某多层框架结构火灾损害事故分析和修复处理

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摘要： 通过某工程实例的测试和 分析 ，研夯了多层框架结构火灾后的受损特性，并为火灾后钢筋混凝土结构修复加固设计提供了一个可行 方法 。 

    关键词： 修复 加固 框架 结构 碳化 1我国第八个五年计划期间是改革开放以来的第二个建设高潮。在此期间，全 社会 固定资产投资总额61 637亿元，其中建筑安装工程总额为39 263亿元，占固定资产总额的63 .7%。建成各类建设项目24万个，其中大中型项目845个，新建城乡住宅45亿时。    城市的高层建筑、大型公用工程拔地而起，其数量之多，规模之大，外形之复杂，设计施工之新颖，标志着我国的施工技术水平和施工能力又登上了一个新台阶。我国已累计建成高层建筑超过 1.班时，国有 企业 每年竣工的建筑面积中，高层已占20%。如北京建成的北京西站工程，群体建筑面积70万耐，其中主站房就有50万心，铺轨lookm，并设有预埋地铁，总投资63亿元，而工期仅36个月。该工程部分结构采用劲性钢筋、C印混凝土，主站房门楼采用45m跨的预应力钢屋架，用整体提升方法安装就位，施工难度极大。上海杨浦大桥，桥面采用双塔双索面叠合梁斜拉结构，跨度印Zm，一跨过江，创造了世界斜拉桥跨度之最。该桥主塔高220m，施工垂直度偏差仅为l/l slx;全桥100万个精制高强螺栓，全部一次合格;桥面在 自然 状态下合拢只用了卯而n。上海东方明珠电视塔，总高肠sm，居亚洲第一、世界第三，施工中采用300m竖向预应力张拉工艺，高强混凝土一次泵送高度达350m，380t天线桅杆高空安装就位，都创造了施工安装的新记录。深圳地王大厦是一幢80层、高384m的钢和钢筋混凝土的超高层建筑，建筑总面积26.7万时，地下3层采用半逆作法施工，上部钢筋混凝土结构施工采用大吨位、大行程千斤顶整体爬模，平均每一标准层只用时2.75d，又一次开创了高速施工的新记录。    上述工程不仅规模大，技术复杂，而且施工难度也极大，由于施工中采用了许多新技术，有些技术达到或接近当代国际先进水平，才使这些工程能按预定工期保质保量地建成，同时也反映了 目前 我国施工技术的总体水平。     2我国施工技术简要回顾   2.1地基基础施工技术已接近国际先进水平   地基基础的工程造价和工期，一般要占整个建筑物的 20%一30%。我国在 研究 合理利用天然地基的基础上，已掌握了软土地基加固的成套技术。目前我国基础最大埋深已达一26.8m，桩基仍然是高层和重载结构支承的主要方式。地下工程和深基坑支护技术 发展 也较快。    2.1.1地基加固技术。从当地的土质、加固材料和工艺条件出发，各地研究开发了具有我国特色的多种复合地基加固技术，如石灰、粉煤灰、碎石桩，渣土夯填桩，水泥碎石桩，水泥搅拌桩等。强夯法、排水固结法、预压加固法仍然是开山填谷、围海造地、滩涂洼地大面积提高地基承载力的好方法。强夯法的夯击能量可达12以kN·m，并可用块石、钢渣等作置换材料，大面积用于围海造地或处理软弱土层，各地都已有广泛 应用 。   2.1.2桩基仍然是当前应用最广的一种基础形式。现浇灌注桩承载力大，施工对环境的 影响 较小，应用比重日益增加，且桩径最大已超过3m，桩长可达1以m，承载力达10以X)kN以上。预制混凝土方桩已部分为预应力管桩所取代。长桩基础施工设备除少数采用有套筒护壁外，大多仍为泥浆护壁，水下浇灌混凝土。为克服桩底虚土和缩颈的缺陷，推广应用了桩底、桩侧后注浆技术，并与超声检测技术相结合，形成了具有我国特色的超长灌注桩施工成套技术。