壓力灌漿法在低層磚混結(jié)構(gòu)中的加固處理應(yīng)用

李琪琪

（延安大學(xué) 西安創(chuàng)新學(xué)院建工系，陜西 西安 710100）

壓力灌漿法在低層磚混結(jié)構(gòu)中的加固處理應(yīng)用

李琪琪

（延安大學(xué) 西安創(chuàng)新學(xué)院建工系，陜西 西安 710100）

結(jié)合工程實(shí)例,介紹了某磚混結(jié)構(gòu)在震后的安全檢測(cè)鑒定,詳細(xì)分析了該結(jié)構(gòu)的破壞原因.通過(guò)幾種方案的詳細(xì)比較，最終提出了壓力灌漿法的加固方案.這種方法具有工期短、土方開(kāi)挖量少、建筑基礎(chǔ)損壞較輕、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn).本案例可作為濕陷性黃土地區(qū)低層磚混結(jié)構(gòu)破壞加固處理的方案選擇及施工的參考.

壓力灌漿法；磚混結(jié)構(gòu)；加固處理

汶川地震后，四川，甘肅，陜西等省份都遭受了嚴(yán)重的地震破壞.其中，在某些地區(qū)除部分建筑嚴(yán)重破壞、倒塌外，一些建筑只有輕微破壞，甚至基本完好.對(duì)于那些輕微破損的建筑物，主體結(jié)構(gòu)損傷不大，即建筑結(jié)構(gòu)承載力沒(méi)有大大降低，僅有部分構(gòu)件破壞，或是建筑部分墻段地基不均勻沉降，沒(méi)有必要將其拆除重建.這就要求對(duì)這類(lèi)建筑物進(jìn)行技術(shù)檢測(cè)鑒定，并根據(jù)鑒定分析的結(jié)果提出合理的加固處理方案，保證建筑物安全、正常使用.本文就以一工程實(shí)例來(lái)介紹單層磚混結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定及加固處理.

1 工程概況

某小招待所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“招待所”）為一磚混結(jié)構(gòu)，分為前樓和后樓兩部分.前樓建筑面積約為1150m2,無(wú)建筑結(jié)構(gòu)施工圖和施工資料，設(shè)計(jì)和施工單位不詳，于1999年建成后使用，前樓平面布置見(jiàn)圖1.

后樓均由正規(guī)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，正規(guī)施工單位施工建設(shè)，于2001年建成使用至今.建筑面積為309.1m2.后樓抗震設(shè)防烈度為7度，其中+0.000m以上采用MU 10承重空心磚和M7.5混合砂漿砌筑，除了基礎(chǔ)墊層外所有混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度等級(jí)均為C20等級(jí)，后樓建筑平面布置見(jiàn)圖2.

圖1 招待所前樓平面布置圖及沉降量(mm)

2 檢測(cè)鑒定

2.1 檢測(cè)結(jié)果

2.1.1 建筑物裂縫和其他破壞情況檢測(cè)

前樓軸線?-?,③/P—?，K—?軸間縱橫墻體均有裂縫產(chǎn)生，多數(shù)裂縫在墻體兩面貫通；前樓⑥-⑦，?-?軸間墻體裂縫呈“正八字”由中心向兩邊規(guī)律性分布.其中縫寬一般為0.05~1.0mm，最大縫寬為2.0mm.

圖2 招待所后樓平面布置圖及沉降量(mm)

后樓⑦-⑧、②-⑦/?-?和①-⑦/K-N間部分，在縱橫墻上均有裂縫產(chǎn)生.其中，⑦-⑧軸間墻體裂縫經(jīng)破檢發(fā)現(xiàn)，多數(shù)裂縫與墻體內(nèi)暗埋線管位置重合，裂縫寬度在0.05~0.40mm之間.⑦-⑧軸線間縱墻裂縫大多分布在門(mén)窗洞口的角部.軸線⑧和軸線?部位墻體裂縫較嚴(yán)重，最大縫寛達(dá)4.0mm.

另外，招待所由于墻體裂縫，導(dǎo)致多處室內(nèi)墻面開(kāi)裂破壞.

2.1.2 砂漿強(qiáng)度和混凝土現(xiàn)齡期強(qiáng)度檢測(cè)

砂漿強(qiáng)度檢測(cè)中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[1，2]采用貫入法對(duì)招待所前后樓砌體砂漿抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明：前樓磚砌體實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度略高于M7.5級(jí)砂漿強(qiáng)度；后樓磚砌體實(shí)測(cè)砂漿抗壓強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)M7.5強(qiáng)度等級(jí)的要求.

