除墙面浮(fu)浆浮(fu)石,并洗刷干净,充分(fen)湿润,用1:2水泥砂浆抹压平整。

孔(kong)(kong)洞:将孔(kong)(kong)洞处不密实的混(hun)凝土和突出的石(shi)子颗粒凿除,直至无(wu)空隙(xi)为止,要凿成斜(xie)形,避免死角,已(yi)锈蚀的钢筋应除锈。再将凿好的孔(kong)(kong)洞用(yong)水冲(chong)洗,洗刷(shua)干净,充(chong)分湿润24小时后(hou),刷(shua)水泥浆一道,用(yong)C50微膨(peng)胀细石(shi)混(hun)凝土浇灌(guan),细石(shi)混(hun)凝土的水灰(hui)比控(kong)制(zhi)在0.5以内,采用(yong)小振(zhen)(zhen)捣(dao)棒仔细振(zhen)(zhen)捣(dao)密实。混(hun)凝土浇灌(guan)应超(chao)高超(chao)宽浇灌(guan),拆模后(hou)将多余混(hun)凝土凿除,或采用(yong)喷射混(hun)凝土施工(gong)。

露筋(jin):将外漏钢(gang)筋(jin)上的(de)混凝土残渣(zha)、浮(fu)浆浮(fu)石清除,用钢(gang)丝刷刷除锈皮(pi)。

4.2 加固(gu)处理(li)

东、西(xi)核心筒剪(jian)力(li)墙,由于(yu)(yu)混(hun)凝土(tu)强(qiang)(qiang)度(du)等级(ji)不同程(cheng)度(du)低于(yu)(yu)设(she)计(ji)混(hun)凝土(tu)强(qiang)(qiang)度(du)等级(ji)C50的(de)要(yao)(yao)求(见表1、表2),故需进行加(jia)(jia)(jia)固处理。本(ben)设(she)计(ji)采取的(de)补(bu)强(qiang)(qiang)加(jia)(jia)(jia)固措施(shi),是结合(he)实(shi)测(ce)混(hun)凝土(tu)缺陷处及(ji)强(qiang)(qiang)度(du)较(jiao)弱(小于(yu)(yu)C40)处将筒体(ti)剪(jian)力(li)墙凿(zao)成(cheng)多条竖向加(jia)(jia)(jia)强(qiang)(qiang)带(dai),加(jia)(jia)(jia)强(qiang)(qiang)带(dai)采用微膨胀混(hun)凝土(tu),强(qiang)(qiang)度(du)等级(ji)为C50,加(jia)(jia)(jia)强(qiang)(qiang)带(dai)凿(zao)断(duan)面要(yao)(yao)清刷(shua)干净,并充分湿润(run)12小时。浇混(hun)凝土(tu)前,要(yao)(yao)刷(shua)一(yi)道水泥浆,混(hun)凝土(tu)要(yao)(yao)振捣密实(shi)。加(jia)(jia)(jia)强(qiang)(qiang)带(dai)的(de)具体(ti)位(wei)置要(yao)(yao)求见图2,在层(ceng)顶处设(she)一(yi)道加(jia)(jia)(jia)强(qiang)(qiang)暗(an)圈梁,已(yi)形成(cheng)整体(ti)加(jia)(jia)(jia)强(qiang)(qiang)。

4.3 施工(gong)要求

(1)所有缺陷定义划(hua)分(fen),应按照国家(jia)标(biao)(biao)准(zhun)“建筑安装工程质量检(jian)测评(ping)定标(biao)(biao)准(zhun)”进行划(hua)分(fen),分(fen)别采取补强措(cuo)施(shi)。

(2)所有已(yi)锈(xiu)钢筋均应除锈(xiu),当钢筋截面(mian)(mian)因(yin)锈(xiu)蚀削弱>10%(面(mian)(mian)积比)时,应绑条焊加强。

(3)所(suo)有修补部位的(de)水泥砂浆(jiang)(jiang)及(ji)细石混凝土均应做好养护(hu),确保砂浆(jiang)(jiang)及(ji)混凝土强(qiang)度。

(4)缺陷补强及(ji)加(jia)强带(dai)位(wei)置、范围,放线后(hou)要经有关单位(wei)核(he)实(shi)后(hou)方(fang)可凿打。

(5)在缺陷补强时(shi),凿(zao)除浮浆、浮石、除锈清刷(shua)工(gong)作(zuo)完成(cheng)后(hou),应通知(zhi)建(jian)设、质检(jian)、监理(li)、设计(ji)检(jian)查满(man)足(zu)设计(ji)要求(qiu)后(hou),再做下步(bu)工(gong)作(zuo)。

