某革命烈士陵園紀念塔加固方法研究

孫會社 趙國棟 于立強

1 工程簡介

該工程建造于1994年,系地下1層、地上6層剪力墻結構,塔底軸線尺寸為7.20 m×4.30 m,塔頂軸線尺寸為3.023 m×1.90 m,建筑高度為19.99 m。該工程建筑地基為黏性軟弱土,經換填砂墊層處理后承載力按200 kPa使用,基礎形式為筏板基礎。原設計材料強度等級:基礎墊層混凝土強度等級為C10,基礎及上部結構混凝土強度等級均為C20。圖1為該工程立面圖。

由于該紀念塔在施工過程中監(jiān)管不力、使用過程中維護不當,致使部分混凝土構件混凝土脫落、鋼筋嚴重銹蝕,已影響到其正常使用。為保證其安全使用,需對其現(xiàn)狀進行檢測鑒定,根據(jù)檢測結果出具加固方案。

2 工程現(xiàn)狀

混凝土整體澆筑不密實,孔洞較多,每層均不同程度的由于鋼筋銹蝕而產生脹裂現(xiàn)象。地下室頂板混凝土大面積脫落,剪力墻轉角處、連梁、剪力墻局部均有混凝土脫落、露筋現(xiàn)象,且鋼筋銹蝕嚴重;1層樓面混凝土局部沿鋼筋鼓起脹裂;頂層由于有雨水進入,剪力墻根部混凝土有泛堿現(xiàn)象,頂板鋼筋銹蝕,剪力墻混凝土施工質量較差,混凝土多處脫落;其余樓層樓板、剪力墻有少許混凝土脫落。

基礎底板滲水嚴重,地下室積水較多;檢修鋼爬梯銹蝕嚴重;頂層上人口蓋板為一塊木板,不能有效阻擋雨水;正立面外墻頂部與中部有兩道較寬裂縫,裂縫寬度約為2.0 mm～5.0 mm。

目前該工程已使用多年,部分鋼筋銹蝕嚴重,為了解鋼筋現(xiàn)狀,依據(jù)規(guī)范現(xiàn)場截取剪力墻與樓板中主要原材帶回實驗室進行力學性能檢測,并對銹蝕后的尺寸進行測量。樓板HPB235鋼筋銹蝕后兩個方向的尺寸分別為5.60 mm×8.80 mm,7.30 mm×10.0 mm,屈服強度和抗拉強度分別為原設計強度的36.2%和29.8%,63.8%和51.4%,力學性能削弱嚴重。剪力墻分布鋼筋仍能滿足原設計要求。

部分工程現(xiàn)狀詳見圖2,圖3。

3 加固方案

根據(jù)現(xiàn)場檢測的情況和提供的設計圖紙,對結構承載力進行驗算。經驗算,樓板、剪力墻計算配筋均小于實際工程配筋,承載力滿足原設計及規(guī)范要求,撓度及裂縫寬度均滿足規(guī)范規(guī)定的限值要求。但由于銹蝕鋼筋力學性能的削弱影響,應對存在鋼筋銹蝕問題的混凝土構件進行加固處理。鑒于地下1層樓板板底大面積混凝土剝落、板頂混凝土鼓脹、鋼筋銹蝕嚴重,應進行加固處理。該工程由于施工空間較小,選擇新增框架方案,加固詳圖見圖 4,圖 5。

具體處理建議如下:

1)對基礎進行防水處理,并在地下室入口處預留一0.2 m×0.2 m,深0.2 m的排水口;2)對地下1層頂板加固,加固時應考慮增加豎向支撐構件;3)對銹蝕鋼筋進行等強度置換,并用高強砂漿抹面;4)對主體結構全范圍內檢查鋼筋銹蝕脹裂情況,進行處理;5)對混凝土澆筑不密實處壓力灌漿,對疏松部位鑿除后刷混凝土界面劑,然后用高強砂漿抹實;6)更換檢修鋼爬梯,附設照明設施,并設置可靠的上人口蓋板;7)對外墻裂縫注漿處理。

4 結語

結構在長期的自然環(huán)境作用下,其功能將逐漸減弱,如果能夠科學地進行評估,及時采取有效的處理措施,可以延緩結構損傷的進程,達到延長結構使用年限的目的。本文對一具有歷史紀念意義的工程實例進行分析,在詳細檢測鑒定的基礎上提出簡潔可行的加固方案,對將來的工程有一定的實踐指導意義。

[1] 曹雙寅,邱洪興,王恒華.結構可靠性鑒定與加固技術[M].北京:中國水利水電出版社,2002:1-21.

[2] GB 50367-2006,混凝土結構加固設計規(guī)范[S].

[3] GB 50010-2002,混凝土結構設計規(guī)范[S].

[4] GB/T 50344-2004,建筑結構檢測技術標準[S].