混凝土現(xiàn)齡期強(qiáng)度檢測(cè)中，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[1，3]采用回彈法對(duì)招待所混凝土構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行了檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)值進(jìn)行了修正，結(jié)果表明：招待所前樓混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度推定值大多低于C20的要求；后樓混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度推定值大多滿(mǎn)足設(shè)計(jì)C 20的要求，其中有兩個(gè)構(gòu)件現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度推定值低于C20的要求.

2.1.3 建筑物整體位移檢測(cè)

依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[4]經(jīng)檢測(cè)知：招待所前樓墻體基礎(chǔ)的最大局部?jī)A斜為0.0026未超過(guò)規(guī)范規(guī)定0.003，滿(mǎn)足要求；后樓墻體基礎(chǔ)的最大局部?jī)A斜為0.0031超過(guò)規(guī)范規(guī)定的0.003，不滿(mǎn)足要求.

對(duì)招待所整體水平位移檢測(cè)，結(jié)果表明：招待所前后樓未發(fā)現(xiàn)明顯的側(cè)向位移.

2.1.4 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造與連接檢查

招待所為單面廊式建筑，前樓軸線①-④/?-?間部分，后樓②-⑧/?-?間部分等部位，橫墻較少，對(duì)抗震不利.對(duì)前后樓部分墻體的高厚比經(jīng)抽查檢驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果均滿(mǎn)足要求.

2.1.5 地基檢測(cè)

檢測(cè)中，對(duì)招待所布設(shè)4個(gè)探井（前樓和后樓各兩個(gè)，如圖1所示），對(duì)招待所地基土檢測(cè)結(jié)果表明：招待所地基土為高壓縮性土；招待所地基土層濕陷為中等到強(qiáng)烈.1-4號(hào)探井地基土測(cè)量分別為836mm,750mm,560mm,742mm,自重濕陷量△zs分別為229mm,179mm,185mm,270mm,根據(jù)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)認(rèn)為1，2，4號(hào)探井場(chǎng)地屬于III級(jí)自重濕陷性黃土場(chǎng)地，3號(hào)探井場(chǎng)地屬I(mǎi)I級(jí)自重濕陷性黃土場(chǎng)地.

2.2 結(jié)構(gòu)安全性鑒定結(jié)果

依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[5]中房屋安全性鑒定的規(guī)定，將建筑物的安全性等級(jí)分為Asu、Bsu、Csu、Dsu四個(gè)等級(jí)，即：

Asu級(jí)：安全性符合本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Asu級(jí)的要求，不影響整體承載；

Bsu級(jí)：安全性略低于本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Asu級(jí)的要求，尚不顯著影響整體承載；

Csu級(jí)：安全性不符合本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Asu級(jí)的要求，顯著影響整體承載；

Dsu級(jí)：安全性嚴(yán)重不符合本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Asu級(jí)的要求，嚴(yán)重影響整體承載；

按照以上四個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該樓的安全性進(jìn)行評(píng)定.

2.2.1 地基基礎(chǔ)

招待所前樓未發(fā)生超過(guò)規(guī)范規(guī)定的整體傾斜限值和允許沉降差限值；招待所后樓發(fā)生了超過(guò)規(guī)范規(guī)定的整體傾斜限值和允許沉降差限值；招待所由于地基不均勻沉降引起上部結(jié)構(gòu)砌體產(chǎn)生了裂縫，依據(jù)規(guī)定,地基基礎(chǔ)子單元的安全性等級(jí),應(yīng)被評(píng)為Cu級(jí)，安全性不符合Au級(jí)的要求，顯著影響整體承載，應(yīng)采取措施.

2.2.2 上部砌體結(jié)構(gòu)

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，招待所上部結(jié)構(gòu)砌體產(chǎn)生大量裂縫；結(jié)合結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，按照規(guī)定，招待所上部砌體結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)應(yīng)評(píng)為Cu級(jí)，安全性不符合標(biāo)Au級(jí)的要求，顯著影響整體承載，應(yīng)采取措施.

2.2.3 房屋整體

綜上所述，按照規(guī)定，目前招待所的結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)應(yīng)評(píng)為Bsu級(jí)，即安全性基本符合對(duì)Au級(jí)的要求，尙不顯著影響整體承載.

