某办公楼加固设计的分析探讨

'近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式某办公楼加固设计的分析探讨某办公楼加固设计的分析探讨　摘要:本文结合工程实例,详细介绍了某办公综合楼存在的问题及整体加固设计方案;并从建筑物基础、梁、柱、板的加固设计与施工进行了详细阐述和具体评价。　　　　某办公综合楼工程,建于1998年,房屋分为南、北楼,平面形状呈“L”形。南楼为框架结构六层办公楼(局部三层),南北朝向。北楼为两层底框结构,上抬五层砖混结构(原设计为四层)宿舍楼,南、北楼间设变形缝,缝宽100mm,如下图1所示。　　XX年,根据《房屋安全鉴定报告》,该楼存在以下问题:南楼的南、北外纵墙上存在多道斜向裂缝,基本上随着楼层的增加,缝宽呈减小的趋势。南楼的三层西南角现浇楼板有斜裂缝。宽度3mm,西北角斜裂缝宽度;四、六层西北角预制楼板斜裂缝宽度～5mm;四～六层预制楼板有拼板缝,宽1mm～2mm;四层楼面局部下沉、楼板开裂,宽度2mm～4mm;三楼南侧外框架梁端部有斜裂缝,宽;西侧外框架梁端部有斜裂缝。宽度,个别框架柱有细裂缝;北楼住宅楼底层西纵墙有贯通性斜裂缝,宽约;二层楼面设置大型浴池,增加了楼面荷载。　　房屋的倾斜量为～,南楼向偏西、偏北方向倾斜,北楼向偏东、偏南方向倾斜,致使南、北两楼在顶部相碰。目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。 近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　现场观察可知,南楼墙体开裂较严重,北楼稍轻;两楼相碰处,在南楼西侧楼梯间顶层框架梁侧面有垂直裂缝;南楼过道处横向框架梁1/3跨度处侧面有垂直裂缝。　　(1)通过对原设计的验算,由于沉管灌注桩的桩端持力层强度不够,且分布不均匀,致使南楼基础存在变形不协调的问题。如1轴～2轴间的承台CT-3上荷载为5800kN,配20根桩,承载能力为8900kN;而4轴～10轴间的承台CT-1上荷载为6600kN,配16根桩,承载能力为7100kN。此外,南楼西侧三层～六层尚未使用,若使用后装璜荷载、活荷载作用,变形还会加大。因此,需对南楼的基础进行加固。使各承台变形基本一致,满足变形要求。而北楼问题较轻,仅对变形缝部位的基础进行加固。　　(2)对于两楼倾斜相碰,由于其最大倾斜率为‰,按国家规范≤4‰偏斜率允许值的要求,不需进行纠偏,采取拆除北楼相碰部分外墙并使南楼顶层切割缩进100mm。使变形缝宽度达到国家规范要求,同时减轻作用在基础上的荷载。　　(3)对墙体开裂,楼板开裂及梁柱达不到设计和使用要求的部位进行加固补强处理。　　基础的加固设计与施工处理措施　　根据《补充勘察报告》,原基础设计桩的持力层为③-2层粉质粘土,强度不够,且不均匀。因此加固时考虑在变形协调的基础上,将以后使用中的装潢荷载和活荷载由新增加的桩来承担。目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。 近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　基础加固:对沉降大的部位采用旋喷桩加固法,桩端进入④层粉砂层,位置为南楼4轴～12轴,及变形缝两侧E轴～G轴问承台,加固示意如图2所示。　　旋喷桩采用高压喷射注浆,70年代以来在我国的岩土工程领域得到了广泛的应用和发展。具有加固体强度高、加固质量均匀、加固体形状可控的特点,已成为被国内工程界普遍接受的、多用、高效的地基处理方法。　　在国家地基处理技术规范《JGJ79—XX》XX版中第和条规定:“高压喷射注浆法可用于既有建筑物和新建建筑物的地基处理。适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、索填土和碎石土等地基。”　　旋喷桩的基本原理是利用高压水泥浆的喷射力将土体置换成水泥桩,这种置换是在瞬间完成的,因此在置换的过程中不会产生附加沉降。　　高压旋喷注浆,先利用钻机把带有喷嘴的注浆管,钻入土层的预定位置,然后将浆液或水以高压流的形式从喷嘴里射出,冲击破坏土体,高压流切割搅碎的土层,呈颗粒状分散,一部分被浆液和水带出钻孔,另一部分则与浆液搅拌混合,随着浆液的凝固,组成具有一定强度和抗渗能力的固结体。当喷射流以360度回转,且喷射流自下到上提升时,固结体截面形状为圆形,故称为旋喷。目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。 近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　旋喷桩的喷浆由下而上进行,喷浆压力为20MPa。提升速度小于150mm/min,旋转速度取10r/min～20r/min。