淺談后澆帶處梁頂升工程的設(shè)計(jì)方案

張金峰 郭祥江 路恒

摘要：本文通過實(shí)例討論后澆帶處梁下?lián)袭a(chǎn)生的原因，根據(jù)下?lián)系脑?、原設(shè)計(jì)及現(xiàn)場實(shí)際情況提出梁頂升工程的處理方案。此方案通過專家論證及實(shí)際的頂升效果滿足了建筑物的原設(shè)計(jì)需求，對類似工程有非常重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：后澆帶；梁下?lián)?；頂?/p>

一 工程概況

某工程建筑面積約為15萬平方米，地下3層，地上主樓26層，裙房6層（局部7層），框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，裙樓為筏板基礎(chǔ)厚度為800mm。裙樓柱網(wǎng)為8400×8400mm。門廳位置為圓弧形式，局部柱網(wǎng)跨度達(dá)到11800mm，負(fù)一層、一層層高為5400mm，二層至四層層高為5000mm。下?lián)系牧簽榇瘟航孛娉叽鐬?00×950mm，主梁截面尺寸為400×1000mm。裙樓下?lián)狭禾幇搴穹謩e為250mm（負(fù)二層）150mm（負(fù)一層）200mm（一層至四層），此處梁板混凝土強(qiáng)度等級為C30，梁板受力鋼筋強(qiáng)度為HRB400。后澆帶類型為伸縮后澆帶。

二 后澆帶處梁板下?lián)袭a(chǎn)生情況及分析下?lián)袭a(chǎn)生的原因

發(fā)現(xiàn)梁下?lián)虾蠼?jīng)過對后澆帶處梁板進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)負(fù)一層頂、一層頂、二層頂、三層頂D-E軸中間后澆帶南側(cè)與15軸相交梁及相鄰現(xiàn)澆板下?lián)?，相鄰框架梁及板支座位置出現(xiàn)裂縫。該次梁負(fù)一層頂、一層頂、二層頂、三層頂分別下?lián)?1mm、55mm、42mm、36mm。主梁由于次梁的下?lián)隙a(chǎn)生了次應(yīng)力超過主梁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，主次梁交界地方出現(xiàn)了受扭裂縫，裂縫寬度小于0.3mm。由于板的下?lián)?，板與梁交界部位出現(xiàn)了裂縫，裂縫寬度大于0.5mm小于1mm。

經(jīng)相關(guān)部門及專家論證后認(rèn)為1、梁板下?lián)舷涤芍误w系出現(xiàn)問題。在腳手架周轉(zhuǎn)使用過程中，腳手架周轉(zhuǎn)過快，當(dāng)腳手架周轉(zhuǎn)到上層時(shí)，后澆帶并沒有澆筑，只是在后澆帶處留有部分支撐。2、后澆帶設(shè)計(jì)位置有問題。從原設(shè)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)由于后澆帶的設(shè)置使次梁有將近9m的懸挑，這種情況也加重了在支撐體系出現(xiàn)問題時(shí)梁下?lián)系某潭取?/p>

發(fā)現(xiàn)梁板出現(xiàn)下?lián)锨闆r時(shí)，裙樓已施工至5層，為了防止各層進(jìn)一步出現(xiàn)下?lián)锨闆r及新施工樓層出現(xiàn)類似問題，調(diào)整了腳手架支撐體系在施工過程的周轉(zhuǎn)，并對下面出現(xiàn)的下?lián)锨闆r的支撐體系進(jìn)行了加強(qiáng)，對后澆帶處梁位置采用型鋼鋼架進(jìn)行了加固，型鋼鋼架在各層山上下位置相同直至延伸至筏板基礎(chǔ)。進(jìn)過以上措施處理后，經(jīng)觀察和測量后澆帶處梁板沒有進(jìn)一步出現(xiàn)下?lián)锨闆r。

三 處理方案的論證及確定

經(jīng)過相關(guān)部門現(xiàn)場勘查及測量及設(shè)計(jì)單位對結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算，認(rèn)為此處的梁板結(jié)構(gòu)并沒有破壞，只是由于次梁的下?lián)蠈?dǎo)致主梁產(chǎn)生了附加應(yīng)力，從而致使梁、板產(chǎn)生了裂縫。如果采取有效的方案使次梁能夠達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)高，整個(gè)區(qū)域的附加應(yīng)力將會消失，再對裂縫進(jìn)行化學(xué)灌漿處理及對主梁進(jìn)行粘貼碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以上措施處理完成后在澆筑后澆帶，整個(gè)結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。

專家論證會中分別論證了以下幾個(gè)方案，并對每個(gè)方案的細(xì)節(jié)進(jìn)行了認(rèn)真討論?？傮w上有兩種處理方案，如下：

1.采用大直徑的鋼管從負(fù)一層往上頂升，（鋼管要計(jì)算確定，也就是用千斤頂固定在鋼管上頂緊負(fù)一層頂下?lián)狭旱亩瞬浚ê鬂矌帲@樣利用一層、二層、三層的支撐體系，頂升負(fù)一層梁頂時(shí)各層會頂起，直至各層達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.采用大直徑的鋼管從負(fù)一層往上頂升，（因?yàn)橐粚?、二層、三層、支撐體系的存在，從上往上頂）鋼管要計(jì)算確定，也就是用千斤頂固定在鋼管上頂緊三層頂下?lián)狭旱亩瞬浚ê鬂矌帲@樣從上而下逐層頂升，直至各層達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)高。

