設(shè)置鋼支撐置換剪力墻方案探析

江 海 （安徽省特種建筑技術(shù)承包有限公司，安徽 合肥 230032）

0 前言

當(dāng)下，我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅猛發(fā)展，在建設(shè)過程中商品混凝土的大量應(yīng)用給工程建設(shè)帶來了便利，與此同時(shí)，它給商品混凝土的質(zhì)量帶來了一些不穩(wěn)定因素。再加上由于施工中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題，這就使得混凝土的質(zhì)量得不到保證，實(shí)際工程中出現(xiàn)達(dá)不到強(qiáng)度等級(jí)要求的情況，給工程留下隱患。由于高層剪力墻的施工規(guī)模大，周期長(zhǎng)，混凝土分多次運(yùn)送，往往在工程后期才能發(fā)現(xiàn)之前強(qiáng)度不夠的混凝土構(gòu)件，如果只是底部一層或幾層強(qiáng)度不夠，把上部結(jié)構(gòu)全部拆除損失太大，所以如何能更為經(jīng)濟(jì)快捷的解決問題成了處理方案首先要考慮的要素。本文主要對(duì)混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重不足，需要全部置換的情況進(jìn)行討論。

1 工程概況

某新建住宅小區(qū)2#樓位于安徽省合肥市，系18層剪力墻結(jié)構(gòu)，目前工程形象進(jìn)度為施工15層主體結(jié)構(gòu)。由于施工過程中通過顏色判斷和錘擊等手段對(duì)2#樓9層墻及九層頂梁混凝土強(qiáng)度有懷疑，遂邀請(qǐng)有關(guān)檢測(cè)單位對(duì)區(qū)域內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。

檢測(cè)結(jié)果：被檢測(cè)的7個(gè)剪力墻芯樣試件中有1個(gè)芯樣試件抗壓強(qiáng)度值小于10.0MPa，其余6個(gè)剪力墻芯樣試件抗壓強(qiáng)度值在14.5MPa～25.0MPa之間；7根梁芯樣試件有1個(gè)芯樣試件抗壓強(qiáng)度值小于10.0MPa，其余6個(gè)芯樣試件抗壓強(qiáng)度值在17.7MPa～21.9MPa之間。實(shí)測(cè)15片剪力墻中有4片剪力墻現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值小于10.0MPa，其余11片剪力墻現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值在15.1MPa～20.4MPa之間；實(shí)測(cè)20根梁中有2根梁現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值小于10.0MPa，其余18根梁現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值在13.5MPa～20.8MPa之間。通過結(jié)果分析，被測(cè)構(gòu)件實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原設(shè)計(jì)強(qiáng)度，需要進(jìn)行整體置換。

2 支撐卸載方案

2.1 方案確定

由于目前結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工至15層，原有的剪力墻在梁和樓板的共同作用下，已經(jīng)產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，若是直接拆除墻體，將會(huì)對(duì)其它構(gòu)件產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的倒塌。因此在拆除之前應(yīng)采取有效措施對(duì)待置換剪力墻進(jìn)行卸載。根據(jù)建設(shè)單位要求，為了最大程度縮短工期，擬采用鋼支撐對(duì)九層強(qiáng)度不足的剪力墻進(jìn)行卸載，之后采取鑿除重新澆筑的方法進(jìn)行處理。

具體施工工藝：現(xiàn)場(chǎng)勘查，除自重外進(jìn)行卸載→放線→九層梁板鑿除→鋼支撐施工→待置換剪力墻卸載→拆除待置換混凝土剪力墻→置換剪力墻混凝土施工→置換剪力墻混凝土養(yǎng)護(hù)、修整→待混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后拆除卸載支撐→完成施工。

2.2 鋼支撐體系

剪力墻采用鋼支撐進(jìn)行卸載。置換過程分兩批進(jìn)行，兩批待置換墻體間隔布置，待第一批墻體達(dá)到100%強(qiáng)度后進(jìn)行第二批的施工。首先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)核，根據(jù)所得九層剪力墻內(nèi)力進(jìn)行卸荷控制。鋼支撐上下分別以鋼牛腿鑲固在十層和八層剪力墻上，鋼牛腿頂、錨板和連接板為20厚鋼板，肋板為12厚鋼板，支撐所用大小鋼管分別為A133×8和2-A89×8。鋼支撐具體構(gòu)造見圖1、圖3。

2.3 鋼支撐施工

①放線。按照施工圖紙放出所在置換剪力墻位置的縱橫向軸線：根據(jù)軸線放出卸載鋼結(jié)構(gòu)的牛腿位置，并由專業(yè)人員進(jìn)行復(fù)核、記錄。

