工程建筑结构变形检测与加固应用研究

1、 . . 6/6建筑结构变形检测与加固应用研究摘要：本文从某多层框架结构检测和鉴定为例，从结构缺陷调查和分析、加固方法的选择等几个方面阐述了影响建筑加固质量的重要问题,分析了建筑加固设计的主要过程和方案选择,对建筑加固设计中的几个重点问题进行研究。关键词:结构检测，裂缝，加固方法，加固实例中图分类号： g267 文献标识码：a 文章编号：1工程概况某六层办公楼（图1），现浇钢筋混凝土框架结构，正交主次梁板楼盖，柱网为5.47.2m，柱下独立基础，基础埋深为1.8 m，持力层为亚粘土层。因临近建筑基坑降水影响，该办公楼基底持力层土的自重应力增加，引起基础不均匀沉降，使主体结构产生不均匀沉降变形，

2、上部结构构件开裂。为掌握该办公楼结构安全性现状，为工程事故处理与后期加固处理提供依据资料，对该楼进行了结构检测，并对可能出现的问题提出加固处理方案。图1 结构平面布置图2结构变形检测2.1主体结构的倾斜检测现场采用经纬仪对该楼上部结构的主要转角部位的倾斜情况进行投点法检测。结构倾斜测量结果表明:该楼各测点的倾斜测量结果在h/976-h/309围;2号测点的倾斜量超出现行民用建筑可靠性鉴定标准中的规定限值h/450;各测点倾斜方向基本一致，存在整体倾斜。2.2基础沉降的监测基础沉降监测成果整理见表1。表1 基础沉降监测数据地基沉降观测结果表明:在2009年3月12日2009年7月25日之间，该楼

3、沉降监测点18八个监测点的总沉降量在35.37至121.02 mm之间，不均匀沉降明显。2.3围护结构的检测该楼围护结构目前存在大部分墙体开裂并严重渗漏，裂缝形态主要呈对角斜裂缝、洞口斜裂缝与水平裂缝共三种类型，分布围主要为b-c轴的墙体处，宽度围为1.5-3.0 mm。周边地面开裂、下陷，首层地面多处存在裂缝与下陷。2.4上部结构的变形检查框架柱破损主要有两类:水平裂缝;倒八字斜裂缝。该两类裂缝出现于全部楼层，水平裂缝出现于框架柱中上部;倒八字斜裂缝出现于梁柱节点处。框架柱裂缝沿框架柱周圈分布，呈1-2道分布，裂缝宽度为0.05-0.55 mm。框架梁裂缝主要为两端正八字斜向裂缝和少部分跨中

4、竖向裂缝，出现于2-6层框架梁。斜向裂缝出现于框架梁的端部，呈多道分布，裂缝下端朝向框架柱，裂缝宽度为0.05-1.5 mm。框架梁竖向裂缝出现于跨中部位，裂缝从梁底向上延伸，裂缝宽度为0.05-0.5 mm。该楼楼板裂缝主要为板角处斜裂缝，出现于三层以上，裂缝宽度为0.1-0.3 mm，多处存在渗水。2.5结构检测数据分析据结构变形检查结果，该楼沉降变形较大的构件为框架柱与框架梁。按钻芯法检测混凝土强度技术规程，混凝土强度检测采用钻芯法检测，结果表明:该楼一层柱混凝土强度推定区间为12.5-16.9mpa；2-6层柱混凝土强度推定区间为6.8-12.7 mpa；2-6层梁混凝土强度推定区间为

5、6.8-13.5mpa。构件钢筋配置检测采用钢筋探测仪。结果表明:该楼抽检柱、梁、板的截面尺寸、纵筋配置与保护层厚度等满足设计要求。部分抽检梁、柱的箍筋间距不满足设计要求。该楼混凝土强度等级均低于c20，部分抽检梁、柱的加密区箍筋间距均大于150 mm。强度等级、梁柱加密区箍筋设置等构造措施不满足建筑抗震鉴定标准要求。3结构变形分析3.1基础结构变形分析根据上部结构变形检查结果判断，该楼梁柱裂缝、楼板裂缝、墙体裂缝所发生的位置具有较明显的集中特征，即该楼的中部区间的沉降裂缝相对较多、较密、程度较重。其主要原因是由于该楼临近基坑开挖引起土层变形和场地降水，导致该楼的地基基础出现了不均匀沉降。产生

