红云项目地下室负一层柱加固施工方案66.docx
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红云项目地下室负一层柱加固施工方案66
混凝土独立柱加固施工方案
第一节编制依据与说明
1编制依据
1、混凝土结构加固设计规范GB50367-2013
2、建筑结构加固工程施工质量验收规范GB50550-2010
2编制说明
现场观察发现,地下室负一层轴号A-22交轴号A-k独立柱离地2m处存在薄弱层,表层混凝土存在蜂窝且观察蜂窝内部为砂粉状的现象;出于结构安全考虑,现对该部位混凝土进行凿除,采用比原砼等级标号高一等级的混凝土进行重新浇筑加固补强。
第二节工程概况
1项目概况
红云化工厂B标段位于广州市白云区,总建筑面积为309770.77㎡,包括11栋32层、2栋24层住宅,一至三层地下室,公建配套,小学和幼儿园。
工程名称
红云化工厂项目B标段总承包工程
建设地点
广州市白云区同宝路146号,红云化工厂旧址
建设单位
广州市宏胜房地产开发有限公司
设计单位
广州城建开发设计院有限公司
施工单位
中建三局第一建设工程有限责任公司
监理单位
广州市越秀地产工程管理有限公司
项目效果图
2结构说明
2.1现场图纸位置
独立柱加固平面示意图
2.2上部荷载结构说明
独立柱上部做法示意
3现场现状说明
现场需加固补强独立柱为:
地下室负一层轴号A-22交轴号A-k;该独立柱混凝土强度等级为C40,截面尺寸为500mmx600mm,独立柱净高3.750m。
根据现场观察该独立柱离地面2m起至大约400mm高度部位砼表面蜂窝并有局部碎裂掉灰现象;结构完成后,已对同批次浇筑砼独立柱进行现场回弹批量检测,检测结果合格。
目前自发现后已进行搭设架体回顶卸荷处理
现场结构现状
第三节加固工艺施工
1加固工艺及要求
采用置换混凝土加固法。
根据规范构造要求:
1、置换用混凝土强度等级应比原构件混凝土提高一级;2、混凝土置换深度要求:
梁、柱采用人工浇筑时,不应小于600m。
现场采用强度等级为C45膨胀混凝土,凿除松散及粉砂状表面混凝土直至露出石子且凿除深度不得小于600mm,凿除表面应充分粗糙且不松散。
2施工安排
针对独立柱砼质量分析,查看相关施工日志,对同一批次浇筑的独立柱进行现场实体砼回弹检测;对该批次的独立柱进行批量检测,对不达标柱子进行标记加固处理。
对独立柱加固包括沉降变形监测、回顶卸荷、加固施工、后续变形监测。
3变形监测
根据现场要求,施工过程中需对结构变形量进行监测,监测方法:
于缺陷混凝土界面往下500mm沿独立柱设置4个监测点,通过测量板底至监测点的距离进行变形量的动态监测,每隔15min记录一组数据,直至砼浇筑完成;沉降报警值为1mm,控制值取3mm。
砼浇筑完成后每隔1天监测一次,直至砼达到设计强度;当数据无明显变化时,可适当延长监测间隔时间。
监测应多选取周边柱子进行。
4回顶卸荷施工
回顶卸荷主要采用φ48.3x3钢管立杆,每个梁节点12根,梁节点立杆回顶需在负一层板柱帽范围内,通过钢管立杆传递上部梁受力传递至基础承台,立杆距离独立柱边线不大于300mm;负一层板柱帽部分采用套扣式架体回顶,纵横间距取900mmx900mm;独立柱周围一跨采用套扣架体搭设回顶,立杆纵横间距1050mmx1050mm。
5加固施工
5.1工艺流程
5.2施工要点
序号
工序
施工要点
1
现场勘查
同批次浇筑砼回弹批量检测;观察结构情况,大概确定需施工范围
2
搭设安全支撑及工作平台
1、采用套扣架体进行搭设,需搭设两层架体卸荷,考虑独立柱受力情况,架体搭设范围由独立柱周边一跨。
2、梁节点搭设立杆回顶。
3、架体搭设上部与板底连接紧密,不能留有空隙。
3
剔除局部混凝土