②按被置換框架柱所承受的荷載進(jìn)行各鋼支撐設(shè)計(jì)，按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼支撐構(gòu)、配件預(yù)制。每道鋼支撐結(jié)構(gòu)相同，見圖2。

③按照定位位置安裝牛腿和鋼管。

④千斤頂卸載。千斤頂卸載時(shí)，各荷載平均分為5級(jí)逐級(jí)進(jìn)行卸荷，對(duì)稱位置應(yīng)同時(shí)卸載，各級(jí)段卸載時(shí)間間隔控制為10min。

⑤卸載時(shí)位移觀測(cè)。由專業(yè)人員使用光學(xué)水準(zhǔn)儀與經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測(cè)。每道墻上部設(shè)置不少于3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，施工前開始進(jìn)行首次觀測(cè)并做好觀測(cè)記錄；加固施工卸載時(shí)每加一級(jí)荷載觀測(cè)1次，并將觀測(cè)到的數(shù)據(jù)記錄并及時(shí)匯報(bào)給現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人和設(shè)計(jì)人員。卸載完成后每4h觀測(cè)1次。

圖1 鋼支撐立面

圖2

圖3 鋼支撐立面

⑥千斤頂卸載完成后用小鋼管代替千斤頂，小鋼管應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)卸載完成后實(shí)測(cè)長(zhǎng)度下料，待小鋼管安裝完成后方可拆掉千斤頂。待置換混凝土剪力墻拆除應(yīng)采用人工或者小型電動(dòng)鑿毛機(jī)鑿除，嚴(yán)禁采用風(fēng)鎬等大功率器械鑿除，防止振動(dòng)引起鋼支撐和整體受力變化。

⑦混凝土施工應(yīng)在第一批鋼支撐安裝完成后，施工應(yīng)避免對(duì)鋼支撐的破壞，支撐卸載要等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%之后。

2.4 混凝土澆筑質(zhì)量控制

①模板質(zhì)量控制。支內(nèi)外模用多層板和60×80方木組合，再在外邊采用Ф48×3.5縱橫鋼管，用Ф14螺桿（螺桿兩頭的絲扣長(zhǎng)度不少于7cm），3型扣件固定堅(jiān)固（3型卡采用厚壁、螺桿加雙螺帽）整齊，墻厚采用焊鋼筋限位的方法，水平每隔40 cm設(shè)置1道螺桿，豎向間距為500 mm。

墻體有預(yù)留洞時(shí)，預(yù)留洞水平方向長(zhǎng)度≥800mm的支模時(shí)需考慮設(shè)置一塊活動(dòng)模板作為振動(dòng)口，以確保預(yù)留洞底部墻體混凝土的密度。剪力墻支模允許偏差應(yīng)控制在以下范圍內(nèi)：軸線位移2mm，截面尺寸控制在＋2，-3mm，每層垂直度2mm。預(yù)留洞：中心線位移5mm，截面內(nèi)部尺寸+5，-0mm。

②澆筑混凝土質(zhì)量控制。對(duì)于新老混凝土結(jié)合處應(yīng)鑿出凹槽，用壓力水沖洗干凈厚澆筑，澆筑前應(yīng)檢查保留部分鋼筋是否損壞，如有損壞應(yīng)在修復(fù)完成后進(jìn)行澆筑。置換混凝土采用比原來高一等級(jí)的C35混凝土。剪力墻澆搗混凝土?xí)r新老混凝土結(jié)合處均勻澆筑5～10cm厚高標(biāo)號(hào)砂漿，并用鐵鍬入模，然后繼續(xù)澆筑混凝土，澆筑墻體混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間隔時(shí)間不超過2h。振搗棒移動(dòng)間距不小于40cm，每一振點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間以表面泛漿為度，為使上下層混凝土結(jié)合成整體，振搗器應(yīng)插入下層混凝土5～10cm，隨著混凝土澆筑，振搗棒也相應(yīng)跟上，確保混凝土振搗密實(shí)。振搗時(shí)嚴(yán)禁出現(xiàn)漏振下灰，高度也要大體一致。模板間的縫隙處，提前用膠帶封嚴(yán)，防止漏漿污染，已澆完混凝土表面混凝土澆筑完畢，在24h以內(nèi)加以養(yǎng)護(hù)，一般養(yǎng)護(hù)期為7d，對(duì)摻有緩凝劑或有抗?jié)B要求的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

4 結(jié)語

本文簡(jiǎn)要的梳理了采用鋼支撐體系對(duì)強(qiáng)度不夠的剪力墻進(jìn)行卸載，進(jìn)而鑿除置換，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和委托方的訴求，通過第三方出具的鑒定結(jié)論對(duì)不滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行處理，在滿足規(guī)范要求，以最短的工期和最經(jīng)濟(jì)合理的方式對(duì)構(gòu)件進(jìn)行處理，這是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。