張金峰 郭祥江 路恒
摘要:本文通過實例討論后澆帶處梁下?lián)袭a(chǎn)生的原因,根據(jù)下?lián)系脑?、原設計及現(xiàn)場實際情況提出梁頂升工程的處理方案。此方案通過專家論證及實際的頂升效果滿足了建筑物的原設計需求,對類似工程有非常重要的借鑒意義。
關鍵詞:后澆帶;梁下?lián)希豁斏?/p>
一 工程概況
某工程建筑面積約為15萬平方米,地下3層,地上主樓26層,裙房6層(局部7層),框架-剪力墻結構,裙樓為筏板基礎厚度為800mm。裙樓柱網(wǎng)為8400×8400mm。門廳位置為圓弧形式,局部柱網(wǎng)跨度達到11800mm,負一層、一層層高為5400mm,二層至四層層高為5000mm。下?lián)系牧簽榇瘟航孛娉叽鐬?00×950mm,主梁截面尺寸為400×1000mm。裙樓下?lián)狭禾幇搴穹謩e為250mm(負二層)150mm(負一層)200mm(一層至四層),此處梁板混凝土強度等級為C30,梁板受力鋼筋強度為HRB400。后澆帶類型為伸縮后澆帶。
二 后澆帶處梁板下?lián)袭a(chǎn)生情況及分析下?lián)袭a(chǎn)生的原因
發(fā)現(xiàn)梁下?lián)虾蠼?jīng)過對后澆帶處梁板進行測量發(fā)現(xiàn)負一層頂、一層頂、二層頂、三層頂D-E軸中間后澆帶南側與15軸相交梁及相鄰現(xiàn)澆板下?lián)?,相鄰框架梁及板支座位置出現(xiàn)裂縫。該次梁負一層頂、一層頂、二層頂、三層頂分別下?lián)?1mm、55mm、42mm、36mm。主梁由于次梁的下?lián)隙a(chǎn)生了次應力超過主梁的設計強度,主次梁交界地方出現(xiàn)了受扭裂縫,裂縫寬度小于0.3mm。由于板的下?lián)?,板與梁交界部位出現(xiàn)了裂縫,裂縫寬度大于0.5mm小于1mm。
經(jīng)相關部門及專家論證后認為1、梁板下?lián)舷涤芍误w系出現(xiàn)問題。在腳手架周轉使用過程中,腳手架周轉過快,當腳手架周轉到上層時,后澆帶并沒有澆筑,只是在后澆帶處留有部分支撐。2、后澆帶設計位置有問題。從原設計可以發(fā)現(xiàn)由于后澆帶的設置使次梁有將近9m的懸挑,這種情況也加重了在支撐體系出現(xiàn)問題時梁下?lián)系某潭取?/p>
發(fā)現(xiàn)梁板出現(xiàn)下?lián)锨闆r時,裙樓已施工至5層,為了防止各層進一步出現(xiàn)下?lián)锨闆r及新施工樓層出現(xiàn)類似問題,調整了腳手架支撐體系在施工過程的周轉,并對下面出現(xiàn)的下?lián)锨闆r的支撐體系進行了加強,對后澆帶處梁位置采用型鋼鋼架進行了加固,型鋼鋼架在各層山上下位置相同直至延伸至筏板基礎。進過以上措施處理后,經(jīng)觀察和測量后澆帶處梁板沒有進一步出現(xiàn)下?lián)锨闆r。
三 處理方案的論證及確定
經(jīng)過相關部門現(xiàn)場勘查及測量及設計單位對結構進行驗算,認為此處的梁板結構并沒有破壞,只是由于次梁的下?lián)蠈е轮髁寒a(chǎn)生了附加應力,從而致使梁、板產(chǎn)生了裂縫。如果采取有效的方案使次梁能夠達到原設計標高,整個區(qū)域的附加應力將會消失,再對裂縫進行化學灌漿處理及對主梁進行粘貼碳纖維布進行補強,以上措施處理完成后在澆筑后澆帶,整個結構能夠達到原設計要求。
專家論證會中分別論證了以下幾個方案,并對每個方案的細節(jié)進行了認真討論??傮w上有兩種處理方案,如下:
1.采用大直徑的鋼管從負一層往上頂升,(鋼管要計算確定,也就是用千斤頂固定在鋼管上頂緊負一層頂下?lián)狭旱亩瞬浚ê鬂矌帲@樣利用一層、二層、三層的支撐體系,頂升負一層梁頂時各層會頂起,直至各層達到原設計標高。
2.采用大直徑的鋼管從負一層往上頂升,(因為一層、二層、三層、支撐體系的存在,從上往上頂)鋼管要計算確定,也就是用千斤頂固定在鋼管上頂緊三層頂下?lián)狭旱亩瞬浚ê鬂矌帲?,這樣從上而下逐層頂升,直至各層達到原設計標高。
專家論證會中對以上兩種方案進行了認真的分析和討論,采用第一種頂升方案,因為一層、二層、三層、支撐體系的存在,從上往上頂頂升的荷載較大,這就需要頂升力較大的千斤頂和直徑較大的鋼管,且各層下?lián)系某潭炔煌⒉皇巧蠈酉聯(lián)洗笙聦酉聯(lián)闲。@樣頂升過程中各層頂升高度不好確定,可能導致中間層頂升超過原設計標高。不過此頂升的工期較短。
