摘要:近幾年,隨著建設(shè)工程和新型建材發(fā)展的突飛猛進(jìn),新型的施工工藝也層出不窮,組合樓板俗稱樓承板,就是目前興起的一種樓板類型,具體是指壓型鋼板不僅作為混凝土樓板的永久性模板,而且作為樓板的下部受力鋼筋參與樓板的受力計(jì)算,與混凝土一起共同工作形成組合樓板。組合樓板被應(yīng)用于房屋的插層時(shí)又如何檢測(cè)鑒定其安全性能呢?本文從結(jié)構(gòu)承載力的角度重點(diǎn)論述了組合樓板的鑒定方法和處理建議。
1、工程概述
受檢房屋原是倉庫,目前作為商務(wù)場(chǎng)所。原結(jié)構(gòu)是四層的鋼筋混凝土框架,平面為矩形,東西方向52.7m,南北方向29.9m,單層建筑面積1575m2。東西方向和南北方向的柱距均為6m。一層原層高為5.5m,使用后期在一層內(nèi)部標(biāo)高2.8m處進(jìn)行插層,形成層高分別為2.8m和2.7m的兩層,新增的插層結(jié)構(gòu)面積為1072平方米。一層用作辦公室和監(jiān)控中心,插層用作辦公室和職工宿舍。
根據(jù)委托方提供的資料顯示,要求插層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)活荷載為3.0kN/m2。根據(jù)施工方提供的插層方案可知,插層結(jié)構(gòu)采用鋼梁、混凝土壓型鋼板組合樓板的形式,主梁南北方向布置在原結(jié)構(gòu)框架柱之間,次梁東西方向布置在主梁上或者直接與原結(jié)構(gòu)框架柱相連接,壓型鋼板布置在次梁上。主梁間距6m,鋼梁規(guī)格H300×150×6.5×9mm;次梁間距2m,鋼梁規(guī)格H200×100×5.5×8mm;壓型鋼板0.8mm厚;混凝土總厚度90mm。組合樓板內(nèi)未設(shè)計(jì)放置任何鋼筋。委托方介紹,施工時(shí)樓板表面布置有鋼絲網(wǎng)(不是鋼筋網(wǎng))。施工單位的插層方案未提及主梁與原結(jié)構(gòu)的連接方式、壓型鋼板型號(hào)、壓型鋼板構(gòu)造措施、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等信息。
2、檢測(cè)目的、范圍和內(nèi)容
此房屋為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),后期在其一層內(nèi)部增加插層,插層采用鋼梁、壓型鋼板組合樓板的形式。組合樓板混凝土澆筑過程中壓型鋼板多處出現(xiàn)明顯的變形。為保證樓板的結(jié)構(gòu)安全,要求房屋質(zhì)量檢測(cè)站對(duì)插層樓板進(jìn)行檢測(cè),分析損傷原因,評(píng)估樓板的安全性,為后續(xù)處理提供技術(shù)依據(jù)。
本次檢測(cè)評(píng)估的主要內(nèi)容包括:
?。?)組合樓板建筑、結(jié)構(gòu)圖紙復(fù)核;
?。?)組合樓板完損狀況檢測(cè);
?。?)施工質(zhì)量檢測(cè),包括回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度、檢測(cè)混凝土厚度、壓型鋼板尺寸、組合樓板的構(gòu)造措施等;
(4)組合樓板承載力驗(yàn)算;
(5)安全性評(píng)估;
(6)提出后續(xù)處理建議。
3、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況
3.1建筑、結(jié)構(gòu)布置復(fù)核和構(gòu)件尺寸測(cè)量
現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí),一層1~12/A~D軸區(qū)域已經(jīng)完成辦公室裝修,壓型鋼板下面布置有吊頂。插層5~12/E~H軸區(qū)域已經(jīng)砌筑隔墻完成房間分隔,尚未進(jìn)行裝修;其它區(qū)域尚未進(jìn)行房間分隔。已經(jīng)完成的建筑布置與裝修設(shè)計(jì)圖相符。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,原結(jié)構(gòu)的柱距、插層結(jié)構(gòu)主梁和次梁以及壓型鋼板的位置和方向與施工方案相符。壓型鋼板完全替代正彎矩受拉鋼筋,組合樓板內(nèi)無順板肋方向布置的鋼筋,板面也沒有布置抗裂鋼筋。
