吳 韜,伊新富

(1.浙江交工高等級公路養(yǎng)護(hù)有限公司,浙江 杭州 310052；2.浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院,浙江 杭州 310030)

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新建商品房的適宜加固方法

吳 韜1,伊新富2

(1.浙江交工高等級公路養(yǎng)護(hù)有限公司,浙江 杭州 310052；2.浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院,浙江 杭州 310030)

從地基基礎(chǔ)、混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)三個方面,通過一些典型實例,介紹了新建商品房的一些適宜加固方法：用預(yù)應(yīng)力管樁來補(bǔ)樁，錨桿靜壓樁的加固，體外預(yù)應(yīng)力加固和置換法加固，構(gòu)造柱的加固和鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法。這種介紹對于新建商品房的加固設(shè)計有參考價值。

新建商品房；適宜加固方法；地基基礎(chǔ)；混凝土結(jié)構(gòu)；砌體結(jié)構(gòu)

1 背景概況

新建商品房在我國的建設(shè)工程中占有很大比例。老百姓花了大筆資金買了商品房,如果發(fā)現(xiàn)其中存在明顯的加固痕跡,就會對商品房的安全性產(chǎn)生懷疑,對自己花了大價錢卻買到“次等品”難免產(chǎn)生不滿的心理。所以,在新建商品房產(chǎn)生較大質(zhì)量問題要進(jìn)行加固時,采用普通的粘鋼加固和粘貼纖維加固并不是最適宜的加固方法。下面,分地基基礎(chǔ)、混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)三個方面討論新建商品房的適宜加固方法。

2 地基基礎(chǔ)的適宜加固方法

2.1 樁身強(qiáng)度不足的補(bǔ)樁

某大型公寓為單身公寓與多單元公寓相結(jié)合,底層和地下層為公建的組合式公寓。長度達(dá)到117.6 m,寬度達(dá)到52 m。地下室的中間部分為地下汽車庫,兩邊為自行車庫。地面以上共有8棟6層的住宅公寓。

設(shè)計根據(jù)不同的情況,分別采用不同的樁型,主要使用的樁型為：

直徑426 mm沉管灌注樁；

樁徑800 mm的人工挖孔灌注樁,要求單樁豎向承載力特征值不小于2 300 kN；

樁徑1 100 mm的人工挖孔灌注樁,要求單樁豎向承載力特征值不小于4 200 kN。

樁基施工完成后,根據(jù)建設(shè)單位提供的《樁基檢測報告》,部分區(qū)域的人工挖孔樁未達(dá)到設(shè)計要求。依據(jù)建設(shè)單位、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理、樁基檢測單位、質(zhì)量監(jiān)督站和專家會議的意見,按如下方案進(jìn)行樁基加固：