專家論證會中對以上兩種方案進(jìn)行了認(rèn)真的分析和討論，采用第一種頂升方案，因?yàn)橐粚?、二層、三層、支撐體系的存在，從上往上頂頂升的荷載較大，這就需要頂升力較大的千斤頂和直徑較大的鋼管，且各層下?lián)系某潭炔煌⒉皇巧蠈酉聯(lián)洗笙聦酉聯(lián)闲。@樣頂升過程中各層頂升高度不好確定，可能導(dǎo)致中間層頂升超過原設(shè)計(jì)標(biāo)高。不過此頂升的工期較短。

采用第二種頂升方案，由于頂升荷載比第一種頂升方案比較小，可以采用頂升力較小的千斤頂和直徑較小的鋼管，頂升過程中各下?lián)狭旱捻斏叨瓤梢院芎玫拇_定，施工精度較高，有利于控制梁頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高。頂升過程中對下層的產(chǎn)生的荷載可以采用從支點(diǎn)到頂升點(diǎn)的支撐鋼管來承受，這樣可以大大減低對下層的結(jié)構(gòu)影響。經(jīng)過專家的認(rèn)真分析和討論一直認(rèn)為采取第二種方法較為安全可靠，確定按照第二種方案進(jìn)行頂升處理。

由于需要頂升的有四層，每層有一根下?lián)狭?，根?jù)第二個(gè)方案每次頂升需要頂升一層一根下?lián)狭海孕枰捻斏Ы镯斒且慌_，根據(jù)下面的計(jì)算確定采用1000kN的千斤頂。每次頂升一層一根梁分為若干階段加荷頂升，每個(gè)階段頂升5mm，根據(jù)現(xiàn)場施工情況和每次下?lián)系某潭却_定頂升階段的次數(shù)。圖1為四層頂升布置圖，其它層同四層。

四、頂升計(jì)算

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009- 2010）進(jìn)行頂升荷載計(jì)算，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010- 2010）對裙樓框架梁進(jìn)行抗剪和受彎計(jì)算，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017- 2003）對頂升和支撐鋼管進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定鋼管尺寸。具體的計(jì)算結(jié)果如下：

1、結(jié)構(gòu)自重荷載計(jì)算：根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸，按開間4.5m，懸挑梁板9.7m以及板200mm厚，經(jīng)計(jì)算在梁端頂升1層結(jié)構(gòu)荷載自重291kN。考慮臨時(shí)支撐及其他附加荷載等不利因素荷載按310kN，3層共930kN。

驗(yàn)算梁抗剪承載力V

V=0.7ftbh0+1.25fyvAsv/S×h0

=0.7×2.01×400×880+1.25×210×（4×50.3）÷200×880

=727.5kN。

由上可知各層梁抗剪承載力大于頂升時(shí)1層結(jié)構(gòu)自重荷載，頂升一層結(jié)構(gòu)荷載各梁安全。

2、由于地下一層頂后澆帶還沒有澆筑，不能作為一層頂升支點(diǎn)，地下二層、地下三層頂此部位沒有梁也不能作為傳遞支撐點(diǎn)，故進(jìn)行

討論后決定采用從基礎(chǔ)頂起鋼管到地下一層頂梁支點(diǎn)處，各層鋼管與板頂緊，墊板采用1000×1000×20mm，且在頂緊位置采用位移計(jì)進(jìn)行變形控制。

3、根據(jù)計(jì)算荷載，選用頂升力500kN的千斤頂，可以滿足本次頂升需求。

4、頂升用鋼管和支撐用鋼管計(jì)算，鋼管按兩端鉸接小偏心受壓進(jìn)行計(jì)算，確定鋼管直徑和壁厚，地下三層至地下一層支撐鋼管選用325×6mm，一、二、三層頂升、支撐鋼管采用273×6mm，穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果符合壓桿穩(wěn)定。

5、下沉的梁在頂升時(shí)按兩端簡支對梁彎矩和剪力進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)計(jì)算框架梁頂升時(shí)內(nèi)力均小于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

6、局部承壓計(jì)算，頂升用鋼管兩端加墊450×450×20mm鋼板，經(jīng)計(jì)算混凝土局部承壓滿足要求。

五、分析和總結(jié)

通過對后澆帶處梁下?lián)显蚍治?、方案論證體會到后澆帶位置設(shè)計(jì)是防止后澆帶處梁板下?lián)系氖滓A段。一定要防止梁板懸挑過大。造成后澆帶處梁板下?lián)系闹饕蚴鞘┕ぶ兄误w系周轉(zhuǎn)過快，造成梁板的支撐體系缺失，從而導(dǎo)致質(zhì)量事故，所以在施工方案中一定要注意后澆帶處支撐體系的編制，以免造成結(jié)構(gòu)下?lián)?。本次頂升方案?jīng)專家周密論證得到了各方認(rèn)可，從而保證了此次頂升處理非常安全、順利地完成。

參考文獻(xiàn)：

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