某宿舍樓混凝土構(gòu)件的變形分析及加固

徐冬保  劉剛

鄭州市振興建筑安裝工程有限公司  鄭州市正巖建設(shè)有限公司

1、引言

    長期以來人們通常都認(rèn)為混凝土是一種特有的耐久性材料，用混凝土建造的建筑物或構(gòu)筑物具有使用壽命長無需維護(hù)的特點(diǎn)。但是在長期的工程實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)，在很多情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于各種原因而遭受的破壞也是想當(dāng)迅速而且嚴(yán)重的。究其原因，主要包括人為和自然因素的影響兩類。

    (1)人為因素的影響

    如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤、材料配方錯(cuò)誤，施工與維護(hù)質(zhì)量低劣，或者使用環(huán)境、荷載條件比設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)計(jì)的差等。使得建筑物處于高溫、潮濕、腐蝕、超載等惡劣的使用環(huán)境下，從而影響了建筑物的耐久性和使用壽命。

    (2)自然災(zāi)害的影響

    建筑物在遭受地震、爆炸、火災(zāi)等災(zāi)害的破壞，均將會(huì)使結(jié)構(gòu)受到災(zāi)難性的損害。如遭受地震時(shí)，地表發(fā)生沉降、傾斜以及水平變形，從而使得建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)沉降不均勻，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件開裂和坍塌的后果。

    由于各種因素影響，國內(nèi)外都出現(xiàn)了相當(dāng)多的混凝土結(jié)構(gòu)物沒有達(dá)到預(yù)期的使用年限而過早破壞的實(shí)例。因此，為了延長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用，必須對其變形進(jìn)行分析，并對老化和損傷的建筑物進(jìn)行加固和修復(fù)。

2、混凝土構(gòu)件的加固與修復(fù)

    建筑物在長期使用過程中將逐漸破壞，以致喪失其功能。在我國有為數(shù)眾多的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面臨急待維修、加固甚至重建的嚴(yán)峻現(xiàn)狀。合理有效地開展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加吲和修復(fù)工作將具有很大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)意義。

    (1)加固與修復(fù)的工作程序

    鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)工作由于在已有建筑特定的環(huán)境中進(jìn)行，因此它比新建房屋更復(fù)雜、更困難。一般加固與修復(fù)工程的工作程序可分為以下幾個(gè)步驟：①加固前的鑒定；②)加固和修復(fù)方案的確定；③進(jìn)行加固設(shè)計(jì)；④加固施工；⑤加固工程驗(yàn)收。

    (2)常用的加固方法

    ①增大截面加固法：通過加大混凝土和鋼筋截面的截面積，達(dá)到提高截面承載力和剛度的目的。②外包鋼加固法：是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件四周包以型鋼的方法，分為干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。該方法能夠在基本上不改變原構(gòu)件截面積尺寸的情況下，大幅度地提高其承載力。③外部粘鋼加固法：外部粘鋼加固法是用結(jié)構(gòu)膠把鋼板粘貼在構(gòu)件表面上的一種加固方法，該方法可以提高被加固構(gòu)件的抗彎、抗剪能力，限制裂縫的發(fā)展。④預(yù)應(yīng)力加固法：采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿和撐桿，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。⑤增加支點(diǎn)法：通過增設(shè)支點(diǎn)(柱或托架)，來改變結(jié)構(gòu)傳力途徑的一種加固方法，該方法可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算跨度，提高其承載能力。

    另外，還有一些常用的加固修復(fù)的方法，如托梁技枉法、化學(xué)灌漿法等等。

3、工程事故處理實(shí)例

    (1)工程概況

    某宿全樓建筑面積400m²,為6層磚結(jié)構(gòu)，因地表下6m深為淤泥質(zhì)粘土，地基承載力為50KP：，以下持力層為粉質(zhì)粘土，地基承載力設(shè)計(jì)值為l00KP2，本工程設(shè)計(jì)采用睡擊沉管夯擴(kuò)樁，樁徑為巾377mm，樁長約8m．樁基施工完成經(jīng)應(yīng)變動(dòng)態(tài)檢測基樁身完整性，存在以下問題①73#樁為斷樁(距樁頂測試面2m左右)②#16、#28樁身中段偏下縮徑③#l09、#l98樁長不夠。

    (2)事故原因

    ①#73、#74樁相距僅為0.9m，當(dāng)#73樁施工完成后，接著施工#74樁，由于擠土效應(yīng)，把#73樁擠壓切斷，造成斷樁。②#16、#28、#40樁系夜間施工，由于拔管速度過快，造成樁身縮徑。③#109、#198樁系樁管未進(jìn)入持力層，造成樁長不夠。

    (3)處理方法

    ①#74斷樁附近補(bǔ)挖人工樁根、樁徑Ф800m，樁長為4m。并將斷樁挖至斷裂處，用C30混凝土澆至墊層底面。②采用擴(kuò)大基礎(chǔ)面積，利用樁土共同承受上部荷載。

    本工程已竣工交付使用近5年，目前未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)有不均勻沉降趨勢。

5、結(jié)論

    鋼筋混凝土構(gòu)件變形破壞分為多個(gè)階段，在設(shè)計(jì)和使用時(shí)考慮到鋼筋屈服之前較為合適。對于一些重要鋼筋混凝土構(gòu)件，應(yīng)以混凝土開裂前作為其安全工作條件。

    對于出現(xiàn)老化和損傷的鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固和修復(fù)，是目前國內(nèi)外的突出問題。對結(jié)構(gòu)加固理論、加固材料、加固技術(shù)的研究，越來越受到土木工程界的關(guān)注。對因設(shè)計(jì)失誤、施工錯(cuò)誤、外部地震等因素造成損傷的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固或修復(fù)，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極大的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)意義。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)