汪 偉 (安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院,安徽 合肥 230032)
隨著我國城鎮(zhèn)化率的快速增長,城鎮(zhèn)住宅需求量不斷擴大,越來越多的住宅樓拔地而起,建筑工程的工程質(zhì)量總體良好,同時也存在較多問題,其中由于不同原因?qū)е碌木植炕炷翉姸炔蛔愣a(chǎn)生的結(jié)構(gòu)安全問題占較大比例。置換混凝土加固法是目前解決結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強度嚴(yán)重不足的最有效方法。本文就剪力墻混凝土強度嚴(yán)重不足的問題,結(jié)合工程實例,探討剪力墻置換加固法在住宅工程中的應(yīng)用。
某小區(qū)住宅樓地下1層,地上33層,建筑高度95.7m,剪力墻結(jié)構(gòu),抗震設(shè)防烈度為6度,抗震設(shè)防為丙類,抗震等級為三級,設(shè)計地震分組第一組,Ⅲ類場地,基本風(fēng)壓0.4kN/m2。標(biāo)準(zhǔn)層平面布置圖詳見圖1。該結(jié)構(gòu)8層以下的混凝土強度為C40。施工到第9層,發(fā)現(xiàn)第3層混凝土強度不滿足設(shè)計要求。經(jīng)檢測單位檢測,檢驗批強度推定值為17.0MPa,遠遠低于設(shè)計強度??紤]到建筑的使用功能及實際情況,對不滿足設(shè)計要求的剪力墻構(gòu)件進行置換加固。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》(GB50367-2013)規(guī)定,置換用混凝土的強度等級應(yīng)比原構(gòu)件混凝土提高一級,且不應(yīng)低于C25。所以對第二層不滿足設(shè)計要求的剪力墻(含連梁)采用C45強度混凝土進行置換。按照置換后的混凝土強度對該建筑進行整體分析,各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。
剪力墻置換加固設(shè)計,應(yīng)考慮樓層的施工荷載0.5 kN/m2,搭設(shè)的外腳手架荷載1.5 kN/m2,以及風(fēng)荷載,因是短期荷載效應(yīng),可不考慮地震作用。當(dāng)需置換剪力墻較多時,應(yīng)采取分批分段進行置換。按照相鄰的剪力墻置換不得同時進行的原則,進行分批;按照軸壓比的要求對置換剪力墻進行分段。每一片剪力墻分段置換時,應(yīng)綜合考慮非置換剪力墻的形式及混凝土強度,嚴(yán)格控制剪力墻的軸壓比(可按一字短肢剪力墻考慮)。此外,還需考慮其他因素,比如邊緣構(gòu)件應(yīng)一次成型,現(xiàn)場施工的難易程度等。
圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面布置圖
根據(jù)整體分析,現(xiàn)對其中一片剪力墻(JGQ1)進行分段計算。其在各工況下荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下表1所示。
置換剪力墻內(nèi)力表 表1
圖2為JGQ1剪力墻置換的分段施工示意圖。按照此分段施工工況,對JGQ1在不同階段荷載作用下軸壓比驗算如下表2所示。
其中,第一階段混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值應(yīng)按照檢測報告中檢驗批的強度換算確定;第二階段混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值同第一階段;第三階段混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值按照C45混凝土取值。
每一段或每一批剪力墻置換施工前,均應(yīng)待前一段或批次置換剪力墻強度達到設(shè)計強度的100%后方可施工。此外,還應(yīng)考慮各階段剪力墻的局部壓應(yīng)力。所以在進行剪力墻置換設(shè)計過程中,應(yīng)分別對各批次情況下的各階段施工進行整體結(jié)構(gòu)計算,確保結(jié)構(gòu)的安全。
剪力墻拆除之前,應(yīng)將現(xiàn)狀樓面活載進行卸載,并在本層及下一層設(shè)置滿堂腳手架支撐。應(yīng)確保與剪力墻相連的混凝土梁端部均設(shè)有鋼支撐。此外,應(yīng)事先用鋼筋探測儀對所有鋼筋位置進行標(biāo)記,防止損壞鋼筋。剪力墻拆除時,嚴(yán)禁采用靜力切割,應(yīng)進行人工鑿除,同時避免對鋼筋及相鄰構(gòu)件的破損。
軸壓比驗算 表2
圖2 JGQ1分段施工示意圖
圖3 鍵槽示意圖
為確保置換混凝土的澆筑質(zhì)量,可在剪力墻模板居中位置開設(shè)澆筑孔,并應(yīng)在樓板處開設(shè)澆筑口進行澆筑,超澆部分后期鑿除。在置換剪力墻交界面處應(yīng)留設(shè)鍵槽,鍵槽尺寸200×200×30@400,角度≤30。,詳見圖3所示;并且應(yīng)在新老混凝土交界面處進行界面劑處理,并鑿毛成6mm凹凸面。
置換加固法是一種安全性高、耐久性好、對其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件影響小的一種方法。對剪力墻置換應(yīng)按分批分段的各種工況進行設(shè)計,確保安全。同時,考慮到剪力墻作為重要的豎向構(gòu)件,置換施工的全過程應(yīng)做好實時監(jiān)控,同時進行應(yīng)變檢測和位移檢測。