(6)混凝土凿打(da)(da),不(bu)能采用(yong)大锤大力撞打(da)(da),应(ying)采用(yong)钢钎凿打(da)(da),不(bu)得(de)损(sun)伤旁边的混凝土,不(bu)得(de)打(da)(da)断钢筋。

1.加固处理效果

按(an)照上述要(yao)求(qiu)补强、加固(gu)后,确认整体混凝土(tu)的(de)强度等级(ji)可达C40。经(jing)计(ji)算(suan)复核:建筑(zhu)物(wu)层间位移及(ji)顶点位移满足规(gui)范限值(zhi)要(yao)求(qiu);筒体剪(jian)(jian)力(li)(li)墙(qiang)轴压(ya)比均(jun)小于(yu)0.60,满足设(she)计(ji)要(yao)求(qiu),剪(jian)(jian)力(li)(li)墙(qiang)仍保证一定的(de)延性,剪(jian)(jian)压(ya)比控(kong)制在(zai)规(gui)范范围内;筒体剪(jian)(jian)力(li)(li)墙(qiang)的(de)配筋(jin)按(an)原设(she)计(ji)满足要(yao)求(qiu),承载力(li)(li)满足使用要(yao)求(qiu),建筑(zhu)物(wu)安全、可靠。

附(fu)录 混(hun)凝土结构(gou)构(gou)件(jian)加(jia)固(gu)方法(fa)分析

采用有限元(yuan)方(fang)法,通过(guo)对(dui)(dui)结构构件在加固(gu)前、后的应力(li)及位(wei)移状态的分析,对(dui)(dui)不同加固(gu)方(fang)式的作(zuo)用效果进行探讨。

一、刚度问题(剪力墙(qiang)开洞问题)

剪力墙(qiang)开洞(dong)常采用洞(dong)口周边粘钢板加(jia)固。

1 计算(suan)模型

 

 粘(zhan)钢(gang)加固计算(suan)模型(xing)(图中橙色部分为洞口(kou)周边粘(zhan)贴钢(gang)板)

2 剪力墙应力状态分析

 

为(wei)开洞剪力墙应力均匀(开洞前)                  角(jiao)部应力集中(加(jia)固前)

 

(加固后)应(ying)力(li)向墙体内部转(zhuan)移(应(ying)力(li)均匀化,避免剪力(li)墙角部产生裂(lie)缝)

3 结论

剪力墙洞口角部(bu)为应力集(ji)中区域,易产生(sheng)斜向裂缝;

剪力(li)(li)墙(qiang)(qiang)开洞(dong)为刚(gang)度(du)问题,外粘钢加固洞(dong)口能(neng)使(shi)洞(dong)口角(jiao)部(bu)应力(li)(li)向墙(qiang)(qiang)体深(shen)部(bu)扩散,使(shi)应力(li)(li)均匀化,避免洞(dong)口角(jiao)部(bu)裂纹出现,保证墙(qiang)(qiang)体整体刚(gang)度(du)。

二(er)、强度问题(梁受弯(wan)承载(zai)力问题)

梁受弯承载力不足(zu)的加固(gu),常(chang)用的有加大(da)截面加固(gu)法和(he)粘纤维材料加固(gu)法。

1 计(ji)算模型

 

梁受弯承载计(ji)算模型

2 应力状态(tai)分析


均匀荷载作用下,正常使用状态,梁应力状态(层状受力)


均匀荷载作用下,大变形状态,梁应力状态(层状受力)


梁底加大截面加固(梁中性层下移,梁底新增截面与原有梁协同受力)


梁底粘贴纤维材料加固(应力状态与加大截面法类似)

3 结论

梁中(zhong)性(xing)层(ceng)位置(zhi)约(yue)为梁高(gao)中(zhong)部;

加大截面加固后(hou),中性层位置下移,后(hou)增截面部分(fen)发挥作用(抵抗拉力);

梁底粘贴(tie)纤维材料加(jia)固后,中(zhong)性层位置下移,后增截面(mian)部分(fen)发挥作用(抵(di)抗拉力(li)),效果(guo)与加(jia)大截面(mian)做(zuo)法相差不大。

三、挠度问题(ti)(梁(liang)受弯(wan)变形问题(ti))

控制梁(liang)抗弯(wan)挠度问(wen)题常采用加大截面(mian)法(fa)和粘纤维材(cai)料法(fa)加固。

1 计算模型

 

2 位(wei)移状态分析


原有梁竖向位移


梁底加大截面加固


梁底纤维材料加固

3 结论

梁底(di)加大(da)截面对控(kong)制(zhi)梁竖(shu)向位(wei)移(yi)效果(guo)(guo)明显(xian),梁底(di)粘贴纤维材料对控(kong)制(zhi)梁竖(shu)向位(wei)移(yi)效果(guo)(guo)也(ye)有效果(guo)(guo),但(dan)是效果(guo)(guo)略逊于加大(da)截面法。

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