为检验桩基承载力，动测检测技术发展很快。结合 计算 机应用，桩基动测技术已基本成熟。   2.1.3地下工程和深基坑支护技术发展迅速。我国地下工程起步较晚，初期主要用于隧道、人防等工程，随着城市建设的发展，现已广泛用于地铁、地下车库、仓库等工程。地下工程的施工采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法和冻结法等施工方法。北京西单地铁车站及折返线等工程，都是按浅埋暗挖法施工的，实现了在繁华地区不中断地面 交通 的情况下进行施工作业。北京还在长安街过街地道施工中，成功地创造了“平顶直墙超浅埋暗挖工法”。在覆盖层仅厚lm，不中断地面交通的情况下，采用将管棚超前支护和搁棚喷浆等技术进行施工。盖挖法是先向地层深处做好灌注桩或地下连续墙，再做楼层盖板，在支承结构和围护墙的保护下，自上而下进行土方开挖，现已广泛应用于北京、上海、广州等地地铁车站和地下结构的施工。上海地铁1号线的18.skm隧道和n个车站，都建在高流变、高压缩的软土地层中，车站大多采用多道锚杆的地下连续墙作深基坑边坡支护，而隧道采用土压平衡式盾构进行顶进施工。   在深基础施工中采用逆作法和半逆作法技术，由于造价太高，只有在特殊情况下采用，多数是要求做好深基坑开挖时的临时支挡，这已成为当前建筑施工中的热点和难点，各地都有不少经验，也有一些教训。基坑设计既要考虑坑壁土压力、降水隔水技术和开挖时环境的影响，同时，又要计算支挡结构的强度和稳定性。当基坑深度不超过 7m时，一般采用灌注桩做成的悬臂挡土壁;当基坑深度超过7m时，应采用复合式支挡结构;基坑深度再增加，上述方法难以奏效，则应设置单支点或多支点的拉锚结构。沿海地区深2一3层的地下室基坑施工，有不少是采用环梁护壁(或中心岛)内支撑作为深基坑支挡。单支点或多支点拉锚的地下连续墙支护方法，在更深、更复杂的基础施工中，仍是一种重要的方法。    土钉墙是我国近期发展起来的一种用于中浅层基坑支护的方法，已广泛应用于广东、北京等地。土钉一般是通过钻孔、插筋和注浆来设置的，还可将插筋直接打人形成土钉。土钉杆体通常用山 4一犯的螺纹钢筋或打人式钢管，钻孔直径约loolnzn，面板为配网的喷射混凝土或水泥砂浆抹面，厚50一looIYun。适用于地下水位以上或经降水后的杂填土、普通粘性土和非松散砂土层，以及N值为5以上的砂质土和N值为3以上的粘性土。由于土钉技术简单，操作方便，不占用现场的空间，且施工期短，费用较其他方法低ro%一30%，因此深受欢迎。    2.2混凝土技术发展步伐加快混凝土仍然是我国工程结构最重要的材料。混凝土技术进步主要表现在材性的改善、平均强度等级和 工业 化程度的提高上。   2.2.1用于工程结构的混凝土，不仅应具有足够的龄期强度，而且对其早强、缓凝、抗冻、抗渗、体积变化以及泵送性能等还会有不同的要求。预应力混凝土要求具有高强度、低收缩徐变的性能，基础大体积混凝土应具有低发热量、可泵性好等特点。由于水泥混凝土和高性能外加剂技术的进步，已有可能按工程使用和施工需要，设计和配制特定性能的混凝土，以满足超高层、大跨度、大体积以及各种特殊性能的要求。   2.2.2混凝土平均强度稳步提高。我国混凝土结构的平均强度等级已达到C25，Cso以上的混凝土已普遍应用。C50、C印高强混凝土在一些高层和桥梁工程中的应用已日趋广泛。C80混凝土已用于预应力管桩构件中。由于混凝土强度等级的提高，使结构截面和自重减小，密实度和耐久性也相应提高。   2.2.3 1995年，全国已有so座城市建成预拌混凝土搅拌站616座，设计能力6(XX)万耐。