1)中間地下車庫底下A1 100的大直徑人工挖孔樁按單樁豎向承載力特征值取2 300 kN進(jìn)行樁基加固。

2)兩邊A800的人工挖孔樁分不同情況進(jìn)行處理：

①Ⅰ類、Ⅱ類樁按不低于20%的比例進(jìn)行高應(yīng)變檢測承載力。

如果檢測結(jié)果的承載力特征值達(dá)到2 300 kN的要求,可以不進(jìn)行樁基加固。

如果檢測結(jié)果的承載力特征值在1 400～2 300 kN之間,則按單樁承載力特征值取1 400 kN進(jìn)行樁基加固。

如果檢測結(jié)果的承載力特征值低于1 400 kN,則統(tǒng)一按缺陷樁基本不考慮承載力進(jìn)行樁基加固。

②Ⅲ類、Ⅳ類樁,則統(tǒng)一按廢樁不考慮承載力進(jìn)行樁基加固。

3)加固采用A500的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。之所以采用管樁,是因為原來是采用人工挖孔樁,施工記錄可以清楚地顯示樁長和地基土的情況。管樁的實測樁長可以根據(jù)人工挖孔樁的施工記錄作為判斷進(jìn)入持力層的依據(jù)。要求樁尖進(jìn)入6-1層全風(fēng)化砂巖不少于1.0 m,單樁豎向承載力特征值不小于500 kN。正式加固施工前應(yīng)進(jìn)行試打樁確認(rèn)施工和設(shè)計參數(shù)。施工加固組織設(shè)計必須經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師簽字認(rèn)可,并報建設(shè)單位審核通過后方可實施。加固施工時,施工單位和監(jiān)理單位均應(yīng)加強(qiáng)管理,確保加固施工質(zhì)量。

4)加固施工完成后須用可靠的動測法進(jìn)行檢測,數(shù)量不少于總樁數(shù)的20%,并做靜載荷試樁,試樁位置根據(jù)打樁情況確定。

5)補(bǔ)樁完成后,經(jīng)檢測能滿足設(shè)計要求。現(xiàn)在去現(xiàn)場查看,一切均好,地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)任何問題。

2.2 組合糾傾技術(shù)

某住宅樓由四個單元組成,為7層混凝土空心小砌塊混合結(jié)構(gòu)。長49.4 m,寬11.2 m,建筑物高度19.6 m。采用淺埋筏板基礎(chǔ),筏板厚度為300 mm。該樓在主體結(jié)構(gòu)完工后進(jìn)行裝修時,發(fā)現(xiàn)房屋有較大的傾斜,并且在繼續(xù)發(fā)展。最大傾斜率為10.8‰,平均傾斜率為8.8‰,已超過了現(xiàn)行規(guī)范的要求。

由于該住宅為混凝土空心小砌塊混合結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)底板薄,整體剛度差。造成房屋嚴(yán)重傾斜的主要原因是由于淤泥層比較深厚,建筑物重心和基礎(chǔ)底板形心不重合,引起地基產(chǎn)生不均勻沉降。

綜合考慮各種因素,為確保成功和安全,選擇采用靜壓樁加固和水平掏土為主的組合糾傾技術(shù)。

采用錨桿靜壓樁對地基進(jìn)行加固和托換,以減小房屋沉降。錨桿靜壓樁斷面尺寸為250 mm×250 mm,樁身混凝土強(qiáng)度等級為C30。根據(jù)現(xiàn)場條件確定樁的分段預(yù)制長度為2.0 m和1.5 m,并預(yù)制一些短樁。設(shè)計錨桿靜壓樁樁長由壓樁力和進(jìn)入持力層深度雙重控制,以壓樁力控制為主,要求進(jìn)入持力層深度不小于0.8 m,壓樁入土深度根據(jù)地質(zhì)情況設(shè)計以16 m為主。壓樁力經(jīng)現(xiàn)場試驗確定為至送樁面的壓樁力不小于160 kN,然后送樁。

考慮到沉降較大一側(cè)地基土體中附加應(yīng)力較大,為了防止糾傾后繼續(xù)產(chǎn)生不均勻沉降,在布樁時,在沉降較大一側(cè)樁數(shù)適當(dāng)增加。施工布樁時樁位應(yīng)盡量靠近承重墻,樁中心距承重墻軸線為500 mm。

工程要求經(jīng)糾傾后房屋的傾斜率必須在3‰以內(nèi)。當(dāng)沉降較大的一側(cè)所有錨桿靜壓樁壓樁結(jié)束后,先進(jìn)行封樁,然后在沉降較少一側(cè)壓入防護(hù)樁,以防止“矯枉過正”,再在這一側(cè)采用土加荷反壓,靠近房屋基礎(chǔ)外緣挖豎井排水,在筏基下采用水平掏土等綜合措施,促使沉降產(chǎn)生。當(dāng)房屋傾斜率調(diào)整到3‰以內(nèi)時,鍥緊防護(hù)樁,并對基礎(chǔ)下水平掏土縫隙用壓力灌滿砂漿,完成地基的加固和房屋的糾傾工作。考慮到住宅樓較長,整體剛度較弱,在進(jìn)行糾傾施工時,掏土在縱向應(yīng)盡量同時進(jìn)行,以避免或減小縱向的附加不均勻沉降。