采用游標(biāo)卡尺和鋼卷尺實(shí)測(cè)壓型鋼板的尺寸。壓型鋼板為刻痕開口型鍍鋅鋼板,實(shí)測(cè)板高45mm,實(shí)測(cè)厚度為0.8mm?;炷翆?shí)測(cè)總厚度為80mm,施工方案為90mm;板肋以上混凝土厚度為35mm。
3.2組合樓板完損檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查組合樓板的完損狀況。主要損傷是混凝土開裂和壓型鋼板變形。
組合樓板板面混凝土出現(xiàn)多條裂縫,大部分裂縫位于主梁附近,順主梁方向發(fā)展,少部分裂縫位于壓型鋼板支座附近,也即順次梁方向發(fā)展。裂縫長度大多約為6m,實(shí)測(cè)裂縫寬度集中在1.0mm~2.0mm。鑿開裂縫,查看裂縫深度,裂縫延伸到板底。壓型鋼板多處出現(xiàn)明顯變形?;炷翝仓^程中無臨時(shí)支撐,且施工方未對(duì)壓型鋼板采取有效的保護(hù)措施,手推車在壓型鋼板上行走時(shí),導(dǎo)致壓型鋼板出現(xiàn)大面積明顯變形,包括壓型鋼板局部變形和樓板整體變形。9~10/F~G軸壓型鋼板最大下?lián)?0mm,變形超過規(guī)范允許值,撓度允許值為11.1mm(取跨度l/180和20mm的較小值);壓型鋼板與相鄰鋼板脫開,壓型鋼板下方增加鋼梁對(duì)其提供支撐,該鋼梁不能有效地起到加固效果,僅是起到承托作用。
3.3混凝土強(qiáng)度檢測(cè)
依據(jù)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2011)采用回彈法抽樣檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度。組合樓板混凝土的實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度推定值為24.8MPa~30.4MPa。
3.4構(gòu)造措施和施工工藝檢查
根據(jù)《組合樓板設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(CECS273-2010)檢查組合樓板的構(gòu)造措施和施工工藝。組合樓板多處存在構(gòu)造和施工缺陷,達(dá)不到規(guī)范的要求,具體如下:
?。?)組合樓板厚度達(dá)不到最低要求。
為了保證組合樓板的整體性和耐火性能,組合樓板總厚度不應(yīng)小于90mm,壓型鋼板肋頂部以上混凝土厚度不應(yīng)小于50mm。本工程組合樓板的總厚度實(shí)測(cè)值為80mm,板肋頂部以上混凝土厚度實(shí)測(cè)值為35mm,均達(dá)不到規(guī)范的最低要求。
?。?)組合樓板支座處和板面未配置防裂構(gòu)造鋼筋。
組合樓板支座處構(gòu)造鋼筋及板面溫度鋼筋配置應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的有關(guān)規(guī)定。GB50010-2010規(guī)定,在溫度、收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域,應(yīng)在板的表面雙向配置防裂構(gòu)造鋼筋。本工程組合樓板板面未配置構(gòu)造鋼筋,因此板面混凝土開裂較多。
?。?)公母肋扣合處無有效的連接措施。
壓型鋼板公母肋扣合處應(yīng)采用有效的機(jī)械連接固定;當(dāng)采用自攻螺絲或拉鉚釘固定時(shí),固定間距不宜大于500mm。從照片10可見,本工程壓型鋼板公母肋之間無機(jī)械連接固定,壓型鋼板出現(xiàn)較大變形后與相鄰鋼板脫開,組合樓板的整體性較差。
(4)采用火焰切割壓型鋼板。
樓承板開洞或切割,宜采用等離子切割壓型鋼板,不得采用火焰切割?;鹧媲懈顣?huì)損傷壓型鋼板的表面鍍鋅層,降低組合樓板的耐久性。照片11可見施工中采用火焰切割壓型鋼板。
?。?)澆混凝土?xí)r未對(duì)壓型鋼板采取有效的保護(hù)。
澆筑混凝土前,在人員、小車走動(dòng)較頻繁的樓承板區(qū)域應(yīng)鋪設(shè)腳手板。本工程由于未對(duì)壓型鋼板采取有效的保護(hù)措施且未設(shè)置臨時(shí)支撐導(dǎo)致混凝土澆筑過程中手推車行走時(shí)壓型鋼板出現(xiàn)大面積變形。
4、組合樓板承載力驗(yàn)算及性能分析
4.1組合樓板承載力驗(yàn)算
選取1m寬板帶沿壓型鋼板順肋方向按照單向板驗(yàn)算組合樓板在施工階段和使用階段的抗彎承載力、抗剪承載力、撓度。
驗(yàn)算采用的參數(shù)為:
