某地下室结构加固处理方案(初稿)

1某地下室结构加固处理方案(初稿)一、简述工程为13层框剪住宅楼，桩上承台基础，地下室为一层，建筑物总高约为45米，宽约21米，长约65米；地下室分为两次施工，即主楼与车库从后浇带处分开后两次施工，现主楼框架结构到第九层，车库部份土方工程完成，尚未全面进行施工；基础承台混凝土为C35，剪力墙及柱为C40，地下室混凝土抗渗等级为S6，地下室层高为3.7米。在进行地下室剪力墙及框架柱混凝土施工试块试验后，所取的两组混凝土试件抗压强度有一组因离散性过大不能代表该部位混凝土的强度评定，而另一组试件不能达到设计强度，因此，决定对该层混凝土进行现场原位检测后评定，该层混凝土强度不能达到设计要求，应对该层结构进行补强处理。二、原因分析通过综合分析，致使该部位混凝土强度达不到设计要求主要存在以下几方面的原因：1、原材料不能满足现行国家规定的相关标准值，如砂的含泥量、石子的抗压强度等；2、施工方案上的失误，主要表现在混凝土的运输；该分部工程的混凝土通过现场集中搅拌后，采用拖拉机装载运至200多米外的施工浇灌点进行浇灌；3、配合比的使用；因为该配合比按该建设项目的其他施工单位出具的配合比进行配制，对砂、石料的分析不应按同一标准执行；4、现场施工工艺上的影响，如振捣程度、方法等；5、其他，如浇灌方式，气温，养护条件、计量等。通过对施工资料及试验报告等的检查和复核，该批混凝土由本工程处在同2一建设项目的多层项目部运至本施工点，因此，决定再次对本工程的地下室混凝土的构件增大检测面、点进行检测，三、补强措施通过全面的分析比较，决定采用“增大截面法”对地下室的构件进行补强。根据钢筋混凝土结构的工作原理及相关特性，重点对地下室部份的框架柱和电（楼）梯间剪力墙进行补强，柱子的具体处理方法如图一所示，剪力墙上柱处理方法如图二所示。图一图二四、加固方案根据目前施工进度分析，目前结构的荷载约为设计总荷载的40-60%，对结构的加固补强有一定的影响，原结构存在一定的压缩变形，同时原结构混凝土基本完成收缩变形；而目前的加固工作不可能采取卸荷加固，通过ANSYS有限元分析，这种二次组合结构在结合面的剪应力可能较大，新旧材料能否共同工作，关键在于结合面的剪应力能否有效地传递，为保证新旧混凝土共同工作的可靠性，在设计时需对结构的结合面进行抗剪验算的时同，并在施工工艺上采取如下措施：31、设计时采用封闭式箍筋，使结合面抗剪承载力有效地提高；2、对旧结合面表面采用凿糙处理，主要是剔出表层光滑的砂浆层；3、控制新浇混凝土的水灰比和坍落度；新浇的混凝土强度愈高、水灰比和坍落度愈小，则结合面粘结力量就愈大，因此新浇混凝土将采用低流动性、水灰比小、高强度的混凝土，并在混凝土中加入适量的微膨剂；4、采用附着式或小直径振动棒进行振动，并在构件全高范围内分两次浇灌经保证混凝土的浇灌密实性，在第一次与第二次混凝土浇灌接口采用小喇叭口状，以保证混凝土可靠、良好的连接；5、加强养护工作，混凝土浇灌完毕8小时后，采用草席包裹，结合天气情况进行养护,养护时间不少于14天。五、计算（一）柱子加固计算：因篇幅所限，取结构实体中的中柱进行计算，设柱原截面为550*550mm2，原配筋为16Φ20，L0/b=3100/550=5.64，则：ψ=1.01、按原设计求得原承载力：Νu=ψ（fcАc+fyAs）=1.0（19.5*302500+310*5027）/1000=7457KN2、现实际承载力：现混凝土强度等级按C20进行计算，则：Νu2=ψ（fcАc+fyAs）=1.0(10*302500+310*5027)/1000=4583KN3、按图示一进行加固，拟选用16Φ18钢筋，C45混凝土，则：Ac1=550*550=302500mm24Ac2=750*650-302500=185000mm2因本工程为新建工程，如前所述，按目前荷载达到总设计荷载的40%进行计算，则柱子的受荷为7457*40%=2983KN4583KN，说明结构目前处于安全，按此求现混凝土应力水平指标：ß=Nk/Ac1fck=2983*103/302500*10=0.99通过上述计算，其应力水平指标已达到0.99，根据混凝土轴心受压的应力应变为抛物线关系，如下图所示：新旧材料应力——应变关系通过上式的计算，说明混凝土的压缩变形差不多达到其极限，但这种推理显然不成立，因为现主体结构完全处于安全状态，由此只能说明目前荷载未达到设计总荷载的40%或现混凝土强度应大于原检测后推定的混凝土强度等级，即fcC20。但目前受荷情况已达到40%，因此，只能说明现在混凝土构件的强度不应按C20进行计算，同时，根据混凝土的材料物理性能可知，混凝土的后期强度有所增加，因此，从检测的推定的值C23提高为C25比较合理，因此，通过上式计算，得：ß=Nk/Ac1fck=2983*103/302500*12.5=0.79根据混凝土工作原理和叠加原理，加固后的新旧混凝土应是同时工作的，但新加部份与原结构的应力有滞后现象，因此，应求得新加混凝土强度利用系5数：ɑαc=2√1-ß+ß-1=2√1-0.79+0.79-1=0.71同理，应同时求得新加钢筋强度利用系数：2×105αs=√1-0.71=0.7500×300加固柱承载力设计值为:N=Ψ(Ac1fc1+As1fs1+αcAc2fc2+αsAs2fy2)=1(302500×12.5+5027×310+0.71×4072×310+0.7×185000×21.5)=9020KN7457KN（满足）（二）结合面剪应力计算设箍筋采用四肢箍,选用φ10@200,通过计算，求得新旧混凝土的最大剪力差值，得：Vmax=58KN按如下公式求得：τ=1.15N/mm2按《混凝土结构设计规范》中规定，通过计算后求得：τu=2.97N/mm2τ=1.15N/mm2(满足)6地下室结构加固布置平面详附图。通过上述分析与计算，能达到原设计要求的。