新建商品房的適宜加固方法

吳 韜,伊新富

(1.浙江交工高等級公路養護有限公司,浙江 杭州 310052；2.浙江省城鄉規劃設計研究院,浙江 杭州 310030)

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新建商品房的適宜加固方法

吳 韜1,伊新富2

(1.浙江交工高等級公路養護有限公司,浙江 杭州 310052；2.浙江省城鄉規劃設計研究院,浙江 杭州 310030)

從地基基礎、混凝土結構和砌體結構三個方面,通過一些典型實例,介紹了新建商品房的一些適宜加固方法：用預應力管樁來補樁，錨桿靜壓樁的加固，體外預應力加固和置換法加固，構造柱的加固和鋼筋網水泥砂漿面層加固法。這種介紹對于新建商品房的加固設計有參考價值。

新建商品房；適宜加固方法；地基基礎；混凝土結構；砌體結構

1 背景概況

新建商品房在我國的建設工程中占有很大比例。老百姓花了大筆資金買了商品房,如果發現其中存在明顯的加固痕跡,就會對商品房的安全性產生懷疑,對自己花了大價錢卻買到“次等品”難免產生不滿的心理。所以,在新建商品房產生較大質量問題要進行加固時,采用普通的粘鋼加固和粘貼纖維加固并不是最適宜的加固方法。下面,分地基基礎、混凝土結構和砌體結構三個方面討論新建商品房的適宜加固方法。

2 地基基礎的適宜加固方法

2.1 樁身強度不足的補樁

某大型公寓為單身公寓與多單元公寓相結合,底層和地下層為公建的組合式公寓。長度達到117.6 m,寬度達到52 m。地下室的中間部分為地下汽車庫,兩邊為自行車庫。地面以上共有8棟6層的住宅公寓。

設計根據不同的情況,分別采用不同的樁型,主要使用的樁型為：

直徑426 mm沉管灌注樁；

樁徑800 mm的人工挖孔灌注樁,要求單樁豎向承載力特征值不小于2 300 kN；

樁徑1 100 mm的人工挖孔灌注樁,要求單樁豎向承載力特征值不小于4 200 kN。

樁基施工完成后,根據建設單位提供的《樁基檢測報告》,部分區域的人工挖孔樁未達到設計要求。依據建設單位、勘察、設計、施工、監理、樁基檢測單位、質量監督站和專家會議的意見,按如下方案進行樁基加固：

1)中間地下車庫底下A1 100的大直徑人工挖孔樁按單樁豎向承載力特征值取2 300 kN進行樁基加固。

2)兩邊A800的人工挖孔樁分不同情況進行處理：

①Ⅰ類、Ⅱ類樁按不低于20%的比例進行高應變檢測承載力。

如果檢測結果的承載力特征值達到2 300 kN的要求,可以不進行樁基加固。

如果檢測結果的承載力特征值在1 400～2 300 kN之間,則按單樁承載力特征值取1 400 kN進行樁基加固。

如果檢測結果的承載力特征值低于1 400 kN,則統一按缺陷樁基本不考慮承載力進行樁基加固。

②Ⅲ類、Ⅳ類樁,則統一按廢樁不考慮承載力進行樁基加固。

3)加固采用A500的先張法預應力混凝土管樁。之所以采用管樁,是因為原來是采用人工挖孔樁,施工記錄可以清楚地顯示樁長和地基土的情況。管樁的實測樁長可以根據人工挖孔樁的施工記錄作為判斷進入持力層的依據。要求樁尖進入6-1層全風化砂巖不少于1.0 m,單樁豎向承載力特征值不小于500 kN。正式加固施工前應進行試打樁確認施工和設計參數。施工加固組織設計必須經現場監理工程師簽字認可,并報建設單位審核通過后方可實施。加固施工時,施工單位和監理單位均應加強管理,確保加固施工質量。

