鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)加固實(shí)析

一、工程質(zhì)量缺欠描述及原因分析

某市有一七層框架結(jié)構(gòu)商住樓，一、二層為商場(chǎng)，三、四、五、六、七為住宅，一、二層框架梁柱砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為c25，三、四、五、六、七層框架梁柱砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為c20，投入使用后發(fā)現(xiàn)該樓第二層樓面框架主梁出現(xiàn)了許多較寬、較大、較深的裂縫，從裂縫檢查情況看，裂縫多數(shù)分布在梁的兩端剪力較大的部位，基本為剪切裂縫，裂縫最大寬度為1.02mm，同時(shí)在梁跨中也存在著相當(dāng)數(shù)量的拉裂縫。

我們首先對(duì)整幢樓層框架梁柱作砼回彈測(cè)強(qiáng)，根據(jù)“砼回彈測(cè)強(qiáng)報(bào)告”顯示，整幢框架梁柱砼的回彈實(shí)際強(qiáng)度都為c15，并且二層框架梁砼強(qiáng)度離散性較大。

通過(guò)對(duì)砼回彈測(cè)強(qiáng)和裂縫檢查情況進(jìn)行分析，并對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行復(fù)核，同時(shí)對(duì)原施工人員進(jìn)行追蹤調(diào)查，認(rèn)為裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下四點(diǎn)：

二層為商場(chǎng)，平時(shí)使用荷載較大，且框架梁原先設(shè)計(jì)局部配筋為超筋配置，在受力變形時(shí)，砼容易產(chǎn)生裂縫。

施工單位存在偷工減料現(xiàn)象，使工程砼強(qiáng)度等級(jí)比原設(shè)計(jì)強(qiáng)度降低。

在澆筑一、二層框架砼時(shí)正好下雨，施工單位沒(méi)有采取有效的防雨措施，也沒(méi)有正確地調(diào)整好砼水灰比，導(dǎo)致配制的砼強(qiáng)度等級(jí)嚴(yán)重降低。

砼配合比沒(méi)按規(guī)范要求施工，骨料粒徑偏大，砼澆注時(shí)有嚴(yán)重漏漿，拆模后發(fā)現(xiàn)蜂窩、麻面、孔洞較多，雖經(jīng)補(bǔ)救，但同一根梁的不同位置及不同部位砼的離散性仍然較大，在梁受到剪力或彎矩作用時(shí)，局部砼對(duì)鋼筋的握裹力不夠，易產(chǎn)生裂縫。

經(jīng)觀察這些裂縫還在發(fā)展延伸，如果不及時(shí)進(jìn)行加固，將會(huì)導(dǎo)致梁斷裂，樓板坍塌。

二、加固設(shè)計(jì)方案

根據(jù)業(yè)主要求、商住樓的實(shí)際使用情況、框架梁的裂縫情況以及設(shè)計(jì)驗(yàn)算。需對(duì)二層樓面的9根框架主梁及底層的35根柱進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，其它框架梁柱砼雖強(qiáng)度有所降低，但經(jīng)驗(yàn)算尚能滿(mǎn)足該大樓的實(shí)際使用荷載要求，可不需加固補(bǔ)強(qiáng)，繼續(xù)使用。

補(bǔ)強(qiáng)加固應(yīng)做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工簡(jiǎn)便。參建各方在充分了解該商住樓的原始資料、受力性能和事故狀況后，進(jìn)行技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，最后決定對(duì)底層達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的35根框架柱采用加大截面的加固方法；對(duì)發(fā)現(xiàn)裂縫的9根框架主梁采用梁側(cè)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固方法。

加大截面加固法是增大構(gòu)件的截面和配筋，以提高是構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性。采用柱四面加大截面尺寸，為方便施工，加大截面尺寸最小為10cm，砼強(qiáng)度等級(jí)為c30，縱向鋼筋下部按要求植入承臺(tái)內(nèi)，上部植入樓面保護(hù)層，并按要求水平彎折。

梁側(cè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固法是預(yù)應(yīng)力鋼絞線和鋼筋砼梁協(xié)同工作，由鋼絞線承擔(dān)部分剪力和彎矩，以減小梁所承受的使用荷載，并控制框架梁的裂縫發(fā)展，減小梁的裂縫寬度。此方法施工方便，經(jīng)濟(jì)可靠，又不受樓層凈空高度的限制。