实际产量2以万时，1996年又有了新的提高。其中，上海、大连、常州等城市的预拌混凝土产量已分别占现浇混凝土总量的印%以上，接近工业发达国家水平。搅拌站采用机械上料，计算机控制和管理，并较普遍地使用了外加剂和掺合料。采用搅拌运输车输送，现场大多用泵(固定泵或泵车)输送人模。目前，混凝土的最大泵送高度已达368m，基础大体积混凝土一次连续浇灌量已达24仪X)耐。我国的碾压混凝土已在大坝和公路工程中应用。   2.2.4为提高混凝土工程质量，降低工程成本，各地都重视现浇模板的研究与开发，并要求企业做好模板的配板设计。大模、爬模、滑模、台模、筒子模等支模工艺都有新的改进和提高。为加速模板周转，楼板模板已较普遍应用了快拆脱模体系，有的还推广了小流水段施工。组合钢模板已部分为中型块体的钢框竹(木)胶合板模板所取代。钢框竹(木)胶合板模板面积大，重量轻，表面平整，可提高混凝土工程质量和作业效率，使用量逐年提高，已占模板总量的10%。密肋楼盖与曲面构件的模板已较多应用了塑料或玻璃钢模壳。碗扣式、门式支架在支模和作业脚手架上的使用比重日渐提高。   2.3粗钢筋连接和高效预应力技术 应用 日趋扩大    2.3.1近几年粗钢筋连接技术有了新的突破，并在高层、大型和公用工程中普遍应用。竖向钢筋电渣压力焊始于80年代，现已成为粗钢筋连接的主要 方法 。水平钢筋窄间隙电弧焊和气压焊也是粗钢筋连接的可靠方法。套筒挤压连接和锥螺纹连接属机械连接，应用也较普遍。机械连接具有不受钢筋化学成分、可焊性或气候等条件的 影响 ，接头强度稳定，操作简便，施工速度快等特点。 目前 ，焊接和机械连接已占钢筋接头总数的70%。   2.3.2从so年代中期引进的冷轧带肋螺纹钢筋，现已初步得到推广。550N/mil子级主要用于现浇混凝土楼盖，取代工级钢筋，可节约钢材30%;sooN/n价了级用于预应力混凝土中小构件，代替冷拔低碳钢丝，可节省钢材15%，并极大地改善了预应力混凝土结构性能;650N/mll尹级既可用于预应力混凝土中小构件，也可用于现浇非预应力混凝土板的配筋，已先后推广使用。用中强度钢丝在工厂制造的焊接钢筋网片，已在部分桥梁、道路和楼盖中使用。   2.3.3高效预应力混凝土应用日益扩大。近几年来，高强钢丝、钢绞线 发展 较快，年产量已达20万t，预应力工艺和锚夹具等专用设备已日臻完善。高耸、大跨、贮罐等工程结构物已普遍使用了预应力混凝土。近期发展起来的无粘结预应力是一种很有前途的部分预应力混凝土结构，已广泛应用于建筑楼盖结构，使用量已达5(X)万时，如珠海机场9万扩候机楼，12mxlZm柱网，楼盖全部采用无粘结预应力混凝土，不仅改善了混凝土框架结构性能，也加快了施工速度，降低了工程成本。   2.4化学建材和玻璃、陶瓷、石材的应用，使装饰、装修大放异彩化学建材一般是指建筑塑料管道、塑料门窗、新型防水材料、装饰装修材料、建筑涂料、外加剂、粘结剂等，是继钢材、木材和水泥之后当代新兴的第四大建筑材料。化学建材性能优异，在建筑领域中用途十分广泛。我国化学建材从生产到应用是近十几年的事。如聚氯乙烯水管已在2亿多时建筑上使用;东北、内蒙古等一些寒冷地区的城镇，在新建住宅中使用塑料窗的己达30%;使用塑料电线穿线管的建筑累计已超过1亿时;建筑涂料与化学粘结剂不仅品种多，而且在建筑中的应用也越来越广。聚氯乙烯块材和卷材地板、化纤地毯等，不仅大面积应用于公共建筑，而且已成为家庭居室不可缺少的装饰材料。    装饰混凝土、涂料、陶瓷、石材、壁纸和墙布、玻璃及金属饰面应用日益广泛。陶瓷饰面已成为外墙饰面的主体，同时也是家庭装饰的重要材料。