6、框架构件破损(框架柱、框架梁与梁柱节点产生受弯裂缝、剪切裂缝)的主要原因是:由于框架柱发生不均匀沉降会引起主体结构力调整，当在构件中产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土在复杂应力状态下的薄弱节点处(梁支座附近、连续梁反弯点区段、梁柱节点)产生裂缝。由于上述部分沉降裂缝宽度较大，已影响结构的安全使用。楼板裂缝的主要原因是:梁柱的不均匀沉降引起楼板在平面外的变形，从而在楼板中产生拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土就会在刚度突变处或者截面最弱处(基本在板角、板边、框架梁的支座处、板跨中)开裂。综合结构变形检查结果，依据民用建筑可靠性鉴定标准(gb502921999)，该楼地基基础安全性

7、等级评为du级。3.2上部结构的分析与鉴定该楼1-6层大部分框架柱实配主筋和部分框架柱实配箍筋不满足现有荷载作用下的承载力验算要求;1-5层部分框架柱轴压比不满足规要求，按承载力评定为du级；部分柱箍筋加密区配置不满足抗震要求，按构造评定为cu级；存在明显竖向位移，已导致跨中与支座节点处开裂，故按不适于继续承载的位移或变形，且部分裂缝宽度为0.05-0.55mm，故按裂缝评定为du级。该建筑物围护系统外墙体存在开裂、外倾，导致、外墙面大面积外鼓、脱落与渗水，故围护结构单元安全性等级评定为d u级。根据以上评定结果，参照民用建筑可靠性鉴定标准，该楼结构安全性等级评定为dsu级。安全性严重不符合a

8、su级的要求，严重影响整体承载，必须立即采取措施。4加固处理方案该建筑地基基础存在较大的沉降差和梁柱节点严重开裂，此两种情况均涉与结构的整体性，故应进行整体加固。应先对地基基础的不均匀沉降进行纠倾处理，待沉降稳定后，对结构进行卸载，然后再进行梁柱节点的加固处理。由于该楼的不均匀沉降主要集中于楼体中部，且该楼基础为浅埋独立基础，经比较与考虑综合，故选择辐射井法进行纠偏。首先采用辐射井法取土，再采用注浆法增强地基整体性能。加固的主要步骤为:于该楼的中下部分的部位进行注浆处理;中下部分的注浆施工完成、观测稳定后，于该楼的左上角和右下角布置两个辐射井进行射水取土施工;左上角和右下角射水取土施工完成与观

9、测稳定后，再进行注浆处理。对于梁柱节点开裂，考虑裂缝宽度较大，故应先进行压力灌浆法封闭处理，以保证梁柱节点在加固后的整体受力要求。为提高其整体性与满足强柱弱梁的受力形式，拟采用钢板对节点施加钢套进行加固补强，钢套由四块梁柱端部l型钢板(由梁端部延伸至柱端部)和钢板箍组成。加固的关键步骤为:先对被加固构件进行卸荷，作好安全支撑;楼板开凿钢板箍洞口;钢板粘结面，必须进行除锈和粗糙处理;钢板与框架梁进行定位钻孔，埋设化学锚栓;用化学锚栓进行固定;钢板表面涂刷一层环氧胶泥。5结语建筑结构沉降变形鉴定应遵循其沉降规律由整体位移、围护结构变形、主体结构变形而逐步深入调查。尤其结构变形类型、分布、严重程度与原因分析对结构沉降变形鉴定有较大意义。对结构的工作性能、变形程度给予正确评定，有助于采用更合理的应对措施。本文也探讨了沉降引起的梁柱节点的加固处理方法，采用先修补裂缝、再施加钢套，重点保证梁柱节点的共同受力和强柱弱梁的受力方式。参考文献:1cecs032007，钻芯法检测混凝土强度技术规程s,2007.2gb500072011，建筑地基基础设计规s,2011.3gb5