4)加固施工完成后須用可靠的動測法進行檢測,數量不少于總樁數的20%,并做靜載荷試樁,試樁位置根據打樁情況確定。

5)補樁完成后,經檢測能滿足設計要求。現在去現場查看,一切均好,地基基礎和上部結構沒有出現任何問題。

2.2 組合糾傾技術

某住宅樓由四個單元組成,為7層混凝土空心小砌塊混合結構。長49.4 m,寬11.2 m,建筑物高度19.6 m。采用淺埋筏板基礎,筏板厚度為300 mm。該樓在主體結構完工后進行裝修時,發現房屋有較大的傾斜,并且在繼續發展。最大傾斜率為10.8‰,平均傾斜率為8.8‰,已超過了現行規范的要求。

由于該住宅為混凝土空心小砌塊混合結構,基礎底板薄,整體剛度差。造成房屋嚴重傾斜的主要原因是由于淤泥層比較深厚,建筑物重心和基礎底板形心不重合,引起地基產生不均勻沉降。

綜合考慮各種因素,為確保成功和安全,選擇采用靜壓樁加固和水平掏土為主的組合糾傾技術。

采用錨桿靜壓樁對地基進行加固和托換,以減小房屋沉降。錨桿靜壓樁斷面尺寸為250 mm×250 mm,樁身混凝土強度等級為C30。根據現場條件確定樁的分段預制長度為2.0 m和1.5 m,并預制一些短樁。設計錨桿靜壓樁樁長由壓樁力和進入持力層深度雙重控制,以壓樁力控制為主,要求進入持力層深度不小于0.8 m,壓樁入土深度根據地質情況設計以16 m為主。壓樁力經現場試驗確定為至送樁面的壓樁力不小于160 kN,然后送樁。

考慮到沉降較大一側地基土體中附加應力較大,為了防止糾傾后繼續產生不均勻沉降,在布樁時,在沉降較大一側樁數適當增加。施工布樁時樁位應盡量靠近承重墻,樁中心距承重墻軸線為500 mm。

工程要求經糾傾后房屋的傾斜率必須在3‰以內。當沉降較大的一側所有錨桿靜壓樁壓樁結束后,先進行封樁,然后在沉降較少一側壓入防護樁,以防止“矯枉過正”,再在這一側采用土加荷反壓,靠近房屋基礎外緣挖豎井排水,在筏基下采用水平掏土等綜合措施,促使沉降產生。當房屋傾斜率調整到3‰以內時,鍥緊防護樁,并對基礎下水平掏土縫隙用壓力灌滿砂漿,完成地基的加固和房屋的糾傾工作。考慮到住宅樓較長,整體剛度較弱,在進行糾傾施工時,掏土在縱向應盡量同時進行,以避免或減小縱向的附加不均勻沉降。

本工程的加固設計及施工方案合理,簡便宜行,傳力明確,可控性強。糾傾后最大傾斜率為1.96‰,平均傾斜率1.65‰,均符合現行規范的要求。完工進行復測,房屋傾斜基本不變,直到現在一直保持穩定狀態。

2.3 錨桿靜壓樁加固法

某綜合樓原設計為4層鋼筋混凝土框架結構,原基礎設計采用A426錘擊沉管灌注樁。但建設單位擅自決定只建一層即可,故要求施工單位在施工過程中將基礎改為鋼筋混凝土獨立基礎和條形基礎。但在已施工完成首層的基礎時,建設單位又決定按原設計加建至4層。

根據地質勘察報告和對已建基礎進行開挖檢驗,發現基礎均埋置于粉質黏土層。勘察報告提供的地基承載力特征值fak=100 kPa,均不能滿足加建至4層時上部結構荷載傳至基底壓力的要求。因此,決定采用靜壓樁加固基礎,并考慮樁群、土、承臺的相互作用效應,充分利用已施工獨立基礎和條形基礎的地基承載力,作為樁基承載力的補充。