各种彩色釉面砖、陶瓷锦砖、高级地板砖备受宠爱。由于开发应用了胶粘剂，在镶贴技术和工程质量上都有明显的提高。在大型公共建筑中，采用大理石、花岗石等天然石材作饰面的已为数不少，施工中的挂贴安装工艺，如薄型石材的树脂胶粘贴工艺、干挂石材柔性连接工艺等，使施工技术和质量都有显著的提高。玻璃和金属制品的装饰具有独特的功能和环境效果，成为当今时髦的装饰材料。   2.5防水工程新技术、新材料不断涌现，防水工程质量有所提高高分子材料的发展及其在防水工程中应用，把建筑防水技术推上了一个新的台阶。建筑防水材料品种已达80多种，可分为沥青防水卷材、高分子片材、防水涂料和胶结密封材料4大类。沥青油毡占全部防水材料的so%，年产量8亿耐。主要防水材料厂家生产的改性氧化沥青油毡质量比较稳定，胎体除纸胎外，还有玻纤胎、玻布胎、化纤胎、聚醋纤维无纺布等，同时引进了22条新型防水材料生产线，生产如SBS、App等类改性沥青油毡，年生产能力达1亿时。高分子片材年生产能力20以)多万时，主要产品有聚氯乙烯片材、氯化聚乙烯片材、三元乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯等。目前，除使用纸胎沥青毡外，全国使用新型防水材料的面积已占建筑防水总面积的20%。   依据新型防水材料的特点，我国还开发了一些新的工艺、技术和设备，有的已形成工法。如热熔工法、冷粘贴工法、高频热焊工法，以及松铺、点粘、条粘、机械固定等新的施工方法。过去仅在南方少数屋面上使用的刚性防水，也因其材料、工艺的改进，使防水性能进一步提高。在混凝土中加人 8%一12%UEA微膨胀剂制成的补偿收缩混凝土，不仅可用于屋面的刚性防水，也可作为地下室防水。在混凝土中掺人钢纤维、尼龙纤维、玻璃纤维做成的纤维混凝土，也具有良好的防水性能。在混凝土或砂浆中掺入高分子聚合物制成的聚合混凝土和聚合砂浆，可用于防水、隔水。新近开发的倒置式屋面，正在进一步扩大试点。涂膜防水及防水堵漏技术和设备，也有新的发展。新材料、新技术、新工艺的应用，使我国的防水工程质量有了进一步的改善。2.6掌握了一批“高、大、精、尖、新”的设备安装和调试技术    我国主要依靠自己的力量完成了 60万kw发电机组安装、45万t乙烯装置改造、4350耐高炉壳体焊接、300t氧气顶吹转炉安装、2030冷轧钢板连轧机安装以及卫星发射和大型核电站的建设。同时，在施工安装中也掌握了超大件设备吊运、超高压大型压缩机组的安装与调试、药芯焊丝自保护焊、10侧叉)耐球罐的制作安装和热处理、长距离管道敷设与胀插连接等技术，有些技术已达到或接近国际先进水平。近期发展起来的由 计算 机控制的集群千斤顶同步提升技术，已成功地将长120m、重380t的上海东方明珠电视塔天线整体提升安装到350m高的塔座上。采用类似整体提升技术的还有:北京西站门楼45m跨度的预应力钢析架，跨度150m的波音747维修车间钢网架屋盖，以及重达5以X)t的上海歌剧院屋盖等。2.7改革 企业 管理制度，逐步提高 现代 管理和计算机应用水平在工程建设中，有些企业已运用系统工程、 网络 计划、目标管理等现代管理技术，编制施工组织设计、统筹安排施工技术方案和计划进度。施工中较普遍地实施全面质量管理，贯彻GB/T19仪x)-巧09《月义质量管理和质量保证》标准，建立并完善 科学 、规范、有效的现代企业管理和质量保证体系，使工程质量处于全面受控状态，适应国际质量管理惯例和市场客观需要，增强了企业竞争实力。    在施工技术政策中，对企业的管理现代化与计算机应用要根据企业性质、资质等级与管理的实际水平，贯彻分类指导、分层次推进的方针。