三、加固設(shè)計(jì)計(jì)算

加固方案確定后應(yīng)由設(shè)計(jì)單位根據(jù)框架構(gòu)件的受力特點(diǎn)及應(yīng)力分布，對(duì)本加固方案進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以確定柱加固鋼筋的配置和梁加固鋼絞線的配置及絞結(jié)點(diǎn)的分布位置，并出具加固施工圖。

加固結(jié)構(gòu)的承載力不同于整體筑澆的砼結(jié)構(gòu)，其承載力計(jì)算受到原構(gòu)件應(yīng)力應(yīng)變的影響，不能簡(jiǎn)單地套用整體截面《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分地考慮新構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)協(xié)同工作程度，進(jìn)行必要的驗(yàn)算。加固設(shè)計(jì)的主要依據(jù)：《民用建筑可靠性鑒定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》。

在設(shè)計(jì)加固施工圖時(shí)，應(yīng)注意配筋及絞點(diǎn)、錨點(diǎn)配件的合理受力布置和施工方便。

四、加固施工

柱的加固施工

加固柱砼側(cè)面應(yīng)鑿毛，要求打成麻坑或溝槽，溝槽深度不宜小于6mm，間距不宜大于箍筋的間距，打鑿后應(yīng)除去砼浮渣和松塊，用高壓水沖洗打鑿面，砼澆筑前在砼結(jié)合面涂上一層高強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿，以提高新舊砼的粘結(jié)強(qiáng)度。

按設(shè)計(jì)要求在承臺(tái)的適當(dāng)位置鉆孔，孔深及孔徑應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，把孔內(nèi)塵埃徹底清理干凈后，將受力縱筋用結(jié)構(gòu)化學(xué)粘合膠錨入孔內(nèi)，結(jié)構(gòu)膠固化后應(yīng)進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，測(cè)試鋼筋、結(jié)構(gòu)膠、砼三者的粘合強(qiáng)度是否高于承臺(tái)砼的抗拉和抗剪強(qiáng)度，以保證植入鋼筋滿(mǎn)足加固要求。沿柱長(zhǎng)度設(shè)置封閉箍筋，箍筋間距和直徑與原柱結(jié)構(gòu)相同。

按照水泥標(biāo)號(hào)為砼強(qiáng)度的1.5～2倍原則選用525#普通硅酸鹽水泥，做好砼試配工作，砼粗骨料最大粒徑不得大于2cm，攪拌過(guò)程嚴(yán)格按照經(jīng)試配的配合比下料，控制好水灰比、坍落度和攪拌時(shí)間。砼澆筑后12小時(shí)內(nèi)開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期為14天。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線的加固施工

本工程采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固的框架梁，梁兩側(cè)各布一根uoj15無(wú)粘結(jié)鋼鉸線，鋼絞線極限抗拉強(qiáng)度為1870N/mm2，張拉應(yīng)力控制在1125/mm2，張拉力150KN。加固所用的鋼絞線、防腐油脂、錨具、夾具、連接器應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定采用，其性能和應(yīng)用符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。張拉設(shè)備要經(jīng)過(guò)配套標(biāo)定并有標(biāo)定報(bào)告。

為了減少鋼絞線預(yù)應(yīng)力損失，待第一次張拉結(jié)束后24小時(shí)，進(jìn)行二次復(fù)拉，二次張拉的應(yīng)力和第一次相同。

預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，框架梁裂縫寬度大大減小，裂縫寬度均小于0.15mm，無(wú)需進(jìn)行裂縫封閉處理。

對(duì)所有外露鐵件和鋼絞線全部用高標(biāo)號(hào)砼進(jìn)行包裹，并粉刷。

五、結(jié)語(yǔ)

本加固工程使用至今已兩年，經(jīng)再次檢驗(yàn)，加固柱子的強(qiáng)度、剛度、和裂縫均滿(mǎn)足規(guī)范要求，加固效果良好；加固梁在使用過(guò)程中也沒(méi)再出現(xiàn)新的裂縫，舊裂縫也沒(méi)有再延伸發(fā)展，建筑物功能得到正常使用，工程達(dá)到預(yù)期的目的。所以鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)采用這種加固修復(fù)方式，對(duì)原結(jié)構(gòu)破壞小，受環(huán)境影響小，對(duì)梁砼開(kāi)裂問(wèn)題非常有效，方法簡(jiǎn)便快捷、經(jīng)濟(jì)可靠，值得我們今后繼續(xù)深入研究。