板順肋方向跨度2m,鋼板頂面以上混凝土厚度35mm。壓型鋼板肋高45mm,肋距335mm,厚度0.8mm,鋼板材料采用Q235?;炷翉?qiáng)度采用C25。
組合樓板上的面層和板下吊頂恒荷載采用1.7kN/mm2,樓面活荷載3.0kN/mm2,施工活荷載按規(guī)范CECS273-2010取1.0kN/mm2。
驗(yàn)算結(jié)果表明,在施工正常的情況下,組合樓板在施工階段和使用階段的承載力和變形均能滿足規(guī)范要求。
4.2組合樓板性能和損傷分析
本工程組合樓板的受力性能在理論計(jì)算上能夠滿足要求,也即在施工操作規(guī)范、材料未受損傷、樓板構(gòu)造措施得當(dāng)、樓板整體性較好的前提下能夠滿足承載力和變形的要求。但實(shí)際施工過程中,由于澆筑混凝土?xí)r未在壓型鋼板上鋪設(shè)腳手板,且壓型鋼板公母肋之間沒有可靠的機(jī)械連接固定,導(dǎo)致組合樓板在施工過程中僅在施工荷載和自重作用下就已經(jīng)出現(xiàn)很大的撓曲變形,壓型鋼板多處出現(xiàn)較大的扭曲變形。這種情況下組合樓板不能夠保證安全使用。撓度變形較大的區(qū)域,例如9~10/E~F區(qū)域組合樓板撓度達(dá)到60mm,如果壓型鋼板的兩端在鋼梁上錨固牢靠,壓型鋼板在荷載作用下沒有出現(xiàn)滑移,則相應(yīng)于這樣的大變形,壓型鋼板已經(jīng)達(dá)到抗拉屈服強(qiáng)度,不能承受后續(xù)使用階段增加的裝修荷載和樓面活荷載,也即承載力不能滿足活荷載3.0kN/m2的要求。
5、檢測(cè)結(jié)論
?。?)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),本工程組合樓板的壓型鋼板高度45mm,肋距335mm,厚度0.8mm,混凝土總厚度80mm,鋼板頂面以上混凝土厚度35mm,實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度在24.8MPa~30.4MPa之間。
(2)組合樓板板面混凝土出現(xiàn)較多的裂縫,裂縫寬度集中在1.0mm~2.0mm,裂縫深度貫通至板底。壓型鋼板多處出現(xiàn)局部變形和整體變形,最大撓度達(dá)到60mm。
?。?)組合樓板多處構(gòu)造措施和施工工藝存在缺陷,不符合規(guī)范要求,具體包括組合樓板厚度達(dá)不到最低要求、組合樓板支座處和板面未配置構(gòu)造鋼筋、公母肋扣合處無有效的連接措施、采用火焰切割壓型鋼板、澆混凝土?xí)r未對(duì)壓型鋼板采取有效的保護(hù)措施。
?。?)施工和構(gòu)造缺陷與組合樓板的損傷直接相關(guān)。澆筑混凝土?xí)r未在壓型鋼板上鋪設(shè)腳手板,且壓型鋼板之間沒有可靠的機(jī)械連接固定措施,手推車行走時(shí)導(dǎo)致壓型鋼板出現(xiàn)大面積變形。板面沒有配置抗裂鋼筋導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)大量裂縫。
?。?)經(jīng)驗(yàn)算,在施工操作規(guī)范的前提下,組合樓板在施工階段和使用階段的抗彎承載力、抗剪承載力和撓度的理論計(jì)算值均能夠滿足要求。
(6)本工程組合樓板出現(xiàn)明顯損傷,對(duì)組合樓板正常使用安全有一定影響,部分撓曲較大區(qū)域已無法承受正常使用階段的荷載,也即承載力不能滿足活荷載3.0kN/m2的要求。
6、結(jié)束語
根據(jù)組合樓板現(xiàn)狀以及檢測(cè)和計(jì)算結(jié)果,特提出如下建議:
(1)對(duì)損傷較大區(qū)域的組合樓板進(jìn)行加固,部分撓曲較大區(qū)域建議重新鋪設(shè)。
?。?)后續(xù)使用過程中加強(qiáng)對(duì)樓板變形的觀察。
?。?)結(jié)構(gòu)加固建議委托專業(yè)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工,以保證組合樓板今后的使用安全性。
組合樓板對(duì)施工而言雖是一種施工工藝的改進(jìn),對(duì)在施工環(huán)節(jié)中把握好施工質(zhì)量,特別是在組合樓板構(gòu)造措施部位,一旦處理不當(dāng),維修和返工成本較高,也給后續(xù)使用帶來安全隱患。嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),做好建設(shè)工程的“工匠”,才是整個(gè)行業(yè)發(fā)展的基石。