某宿舍樓混凝土構件的變形分析及加固

徐冬保  劉剛

鄭州市振興建筑安裝工程有限公司  鄭州市正巖建設有限公司

1、引言

    長期以來人們通常都認為混凝土是一種特有的耐久性材料，用混凝土建造的建筑物或構筑物具有使用壽命長無需維護的特點。但是在長期的工程實踐中人們發現，在很多情況下，鋼筋混凝土結構由于各種原因而遭受的破壞也是想當迅速而且嚴重的。究其原因，主要包括人為和自然因素的影響兩類。

    (1)人為因素的影響

    如結構設計失誤、材料配方錯誤，施工與維護質量低劣，或者使用環境、荷載條件比設計時預計的差等。使得建筑物處于高溫、潮濕、腐蝕、超載等惡劣的使用環境下，從而影響了建筑物的耐久性和使用壽命。

    (2)自然災害的影響

    建筑物在遭受地震、爆炸、火災等災害的破壞，均將會使結構受到災難性的損害。如遭受地震時，地表發生沉降、傾斜以及水平變形，從而使得建筑物或構筑物的基礎沉降不均勻，嚴重的會出現構件開裂和坍塌的后果。

    由于各種因素影響，國內外都出現了相當多的混凝土結構物沒有達到預期的使用年限而過早破壞的實例。因此，為了延長鋼筋混凝土結構的使用，必須對其變形進行分析，并對老化和損傷的建筑物進行加固和修復。

2、混凝土構件的加固與修復

    建筑物在長期使用過程中將逐漸破壞，以致喪失其功能。在我國有為數眾多的鋼筋混凝土結構面臨急待維修、加固甚至重建的嚴峻現狀。合理有效地開展鋼筋混凝土結構的加吲和修復工作將具有很大的經濟與社會意義。

    (1)加固與修復的工作程序

    鋼筋混凝土結構的加固和修復工作由于在已有建筑特定的環境中進行，因此它比新建房屋更復雜、更困難。一般加固與修復工程的工作程序可分為以下幾個步驟：①加固前的鑒定；②)加固和修復方案的確定；③進行加固設計；④加固施工；⑤加固工程驗收。

    (2)常用的加固方法

    ①增大截面加固法：通過加大混凝土和鋼筋截面的截面積，達到提高截面承載力和剛度的目的。②外包鋼加固法：是在結構構件四周包以型鋼的方法，分為干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。該方法能夠在基本上不改變原構件截面積尺寸的情況下，大幅度地提高其承載力。③外部粘鋼加固法：外部粘鋼加固法是用結構膠把鋼板粘貼在構件表面上的一種加固方法，該方法可以提高被加固構件的抗彎、抗剪能力，限制裂縫的發展。④預應力加固法：采用外加預應力鋼拉桿和撐桿，對結構進行加固的方法。⑤增加支點法：通過增設支點(柱或托架)，來改變結構傳力途徑的一種加固方法，該方法可以減少結構構件的計算跨度，提高其承載能力。

    另外，還有一些常用的加固修復的方法，如托梁技枉法、化學灌漿法等等。

3、工程事故處理實例

    (1)工程概況

    某宿全樓建筑面積400m²,為6層磚結構，因地表下6m深為淤泥質粘土，地基承載力為50KP：，以下持力層為粉質粘土，地基承載力設計值為l00KP2，本工程設計采用睡擊沉管夯擴樁，樁徑為巾377mm，樁長約8m．樁基施工完成經應變動態檢測基樁身完整性，存在以下問題①73#樁為斷樁(距樁頂測試面2m左右)②#16、#28樁身中段偏下縮徑③#l09、#l98樁長不夠。

    (2)事故原因

    ①#73、#74樁相距僅為0.9m，當#73樁施工完成后，接著施工#74樁，由于擠土效應，把#73樁擠壓切斷，造成斷樁。②#16、#28、#40樁系夜間施工，由于拔管速度過快，造成樁身縮徑。③#109、#198樁系樁管未進入持力層，造成樁長不夠。

    (3)處理方法

    ①#74斷樁附近補挖人工樁根、樁徑Ф800m，樁長為4m。并將斷樁挖至斷裂處，用C30混凝土澆至墊層底面。②采用擴大基礎面積，利用樁土共同承受上部荷載。

    本工程已竣工交付使用近5年，目前未發現基礎有不均勻沉降趨勢。

5、結論

    鋼筋混凝土構件變形破壞分為多個階段，在設計和使用時考慮到鋼筋屈服之前較為合適。對于一些重要鋼筋混凝土構件，應以混凝土開裂前作為其安全工作條件。

    對于出現老化和損傷的鋼筋混凝土構件進行加固和修復，是目前國內外的突出問題。對結構加固理論、加固材料、加固技術的研究，越來越受到土木工程界的關注。對因設計失誤、施工錯誤、外部地震等因素造成損傷的結構或構件的加固或修復，對國民經濟的發展具有極大的經濟和現實意義。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)