一级建筑企业在工程招投标、预算、施工组织设计、工程管理和企业日常管理工作中都果普遍应用现代管理技术和计算机软件，并达到微机联网，利用系统集成管理软件进行企业或项目的综合管理。二级及其以下建筑企业，应利用已有的软件成果，对 50%以上的工程建设项目进行专项应用管理，有条件的企业应达到微机联网。企业要以工程项目为对象大力开发计算机应用软件，逐步实现建筑工程投标报价、施工预算及管理、计划与统计、劳动力管理、工程质量管理、钢筋翻样及优化下料、模板配板的优化设计、文档与资料管理等通用软件，达到信息资源共享。    随着国民 经济 的高速发展，我国的施工技术确实取得了不小的进步，有些单项施工技术达到或接近国际先进水平。但与经济发达国家相比，我国施工技术的总体水平、技术装备水平、原材料质量、工人的技术素质和组织管理能力，都有相当大的差距。建设周期长、工程质量差、劳动生产率低等顽症，长期困扰着建筑业的发展。特别是近几年来，由于种种原因，“ 科技 是第一生产力”的认识并没有真正落实，企业的技术力量在削弱，工程技术人员大量流失 ;管理粗放，工程质量、管理质量一时很难提高;施工中传统的手工作业方式大量存在， 工业 化程度近期不会有大的改变。我国施工技术上取得的成绩，是在建设任务推动下，用高投人的方法取得的，也就是说，用交高额学费的办法换来点滴经验。因此只有走深化改革之路，用利益机制杠杆去调整政策，解决 社会 、企业之间深层次的 问题 ，才能使企业或行业的发展真正转移到依靠技术进步的良性轨道上来。3施工技术的发展形势和展望    根据“九五”计划和 2010年远景目标，我国国民经济生产总值每年将以8%一9%的速度递增。国民经济对建筑业需求旺盛，并将以高于整个国民经济2%一3%的速度增长，建筑业仍然面临着广阔的发展前景。面对巨大的建设任务，建筑施工企业必须把握技术发展的方向，摸清工程技术上的热点和难点，选准重点，组织科研攻关，以期达到事半功倍的效果。我国今后巧年内，重点工程项目和大型工程仍将占有相当大的比重。在城市建设中，规模宏大、技术复杂的高层、超高层和大型公用设施仍将兴建，地下空间的利用将更加迫切。大型基础设施和工业建设项目不仅规模大，而且工艺技术都相当先进。一般工业与民用建筑项目数量相当可观。“九五”期间，仅新建城镇住宅一项就超过10亿耐。    3.1建筑施工技术 发展 重点    (l)发展地下工程与深基础施工，特别是深基坑的边坡支护和信息化施工，同时还应发展特种地基(包括软土地基)的加固处理技术。   (2) 总结 高层建筑施工经验，发展成套施工技术。要重视超高层钢结构、劲性钢筋混凝土结构和钢管混凝土结构的 应用 技术。   (3)重视高性能外加剂、高性能混凝土的 研究 、开发与应用。发展预应力混凝土和特种混凝土。   (4)开发轻钢结构，扩大应用于 工业 厂房、仓库和部分公用建筑工程。发展大跨度空间钢结构与膜结构。   (5)改进与提高多层建筑功能质量，发展小型混凝土砌块建筑和框架轻墙建筑体系。   (6)开发建筑节能产品，发展节能建筑技术。   (7)开发既有建筑的检测、加固、纠偏及改造技术。   (8)提高化学建材在建筑中的应用。   (9)开发智能建筑，研究解决施工安装与调试中的 问题 。   (10)发展桅杆式起重机的整体吊装技术和 计算 机控制的集群千斤顶同步提升技术。   (11)金属焊接与检测技术。   (12)建筑 企业 的 现代 管理和计算机应用技术。   3.2应采取的政策措施   3.2.1强化 科技 意识，牢固树立“ 科学 技术是第一生产力”的观点建筑业行政主管部门和企业领导都要树立“科学技术是第一生产力”的观点，贯彻落实“科教兴国”的方针。