某宿舍樓檢測鑒定與加固設(shè)計

陳 培 福

(福建省建筑科學(xué)研究院,福建 福州 350025)

0 引言

為確保宿舍樓安全可靠，使其有效運行和發(fā)揮作用，對存在的質(zhì)量缺陷采取有效的加固和處理措施是必要的。一般來說，宿舍樓經(jīng)過一段時間運行之后，再加上施工和設(shè)計存在缺陷，外界因素的影響，可能會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。如果沒有得到及時修復(fù)和處理，往往會給宿舍樓的安全可靠運行帶來不利影響，甚至導(dǎo)致質(zhì)量問題發(fā)生。作為施工單位和養(yǎng)護(hù)維修單位，應(yīng)該創(chuàng)新思維，把握技術(shù)要點，按要求對宿舍樓進(jìn)行質(zhì)量鑒定和檢測，然后對存在的質(zhì)量問題及時采取修復(fù)措施，確保宿舍樓的安全性、耐久性與可靠性，進(jìn)而延長宿舍樓的使用壽命，使其有效運行和發(fā)揮作用。本文結(jié)合某學(xué)院宿舍樓工程實例，就如何進(jìn)行宿舍樓加固提出相應(yīng)的處理措施，希望能為類似工作開展提供參考。

1 工程概述

某學(xué)院宿舍樓原設(shè)計為7層局部8層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，該樓現(xiàn)狀為7層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋面板，建筑平面示意圖見圖1。該樓主體結(jié)構(gòu)于2013年7月竣工，建筑面積約7 601 m2，外墻采用190 mm厚加氣混凝土砌塊砌筑，內(nèi)墻未砌筑，尚處于裝修階段。受學(xué)院委托，對該樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定，以掌握宿舍樓的工程質(zhì)量狀況，也為采取加固措施，確保宿舍樓的安全提供保障。

2 檢測鑒定

檢測鑒定過程中，采用回彈法抽檢柱、梁構(gòu)件混凝土強度等級，抽檢部分柱、梁構(gòu)件量測截面尺寸，采用磁感墻體探測儀掃描柱、梁構(gòu)件鋼筋分布，采用剔鑿法抽檢部分柱、梁構(gòu)件鋼筋直徑。對主要受力構(gòu)件進(jìn)行有針對性的裂縫檢查，在現(xiàn)場檢測的基礎(chǔ)上，對該樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定[1-3]。

2.1 構(gòu)件截面尺寸、鋼筋配置檢測

現(xiàn)場對該樓所有框架梁構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，框架梁構(gòu)件截面尺寸符合設(shè)計及驗收規(guī)范要求。

部分柱構(gòu)件柱中部箍筋間距設(shè)計值為100 mm，2層～7層柱構(gòu)件柱中部箍筋平均間距大于180 mm，不滿足設(shè)計及驗收規(guī)范要求。現(xiàn)場采用剔鑿法對該樓柱、梁構(gòu)件鋼筋直徑進(jìn)行抽檢，如表1,表2所示。

表1 柱構(gòu)件鋼筋直徑檢測結(jié)果 mm

表2 梁構(gòu)件鋼筋直徑檢測結(jié)果

根據(jù)表1，表2的檢測結(jié)果可以看出，所檢該樓1層～2層柱構(gòu)件角筋直徑較設(shè)計偏小一個規(guī)格，3層～5層柱構(gòu)件角筋直徑明顯小于設(shè)計值，角筋直徑均為18 mm，箍筋直徑均為8 mm(部分箍筋設(shè)計值為10 mm)。該樓柱構(gòu)件受力鋼筋規(guī)格不滿足設(shè)計及《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程》第5.5.1條要求；部分框架梁構(gòu)件受力鋼筋規(guī)格不滿足設(shè)計要求。

2.2 構(gòu)件混凝土強度檢測

現(xiàn)場抽檢該樓35根柱構(gòu)件和42根梁構(gòu)件，采用回彈法檢測構(gòu)件混凝土抗壓強度[4]，根據(jù)檢測結(jié)果判定為達(dá)到設(shè)計C30強度等級。

2.3 外觀質(zhì)量檢測

在安全性鑒定時，對上部承重結(jié)構(gòu)，開展裂縫及缺陷檢查。現(xiàn)場對該樓進(jìn)行回彈檢測的柱、梁構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)面層進(jìn)行外觀檢查，結(jié)果表明，所檢柱、梁構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)面層無蜂窩、孔洞、麻面等施工質(zhì)量缺陷。

現(xiàn)場檢測該樓混凝土框架柱、板構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)肉眼可見的明顯裂縫，對所有框架梁構(gòu)件進(jìn)行裂縫檢查，結(jié)果表明部分梁構(gòu)件主梁與次梁交接處附近發(fā)現(xiàn)裂縫(如圖2所示)。底層柱和梁構(gòu)件等混凝土構(gòu)件局部破損，存在鋼筋銹蝕，混凝土剝落等問題。

2.4 基礎(chǔ)檢測

根據(jù)委托方提供的巖土勘察報告《施工勘察資料》及施工內(nèi)業(yè)資料，該樓采用人工挖孔樁的持力層為全風(fēng)化花崗巖，結(jié)合設(shè)計和上部結(jié)構(gòu)電算結(jié)果進(jìn)行單樁豎向承載力估算，結(jié)果表明該樓所檢人工挖孔樁單樁豎向承載力基本滿足上部結(jié)構(gòu)承載力安全要求。

該樓上部傾斜觀測結(jié)果表明該樓現(xiàn)階段未產(chǎn)生明顯整體傾斜，上部填充墻及圍護(hù)結(jié)構(gòu)也未產(chǎn)生因不均勻沉降引起的異常裂縫及變形；綜合上述場地檢查，地基基礎(chǔ)分析及承載力驗算結(jié)果，該建筑基礎(chǔ)滿足結(jié)構(gòu)安全性要求。

