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某住宅建筑爆炸后承重構件置換與加固

文檔作者：楊志岡 1 李曉霞2 文檔來源： 1．山東理X-大學建筑工程學院 2．淄博職業學院，		點擊數：	更新時間： 2025年09月28日
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2013年2月上施工技術
第42卷第3期CONSTRUCTION TECHNOLOGY 41
===========================================================================================：
DOI：10．7672／sgjs2013030041
某住宅建筑爆炸后承重構件置換與加固
楊志岡0 1，李曉霞2
(1．山東理X-大學建筑工程學院，山東淄博255012；2．淄博職業學院，山東淄博255012)
【摘要]某5層磚混結構住宅由于發生煤氣爆炸致使結構發生局部破壞，爆炸造成房間內承重墻體鼓閃裂縫變形，
預制板斷裂和承重梁下撓開裂。根據現場鑒定進行結構加固設計和施工處理，通過采用置換方式把預制空心板改
為槽鋼加現澆混凝土板，把原梁鑿除后置換為同截面的現澆梁，消除了爆炸對主體結構的影響，保證了該住宅樓的
安全性。
[關鍵詞]加固；爆炸；磚混結構；置換；設計；施工
[中圖分類號】TU746．3 【文獻標識碼】A [文章編號]1002-8498(2013)03．-0041-03
Replacement and Strengthening for Supporting Members in
Some Residential Building After Explosion
Yang Zhigang 1，Li Xiaoxia2
(1．School ofArchitecture Engineering，Shandong University ofTechnology，Zibo，Shandong 255012，China；
2．Zibo Vocational Institute，Zibo，Shandong 255012，China)
Abstract：A five-storey brick—concrete residential building was subjected to local failure due to gas
explosion．As a result of the explosion，the load bearing wall had bulged deflection and cracks，some
precast slabs collapsed and load beating beams deflected with cracks．Based on site investigation，the
retrofitting design and reconstruction were performed．Specifically，the precast slabs were replaced by
channel steel with cast—in-situ concrete slab．The original beam was removed and replaced by cast-in-situ
concrete beam of the same cross·section．The retrofitting work eliminated the influence of gas explosion
on the main structure and ensured the safety of the residential building．
Key words：strengthening；explosion；brick—concrete structure；replacement；design；construction
1工程概況
淄博市某住宅樓為1998年建成的磚混結構住
宅，共5層(帶半地下室)，建筑面積1 735m2，7度抗
震設防，砌體結構材料為MUl0機制磚和M5．0混
合砂漿，結構內的圈梁、構造柱、過梁、花籃梁均為
現澆，混凝土強度等級為C20，鋼筋強度等級為Ⅱ
級，樓板主要為預制空心板。
2010年1 1月，該住宅樓1-201室因管道液化氣
泄露發生爆炸事故，造成1—201室、1-101室兩戶房
屋結構構件嚴重損壞，尤其是1層頂板出現了嚴重
斷裂和坍塌，1層客廳頂部花籃梁產生下撓，跨中出
現橫向拉伸裂縫，臥室承重墻體出現鼓閃裂縫變
形，由爆炸引起的火災使得部分墻體脫落。1·101
【作者簡介]楊志剛，講師，國家一級注冊結構工程師，E-mail：sdlgyzg
@126．COnl
[收穡日期]2012-07-22
室內破壞情況如圖1所示。
圖1 1層結構破壞示意
Fig．1 Structure failure of first floor
萬方數據
42 施工技術第42卷
2現場鑒定結論及分析
1)該住宅樓地基基礎沒有產生因爆炸造成的