本工程的加固設(shè)計及施工方案合理,簡便宜行,傳力明確,可控性強(qiáng)。糾傾后最大傾斜率為1.96‰,平均傾斜率1.65‰,均符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。完工進(jìn)行復(fù)測,房屋傾斜基本不變,直到現(xiàn)在一直保持穩(wěn)定狀態(tài)。

2.3 錨桿靜壓樁加固法

某綜合樓原設(shè)計為4層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),原基礎(chǔ)設(shè)計采用A426錘擊沉管灌注樁。但建設(shè)單位擅自決定只建一層即可,故要求施工單位在施工過程中將基礎(chǔ)改為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)。但在已施工完成首層的基礎(chǔ)時,建設(shè)單位又決定按原設(shè)計加建至4層。

根據(jù)地質(zhì)勘察報告和對已建基礎(chǔ)進(jìn)行開挖檢驗,發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)均埋置于粉質(zhì)黏土層?？辈靾蟾嫣峁┑牡鼗休d力特征值fak=100 kPa,均不能滿足加建至4層時上部結(jié)構(gòu)荷載傳至基底壓力的要求。因此,決定采用靜壓樁加固基礎(chǔ),并考慮樁群、土、承臺的相互作用效應(yīng),充分利用已施工獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)的地基承載力,作為樁基承載力的補(bǔ)充。

加固主要采用250 mm×250 mm靜壓方樁和300 mm×300 mm靜壓方樁,入土深度15 m,樁長13.5 m,實測基礎(chǔ)埋深為1.5 m。樁身混凝土強(qiáng)度等級C30。

驗算柱下樁基承臺的抗沖切、抗剪和抗彎承載力均滿足要求。

由于已施工房屋僅1層,靜壓樁反力不夠,因而先施工2～3層框架,待3層樓板施工完成后即可施工靜壓樁。采用樁入土深度和壓力表雙控制的方法,滿足設(shè)計承載力的要求。

樁嵌入承臺內(nèi)長度為100 mm。壓樁孔內(nèi)應(yīng)采用C35微膨脹早強(qiáng)混凝土澆筑密實。壓樁施工應(yīng)對稱進(jìn)行。開鑿壓樁孔并將孔壁鑿毛清理干凈,壓樁孔將原承臺鋼筋割斷彎起,待壓樁后再焊接。楔形孔上部為350 mm×350 mm,下部為450 mm×450 mm。開鑿錨桿孔,應(yīng)確保錨桿孔內(nèi)清洗干燥后再埋設(shè)錨桿,并用粘結(jié)劑封固。各承臺應(yīng)在壓樁完畢后焊接錨桿交叉鋼筋,清除壓樁孔內(nèi)雜物,然后與樁帽一起澆筑C35微膨脹早強(qiáng)混凝土,厚度為500 mm(澆筑前周邊原承臺應(yīng)鑿毛清洗干凈)。

該項目采用錨桿靜壓樁進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)的加固,效果較好,能迅速阻止建筑物的沉降,滿足承載力的要求,加固后地基變形較??；錨桿靜壓樁加固法施工時無振動,無噪音,操作場地小,設(shè)備簡單,操作方便,適應(yīng)范圍很廣。

3 混凝土結(jié)構(gòu)的適宜加固方法

3.1 體外預(yù)應(yīng)力加固法

某商品房為4層框架結(jié)構(gòu)，在主體結(jié)構(gòu)完工時,發(fā)現(xiàn)2層的懸挑梁產(chǎn)生裂縫。在靠近支座附近有4根上大下小的垂直裂縫,最大裂縫寬度為0.4 mm,挑梁端下垂約5 mm。對該工程所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行普查,未見其他異?，F(xiàn)象?，F(xiàn)場對混凝土構(gòu)件的回彈檢測結(jié)果,也基本符合設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級C25的要求。

