关于中国建筑论文范文,与高层建筑地下室混凝土结构裂缝成因与加固处理相关毕业设计论文

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针对福建某商住楼工程,介绍了其地下室混凝土结构的施工方案,分析了其地下室上浮和底板、顶板及柱开裂的原因,并提出了加固处理方案,可供类似工程参考.

近年来,伴随着我国经济和建设水平的发展,建筑物地下室超长混凝土结构不断增多,一旦出现裂缝则将可能对建筑结构的使用性、耐久性、承载力等造成影响.本文结合福建某商住楼工程实例,分析了其地下室上浮和底板、顶板及柱开裂的原因

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1.工程概况

1.1施工情况

福建某商住楼工程,采用钢筋混凝土框架―剪力墙结构,建筑面积38500m2,地上二十九层,由南北两栋主楼构成.地下一层为车库,地下室结构连通为一整体,长约120m,宽约60m.地下室承台地梁、底板为C35S8抗渗砼,底板厚度为350mm,外墙混凝土强度等级为C35S8,外墙厚为300mm,地下室内剪力墙及柱砼强度等级为C40,顶板砼强度等级为C35S8,顶板厚为250mm,如图1所示.2009年7月28日地下室土方开挖,因地表水较多,开挖时间较长,采取了有效的排水降水措施,保证了地下室施工期间的质量及进度,于2009年12月25日顺利完成了地下室主体的结构施工.地下室共分三个施工段,以后浇带为段点,第一段从2#楼主楼到CC轴以南2.5m处后浇带,第二段为从CC轴到CM轴以南1m,第三段为1#楼主楼及人防区.2009年11月6日浇捣第一段底板,第二段底板于2009年11月10日浇捣底板,第三段底板2009年11月19日浇捣底板.第一段墙、柱、顶板于2009年12月8日浇捣,第二段墙、柱、顶板于2009年12月14日浇捣,第三段墙、柱、顶板于2009年12月25日浇捣.每段砼浇捣后派专人养护2周.地下室主体结构完成后,继续上0.000以上的主体,2010年7月15日1#、2#楼主体结构封顶.根据设计要求,后浇带待主体封顶14d后方可进行浇注,施工单位根据设计要求延期到封顶后46d（2010年8月31日）将后浇带封闭,后浇带采用C40S8抗渗砼.

1.2开裂情况

2010年12月下旬发现地下室中间段车库外剪力墙局部墙面有丝状渗水现象,个别柱出现丝裂缝,但底板未上浮（此时地下室顶板还未覆土）,且南北两主楼正常.发现此情况后,设计单位及时来到现场观察分析,认为可能是地表水太丰富所引起,决定外围挖降水盲井降水.到2011年2-4月,随雨量的增多,发现底板渐渐上浮,柱上下裂缝增多,外剪力墙丝裂缝加多,出现渗水痕迹,底板也局部出现渗水痕迹.用水平仪测量发现上浮量最大在8～15cm左右,特别是下雨后会出现明显上浮.根据这种情况,设计单位决定采用盲沟埋设600的涵管与市政下水道连通使地表水外排.5月初地下室顶板开始覆土,根据设计要求顶板覆土0.8m后,地下室底板开始慢慢下沉恢复.

2.地下室上浮开裂原因

因该商住楼地下室中间段处地势低洼地带,在暴雨过后造成大量积水,积水对该工程底板产生上浮力,导致地下室上浮,部分底板和柱开裂.具体分析如下：地下室顶板面的绝对标高为187m,地下室层高37m,顶板结构250mm厚,顶板上覆土800mm厚,底板结构350mm厚,下为100mm厚砼垫层.地下室垫层底绝对标高为：18.7-3.7-0.35-0.1等于14.55m.甲方提供的暴雨后地下室外稳定水位标高为17.819m,故地下室外稳定水位离地下室垫层底高度为：17.819-14.55等于3.269m.地下室最大负荷面积的柱网尺寸为：8.1m×7.8m.顶板主梁截面为450×800mm,次梁截面为350×600mm,底板主梁截面为450×800mm,柱截面尺寸为500×500mm.水容重为10kN/m3,土容重为18kN/m3,砼容重为25kN/m3,垫层容重为20kN/m3.不考虑桩的抗拔力,顶板上未覆土前主要依靠顶板、底板、梁柱等的恒荷载来抵抗地下室的水浮力.

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250厚顶板自重：0.25×r砼等于0.25×25等于6.25

图1、地下室结构平面示意图

图2、柱加固设计图

350厚底板自重：0.35×r砼等于0.35×25等于8.75

100厚垫层重：0.1×r垫等于0.1×20等于2

①合计：17kN/m2

顶板梁、柱、底板梁自重化为每平方米的恒荷载

②顶板梁自重：

0.35×（0.6-0.25）×（7.8+8.1）×25+0.45×0.8-0.25）×（7.8+8.1）×25等于147kN

柱自重:

0.5×0.5×（3.7-0.25）×25等于21.6kN

底板梁自重：

0.45×（0.8-0.35）×（7.8+8.1）×25等于80.5kN

顶板梁、柱、底板梁自重化为每平方米的恒荷载:

②合计：（147+21.6+80.5）/（8.1×7.8）等于94kN/m2

恒荷载抗浮水位高差为：

（①+②）/r水等于（17+3.94）/10等于2.09m<3.269m,不满足抗浮要求.

3.处理措施和修复加固方案

及时覆土.按设计要求,顶板上覆土800mm,考虑顶板上覆土800mm后地下室的抗浮水位高差为3.53m,大于3.269m,满足要求.

组织排水.让地表水有组织地排到附近的市政排水管,减小底板的水压力.具体措施是：沿地下室四周外侧开挖,设DN600的钢筋混凝土圆涵排水,每隔2m加设一个检查井.

混凝土底板加固.加固措施[1-3]：将裂缝处的表面混凝土凿开,并将整个板面凿毛,碎屑清除干净,在裂缝处灌注结构胶.然后板面绑扎@8@150双向钢筋,浇筑50mm厚C30细石混凝土.

混凝土外墙、边柱、顶板修复.修复措施[1-3]：凿除裂缝表面的混凝土,露出新鲜混凝土,清除灰尘,慢速、低压、连续灌注结构胶,确保结构胶注入裂缝细微部位.

混凝土中柱修复加固.对于裂缝宽度小于0.3mm的中柱,采用上述灌注结构胶的方法进行修复.对于裂缝宽度大于0.3mm的中柱,其柱顶采用外贴碳纤维布的方法加固,柱底采用外包型钢加贴碳纤维布的方法加固[1][4-5].加固设计如图2所示.

4.结语

对于地下室,特别是处低洼地势的单层地下室,设计和施工时应特别注意当地的气象条件,雨季时应考虑暴雨后地表水位差产生的上浮力,采取组织排水和及时覆土措施防止地下室上浮.

参考文献

[1]GB50367-2006.混凝土结构加固设计规范[S].

[2]林文修.混凝土结构加固方法与实施要点[M].中国建筑工业出版社.

[3]袁文阳.工程结构补强加固实用设计及典型实例[M].中国建筑工业出版社.

[4]王文炜.FRP加固混凝土结构技术及应用[M].中国建筑工业出版社.

[5]左成平.混凝土结构粘结加固设计与算例[M].中国建筑工业出版社.

（作者单位：厦门市建设工程质量安全监督站福建厦门361009）

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