采用第二種頂升方案,由于頂升荷載比第一種頂升方案比較小,可以采用頂升力較小的千斤頂和直徑較小的鋼管,頂升過程中各下?lián)狭旱捻斏叨瓤梢院芎玫拇_定,施工精度較高,有利于控制梁頂升至設計標高。頂升過程中對下層的產(chǎn)生的荷載可以采用從支點到頂升點的支撐鋼管來承受,這樣可以大大減低對下層的結構影響。經(jīng)過專家的認真分析和討論一直認為采取第二種方法較為安全可靠,確定按照第二種方案進行頂升處理。
由于需要頂升的有四層,每層有一根下?lián)狭?,根?jù)第二個方案每次頂升需要頂升一層一根下?lián)狭海孕枰捻斏Ы镯斒且慌_,根據(jù)下面的計算確定采用1000kN的千斤頂。每次頂升一層一根梁分為若干階段加荷頂升,每個階段頂升5mm,根據(jù)現(xiàn)場施工情況和每次下?lián)系某潭却_定頂升階段的次數(shù)。圖1為四層頂升布置圖,其它層同四層。
四、頂升計算
根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009- 2010)進行頂升荷載計算,根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010- 2010)對裙樓框架梁進行抗剪和受彎計算,根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017- 2003)對頂升和支撐鋼管進行設計,確定鋼管尺寸。具體的計算結果如下:
1、結構自重荷載計算:根據(jù)結構尺寸,按開間4.5m,懸挑梁板9.7m以及板200mm厚,經(jīng)計算在梁端頂升1層結構荷載自重291kN。考慮臨時支撐及其他附加荷載等不利因素荷載按310kN,3層共930kN。
驗算梁抗剪承載力V
V=0.7ftbh0+1.25fyvAsv/S×h0
=0.7×2.01×400×880+1.25×210×(4×50.3)÷200×880
=727.5kN。
由上可知各層梁抗剪承載力大于頂升時1層結構自重荷載,頂升一層結構荷載各梁安全。
2、由于地下一層頂后澆帶還沒有澆筑,不能作為一層頂升支點,地下二層、地下三層頂此部位沒有梁也不能作為傳遞支撐點,故進行
討論后決定采用從基礎頂起鋼管到地下一層頂梁支點處,各層鋼管與板頂緊,墊板采用1000×1000×20mm,且在頂緊位置采用位移計進行變形控制。
3、根據(jù)計算荷載,選用頂升力500kN的千斤頂,可以滿足本次頂升需求。
4、頂升用鋼管和支撐用鋼管計算,鋼管按兩端鉸接小偏心受壓進行計算,確定鋼管直徑和壁厚,地下三層至地下一層支撐鋼管選用325×6mm,一、二、三層頂升、支撐鋼管采用273×6mm,穩(wěn)定驗算結果符合壓桿穩(wěn)定。
5、下沉的梁在頂升時按兩端簡支對梁彎矩和剪力進行計算,經(jīng)計算框架梁頂升時內力均小于設計結構內力。
6、局部承壓計算,頂升用鋼管兩端加墊450×450×20mm鋼板,經(jīng)計算混凝土局部承壓滿足要求。
五、分析和總結
通過對后澆帶處梁下?lián)显蚍治?、方案論證體會到后澆帶位置設計是防止后澆帶處梁板下?lián)系氖滓A段。一定要防止梁板懸挑過大。造成后澆帶處梁板下?lián)系闹饕蚴鞘┕ぶ兄误w系周轉過快,造成梁板的支撐體系缺失,從而導致質量事故,所以在施工方案中一定要注意后澆帶處支撐體系的編制,以免造成結構下?lián)?。本次頂升方案?jīng)專家周密論證得到了各方認可,從而保證了此次頂升處理非常安全、順利地完成。
參考文獻:
[1]《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010- 2010)
[2]《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017- 2003)
[3]《混凝土結構加固設計規(guī)范》(GB50367-2006)
[4]《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009- 2010)