經(jīng)查閱設(shè)計及施工資料,發(fā)現(xiàn)已破損的懸挑梁構(gòu)件混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)期間,氣溫較低。施工拆模時,混凝土強(qiáng)度等級估算只達(dá)到了設(shè)計強(qiáng)度的50%左右。因此，過早拆模使混凝土強(qiáng)度沒有達(dá)到設(shè)計要求,是開裂的主要原因。

經(jīng)過多種加固方法的對比后,決定采用體外預(yù)應(yīng)力加固法。通過對加固結(jié)構(gòu)所新增的鋼筋施加預(yù)應(yīng)力,可以產(chǎn)生與外載相反的等效荷載,抵消部分外載,如同卸載一般,使原結(jié)構(gòu)在外載作用下產(chǎn)生的裂縫寬度、應(yīng)變和應(yīng)力等發(fā)生相反的變化,從而可減小原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平和減小后加材料的應(yīng)力滯后現(xiàn)象,達(dá)到充分發(fā)揮后加材料強(qiáng)度的目的。此外,由于預(yù)應(yīng)力加固挑梁,因其新增的鋼筋及少許的截面高度均在梁頂,加固后對房屋凈空影響不大。挑梁加固新增預(yù)應(yīng)力鋼筋為2Φ22,張拉控制應(yīng)力取0.8fptk。施加預(yù)應(yīng)力采用折線法。

加固后至今使用一切正常。體外預(yù)應(yīng)力加固法,在經(jīng)濟(jì)上費(fèi)用省、造價低,且簡便易行,可以大量推廣應(yīng)用。

3.2 置換混凝土的加固法

某商品房為地上12層,全現(xiàn)澆框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。建至5層時發(fā)現(xiàn)2層部分墻體和柱子的外觀顏色異常,檢測后確認(rèn)混凝土實際強(qiáng)度明顯低于原設(shè)計強(qiáng)度C30,且低于規(guī)范下限要求。該結(jié)構(gòu)除2層部分顏色異常的柱子和墻體外,其他各層墻柱的混凝土強(qiáng)度均滿足設(shè)計要求,事故是因為商品混凝土配比有誤。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況,經(jīng)多方案比較并協(xié)調(diào)有關(guān)各方意見,對結(jié)構(gòu)2層存在混凝土強(qiáng)度缺陷的墻柱統(tǒng)一采用水泥基灌漿料表層等截面置換加固方法,并按以下兩階段分步實施。

階段Ⅰ：1)確認(rèn)所有被加固混凝土墻柱的位置；2)在被加固墻柱周側(cè)及層1、3對應(yīng)位置設(shè)鋼管安全支撐；3)剔除被加固柱子和墻體邊緣構(gòu)件的低強(qiáng)周邊截面,整理外露配筋并清除表面粘連物；4)安裝模板,充分潤濕剔鑿面；5)在模板內(nèi)澆筑強(qiáng)度不低于C50的水泥基灌漿料,全截面置換柱和墻體邊緣構(gòu)件。

階段Ⅱ：1)確認(rèn)置換柱子和墻體邊緣構(gòu)件的灌漿料強(qiáng)度達(dá)到75%加固設(shè)計要求后,均勻剔除被加固墻體兩側(cè)及洞口內(nèi)側(cè)的低強(qiáng)度表層,整理外露配筋并清除表面粘連物；2)清理剔鑿面疏松層,確認(rèn)墻面剔鑿厚度；3)在兩片外露鋼筋網(wǎng)間增設(shè)拉結(jié)筋Φ8@ 600,與原拉結(jié)筋錯開間隔布置；4)安裝模板,充分潤濕剔鑿面；5)在模板內(nèi)澆筑強(qiáng)度不低于C50 的水泥基灌漿料；6)確認(rèn)置換材料強(qiáng)度達(dá)到75% 加固設(shè)計要求后,從上往下逐層拆除安全支撐。