采用级水泥,水灰比1∶1,桩长为28m,旋喷桩平面布置见图3。　　框架梁的加固设计与施工处理　　梁的加固分以下三种情况采用不同的加固方法。　　(1)对于梁端有斜裂缝的框架梁,主要是由于梁的抗剪能力不够。加固采用在梁侧粘贴碳纤维布的u形箍的加固方法,提高其抗剪能力。　　(2)对于梁中有垂直裂缝的框架梁,主要是由于梁的抗弯能力不够。加固采用在梁底粘贴长条形碳纤维布的加固方法,提高其抗弯能力。　　(3)对于由于南、北两楼碰撞造成的框架梁梁侧的垂直裂缝,加固采用在梁侧粘贴长条形碳纤维布的加固方法,提高其侧向抗弯能力。　　(4)对于由于混凝土强度降低而造成抗弯、抗剪承载力不足的梁,采用在梁底粘贴长条形碳纤维布,在梁端粘贴碳纤维布的U形箍的加固方法见图4。　　碳纤维布加固方法具有以下优点:　　(1)具有很高的材料抗拉强度,且自重小,即比强度高。FRP的拉伸强度为钢材的10倍,而比重却只有其1/4。如用纤维复合材料对房屋结构进行加固,可基本不考虑纤维复合材料对原结构附加的荷载;目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。 近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　(2)具有很高的比刚度(弹性模量与密度之比)。高弹模碳纤维的弹性模量可达钢材的2倍～3倍,弹性变形能力强;　　(3)抗腐蚀性能和耐久性好;　　(4)结构外观和尽寸不会出现明显变化,修复加固效果好;　　(5)施工过程简便,大部分为手工操作无需特殊的装备,工作量小,施工工期可以大大缩短;　　(6)FRP体系的维修费用低。　　楼板的加固设计与施工　　现浇楼板的角部斜裂缝主要是由于柱的不均匀沉降造成的,裂缝宽度较宽,最宽的有3mm。在基础加固沉降稳定后。用环氧树脂进行封缝、灌缝,再在板顶及板底贴碳纤维布进行补强。　　预制楼板的斜裂缝,宽度达～5mm。对于板端支座处有裂缝的预制板进行更换,若无预制板可换,可采用现浇单向板来代替,板筋植入框架梁内。对于预制板的拼板缝,采用环氧树脂灌缝。其它板缝,采用环氧树脂灌缝,然后在板底贴碳纤维布进行补强。　　柱的加固目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。 近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　对于柱的裂缝可采用贴碳纤维布进行补强。对于抗压强度、配筋数量及轴压比不满足设计要求的柱加固采用湿式外包钢加固法。经外包钢加固后,混凝土柱不仅提高了承载力,又由于柱的核芯混凝土受到型钢套箍和缀板的约束,柱子的延性也得到了提高,加固后柱的截面增加较小,不影响使用。　　墙体的加固设计与施工　　(1)对裂缝宽度小于2mm的部位用双面钢丝网粉以高标号水泥砂浆进行加固。施工时应将原墙面的粉刷层铲去,然后将砖缝剔深10mm,用钢丝刷将墙面刷净,并洒水湿润。以保证水泥砂浆能与原砌体有可靠的粘结,水泥砂浆面层的厚度为30mm～40mm,分2次～3次压抹,砂浆强度等级不小于M10。　　原则上,墙面应双面用钢筋网水泥砂浆面层加固。为保证墙两面的加固层共同工作,钢筋网在水平方向和竖向每隔600mm～900mm用Ф6钢筋拉结。　　钢筋网遇到楼板时,应在楼板上每隔500mm～600mm凿一洞,放入Ф12钢筋。纵向钢筋应伸入室内、外地面以下400mm,用C15混凝土浇筑。钢筋网的钢筋直径为Ф4或Ф6,钢筋的间距300mm×300mm。在窗洞、门洞部位。钢丝网截断并作145°弯勾,同时在洞口四周每边各加2根Ф12的钢筋加强,见图5。　　(2)对裂缝宽度大于2mm的部位,墙体进行拆除后重新砌筑。砖采用MU10的粘土空心砖,砂浆采用的混合砂浆砌筑。　　变形缝处碰撞处理目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。 近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　由于其最大倾斜率为213‰,小于国家规范≤4‰偏斜率允许值的要求,故不需进行纠偏,采取移动或拆除南北两楼相碰部分房屋,使变形缝宽度达到国家规范要求。拆除北楼顶层靠近变形缝外的一个单元,并将南楼顶层④～⑨XP轴间框架切割向南缩进100mm,见图6阴影所示,可增加缝宽约80mm。　　综上所述,通过采取以上加固措施,该建筑结构受力性能得到了整体加强提升,经检测鉴定,加固改造设计与施工效果良好,建筑物地基沉降稳定,能满足使用要求,说明本次加固改造工程设计合理,施工技术措施得当,施工质量满足规范设计要求。经过近二年的使用,没发现任何异常现象,说明本办公综合楼加固改造取得了圆满成功,可为同类工程提供借鉴。　　目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。'