1、凿除松散及粉砂状表面混凝土直至露出石子且凿除深度不得小于600mm,凿除表面应充分粗糙且不松散。
2、凿除至缺陷边缘后,再向边缘外沿清除一段不小于50mm的长度。
3、为保证砼浇筑密实,上部界面宜剔凿成斜口。
4、剔除过程中不得损伤钢筋以及无需置换的混凝土。
4
钢筋检查除锈及增补
凿除局部混凝土后检查钢筋质量以及是否受弯情况,如无,则清理灰尘即可。
如存在受弯情况,则需要增补钢筋加强。
5
界面处理
界面冲刷干净,干燥后,重新涂刷界面处理剂
6
支模
沿柱边支模,支模高度投料口形成喇叭口,喇叭口高度需超过浇筑混凝土高度。
采用方圆扣或者步步紧固定。
7
混凝土浇筑
混凝土浇筑过程随浇随捣实,浇筑高度需高出缺陷面高度;后期拆模时将喇叭口处混凝土剔除。
8
养护
及时养护,养护不得小于14天
6架体拆除要求
1、先拆除负二层支模架体,后拆除负一层架体。
2、架体拆除遵守先支后拆,后支先拆原则。
第四节验收要求
1、各工序隐蔽验收、交接验收质量合格。
2、新置换混凝土的浇筑质量不应有严重缺陷及影响结构性能或使用功能尺寸偏差。
3、新旧混凝土结合面粘合质量应良好。
4、实时对沉降变形量监测,监测值不超要求。
第五节注意事项
1、严格落实过程中隐蔽验收项目,包括钢筋的牌号,间距,质量外观。
2、新旧混凝土交界位置凿毛质量以及界面剂涂刷质量。
3、支撑架体搭设后,过程中变形观察。
第六节
支撑架体搭设设计
1梁节点支撑设计
按每个梁节点分别承受500KN;现每一梁节点采用12根立杆,布设在负二层柱帽范围以内,沿梁跨方向4排,每排3根;负二层顶部及底部采用钢板保证立杆顶部平整均匀受力。
2板支撑架体设计
采用套扣架体搭设,立杆的纵横间距为1050mmx1050mm,步距为1200mm,采用顶托传递受力。
由于现场板结构砼已达到设计强度,根据计算书可采用小梁直接受力。
3梁支撑架体设计
梁两侧立杆间距为900mm,梁底增加立杆数为1根,沿梁跨度方向间距700mm,采用顶托传递受力;由于现场梁结构砼已达到设计强度,根据计算书可采用小梁直接受力。
第七节计算书
1梁节点支撑计算
按每个梁节点分别承受500KN;现每一梁节点采用12根立杆,沿梁跨方向4排,每排3根;顶部及底部采用钢板保证立杆顶部平整均匀受力。
立杆验算
立柱钢管截面类型(mm)
Ф48×3.2
立柱钢管计算截面类型(mm)
Ф48×3
钢材等级
Q235
立柱截面面积A(mm2)
424x12
立柱截面回转半径i(mm)
15.9
立柱截面抵抗矩W(cm3)
4.49
抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
支架自重标准值q(kN/m)
0.15
支架立柱计算长度修正系数η
1.1
1、长细比验算
l01=hˊ+2a=600+2×500=1600mm
l0=ηh=1.1×1200=1320mm
λ=max[l01,l0]/i=1600/15.9=100.629≤[λ]=150
满足要求!
2、立柱稳定性验算
顶部立柱段:
λ1=l01/i=1600.000/15.9=100.629
查表得:
φ=0.588
不考虑风荷载:
N1=500kN
f=N1/(ΦA)=500000/(0.588×424x12)=167.13N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
非顶部立柱段:
λ=l0/i=1320.000/15.9=83.019
查表得,φ1=0.704
不考虑风荷载:
N=125KN+1×γG×q×H=500KN+1×1.35×0.15×4.5=500.912kN
f=N/(φ1A)=500.912×103/(0.704×424x12)=140.61N/mm2≤[σ]=205N/mm2
满足要求!