3 加固處理

本結(jié)構(gòu)為單層磚混結(jié)構(gòu)體系，其破壞原因分析有以下幾點(diǎn)：招待所地基濕陷性較強(qiáng)，地基局部浸水，引起基礎(chǔ)不均勻沉降，是招待所部分墻體產(chǎn)生裂縫的主要原因.地震作用加劇了招待所墻體裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展.部分墻體內(nèi)暗埋線管，引起該部位墻體在線管部位產(chǎn)生裂縫.部分墻體的裂縫是由于空心磚砌體收縮和門(mén)窗洞口角部的局部應(yīng)力集中而產(chǎn)生的.實(shí)測(cè)后樓砌體砂漿強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)M7.5的要求，也削弱了該部位墻體抵抗溫度裂縫產(chǎn)生的能力.針對(duì)以上原因，此次加固目的主要是對(duì)地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理.

3.1 地基基礎(chǔ)加固

濕陷性黃土地區(qū)地基基礎(chǔ)加固處理方法比較多，常用的方法有：基礎(chǔ)擴(kuò)大托換、坑式托換、樁式托換、壓力灌漿加固方法等.考慮到該單層磚混結(jié)構(gòu)地基浸水濕陷導(dǎo)致地基承載力不足，若采用托換技術(shù)進(jìn)行加固，則基礎(chǔ)土方開(kāi)挖量大、對(duì)結(jié)構(gòu)破壞較多、工期長(zhǎng)、費(fèi)用也較高；而采用壓力灌漿法加固，對(duì)地基基礎(chǔ)破壞相對(duì)較少、施工周期短、費(fèi)用也低.故地基基礎(chǔ)加固處理方案選用力灌注水泥水玻璃壓法進(jìn)行加固.

采用壓力灌漿法不僅可以提高地基承載力，還可以提高地基抗?jié)B透能力，防止水的下滲引起下層土遇水濕陷.當(dāng)然在施工過(guò)程中，也應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）注漿時(shí)應(yīng)先采用先外圍、后內(nèi)部的注漿順序.（2）應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行.（3）首先應(yīng)完成最上層封頂注漿，然后再按由下而上的原則進(jìn)行注漿，以防漿液上冒.（4）在注漿過(guò)程中，應(yīng)注意密切觀測(cè)房屋的沉降或上浮量.

3.2 上部結(jié)構(gòu)加固

上部結(jié)構(gòu)墻體開(kāi)裂破壞形式只要為：墻面通縫、拐角及薄弱處的開(kāi)裂、窗間墻的八字裂縫，其中裂縫最大寬度為3mm.通過(guò)鑒定，上部結(jié)構(gòu)的承載力基本滿(mǎn)足要求，但其安全性不符合要求，因此考慮到施工方便、周期短、降低施工費(fèi)用等，故上部結(jié)構(gòu)加固處理方案選用水玻璃壓力灌漿法進(jìn)行加固.

關(guān)于混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)混凝土構(gòu)件受力分析及實(shí)際受力檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，盡管其強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，但實(shí)際受力均滿(mǎn)足要求.故對(duì)混凝土構(gòu)件可以不進(jìn)行加固處理.

由于部分墻段的抗震橫墻較少、抗震能力不足，因此，在抗震薄弱處增加抗震橫墻并在新增墻段下做條形基礎(chǔ).另外，對(duì)招待所的排水系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)修理，保證流水能有組織地排除，防止水的下滲引起地基的濕陷沉降.

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用壓力灌漿法加固方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固，經(jīng)過(guò)后期沉降觀測(cè)及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：地基承載力、加固墻段的承載力、結(jié)構(gòu)的抗震性能均滿(mǎn)足要求.它相對(duì)托換加固方法具有施工速度快、對(duì)地基的開(kāi)挖破壞較少、費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn).從本次加固案例可以發(fā)現(xiàn)：在濕陷性黃土地區(qū)，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)處于地下水位以上時(shí)，使用壓力灌漿法加固低層磚混結(jié)構(gòu)的地基濕陷沉降及墻體裂縫取得了很好的成效.

參考資料：

〔1〕建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50344-2004).

〔2〕貫入法檢測(cè)砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程(JGJ/T136-2001).

〔3〕回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程(JGJ/T23—2001).

〔4〕建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50292-1999).

〔5〕民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)(GB50292-1999).

TU398+.5

A

1673-260X（2010）03-0132-02