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高層建筑地下核心筒-剪力墻結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量問題分析與加固處理

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摘要:本文結(jié)合工程實(shí)例,詳細(xì)闡述了某高層建筑地下核心筒剪力墻結(jié)構(gòu)施工存在的主要質(zhì)量問題和工程質(zhì)量檢測,分析了產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因;提出合理有效的補(bǔ)強(qiáng)加固處理方案,并對其結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固處理施工及處理效果進(jìn)行了評價(jià)和總結(jié)。
  關(guān)鍵詞:高層建筑;核心筒-剪力墻結(jié)構(gòu);施工質(zhì)量問題;加固處理
  
  1工程概況
  湖南某高層建筑為一幢三十二層的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-核心簡結(jié)構(gòu),按7度抗震設(shè)防,框架抗震等級為二級,剪力墻抗震等級為二級。該工程總建筑面積為50000m2,設(shè)三層地下室,四層裙房,總建筑高度為99.4m。地下室為停車庫,裙房為商業(yè)用房,五層以上為寫字樓。建筑物地下室平面簡圖如圖1所示。該建筑物柱網(wǎng)跨度大,雙核心簡集中布置,簡體剪力墻是主要抗側(cè)力構(gòu)件。
  
  2工程施工存在的主要質(zhì)量問題與質(zhì)量檢測
  2.1主要質(zhì)量問題
  該工程地下三層核心筒剪力墻設(shè)計(jì)混凝土等級為C50,混凝土澆筑施工后,按規(guī)范規(guī)定的拆模時(shí)間(中途進(jìn)行測溫,內(nèi)外溫差相等時(shí))開始拆模。在拆模的過程中,發(fā)現(xiàn)筒體墻多處出現(xiàn)蜂窩、部分露筋和墻體裂縫等多種質(zhì)量問題。本次質(zhì)量問題主要發(fā)生在主樓部分的地下三層?xùn)|、西兩個(gè)核心簡體剪力墻上,在墻體轉(zhuǎn)角的暗柱、門洞暗柱、暗梁筋密集區(qū)以下。從檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn):蜂窩面積較大,且露筋較多。根據(jù)建筑工程質(zhì)量檢測評定標(biāo)準(zhǔn),各項(xiàng)指標(biāo)均超過標(biāo)準(zhǔn)允許值,對整體結(jié)構(gòu)承載力造成較大影響。
  2.2工程檢測
  為了查清問題,及時(shí)處理,消除隱患,決定對筒體混凝土進(jìn)行全面回彈,必要時(shí)進(jìn)行抽芯,查出混凝土的實(shí)際強(qiáng)度。由于《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-29)能查到的最大強(qiáng)度換算值為49MPa,且地下室因連日陰雨,墻體潮濕,故筒體(混凝土C50)回彈檢測意義不大,且數(shù)據(jù)離散性也大。最后決定采用鉆芯法對核心筒混凝土進(jìn)行檢測,以進(jìn)行區(qū)域強(qiáng)度評價(jià)。
檢測單位對核心筒剪力墻共鉆芯取樣57處,其中東筒鉆芯30處,西筒27處。檢測結(jié)果核心筒混凝土最大換算強(qiáng)度為66MPa,最小換算強(qiáng)度為21MPa,強(qiáng)度變化較大,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。東、西核心筒混凝土檢測換算強(qiáng)度區(qū)域代表強(qiáng)度分別詳見表1和表2。
  3施工質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因分析
  認(rèn)真分析這次施工發(fā)生重大質(zhì)量問題的原因,認(rèn)為主要如下:
  3.1人員狀況:現(xiàn)場管理干部素質(zhì)差,組織和管理水平較差,沒有與各有關(guān)管理人員和施工操作員有效溝通。施工技術(shù)人員力量薄弱,責(zé)任不明確。工人素質(zhì)低,混凝土澆筑工未經(jīng)培訓(xùn),沒有以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn)。
  3.2技術(shù)原因:未按規(guī)范施工,質(zhì)量保證體系不健全,技術(shù)措施不落實(shí),管理人員沒有將施工方案里的技術(shù)措施向施工人員交底,工序交接沒有記錄,沒有交底。混凝土澆筑方法不對,一次澆筑超高未設(shè)溜槽或串筒,致使混凝土在澆筑時(shí)出現(xiàn)離析現(xiàn)象,混凝土澆筑時(shí)又振搗不足,致使混凝土出現(xiàn)石子與砂漿不分離,石子多的地方出現(xiàn)蜂窩、孔洞,砂漿多的地方強(qiáng)度不足,混凝土體開裂。