加固主要采用250 mm×250 mm靜壓方樁和300 mm×300 mm靜壓方樁,入土深度15 m,樁長13.5 m,實測基礎埋深為1.5 m。樁身混凝土強度等級C30。

驗算柱下樁基承臺的抗沖切、抗剪和抗彎承載力均滿足要求。

由于已施工房屋僅1層,靜壓樁反力不夠,因而先施工2～3層框架,待3層樓板施工完成后即可施工靜壓樁。采用樁入土深度和壓力表雙控制的方法,滿足設計承載力的要求。

樁嵌入承臺內長度為100 mm。壓樁孔內應采用C35微膨脹早強混凝土澆筑密實。壓樁施工應對稱進行。開鑿壓樁孔并將孔壁鑿毛清理干凈,壓樁孔將原承臺鋼筋割斷彎起,待壓樁后再焊接。楔形孔上部為350 mm×350 mm,下部為450 mm×450 mm。開鑿錨桿孔,應確保錨桿孔內清洗干燥后再埋設錨桿,并用粘結劑封固。各承臺應在壓樁完畢后焊接錨桿交叉鋼筋,清除壓樁孔內雜物,然后與樁帽一起澆筑C35微膨脹早強混凝土,厚度為500 mm(澆筑前周邊原承臺應鑿毛清洗干凈)。

該項目采用錨桿靜壓樁進行建筑物基礎的加固,效果較好,能迅速阻止建筑物的沉降,滿足承載力的要求,加固后地基變形較小；錨桿靜壓樁加固法施工時無振動,無噪音,操作場地小,設備簡單,操作方便,適應范圍很廣。

3 混凝土結構的適宜加固方法

3.1 體外預應力加固法

某商品房為4層框架結構，在主體結構完工時,發現2層的懸挑梁產生裂縫。在靠近支座附近有4根上大下小的垂直裂縫,最大裂縫寬度為0.4 mm,挑梁端下垂約5 mm。對該工程所有結構構件進行普查,未見其他異常現象。現場對混凝土構件的回彈檢測結果,也基本符合設計混凝土強度等級C25的要求。

經查閱設計及施工資料,發現已破損的懸挑梁構件混凝土澆筑和養護期間,氣溫較低。施工拆模時,混凝土強度等級估算只達到了設計強度的50%左右。因此，過早拆模使混凝土強度沒有達到設計要求,是開裂的主要原因。

經過多種加固方法的對比后,決定采用體外預應力加固法。通過對加固結構所新增的鋼筋施加預應力,可以產生與外載相反的等效荷載,抵消部分外載,如同卸載一般,使原結構在外載作用下產生的裂縫寬度、應變和應力等發生相反的變化,從而可減小原結構的應力水平和減小后加材料的應力滯后現象,達到充分發揮后加材料強度的目的。此外,由于預應力加固挑梁,因其新增的鋼筋及少許的截面高度均在梁頂,加固后對房屋凈空影響不大。挑梁加固新增預應力鋼筋為2Φ22,張拉控制應力取0.8fptk。施加預應力采用折線法。

加固后至今使用一切正常。體外預應力加固法,在經濟上費用省、造價低,且簡便易行,可以大量推廣應用。

3.2 置換混凝土的加固法

某商品房為地上12層,全現澆框架-剪力墻結構。建至5層時發現2層部分墻體和柱子的外觀顏色異常,檢測后確認混凝土實際強度明顯低于原設計強度C30,且低于規范下限要求。該結構除2層部分顏色異常的柱子和墻體外,其他各層墻柱的混凝土強度均滿足設計要求,事故是因為商品混凝土配比有誤。

根據現場實際情況,經多方案比較并協調有關各方意見,對結構2層存在混凝土強度缺陷的墻柱統一采用水泥基灌漿料表層等截面置換加固方法,并按以下兩階段分步實施。

階段Ⅰ：1)確認所有被加固混凝土墻柱的位置；2)在被加固墻柱周側及層1、3對應位置設鋼管安全支撐；3)剔除被加固柱子和墻體邊緣構件的低強周邊截面,整理外露配筋并清除表面粘連物；4)安裝模板,充分潤濕剔鑿面；5)在模板內澆筑強度不低于C50的水泥基灌漿料,全截面置換柱和墻體邊緣構件。