2.5 鑒定結(jié)果

建筑結(jié)構(gòu)布局基本合理。部分框架柱構(gòu)件受力鋼筋不滿足設(shè)計要求；部分框架梁構(gòu)件受力鋼筋不滿足設(shè)計要求，2層～屋面層(，，?，)軸中跨度為7.8 m的框架梁構(gòu)件主次梁交接處附加箍筋總截面面積不滿足結(jié)構(gòu)安全要求，結(jié)果見表3。底層柱和梁構(gòu)件等混凝土構(gòu)件局部破損，存在鋼筋銹蝕，混凝土剝落等問題。為恢復(fù)宿舍樓的正常使用功能，確保滿足承載力和工程結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的要求，必須及時或立即采取措施。

表3 附加箍筋總截面面積計算結(jié)果

3 宿舍樓加固處理措施

根據(jù)該宿舍樓檢測鑒定結(jié)果，分別采取有效措施對柱和梁進(jìn)行加固。

3.1 柱的加固處理措施

對于柱的加固，常用方法有加大截面加固法和外粘型鋼加固法，兩種方法各有自身特點和優(yōu)勢，滿足加固工作需要，應(yīng)該結(jié)合具體情況合理選用。

加大截面加固法采用同類材料增大混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件截面的面積，進(jìn)而實現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)承載力和抗變形能力的目的，常用于梁、板、柱、墻等結(jié)構(gòu)的加固。該方法是建筑工程傳統(tǒng)的加固方法，工藝流程簡單，適應(yīng)能力強，經(jīng)驗豐富，工藝成熟。外粘型鋼加固法是指在加固過程中，在混凝土構(gòu)件四周或兩個角部包以型鋼，然后實現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固的目的。該方法施工簡單，現(xiàn)場作業(yè)的工作量小，能夠確保結(jié)構(gòu)受力可靠，有利于保證建筑結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)固。在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)、施工和造價三個方面的因素，有針對性的采取結(jié)構(gòu)加固措施，節(jié)約成本，提高工程質(zhì)量。

綜合結(jié)構(gòu)、施工和造價三個方面的因素進(jìn)行考慮[5]，該宿舍樓在加固過程中，采用加大截面法進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。具體的操作方法和工藝流程如下：用C30微膨脹細(xì)石混凝土澆筑結(jié)構(gòu)柱，加強原材料質(zhì)量控制，提高混凝土拌和質(zhì)量，保證混凝土的和易性與密實度，然后按要求進(jìn)行澆筑和養(yǎng)護(hù)施工，確保混凝土澆筑密實，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠。柱子與梁相交的節(jié)點處，柱子箍筋打孔穿過原結(jié)構(gòu)梁，再注入結(jié)構(gòu)膠(如圖3所示)。邊柱和角柱伸出屋面100 mm，鋼筋彎曲錨固。

3.2 梁的加固處理措施

梁的加固方法有三種，包括加大截面加固法、外部粘鋼板加固法和外貼碳纖維加固法[6]。

加大截面加固法與柱的施工方法一樣。外部粘鋼板加固法在混凝土構(gòu)件表面，用特制建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)承載力。外貼碳纖維加固法通過配套粘結(jié)材料，將碳纖維片材貼于構(gòu)件表面，讓碳纖維片材承受拉應(yīng)力，并與混凝土共同受力，最終實現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。

該樓主次梁交接集中荷載處附加箍筋總截面面積不滿足構(gòu)造要求的梁構(gòu)件及受力鋼筋不滿足設(shè)計要求的梁構(gòu)件采用外貼碳纖維加固法進(jìn)行加固。碳纖維布的厚度為0.167 mm，首先清除梁表面的剝落、松散、腐蝕裂化的混凝土，剔除鋼筋表面銹跡。轉(zhuǎn)角粘貼處進(jìn)行倒角處理，打磨成圓弧狀。在混凝土表面涂抹底層樹脂，干燥后找平，再涂抹浸漬樹脂，用滾筒滾壓，排除氣泡，涂刷樹脂，進(jìn)行表面防護(hù)，具體如圖4所示。

4 宿舍樓加固處理效果

4.1 柱的加固效果

采取上述措施加固后，該宿舍樓柱的承載力提高了60%，同時也增強了結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性，更好滿足宿舍樓結(jié)構(gòu)使用的需要。

4.2 梁的加固效果

梁構(gòu)件經(jīng)過加固處理之后，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的公式，對梁構(gòu)件的承載力進(jìn)行計算和分析。結(jié)果表明，采取外貼碳纖維加固處理措施之后，與加固之前相比，梁構(gòu)件的抗彎承載力提高了80%，滿足承載力和宿舍樓的正常使用要求。

5 結(jié)語

為確保宿舍樓的穩(wěn)固可靠，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┌踩Ｕ希瑧?yīng)該認(rèn)真做好鑒定和評價工作，根據(jù)存在的質(zhì)量缺陷有針對性的采取加固措施。同時還應(yīng)該結(jié)合宿舍樓的結(jié)構(gòu)特點，考慮施工現(xiàn)場基本情況，有針對性的采取加固措施。并對比分析不同加固方案的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性，選用最佳方案。然后嚴(yán)格按要求施工，確保加固效果，為宿舍樓的安全可靠運行創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn):

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[2] GB 50292—2015，民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

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[5] 陳銘超,林德宏,柯晨輝,等.某中學(xué)宿舍樓結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固處理[J].山西建筑,2017,43(13):42-43.

[6] 蘭 麗,李 娜,鐘春玲.某砌體結(jié)構(gòu)宿舍樓工程抗震加固效果綜合分析[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報,2013(3):27-30.