滑移現象和不均勻沉降變形。因基礎埋置較深，爆
炸未對地基基礎產生明顯影響。
2)采用經緯儀對該住宅的東山墻傾斜變形和
鼓閃變形進行檢測，結果表明該山墻墻面平整度較
好，未發生傾斜和鼓閃，經現場逐戶鑒定，主要是
1—201室墻體損壞比較嚴重，在爆炸點所在位置的南
側西臥室，爆炸造成了該臥室西墻(包括南陽臺隔
墻)嚴重鼓閃裂縫變形，最大鼓閃裂縫15ram，平均
鼓閃裂縫11mill，西墻磚表面局部有崩裂剝落現象；
臥室東墻產生鼓閃裂縫，墻體中下部產生了水平裂
縫，寬2—5ram，長約2 500ram；墻體鼓閃裂縫在北面
表現明顯。臥室南側門窗之間的墻垛倒塌，窗下墻
體產生了斜向裂縫，最大寬度15ram，北側墻體有2
道斜裂縫，最大寬度1．2ram，門口墻垛有傾斜錯位
裂縫現象；東臥室局部墻體磚表面有崩裂剝落現
象，應為救火時，燒熱墻體磚受冷水作用溫度驟降
所致，剝落深度約10ram。
3)1．201室客廳及臥室頂棚梁、板有明顯的掀
動痕跡，客廳花籃梁中部產生多道橫向裂縫，梁兩
端也產生了剪切斜裂縫，最大寬度0．3ram，客廳預
制板有橫向斷裂裂縫，最大寬度0．3ram，補空板順
板縫寬4mm，衛生間現澆樓板出現1條貫穿裂縫，
縫寬0．2mm。
4)西臥室樓面板斷裂塌陷，由于樓面有40ram
混凝土面層的連接作用，預制板尚未完全坍落，客
廳及其他房間樓面板有斷裂現象。
5)1-201室爆炸后引發火災，由于過火時間較
短，過火范圍較小，鋼筋混凝土結構及墻體有抹灰
層保護，現場鑒定抹灰層已脫落的混凝土構件及墻
體表面顏色基本沒有明顯變化和其他破壞現象，可
以判定火災對該樓主體結構未造成明顯影響。
最終鑒定結論為除與爆炸點相鄰的上下兩層
外，其他住戶及地下室房屋結構構件損壞輕微；爆
炸產生的火災由于撲救及時，并未對住宅樓的主體
造成明顯破壞；對該住宅樓的已損壞結構構件，經
加固維修后可以消除爆炸對主體結構的影響，能保
證該住宅樓的安全性。基于該鑒定結論和處理意
見，對工程進行了加固設計和施工處理。
3加固設計
3．1承重墻體加固設計
本工程的承重墻體由于出現鼓閃裂縫，而并未
出現倒塌，所以承重墻體無需更換。對于細微裂縫
且數量較多，發展基本穩定的裂縫采用純水泥漿灌
縫修補；對裂縫較寬的采用配筋水泥砂漿填縫；對
于出現鼓閃的墻體首先對鼓閃部分進行剔除，對于
其強度削弱部分采用鋼筋網砂漿面層進行加固。
3．2承重梁置換
原結構梁截面為240ram×400ram的花籃梁，底
部縱向鋼筋為3th20，原計劃采用外包鋼進行加固，
考慮到此種方法對梁外觀影響較大，最終決定采用
全部置換法對原結構梁進行更換。梁置換的第1步
為先用鋼管對支撐在原梁上的預制板進行卸載，經
驗算，采用咖lOOmm的圓鋼管間距為1m足以支撐
起整個樓面的質量，當把樓板支撐起以后，原下撓
的梁出現了明顯的變形恢復。在保護好原有受力
鋼筋的前提下，對原結構混凝土進行了人工鑿除。
在梁的兩端預留長約200ram的45。斜坡，作為以后
新舊混凝土的結合面。新澆筑梁混凝土采用高強
灌漿料GSM，設計時按C30混凝土強度等級取值。
新澆梁跨中彎矩為81kN·m，跨中剪力為0，實際配
筋為2韭22，并保證端部植筋深度≥20d；新澆梁端
部彎矩為0，剪力為68kN，實際配筋為鹽8@100，并
增加2業20抗剪筋。
設計偏于保守，未考慮原結構梁中仍存在的底
部和上部已經產生屈服變形的鋼筋，作為一種安全
儲備存在。植筋深度按照《混凝土結構加固設計規
范》GB50367--2006和《混凝土結構后錨固技術規
程}JGJl45--2004并結合實際工程經驗確定。
關于梁新舊混凝土結合處截面抗剪公式問題
一直有爭議，《混凝土結構后錨固技術規程》
JGJl45--2004推薦的公式為：
K=0．5A工(1)
美國ACI規范認方新舊混凝土界面剪力是摩
擦抗剪，參照其摩擦抗剪公式為：
K=A“，且圪≤0．騏A。(2)
式中：肛值取1．0(表面鑿毛，鑿毛深度5mm)或者
0．6(接觸面未鑿毛)；A。為垂直通過界面的鋼筋面
積航為新舊混凝土抗壓強度的較小值；A。為新舊
混凝土交界面積(受彎構件取受壓區面積)。
本工程采用公式(1)，其抗剪承載力為136kN，
采用公式(2)為137kN，均超過計算最大剪力68kN，
為提高安全儲備，端部又采用化學植筋植2韭22抗
剪筋，長300mm。
由于原結構設計中花籃梁端部有現澆混凝土
柱，經檢測本次爆炸并未對該柱產生影響，參照原
圖紙配筋進行核算，該柱能承受改造后荷載，故花
籃梁配筋錨人原混凝土柱的安全性能夠得到保證。
梁端部抗剪截面如圖2所示。其中，新舊混凝土梁
之間預留斜槎，表面鑿毛處理，刷1道界面劑，初凝
前澆筑新混凝土。
萬方數據
2013 No．3 楊志剛等：某住宅建筑爆炸后承重構件置換與加固43
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@22新增受勻骶‘以(巧列
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構造柱2QQ l
a梁端支座
§8@100
P+遜剁
b橫截面
圖2梁端部截面示意
Fig．2 Section of beam end
