韓軍召, 張 勃, 李 龍, 薛勇剛
(陜西工業(yè)職業(yè)技術學院, 陜西咸陽 712000)
建筑工程項目在施工結束后,難免有一些問題出現(xiàn),建筑物地面局部發(fā)生沉降就是其中比較棘手的一類。本文中實例建筑物外形為長方體,坐北朝南,前期施工中由于設計不合理,致使大樓東北角一層與二層上下結構外立面不一。為挽回設計與施工缺陷,在一層的鋼筋混凝土底板外側磚砌增加了二次圓弧結構基礎,使建筑物外立面一、二層外部造型一致,凸出房屋的圓弧部分為玻璃幕墻基礎,圓弧與原有地板間構成的封閉區(qū)域采用回填土填充,施工完畢后,二次結構部分地面出現(xiàn)微沉降。針對此事件,談談分析的過程與解決方法的選擇。
發(fā)生沉降地面房間長、寬為8 m,除吊頂后房間高度為4 m,具體結構及平面圖詳見圖1,建筑物沉降部位位于一層東北角。
沉降表現(xiàn)為二次結構兩個圓弧區(qū)域內地面下沉,最大沉降量為30 mm?,F(xiàn)場察驗了大樓東北角圓弧處玻璃幕墻基礎二次結構所致的工程質量缺陷的情況,詢問了施工單位詳細的施工過程、了解了回填土的施工措施。隨后,查閱了設計圖紙和相關設計變更依據。本工程產生沉降的主要原因是房屋一層混凝土底板未設計突出圓弧部分的基礎底板配筋,為使房屋外立面保持一致,增加二次結構,補磚砌圓弧部分,封閉區(qū)域內為回填土基礎,上做混凝土地面,建成后一層兩個回填的封閉圓弧區(qū)域內的地面微沉降。破除此部分混凝土面層,查看基層,對微沉降原因分析為:二次結構下回填土雜質多、濕度大;此部位施工機械難以到達,不能進行機械夯實;施工方對隱蔽工程偷工,灰土比例不夠、白灰質量差;夯實遍數(shù)不夠,土壤壓實系數(shù)未達標等。這些因素使施工質量不能保證,產生了沉降現(xiàn)象。
(a) 初始設計標高-0.10 m(一層)板配筋
(b) 初始設計標高5.90 m(二層)板配筋圖1 一、二層底板結構配筋對比
為此,針對現(xiàn)場情況提出三種解決方案:打樁(采用人工挖孔灌注樁)至基礎層,然后設混凝土圈梁加固玻璃幕墻基礎;或采用建筑植筋技術,形成混凝土懸挑梁、板截結構進行玻璃幕墻基礎加固;或對現(xiàn)有玻璃幕墻基礎進行灰土擠密樁加固(圖2)。
圖2 植筋后標高-0.10 m(一層)懸挑梁及圓弧圈梁位置
經過充分分析三個方案的優(yōu)劣,筆者認為:方案一:基礎穩(wěn)定,安全耐久,但施工周期長、工程量大,容易出現(xiàn)斷樁,振搗不實。方案二:工藝技術成熟,工期較短,但新舊混凝土接合面施工須嚴格控制。方案三:能提高地基承載力,消除黃土濕陷性,加固成本低。但不能改變現(xiàn)狀、施工技術水平要求比較高,效果控制難度大。本著解決問題的可靠性,針對當?shù)攸S土濕陷性,認為采用方案二比較可行。
施工工藝如圖2所示:拆除原磚砌結構→破除沉降地面→在懸挑梁位置破除混凝土→再次夯實此部分地面地基→在原鋼筋混凝土底板側面鑿孔→按設計植入懸挑梁鋼筋→植入圓弧整體圈梁→現(xiàn)澆符合等級要求的混凝土→養(yǎng)護完畢后上磚砌圓弧梁上填充墻→安裝玻璃幕墻→重新鋪砌室內地磚。
其中底板側面懸挑梁植筋與圓弧圈梁連接做法要求:混凝土強度等級C35,鋼筋采用HRB400(三級鋼),保護層厚度為45 mm;植筋應由具備專項資質的專業(yè)技術人員及公司施工,并提供拉拔試驗等監(jiān)測報告。植筋采用A級膠,L1植筋長度不小于25 d,懸挑梁XL植筋長度不小于700 mm;植筋采用的膠粘劑應采用改性環(huán)氧類結構膠粘劑或改性乙烯基酯類結構膠粘劑,采用A級膠,嚴禁使用不飽和聚酯樹脂和醇酸樹脂作為膠粘劑;植筋用的膠粘劑必須進行粘結抗剪強度檢驗。檢驗時其粘結抗剪強度標準值應根據置信水平為0.90、保證率為95 %的要求確定,膠粘劑具體要求見GB 50367-2013《混凝土結構加固設計規(guī)范》;各植筋間距大于等于5 d,植筋與柱邊距大于等于2.5 d(d為所植鋼筋植筋);
植筋直徑與對應的鉆孔直徑設計值應符合GB 50367-2013《混凝土結構加固設計規(guī)范》表15.3.5的要求。進行植筋鉆孔操作前應預先探明原構建鋼筋位置,并應保證原結構構件的完整性。新老混凝土接觸面應鑿毛,用水清潔后進行澆筑。圓弧梁下磚墻頂應鋪設一層油氈使得磚墻與圓弧梁隔開。植筋加梁時如破壞原地下室防水層時應在施工完后將防水層恢復,以防地下室漏水。圓弧梁上填充墻應按結構設計總說明設置構造柱、墻體拉結筋等。
植筋技術是一項快速連接技術,與其他的加固方法對比,植筋技術大大減輕了對原有構件的損傷,使新舊混凝土成為一體。在解決新老混凝土連接、配筋率低等問題中發(fā)揮著重要作用。圖2中克服A、B處地面小下沉的混凝土懸挑梁植筋做法為在懸挑區(qū)域A與懸挑區(qū)域B等間距各增加兩道植筋梁,懸挑植筋梁的規(guī)格為寬300 mm、長600 mm,箍筋為直徑8 mm間距100 mm的三級鋼筋兩只箍,梁的上部、中部、下部縱筋分別為3根直徑18 mm的三級鋼筋,全部深入支座。懸挑梁的兩個側面各配2根直徑為12 mm的三級鋼筋抗扭。其中方柱與圓柱處也植筋伸出,共同用鋼筋連接成懸挑圓弧圈梁,加混凝土現(xiàn)澆成整體。處理后此部分地面后期沒有出現(xiàn)地面下沉現(xiàn)象。
對于建筑不均勻沉降,應該在設計與圖審階段提高意識,做到防患于未然。由于產生地基沉降的原因是多種多樣的,只有施工中對地基沉降的原因進行深入探析,制定出合理的預控措施,并且嚴格遵守方案進行施工,才能克服地基沉降。本文中利用植筋增加二次懸挑結構較好地處理濕陷性黃土地區(qū)建筑物局部沉降問題,供廣大工程技術人員借鑒和指導。
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