經(jīng)計算復(fù)核,階段Ⅰ剔鑿置換柱子和墻體邊緣構(gòu)件時,墻段截面可承擔(dān)全部實際作用荷載；階段Ⅱ剔鑿置換墻體表層截面時,已置換的柱子和墻體邊緣構(gòu)件可承擔(dān)相應(yīng)全部實際作用荷載。此分期剔鑿施工選擇,主要與被加固墻柱的混凝土強(qiáng)度過低有關(guān),可使構(gòu)件之間的墻柱和先期置換的構(gòu)件能先后作為安全支撐,并使墻柱兩側(cè)的鋼管支撐成為第二道安全防線。

墻柱加固后,各項承載力與耐久性不低于原設(shè)計要求；墻柱加固不改變結(jié)構(gòu)外觀與使用面積；低強(qiáng)混凝土墻柱在加固施工中無新增變形與裂縫。

4 砌體結(jié)構(gòu)的適宜加固方法

4.1 構(gòu)造柱的加固

在多層砌體結(jié)構(gòu)的商品房中,構(gòu)造柱的作用是顯著的：加強(qiáng)房屋的整體性；增加結(jié)構(gòu)的延性；加大房屋的側(cè)向變形能力,約束墻體,從而提高房屋的可靠性和抗震能力。

但是,現(xiàn)在的砌體結(jié)構(gòu)施工時,仍存在著構(gòu)造柱的一些明顯錯誤。

構(gòu)造柱與墻體連接沒有按規(guī)范要求砌成馬牙槎。構(gòu)造柱與墻體之間,沒有沿墻高設(shè)置2A6@500的水平拉結(jié)筋。構(gòu)造柱的根部埋深不足。

對于以上構(gòu)造柱的常見問題,必須按規(guī)范要求進(jìn)行加固處理,滿足抗震構(gòu)造要求。

4.2 鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法

某商品房為6層砌體結(jié)構(gòu),在剛剛建成后橫墻就產(chǎn)生正八字斜裂縫,最大寬度10 mm。經(jīng)現(xiàn)場勘查和分析,應(yīng)該是溫度產(chǎn)生的裂縫為主。故決定采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法進(jìn)行處理。

水泥砂漿強(qiáng)度為M15,厚度為45 mm。鋼筋網(wǎng)采用Φ8@150×150。采用雙面加固,用S形Φ6鋼筋以鉆孔穿墻對拉,間距為300 mm,呈梅花狀布置。鋼筋網(wǎng)砂漿面層應(yīng)深入地下,埋深不小于500 mm,地下厚度擴(kuò)大為150 mm。

采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法,雖然使房屋面積稍有減小,但是平面外抗彎強(qiáng)度有較大幅度提高,平面內(nèi)抗剪強(qiáng)度和延性提高較多,墻體抗裂性有較大幅度的改善,因此可以在砌體結(jié)構(gòu)的加固中推廣使用。

5 結(jié) 語

1)地基基礎(chǔ)根據(jù)不同的情況,可以采用靜壓預(yù)應(yīng)力管樁和錨桿靜壓樁進(jìn)行加固。

2)混凝土結(jié)構(gòu)的加固建議采用體外預(yù)應(yīng)力和置換法進(jìn)行加固。

3)砌體結(jié)構(gòu)分不同情況,采用構(gòu)造柱的加固和鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固是相對比較適宜的加固方法。

Suitable Reinforcement Method of the Newly-Built Commercial Housing

WuTao1,YiXinfu2

2016-10-08

吳韜(1991—),男，浙江杭州人，助理工程師，從事公路工程管理工作。

TU746.3;TU472.3

B

1008-3707(2016)12-0012-04