2板支撑架体计算书
根据现场情况,板支撑架体分担部分板面附加荷载,板面部分附加荷载根据负一层板厚,采用200mm后砼荷载换算计算分担,其他荷载则通过梁传递至立杆至基础承台,
板模板(套扣式)计算书
计算依据:
1、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
2、《建筑施工承插型套扣式钢管脚手架安全技术规程》DBJ15-98-2014
3、《建筑施工承插盘扣式钢管支架安全技术规范》JGJ231-2010
4、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
6、《钢结构设计标准》GB50017-2017
一、工程属性
新浇混凝土楼板名称
B2,标高9.00m
新浇混凝土楼板板厚(mm)
200
模板支架高度H(m)
4.5
模板支架纵向长度L(m)
40
模板支架横向长度B(m)
30
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板
0.1
面板及小梁
0.3
楼板模板
0.5
模板及其支架自重
0.75
混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k(kN/m2)
2.5
模板支拆环境是否考虑风荷载
否
三、模板体系设计
主梁布置方向
平行立柱纵向方向
立柱纵向间距la(mm)
1050
立柱横向间距lb(mm)
1050
水平拉杆步距h(mm)
1200
顶层水平杆步距hˊ(mm)
600
支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离a(mm)
500
小梁间距l(mm)
250
小梁最大悬挑长度l1(mm)
100
主梁最大悬挑长度l2(mm)
100
荷载系数参数表:
正常使用极限状态
承载能力极限状态
抗倾覆
可变荷载的组合值系数φc
1
0.9
-
可变荷载的分项系数γQ
1.5
1.4
-
永久荷载的分项系数γG
1.3
1.35
-
结构重要性系数γ0
1
设计简图如下:
模板设计平面图
纵向剖面图
横向剖面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度t(mm)
20
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
16.83
面板抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.5
面板弹性模量E(N/mm2)
9350
面板计算方式
三等跨连续梁
按三等跨连续梁,取1m单位宽度计算。
W=bh2/6=1000×20×20/6=66666.667mm3,I=bh3/12=1000×20×20×20/12=666666.667mm4
承载能力极限状态
q1=γ0×[1.35×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×φc×Q1k]×b=1×[1.35×(0.1+(24+1.1)×0.2)+1.4×0.9×2.5]×1=10.062kN/m
q1静=γ0×[γG(G1k+(G2k+G3k)h)]b=1×[1.35×(0.1+(24+1.1)×0.2)]×1=6.912kN/m
q1活=γ0×(γQ×φc×Q1k)×b=1×(1.4×0.9×2.5)×1=3.15kN/m
正常使用极限状态
q=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h)+γQ×φc×Q1k)×b=(1.3×(0.1+(24+1.1)×0.2)+1.5×1×2.5)×1=10.406kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
Mmax=0.1q1静L2+0.117q1活L2=0.1×6.912×0.252+0.117×3.15×0.252=0.066kN·m
σ=Mmax/W=0.066×106/66666.667=0.994N/mm2≤[f]=16.83N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677ql4/(100EI)=0.677×10.406×2504/(100×9350×666666.667)=0.044mm
νmax=0.044mm≤min{250/150,10}=1.667mm
满足要求!