  3.3設(shè)備狀況:運(yùn)送混凝土的車輛不足,致使?jié)仓r(shí)不能連續(xù)施工,施工縫又沒能進(jìn)行必要的處理;經(jīng)常出現(xiàn)混凝土輸送泵堵管,維修不及時(shí);振動(dòng)棒等振動(dòng)器材質(zhì)量不穩(wěn)定且數(shù)量不足,振動(dòng)器材經(jīng)常壞或轉(zhuǎn)動(dòng)無力,無法使用。
  4核心筒剪力墻結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算分析與論證
  甲方委托設(shè)計(jì)單位對該質(zhì)量事故進(jìn)行計(jì)算分析并提出加固補(bǔ)強(qiáng)處理方案,確保其承載能力能滿足建筑物的安全及使用要求?,F(xiàn)將計(jì)算分析過程簡述如下。
  4.1核心筒主要是抗側(cè)力構(gòu)件,在框一剪(或框筒)結(jié)構(gòu)中剪力墻對結(jié)構(gòu)物的位移起控制作用,結(jié)構(gòu)變位取決于構(gòu)件總體剛度ECJ,設(shè)計(jì)中地下三層混凝土強(qiáng)度等級為C50,當(dāng)實(shí)際混凝土強(qiáng)度為C40時(shí),其混凝土彈性模量EC的比值為Ec40/Ec80=3.25×104/3.45×101=0.94。在墻體截面不變(即J不變)時(shí),墻體剛度僅降低6%,沒有引起剛度突變。從計(jì)算分析中得知,不管在風(fēng)荷載還是地震荷載作用下,底層的層作用力較小,層間位移角小于1/12000,故混凝土的E值變化對底層層間位移角也幾乎無影響。對整體結(jié)構(gòu)而言,因其它樓層剛度不變,故頂點(diǎn)位移變化很小,全樓最大層間位移變化甚微,建筑物位移受到影響很小。
  4.2一般核心筒是個(gè)軸壓比較小的構(gòu)件,經(jīng)計(jì)算當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級在C35~C50之間變化時(shí),本工程核心筒各墻肢軸壓比最大值為0.66~0.50范圍內(nèi),主要承受抗側(cè)力的核心筒四周外壁軸壓比均小于0.60,混凝土的延性仍能得到保證。
  4.3軸壓比的變化是因混凝土強(qiáng)度等級變化引起的,也就是說構(gòu)件軸壓力幾乎沒有變化。當(dāng)核心筒混凝土強(qiáng)度等級按C40計(jì)算時(shí),該層各構(gòu)件內(nèi)力略有變化,電算分析結(jié)果顯示,柱軸壓比影響不大,柱子配筋仍按構(gòu)造要求配置;僅核心筒四周外壁墻體各段內(nèi)力在需要配筋計(jì)算的范圍內(nèi),其余各墻肢(段)按構(gòu)造要求配筋,暗柱配筋為1.2%Ac,墻體水平筋配筋率為0.25%。本工程實(shí)際配筋暗柱多1.2%Ac,墻體水平筋配筋率為:墻厚500為0.536%,墻厚250為0.6%,墻厚200為0.565%,均遠(yuǎn)大于計(jì)算值。
  4.4在計(jì)算分析中,并未考慮地下室外壁的剛度貢獻(xiàn),其實(shí)地下室外壁剛度還是相當(dāng)大的,對結(jié)構(gòu)的變位帶來有利影響。本工程三層地下室埋深較大,塔樓采用大直徑人工挖孔樁,地下室側(cè)壁外回填土施工控制比較嚴(yán)格,密實(shí)度達(dá)到0.95以上,可以認(rèn)為地下室周圍有比較可靠的側(cè)限,地下室三層及大直徑樁可以祈禱固定端嵌固作用。實(shí)際上建筑物水平力進(jìn)入地面后,已逐漸衰減,地下三層水平力大大減少,地下三層的抗震等級可以降低,實(shí)際設(shè)計(jì)配筋對抵抗水平力有足夠保證。
  綜合上述分析可知,由于施工質(zhì)量造成核心筒混凝土強(qiáng)度等級在不低于C40的情況下,不影響其承載力,結(jié)構(gòu)變位及配筋。因此,不需作整體加固補(bǔ)強(qiáng)措施,僅需對施工中出現(xiàn)的麻面、蜂窩、孔洞等導(dǎo)致混凝土等級降低太多的部位進(jìn)行局部加固補(bǔ)強(qiáng)。
  
  5結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)與加固處理施工
  5.1缺陷部位補(bǔ)強(qiáng)處理
  裂縫:清理墻基面的污垢、松散物體、刷洗干凈,用改性環(huán)氧化學(xué)灌漿液對所以裂縫進(jìn)行封閉補(bǔ)強(qiáng)。麻面:用鋼絲刷清理墻面浮漿,并沖洗干凈,充分濕潤,用1:2水泥沙漿抹壓平整。

發(fā)布:2007-07-27 15:16    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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