要加强对科技工作的领导，培养尊重知识、尊重人材的良好风气。切实调动广大科技人员、广大职工对开发、应用新技术的积极性，大力推进企业的技术进步。要提倡用 经济 对科技的大投人换取经济的大发展，使行业和企业逐步走上依靠技术进步提高工程质量、提高经济效益和行业企业素质的振兴之路。   3.2.2强化科技管理，建立健全科技管理新机制。    贯彻执行 1992年建设部与国家科委联合颁布的施工企业总工程师职责规定，建立总工程师岗位职责，确立总工程师在企业技术指挥中的核心地位，充分发挥其在强化企业技术管理、质量管理和监督等方面的作用。要指导施工企业建立与现代企业管理制度相适应的现代企业技术管理制度和质量保证体系，重视基础管理和职工培训，办好继续 教育 ，提高管理者和操作者的素质，还要重视技术开发和技术积累，建立本企业特有的工法与工艺管理制度。采用施工新技术、新工艺、新材料、新设备，并抓好新技术工程应用试点和多种新技术综合应用的示范工程，也可开创科技先导型企业或科技效益型的工程。    3.2.3加大新技术推广应用力度，提高建筑科技整体水平为使科技成果迅速转化为生产力，增强企业活力，必须重视新技术、新工艺、新材料、新机具的推广工作。当前仍应继续抓好建筑业重点推广应用的ro项新技术。在此基础上，各单位还可根据各自的情况，增加新技术推广的 内容 ，加大技术推广力度。为使技术推广工作落到实处，应分阶段、分层次地抓好一批新技术示范工程项目，以发挥其典型示范和先导、辐射的作用。   企业要真正认识到技术进步是企业自身发展的需要，增强加快技术进步的自觉性和紧迫性，不断提高企业的技术素质，使企业成为技术开发、技术应用和推动技术进步的主体。     3.2.4加强企业的技术改造，培育和发展机械设备的租赁和调剂市场当前建筑企业技术装备水平低，老旧机械比重大，性能和安全性都比较差，难以适应建筑业发展的需要，更谈不上实现建筑工业化。为此，必须抓住一切有利时机，利用多种资金渠道，加速机械设备的更新改造。逐步用先进机械取代约占总数1/3的性能差、能耗高、安全性欠佳的老旧机械，积极发展手持动力机具。机械设备应按专业或工种配套，逐步向专业化方向发展。要调整企业的装备结构，逐步减小自有机械的比重，发展 社会 化租赁。对暂时不用的机械设备，及时组织转让，使有限的装备资源得到较为合理的配置。建筑施工中的繁重体力劳动、危险作业和非用机械难以保证工程质量和施工安全的工序和工种，应实现机械化、自动化。   3.2.5提高建筑工业化水平。    建筑工业化是建筑业生产方式的综合概念，其内涵是要求建筑业从传统手工作业的生产方式中解脱出来，并逐步向社会化大生产过渡。通过建筑业生产方式的变革，大幅度提高劳动生产率，加快建设速度，提高经济效益和社会效益。建筑工业化要以科技为先导，采用先进适用的技术、工艺和装备，科学合理地组织施工，发展专业化，提高施工机械化水平，减少繁重、复杂的手工劳动和湿作业 ;发展建筑构配件、制品、设备的生产，并形成适度的规模经营，为建筑市场提供各类建筑适用的系列化的建筑构配件和制品;不断提高建筑标准化水平，采用现代管理 方法 和手段，优化资源配置，实行科学的组织和管理，培育和发展技术市场和信息管理系统。建立住宅产业基础，提高建筑企业的整体技术水平和装备水平，扶植专业企业和相关产业的发展。    采取上述政策措施，相信经过若干年努力，将在一些经济发达的城市或地区率先建立起专业门类齐全、技术装备精良、组织结构优化、供应渠道畅通的大生产格局，一个强大的建筑业必将呈现在世人面前。