剪力墙混凝土强度不达标的处理

在新建建筑中，混凝土构件强度不达标的情况偶有发生。混凝土强度严重不足引起竖向构件、水平构件承载力不能满足设计和使用要求，建筑物存在严重安全隐患，必须进行加固处理。

近期接到一位业主电话，其一在建工地部分构件混凝土强度不达标。业主非常急切，请求我们即刻前往现场勘验。由于路程稍远，到达时，已经入夜，见到施工方代表，对方介绍说，建筑共15层，建到14层时，发现第8层有6片剪力墙混凝土强度不达标。该楼层墙柱设计强度为C30，采用商品混凝土泵送浇筑，按普通混凝土结构进行施工和质量监控。墙柱检测强度只有C15~C24。目前已责令停工，需对不达标墙体进行专业处理。

我们带着手电来到10层，经过勘验，现场情况和施工代表介绍的基本相符，不达标墙柱混凝土强度明显偏低，回弹强度偏低，以现场地面遗留的脚手架短钢管击打，局部可以比较容易地凿开表层混凝土。

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010规定：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。作为高层建筑，主体结构构件强度远未达到规范和设计要求，竖向抗压及水平构件抗剪承载力下降明显。为保证工程的正常使用，杜绝安全隐患，经过比较分析，初步考虑采用混凝土置换的方案，彻底更换强度不达标的剪力墙，以保证结构整体安全。

本工程的实施存在以下技术难点：
1. 置换楼层较高，风荷载影响不容忽视
由于主体已建到第14层，置换第8层的剪力墙混凝土时，上部存在6层结构，荷载较重，对上部楼层临时支撑托换技术要求较高，同时还需避免剪力墙混凝土凿除对大楼整体产生的不利影响。施工阶段，必须采取有效的措施进行水平刚度补偿。
2. 置换构件较多。
相对于较多工程中遇到的单个墙柱由于某些原因造成的混凝土强度不足，本工程置换构件数量较多，在施工工序的安排上需要避免施工过程对整体结构的不利影响，因此对置换的剪力墙构件采取分批次施工，原则上在置换某一构件时，其相邻的剪力墙混凝土强度养护达到设计强度的75%后方可施工。
3. 施工过程中变形控制要求高
构件置换过程中，如果完全采用被动托换，竖向支撑钢管难以完全处于顶紧状态，构件的竖向位移将导致上部楼层及与之相连的梁产生附加应力。置换完毕后，竖向支撑拆除后，新浇筑的竖向构件将产生压缩变形，因此需要采取有效措施以控制差异变形。
4. 植筋（植栓）作业多
托换构件制作时需要在剪力墙上植筋，钻孔基本都需要穿透墙体或端柱，同时应避免损伤原有钢筋，对植筋孔的清孔工序也要求更高，以保证植筋质量。
5. 混凝土浇筑质量要求高
由于浇筑混凝土时，空间狭小，无法进行有效的振捣，因此混凝土采用自密实无收缩细石混凝土，以达到最好的浇筑效果。对混凝土的配比、拌制，浇筑，养护都提出了更高的要求。

但本工程也存在以下几个有利的方面。
首先，仅剪力墙强度不达标，与剪力墙顶端相连的框架梁，连梁，楼板强度均符合要求，置换过程中，上一层楼板（包括框架梁、连梁）无需作任何凿除（施工需要的孔洞除外）。上一层墙柱底端依旧处于有效的约束下。

其次，不达标墙、柱数量相对于整层竖向构件数量仍是小比例，施工工程中，采取了各种有效措施后，置换构件数量较少，对整体的稳定影响可以达到最小。

再次，不达标混凝土强底低，对混凝土的拆除比较有利。

混凝土整体置换是处理混凝土强度不达标的一个最为有效，最彻底的加固方式。其实施原理主要是将不达标构件上层（及以上各层）荷载通过临时竖向支撑系统传递至其下一层，使被置换层处理零应力状态。然后对不达标构件进行凿除，重新浇筑。待其强度到达设计要求时，拆除支撑系统。对于层数较高的多层建筑以及高层建筑还要设置相应的斜向支撑，以保证施工阶段房屋的侧向刚度和稳定，同时，为控制结构墙、柱竖向构件置换过程中相邻上部结构的位移与变形状态，真实反映、合理评价置换施工对结构的影响，及时、主动地采取措施降低或消除不利因素的影响，需要对施工全过程进行位移、轴力、变形等监测。