某地下車庫超載堆土檢測及處理措施

戴丹丹，許發俊，宋宏達

（甘肅土木工程科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730020）

0 引言

該地下車庫施工單位在實際施工過程中，由于施工現場協調管理存在紕漏，導致車庫頂板超載堆土，盡管堆土時間短暫，但仍對部分受力構件造成損傷，為確定受力構件實際受損程度，對堆土區域內構件進行現場檢測，并根據檢測結果對相應構件提出處理措施，為類似地下車庫工程施工起到提醒警示作用。

1 工程概況

蘭州市某住宅小區地上建筑物共 10 棟主樓，主樓 17 層，全部為住宅建筑，地下 1 層為小區配套地下車庫。地下車庫結構形式為框架結構，結構安全等級為二級，建筑使用年限為 50 年，抗震設防烈度為 7 度，設計地震分組為第三組，設計地震峰值加速度值為 0.15g，框架抗震等級為三級。地基基礎設計等級為甲級，基礎形式為柱下鋼筋混凝土獨立基礎，基礎持力層為碎石層。車庫層高 4.0 m，主要柱網尺寸 8.1 m×8.1 m、8.1 m×6.6 m、8.1 m×7.5 m。車庫框架柱、框架梁、現澆板混凝土強度等級均采用 C35。受力鋼筋牌號采用HRB 400，框架柱截面采用 600 mm×600 mm，框架梁截面采用 450 mm×900 mm，板厚 300 mm。該地下車庫施工單位在施工過程中，在該車庫局部位置進行超載堆土（X向 3 跨，Y向 2 跨），原設計車庫頂板覆土厚度為2.1 m，實際堆土厚度為 4.2 m，堆土 1 d 后轉移覆土，后發現超載堆土區域內混凝土框架梁跨中出現受力裂縫，框架柱、現澆板未發現裂縫。

2 結構檢測

對檢測現場堆土區域內構件調查，框架柱、現澆板未發現存在變形、開裂等現象，僅在框架梁跨中部位發現裂縫，考慮超載堆土已轉移，構件已恢復正常受荷情況。本次結構檢測主要針對存在受損的框架梁構件。

2.1 框架梁混凝土強度檢測

構件混凝土強度是影響構件受力承載的主要因素。現場檢測時，對超載堆土區域內框架梁混凝土強度采用資料調查和現場回彈法檢測。

1）對施工單位的施工記錄、同條件試塊和標養試塊強度試驗報告、結構實體檢測報告進行調查，超載堆土區域內混凝土構件強度滿足要求。

2）對超載堆土區域內框架梁混凝土強度采用回彈法檢測，檢測結果如表 1 所示，根據檢測結果，框架梁混凝土強度推定結果滿足設計 C35 要求。

表1 框架梁混凝土強度檢測結果

2.2 受力鋼筋檢測

構件受力鋼筋同樣是影響構件受力承載的主要因素。現場檢測時，對超載堆土區域內構件受力鋼筋采用資料調查和現場鋼筋探測檢測。

1）對施工單位的施工記錄、鋼筋材質證明、合格書、鋼筋復試報告進行調查，超載堆土區域內混凝土構件鋼筋材質均滿足要求。

（7/7），經采用鋼筋探測儀檢測，梁底受力鋼筋根數滿足設計要求。原設計現澆板板底鋼筋 18@150，經采用鋼筋探測儀檢測，板底鋼筋間距滿足設計要求。

3）對超載堆土區域內框架梁、現澆板鋼筋保護層厚度探測檢測。框架梁鋼筋保護層厚度共檢測 63 個點，其中 58 個點鋼筋保護層厚度符合 GB 50204－2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》［1］附錄 E 梁類構件允許偏差 +10 mm，-7 mm 的要求，鋼筋保護層厚度合格點數占抽檢總數的 92.1 %，其中不合格點的最大偏差不大于附錄 E.0.4 條規定允許偏差的 1.5 倍。現澆板鋼筋保護層厚度滿足 GB 50204－2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》附錄 E 板類構件允許偏差 +8 mm，-5 mm 的要求，鋼筋保護層厚度合格點數占抽檢總數的 91.6 %，其中不合格點的最大偏差均不大于附錄 E.0.4 條規定允許偏差的 1.5 倍。

2.3 截面尺寸復核檢測

對超載堆土區域內框架梁截面尺寸檢測，采用鋼尺檢測，檢測結果如表 2 所示，根據檢測結果，截面尺寸符合 GB 50204－2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》第 8.3 條中表 8.3.2 現澆結構位置和尺寸允許偏差中截面尺寸允許偏差 +10 mm，-5 mm 的要求。

表2 框架梁截面尺寸檢測結果 mm

2.4 撓度檢測

對超載堆土區域內框架梁和現澆板撓度檢測，采用全站儀檢測，檢測結果如表 3 所示，根據檢測結果，3 根框架梁撓度實測值不滿足受彎構件的撓度限值 l0/250 的要求。現澆板撓度實測值均滿足撓度限值的要求。

