余波
摘 要:近年來中國汶川地區(qū)及世界多個國家地區(qū)接連發(fā)生地震,造成巨大的經濟損失和人員傷亡。其中大多數(shù)傷亡是由于房屋垮塌被埋,被埋是由于地震時房屋瞬間垮塌,內部人員來不及外逃自救所至。為增加地震中人員的生還率,就需增加房屋的抗震性,對地震易發(fā)地區(qū)的房屋進行抗震結構改造。目前對房屋的結構加固有多種方法。在本項目中采用了抗震隔震支座的安裝方法。
關鍵詞:小學;抗震加固;改造
1 工程概況
某小學教學樓,建筑面積1020.2平米,該建筑為四層磚混結構,無地下室,層高均為3.6米。于2006年設計建成,每層設構造柱和圈梁。本工程共布置橡膠隔震支座26個,型號為GZY400。本次設計采用隔震技術進行減震加固設計,后續(xù)使用年限50年。
2 托換減震加固工藝流程
2.1 室內外土方開挖
室內土方分兩部分開挖:第一部分為整體開挖至托換梁底標高,然后向托換梁外側留約30公分再向下挖至設計要求標高-1.8米;第二部分為當托換梁施工完成后達到規(guī)范允許強度,再將第一部分預留的托換梁下及外側30公分土方開挖至-1.8米。
室外土方開挖也分兩部分:第一部分同室內土方同時開挖至托換梁底標高;第二部分為當托換梁施工完成且達到規(guī)范允許強度,再向下開挖至-1.8米,開挖平面寬度不小于1.8米。
2.2 施工上加固托換梁、連系梁以及墻柱托換節(jié)點及支座
上托換梁:根據(jù)設計要求,當土方開挖至托換梁底標高時,開始綁扎托換梁、連系梁鋼筋,施工過程中必須保證鋼筋的搭接長度,安裝好預埋件;立模澆筑砼。
下托換梁:上托換梁達到允許強度后,土方全部開挖至-1.8米時,制作下托換梁,方法同上托換梁。此部位需做好預埋件螺栓的布設和固定。
2.3 安裝調試支撐體系裝置
根據(jù)建筑受力特點確定托換節(jié)點位置,安放托換墊塊(大小比上下托換梁間隙小1-2公分)并用鋼板塞緊,中間不得留空隙。
2.4 切斷墻柱擺放隔震橡膠支座
按圖紙要求切斷墻、柱,使上部荷載通過托換支撐系統(tǒng)傳遞至基礎上,此過程需觀測建筑的整體穩(wěn)定性,從而保證其安全。
2.5 隔震支座支墩的制作和檢查,隔震墊的安裝
在留設和預埋件位置安裝下支墩鋼板并固定,澆筑灌漿料,同時必須保證其水平度滿足設計要求的千分之五標準,施工好以后及時檢查調整。接著安放隔震墊,其中心位置必須與構造柱中心相重合,其誤差不得超過5.0毫米。最后安裝隔震支座上鋼板,使其和隔震墊上表面完全貼合,不得有空隙,固定鋼板,澆筑灌漿料。
在澆筑灌漿料前,需對預埋件外露部分進行防銹處理,對隔震墊需有臨時保護措施。
2.6 架空板的制作
架設支撐腳手架及模板,綁扎底板鋼筋,澆筑砼。
2.7 拆除托換系統(tǒng)
上兩項完成后,各項強度指標達到規(guī)范及設計要求后,即可拆除臨時支撐系統(tǒng)和底板腳手架,使建筑完全落在隔震系統(tǒng)上,達到設計抗震加固目的。
2.8 恢復作業(yè)
完成配套的水電等工作,使建筑滿足使用功能要求。(根據(jù)合同要求完成)
3 托換前對原教學樓檢測要點
在施工前,需對原建筑結構進行外觀與內在質量檢測,要點如下:(1)實際使用荷載調查;(用于托換過程受力分析);(2)大空間、特殊結構部位現(xiàn)狀觀測;(分析是否需要特殊加固措施);(3)結構縫(沉降縫、溫度縫、抗震縫)構造、縫寬現(xiàn)場測量記錄;(優(yōu)化上托梁與整體加固托架方案);(4)墻體明顯裂縫的觀測與記錄;(觀測是否切斷墻柱對結構造成新的損傷);(5)主要梁柱節(jié)點、門窗洞口、墻柱連接部位連接構造和裂縫觀測與記錄;(觀測結構是或存在局部損傷,以免影響對結構安全產生影響);(6)樓梯底部與地面的連接構造檢測記錄;(確定局部托換構造);(7)首層柱根部、地面、外墻散水、室外地坪實際構造觀測,(優(yōu)化局部托換方法,確定基坑開挖方案);(8)施工場地現(xiàn)場考察。(確定場地布置方案,交通設置方案);(9)水電管線及配套設施。(滿足施工期間正常施工。)
4 上、下托架梁及墻體托換梁設置(托換結構)方案
4.1 托架梁
保證墻、柱托換節(jié)點的絕對安全可靠,托換承載力計算有科學依據(jù);水平托換加固有足夠的強度和水平剛度;下托架梁不出現(xiàn)較大沉降變形。
上托架梁、墻體托換梁、柱托換節(jié)點和水平支撐共同構成上部結構水平托換加固桁架,起到增大上部結構剛度,承擔上部結構豎向荷載和水平荷載的作用。
4.2 托梁和墻體托換方案
縱橫向上托梁:采用雙夾梁鋼筋混凝土梁,截面尺寸約300×550mm(包括板厚),每隔0.75m設橫向穿墻扁擔梁。
采用鋼筋混凝土梁有以下優(yōu)點:整體性好,整體剛度大,同時解決柱縱筋切割后錨固長度不足的問題。
梁高根據(jù)縱墻托換荷載大小、整體剛度需要確定,因跨度較小,并考慮到上部不超出室外地坪-0.030m。
施工工序為:每隔0.7~0.75m在墻體上開鑿300×230洞口——擺放連糸梁拉筋——綁扎兩側夾梁鋼筋——支?!獫仓拧I喜客袚Q結構標高為-0.030米。(上下托換梁施工方法相同,下托換梁結構標高-0.944米。)
4.3 基礎與隔振墩改造方案
先施工上托梁,再施工下托換梁,在隔振墩外側設置臨時支撐,將整個建筑物托換到臨時基礎上。切割墻柱,然后施工隔振支墩,預埋隔振墊下鋼板。
4.4 安裝隔振墊
隔振墊安置凈空間應大于隔振墊高度+100mm,按照廠家要求安置隔振墊以及上鋼板和錨固件。
4.5 二次澆注隔振墊上鋼板與上墩之間的縫隙
安置好隔振墊后,將托換梁與隔振墊之間的縫隙用微膨脹混凝土或灌漿料充填。
5 上部結構與原基礎切割方案
方案關鍵點:確保切割時結構安全、無沉降差、振動小、效率高、