五、小梁验算
小梁类型
矩形木楞
小梁截面类型(mm)
50×100
小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
12.87
小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.386
小梁截面抵抗矩W(cm3)
83.333
小梁弹性模量E(N/mm2)
8415
小梁截面惯性矩I(cm4)
416.667
小梁计算方式
二等跨连续梁
q1=γ0×[1.35×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×φc×Q1k]×b=1×[1.35×(0.3+(24+1.1)×0.2)+1.4×0.9×2.5]×0.25=2.583kN/m
因此,q1静=γ0×1.35×(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=1×1.35×(0.3+(24+1.1)×0.2)×0.25=1.796kN/m
q1活=γ0×1.4×φc×Q1k×b=1×1.4×0.9×2.5×0.25=0.787kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
M1=0.125q1静L2+0.125q1活L2=0.125×1.796×1.052+0.125×0.787×1.052=0.356kN·m
M2=q1L12/2=2.583×0.12/2=0.013kN·m
Mmax=max[M1,M2]=max[0.356,0.013]=0.356kN·m
σ=Mmax/W=0.356×106/83333=4.272N/mm2≤[f]=12.87N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
V1=0.625q1静L+0.625q1活L=0.625×1.796×1.05+0.625×0.787×1.05=1.695kN
V2=q1L1=2.583×0.1=0.258kN
Vmax=max[V1,V2]=max[1.695,0.258]=1.695kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×1.695×1000/(2×50×100)=0.509N/mm2≤[τ]=1.386N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
q=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h)+γQ×φc×Q1k)×b=(1.3×(0.3+(24+1.1)×0.2)+1.5×1×2.5)×0.25=2.667kN/m
挠度,跨中νmax=0.521qL4/(100EI)=0.521×2.667×10504/(100×8415×416.667×104)=0.482mm≤[ν]=min(L/150,10)=min(1050/150,10)=7mm;
悬臂端νmax=ql14/(8EI)=2.667×1004/(8×8415×416.667×104)=0.001mm≤[ν]=min(2×l1/150,10)=min(2×100/150,10)=1.333mm
满足要求!
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁截面类型(mm)
Ф48×3.2
主梁计算截面类型(mm)
Ф48×3
主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁截面抵抗矩W(cm3)
4.49
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁截面惯性矩I(cm4)
10.78
主梁计算方式
三等跨连续梁
可调托座内主梁根数
2
主梁受力不均匀系数
0.6
1、小梁最大支座反力计算
q1=γ0×[1.35×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×φc×Q1k]×b=1×[1.35×(0.5+(24+1.1)×0.2)+1.4×0.9×2.5]×0.25=2.651kN/m
q1静=γ0×1.35×(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=1×1.35×(0.5+(24+1.1)×0.2)×0.25=1.863kN/m
q1活=γ0×1.4×φc×Q1k×b=1×1.4×0.9×2.5×0.25=0.787kN/m
q2=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h)+γQ×φc×Q1k)×b=(1.3×(0.5+(24+1.1)×0.2)+1.5×1×2.5)×0.25=2.732kN/m
承载能力极限状态
按二等跨连续梁,Rmax=1.25q1L=1.25×2.651×1.05=3.479kN
按二等跨连续梁按悬臂梁,R1=(0.375q1静+0.437q1活)L+q1l1=(0.375×1.863+0.437×0.787)×1.05+2.651×0.1=1.36kN
主梁2根合并,其主梁受力不均匀系数=0.6
R=max[Rmax,R1]×0.6=2.087kN;
正常使用极限状态
按二等跨连续梁,R'max=1.25q2L=1.25×2.732×1.05=3.585kN
按二等跨连续梁悬臂梁,R'1=0.375q2L+q2l1=0.375×2.732×1.05+2.732×0.1=1.349kN
R'=max[R'max,R'1]×0.6=2.151kN;
采用集中力按中均分布置及作用梁端两种计算模型分析,按三等跨连续梁计算简图如下:
主梁计算简图一
主梁计算简图二
2、抗弯验算
主梁弯矩图一(kN·m)
主梁弯矩图二(kN·m)
σ=Mmax/W=0.92×106/4490=204.81N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
3、抗剪验算
主梁剪力图一(kN)
主梁剪力图二(kN)
τmax=2Vmax/A=2×5.843×1000/424=27.561N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
4、挠度验算
主梁变形图一(mm)
主梁变形图二(mm)
跨中νmax=3.100mm≤[ν]=min{1050/150,10}=7mm
悬挑段νmax=1.051mm≤[ν]=min(2×100/150,10)=1.333mm
满足要求!
5、支座反力计算
承载能力极限状态
图一
支座反力依次为R1=5.611kN,R2=9.37kN,R3=9.645kN,R4=4.592kN
图二
支座反力依次为R1=5.087kN,R2=9.522kN,R3=9.522kN,R4=5.087kN
七、可调托座验算
荷载传递至立柱方式
可调托座
可调托座承载力容许值[N](kN)
40
按上节计算可知,可调托座受力N=9.645/0.6=16.075kN≤[N]=40kN
满足要求!