表3 撓度檢測結果

2.5 裂縫檢測

對超載堆土區域內框架梁和現澆板裂縫檢測，裂縫調查如表 4 所示，裂縫形態如圖 1 所示，7 根框架梁存在裂縫，裂縫出現在跨中位置，梁底及梁側面均存在，環繞一圈，裂縫寬度在 0.2～1.0 mm，由裂縫出現的位置和裂縫形態，裂縫主要是由于堆土超載后出現的受力裂縫。現澆板未發現裂縫。

圖1 梁跨中裂縫

表4 裂縫調查結果

3 超載復核

3.1 受彎承載力復核

框架梁跨中正截面受彎承載力復核，在堆土荷載作用下，計算混凝土梁能承受的最大彎矩值。考慮現澆樓板對梁承載力影響，梁截面考慮樓板翼緣作用，按 T 形截面進行承載力復核，受壓區有效翼緣計算寬度取2 700 mm，受壓區翼緣厚度取 300 mm，梁所能承載的最大彎矩M=2 469.2kN·m。由最大承載彎矩值，按兩等跨連續梁跨中彎矩靜力系數，考慮實際梁端固結效應，跨中彎矩靜力系數按最不利 0.070 計算，覆土容重按 18 kN/m3考慮，混凝土梁最大承載覆土厚度為 3.7 m，實際堆土高度超過最大承載堆土高度，超載 14 %。

3.2 撓度計算復核

3.3 裂縫計算復核

框架梁裂縫計算復核，在堆土荷載作用下，梁所能承載的最大彎矩M=2 469.2 kN·m，經計算混凝土梁受彎構件的裂縫值為 0.377 mm，不滿足規范允許值0.30 mm 的要求，超允許值 25.7 %。

4 評定結果

通過現場結構檢測和超載計算復核，地下車庫在超載堆土前，結構性能滿足設計要求，能夠達到設計要求并能正常發揮其使用功能。超載堆土后，堆土荷載較原設計覆土高度超 2 倍多且堆土時間短，同時原結構地下車庫頂板考慮消防車荷載，雖然超載堆土對結構產生一定影響，個別框架梁表現出開裂、變形，但并未在超載堆土時發生安全事故。卸載至原設計堆土高度后，其承載能力尚能滿足規范要求，鑒于該區域內曾出現過超載，建議對超載區域內梁采取加固處理措施。

5 處理措施

對超載堆土區域內框架梁裂縫和受彎承載力進行補強加固。首先對裂縫進行修補處理，待裂縫修補完成后再對受彎承載力進行補強處理。

5.1 裂縫修補

根據結構承載情況，超載堆土區域內框架梁裂縫主要是堆土超載后出現的受力裂縫，堆土荷載現已卸載，對框架梁裂縫進行修補處理。對寬度≥0.2 mm 的裂縫采用壓力注漿處理，以較高壓力將修補裂縫用的注漿料壓入裂縫腔內。對寬度＜0.2 mm 的裂縫采用表面封閉法，利用混凝土表層微細獨立裂縫的毛細作用吸收低黏度且具有良好滲透性的修補膠液，封閉裂縫通道。裂縫修補材料可采用改性環氧樹脂類、改性丙烯酸酯類、改性聚氨酯類等，包括配套的打底膠、修補膠和聚合物注漿料等的合成樹脂類材料。

5.2 承載力補強處理

框架梁在超載堆土時承載力不滿足設計要求，堆土荷載卸載后，框架梁又處在正常工作荷載情況下，但超載對框架梁已產生影響，為確保后期使用安全，對框架梁梁底采用粘貼碳纖維布進行補強加固處理。由梁實際承載的最大彎矩，依據 GB 50367－2013《混凝土結構加固設計規范》［2］10.2 節，考慮二次受力影響，按構件加固前的初始受力情況，確定纖維復合材的滯后應變，計算梁底粘貼碳纖維加固設計如圖 2 所示［3，4］。

圖2 碳纖維加固節點

6 結語

1）通過對地下車庫結構檢測，為超載復核驗算提供依據。在超載荷載作用下復核計算結果與梁實際變形開裂檢測情況相符，進一步驗證在超載堆土荷載下對梁產生的超載影響。

2）由結構檢測和復核計算對梁實際受到的影響，考慮處理措施的經濟性，對受損梁提出合理的處理措施。

3）通過對梁裂縫的封閉處理措施，使梁能夠滿足正常使用極限狀態下的要求。對梁承載的補強處理措施，使梁能夠正常發揮其承載作用，滿足要求。

4）本文通過對超載堆土的影響的實際檢測和復核，提供有利案例，進一步警示施工單位在施工過程中應嚴格控制施工荷載，避免不必要的施工超載對結構產生損傷，造成檢測加固等后期不必要的施工費用和施工工期的耽擱。Q