階段Ⅱ：1)確認置換柱子和墻體邊緣構件的灌漿料強度達到75%加固設計要求后,均勻剔除被加固墻體兩側及洞口內側的低強度表層,整理外露配筋并清除表面粘連物；2)清理剔鑿面疏松層,確認墻面剔鑿厚度；3)在兩片外露鋼筋網間增設拉結筋Φ8@ 600,與原拉結筋錯開間隔布置；4)安裝模板,充分潤濕剔鑿面；5)在模板內澆筑強度不低于C50 的水泥基灌漿料；6)確認置換材料強度達到75% 加固設計要求后,從上往下逐層拆除安全支撐。

經計算復核,階段Ⅰ剔鑿置換柱子和墻體邊緣構件時,墻段截面可承擔全部實際作用荷載；階段Ⅱ剔鑿置換墻體表層截面時,已置換的柱子和墻體邊緣構件可承擔相應全部實際作用荷載。此分期剔鑿施工選擇,主要與被加固墻柱的混凝土強度過低有關,可使構件之間的墻柱和先期置換的構件能先后作為安全支撐,并使墻柱兩側的鋼管支撐成為第二道安全防線。

墻柱加固后,各項承載力與耐久性不低于原設計要求；墻柱加固不改變結構外觀與使用面積；低強混凝土墻柱在加固施工中無新增變形與裂縫。

4 砌體結構的適宜加固方法

4.1 構造柱的加固

在多層砌體結構的商品房中,構造柱的作用是顯著的：加強房屋的整體性；增加結構的延性；加大房屋的側向變形能力,約束墻體,從而提高房屋的可靠性和抗震能力。

但是,現在的砌體結構施工時,仍存在著構造柱的一些明顯錯誤。

構造柱與墻體連接沒有按規范要求砌成馬牙槎。構造柱與墻體之間,沒有沿墻高設置2A6@500的水平拉結筋。構造柱的根部埋深不足。

對于以上構造柱的常見問題,必須按規范要求進行加固處理,滿足抗震構造要求。

4.2 鋼筋網水泥砂漿面層加固法

某商品房為6層砌體結構,在剛剛建成后橫墻就產生正八字斜裂縫,最大寬度10 mm。經現場勘查和分析,應該是溫度產生的裂縫為主。故決定采用鋼筋網水泥砂漿面層加固法進行處理。

水泥砂漿強度為M15,厚度為45 mm。鋼筋網采用Φ8@150×150。采用雙面加固,用S形Φ6鋼筋以鉆孔穿墻對拉,間距為300 mm,呈梅花狀布置。鋼筋網砂漿面層應深入地下,埋深不小于500 mm,地下厚度擴大為150 mm。

采用鋼筋網水泥砂漿面層加固法,雖然使房屋面積稍有減小,但是平面外抗彎強度有較大幅度提高,平面內抗剪強度和延性提高較多,墻體抗裂性有較大幅度的改善,因此可以在砌體結構的加固中推廣使用。

5 結 語

1)地基基礎根據不同的情況,可以采用靜壓預應力管樁和錨桿靜壓樁進行加固。

2)混凝土結構的加固建議采用體外預應力和置換法進行加固。

3)砌體結構分不同情況,采用構造柱的加固和鋼筋網水泥砂漿面層加固是相對比較適宜的加固方法。

Suitable Reinforcement Method of the Newly-Built Commercial Housing

WuTao1,YiXinfu2

2016-10-08

吳韜(1991—),男，浙江杭州人，助理工程師，從事公路工程管理工作。

TU746.3;TU472.3

B

1008-3707(2016)12-0012-04