3．3承重板置換
由于原房間的預制板全部斷裂，并出現橫向裂
縫，需要進行更換。考慮到實際施工時不可能把一
個房間的預制板全部拆除后現澆(會引起承重墻體
失穩造成建筑倒塌)，所以采取了“撤一換一”的設
計和施工方案。預制板在墻端部靜力切割以后，仍
有部分板頭留在墻內，導致圈梁不能支撐全部新澆
混凝土板，只有穿過板孔的混凝土能支撐于圈梁，
削弱了樓板端部承載力。設計中采用了加槽鋼梁
的方式做成型鋼混凝土板，樓板內短向鋼筋與槽鋼
焊接，縱向鋼筋插入板孔，如圖3a所示。槽鋼兩端
深入墻體作為簡支梁設計，改變了原來樓板的受力
傳遞途徑，由原來的板．墻模式變為板一槽鋼-墻模
式。經驗算，槽鋼的強度和變形均能滿足要求。槽
鋼現澆板端部接頭處理如圖3b所示。
4加固施工要點
在墻體裂縫修補中，采用配筋水泥砂漿填縫進
行修補，主要的施工方法為：在縫兩側每隔4～5皮
磚剔鑿出一道長約1 OOOmm，深30—40ram的磚縫，
后埋入HPB300咖6鋼筋，端部完成直鉤并嵌入磚墻
豎縫內，然后用強度等級為MIO的水泥砂漿嵌實，
如圖4所示。
在置換施工過程中，梁板的置換及節點的處理
是施工的要點和難點，施工中的注意事項如下。
I)新舊混凝土結合面處的抗剪處理本工程
承重梁主要是跨中出現裂縫，而端部混凝土質量較
好，所以施工時端部預留45。斜槎，以增大新舊混凝
土接觸面積。資料表明，舊混凝土表面的鑿毛處理
和涂刷界面劑對結合面的抗剪能力影響很大，所以
植入原預制板墻內部分
a剖面
預制板緩靜力切割預制板
j { ／js鯽o，端部植入罵翌L一、—一．一n㈣L 己 、陋 -I．f一鏟一f—弋是
荔玩葡， 500 l 7
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一么
240 L
b端部構造
圖3槽鋼現澆板示意
Fig．3 Channel steel with
cast．in．situ concrete slab
圖4配筋填縫密封修補示意
Fig．4 Crack repairment after steel
bars putting into the walls
施工時特別強調了混凝土表面的鑿毛，要求深度≥
6ram，同時每400mm鍵槽200mm×200mm×25ram，
使得新舊混凝土界面形成抗剪銷鍵。
2)保證植筋深度滿足設計要求嚴格執行植
筋的各項操作要點，并在相同基材上做拉拔試驗，
抗拉強度達到360MPa而不破壞，即可認為植筋能
滿足要求。對于因原混凝土厚度不滿足植筋深度
的情況，采取穿透墻體端部加錨板的措施。
3)安全問題客廳更換的現澆梁板并不能同
時完成，需要做好現澆梁后逐塊更換預制板，所以
存在現澆板和梁的連接安全問題，由于采用槽鋼梁
承擔現澆板荷載，槽鋼梁的一端穩定問題顯得尤為
(下轉第64頁)
萬方數據
施工技術第41卷
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12
a立面
b 2—2支撐寬度與墻體等厚c 2—2支撐寬度比墻體厚
圖7支撐穿過構造柱做法
Fig．7 Method of support passing through
constructional column
2)支撐安裝前應根據施工環境，對焊接工藝進
行安裝前工藝檢驗，工藝檢驗合格后方可進行正式
焊接。
3)十字接頭對接焊縫應在焊縫兩端設置引弧
和引出板；其材料和坡口形式應與焊件相同。引弧
和引出的焊縫長度：CO：氣體保護焊應>2Gram。焊
接完畢應采用氣割切除引弧和引出板，不得用錘擊
落，并修磨平整。
4)焊接完畢后，應對焊接質量外觀、焊縫坡口、
摩擦面質量、焊縫探傷報告進行檢查。
5)下雪或下雨時不得露天施焊，構件焊區表面
潮濕或冰雪沒有清除前不得施焊，風速≥2m／s時應
采取擋風措施。
7 結語
甘肅國際會展中心五星級酒店工程，由于核心
筒不能布置在結構的質心位置，導致扭轉效應明
顯。采用TJⅡ型屈曲約束支撐后，不僅結構抗扭剛
度以及扭轉位移比都滿足設計要求，同時減少了結
構用鋼量，增強了結構耗能能力，減小了罕遇地震
下的結構位移反應。
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(上接第43頁)
重要，施工中采用在梁中做預埋件，然后與槽鋼梁
焊接的方式解決。為保證樓板鋼筋的錨固，現澆板
內穿梁的雙層鋼筋在做梁筋時預先扎好，長度滿足
現場條件，待預制板拆除后可與現澆板焊接。梁板
連接節點如圖5所示。圖中現澆樓板鋼筋在澆筑混
凝土前預留，后與板鋼筋焊接。
圖5梁板連接節點
Fig．5 Joint connection of beam and slab
5結語
采用對承重梁和預制板進行置換的方法對爆
炸后的房屋結構重新進行加固，并對置換后的構件
節點等關鍵部位進行詳細設計和施工，能保證置換
構件與原結構共同受力，圍護結構安全。采用置換
方式能避免普通加固方法中的二次受力、應力滯后
及外觀缺陷等因素，大大提高了結構的安全度，此
方案實施后得到了甲方和鑒定方的一致認可。
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