八、立柱验算
立柱钢管截面类型(mm)
Ф48×3.2
立柱钢管计算截面类型(mm)
Ф48×3
钢材等级
Q235
立柱截面面积A(mm2)
424
立柱截面回转半径i(mm)
15.9
立柱截面抵抗矩W(cm3)
4.49
抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
支架自重标准值q(kN/m)
0.15
支架立柱计算长度修正系数η
1.1
1、长细比验算
l01=hˊ+2a=600+2×500=1600mm
l0=ηh=1.1×1200=1320mm
λ=max[l01,l0]/i=1600/15.9=100.629≤[λ]=150
满足要求!
2、立柱稳定性验算
顶部立柱段:
λ1=l01/i=1600.000/15.9=100.629
查表得:
φ=0.588
不考虑风荷载:
N1=Max[R1,R2,R3,R4]/0.6=Max[5.611,9.522,9.645,5.087]/0.6=16.075kN
f=N1/(ΦA)=16075/(0.588×424)=64.477N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
非顶部立柱段:
λ=l0/i=1320.000/15.9=83.019
查表得,φ1=0.704
不考虑风荷载:
N=Max[R1,R2,R3,R4]/0.6+1×γG×q×H=Max[5.611,9.522,9.645,5.087]/0.6+1×1.35×0.15×4.5=16.986kN
f=N/(φ1A)=16.986×103/(0.704×424)=56.905N/mm2≤[σ]=205N/mm2
满足要求!
九、高宽比验算
根据《建筑施工承插型套扣式钢管脚手架安全技术规程》DBJ15-98-2014第6.1.5:
模板支撑架的高宽比不宜大于3
H/B=4.5/30=0.15≤3
满足要求,不需要进行抗倾覆验算!
3450mmx1000mm梁支撑计算书
计算依据:
1、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
3、《钢结构设计标准》GB50017-2017
4、《建筑施工承插型套扣式钢管脚手架安全技术规程》DBJ15-98-2014
一、工程属性
新浇混凝土梁名称
KL14
混凝土梁截面尺寸(mm×mm)
450×1000
模板支架高度H(m)
6
模板支架横向长度B(m)
30
模板支架纵向长度L(m)
40
梁侧楼板厚度(mm)
500
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板
0.1
面板及小梁
0.3
楼板模板
0.5
模板及其支架
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
混凝土梁钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.5
混凝土板钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k(kN/m2)
2.5
省份
广东
地区
广州市
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
非自定义:
0.295
地基粗糙程度
B类(城市郊区)
模板支架顶部距地面高度(m)
24
风压高度变化系数μz
1.294
风荷载体型系数μs
0.76
三、模板体系设计
新浇混凝土梁支撑方式
梁两侧有板,梁底小梁平行梁跨方向
梁跨度方向立柱纵距是否相等
是
梁跨度方向立柱间距la(mm)
700
梁两侧立柱横向间距lb(mm)
900
支撑架中间层水平杆最大竖向步距h(mm)
1200
支撑架顶层水平杆步距h'(mm)
1200
支架可调托座支撑点至顶层水平杆顶的距离a(mm)
500
新浇混凝土楼板立柱间距l'a(mm)、l'b(mm)
900、900
混凝土梁距梁两侧立柱中的位置
居中
梁左侧立柱距梁中心线距离(mm)
450
梁底增加立柱根数
1
梁底增加立柱布置方式
按梁两侧立柱间距均分
梁底增加立柱依次距梁左侧立柱距离(mm)
450
梁底支撑小梁最大悬挑长度(mm)
100
梁底支撑小梁根数
5
梁底支撑小梁间距
112
每纵距内附加梁底支撑主梁根数
1
设计简图如下:
平面图
立面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度t(mm)
15
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
面板抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.5
面板弹性模量E
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- 红云 项目 地下室 一层 加固 施工 方案 66