浅谈后浇带处梁顶升工程的设计方案

张金峰 郭祥江 路恒

摘要：本文通过实例讨论后浇带处梁下挠产生的原因，根据下挠的原因、原设计及现场实际情况提出梁顶升工程的处理方案。此方案通过专家论证及实际的顶升效果满足了建筑物的原设计需求，对类似工程有非常重要的借鉴意义。

关键词：后浇带；梁下挠；顶升

一 工程概况

某工程建筑面积约为15万平方米，地下3层，地上主楼26层，裙房6层（局部7层），框架-剪力墙结构，裙楼为筏板基础厚度为800mm。裙楼柱网为8400×8400mm。门厅位置为圆弧形式，局部柱网跨度达到11800mm，负一层、一层层高为5400mm，二层至四层层高为5000mm。下挠的梁为次梁截面尺寸为400×950mm，主梁截面尺寸为400×1000mm。裙楼下挠梁处板厚分别为250mm（负二层）150mm（负一层）200mm（一层至四层），此处梁板混凝土强度等级为C30，梁板受力钢筋强度为HRB400。后浇带类型为伸缩后浇带。

二 后浇带处梁板下挠产生情况及分析下挠产生的原因

发现梁下挠后经过对后浇带处梁板进行测量发现负一层顶、一层顶、二层顶、三层顶D-E轴中间后浇带南侧与15轴相交梁及相邻现浇板下挠，相邻框架梁及板支座位置出现裂缝。该次梁负一层顶、一层顶、二层顶、三层顶分别下挠21mm、55mm、42mm、36mm。主梁由于次梁的下挠而产生了次应力超过主梁的设计强度，主次梁交界地方出现了受扭裂缝，裂缝宽度小于0.3mm。由于板的下挠，板与梁交界部位出现了裂缝，裂缝宽度大于0.5mm小于1mm。

经相关部门及专家论证后认为1、梁板下挠系由支撑体系出现问题。在脚手架周转使用过程中，脚手架周转过快，当脚手架周转到上层时，后浇带并没有浇筑，只是在后浇带处留有部分支撑。2、后浇带设计位置有问题。从原设计可以发现由于后浇带的设置使次梁有将近9m的悬挑，这种情况也加重了在支撑体系出现问题时梁下挠的程度。

发现梁板出现下挠情况时，裙楼已施工至5层，为了防止各层进一步出现下挠情况及新施工楼层出现类似问题，调整了脚手架支撑体系在施工过程的周转，并对下面出现的下挠情况的支撑体系进行了加强，对后浇带处梁位置采用型钢钢架进行了加固，型钢钢架在各层山上下位置相同直至延伸至筏板基础。进过以上措施处理后，经观察和测量后浇带处梁板没有进一步出现下挠情况。

三 处理方案的论证及确定

经过相关部门现场勘查及测量及设计单位对结构进行验算，认为此处的梁板结构并没有破坏，只是由于次梁的下挠导致主梁产生了附加应力，从而致使梁、板产生了裂缝。如果采取有效的方案使次梁能够达到原设计标高，整个区域的附加应力将会消失，再对裂缝进行化学灌浆处理及对主梁进行粘贴碳纤维布进行补强，以上措施处理完成后在浇筑后浇带，整个结构能够达到原设计要求。

专家论证会中分别论证了以下几个方案，并对每个方案的细节进行了认真讨论。总体上有两种处理方案，如下：

1.采用大直径的钢管从负一层往上顶升，（钢管要计算确定，也就是用千斤顶固定在钢管上顶紧负一层顶下挠梁的端部（后浇带处），这样利用一层、二层、三层的支撑体系，顶升负一层梁顶时各层会顶起，直至各层达到原设计标高。

2.采用大直径的钢管从负一层往上顶升，（因为一层、二层、三层、支撑体系的存在，从上往上顶）钢管要计算确定，也就是用千斤顶固定在钢管上顶紧三层顶下挠梁的端部（后浇带处），这样从上而下逐层顶升，直至各层达到原设计标高。

专家论证会中对以上两种方案进行了认真的分析和讨论，采用第一种顶升方案，因为一层、二层、三层、支撑体系的存在，从上往上顶顶升的荷载较大，这就需要顶升力较大的千斤顶和直径较大的钢管，且各层下挠的程度不同并不是上层下挠大下层下挠小，这样顶升过程中各层顶升高度不好确定，可能导致中间层顶升超过原设计标高。不过此顶升的工期较短。

采用第二种顶升方案，由于顶升荷载比第一种顶升方案比较小，可以采用顶升力较小的千斤顶和直径较小的钢管，顶升过程中各下挠梁的顶升高度可以很好的确定，施工精度较高，有利于控制梁顶升至设计标高。顶升过程中对下层的产生的荷载可以采用从支点到顶升点的支撑钢管来承受，这样可以大大减低对下层的结构影响。经过专家的认真分析和讨论一直认为采取第二种方法较为安全可靠，确定按照第二种方案进行顶升处理。

由于需要顶升的有四层，每层有一根下挠梁，根据第二个方案每次顶升需要顶升一层一根下挠梁，所以需要的顶升千斤顶是一台，根据下面的计算确定采用1000kN的千斤顶。每次顶升一层一根梁分为若干阶段加荷顶升，每个阶段顶升5mm，根据现场施工情况和每次下挠的程度确定顶升阶段的次数。图1为四层顶升布置图，其它层同四层。

四、頂升计算

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009- 2010）进行顶升荷载计算，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010- 2010）对裙楼框架梁进行抗剪和受弯计算，根据《钢结构设计规范》（GB50017- 2003）对顶升和支撑钢管进行设计，确定钢管尺寸。具体的计算结果如下：

1、结构自重荷载计算：根据结构尺寸，按开间4.5m，悬挑梁板9.7m以及板200mm厚，经计算在梁端顶升1层结构荷载自重291kN。考虑临时支撑及其他附加荷载等不利因素荷载按310kN，3层共930kN。

验算梁抗剪承载力V

V=0.7ftbh0+1.25fyvAsv/S×h0

=0.7×2.01×400×880+1.25×210×（4×50.3）÷200×880

=727.5kN。

由上可知各层梁抗剪承载力大于顶升时1层结构自重荷载，顶升一层结构荷载各梁安全。

2、由于地下一层顶后浇带还没有浇筑，不能作为一层顶升支点，地下二层、地下三层顶此部位没有梁也不能作为传递支撑点，故进行

讨论后决定采用从基础顶起钢管到地下一层顶梁支点处，各层钢管与板顶紧，垫板采用1000×1000×20mm，且在顶紧位置采用位移计进行变形控制。

3、根据计算荷载，选用顶升力500kN的千斤顶，可以满足本次顶升需求。

4、顶升用钢管和支撑用钢管计算，钢管按两端铰接小偏心受压进行计算，确定钢管直径和壁厚，地下三层至地下一层支撑钢管选用325×6mm，一、二、三层顶升、支撑钢管采用273×6mm，稳定验算结果符合压杆稳定。

5、下沉的梁在顶升时按两端简支对梁弯矩和剪力进行计算，经计算框架梁顶升时内力均小于设计结构内力。

6、局部承压计算，顶升用钢管两端加垫450×450×20mm钢板，经计算混凝土局部承压满足要求。

五、分析和总结

通过对后浇带处梁下挠原因分析、方案论证体会到后浇带位置设计是防止后浇带处梁板下挠的首要阶段。一定要防止梁板悬挑过大。造成后浇带处梁板下挠的主要原因是施工中支撑体系周转过快，造成梁板的支撑体系缺失，从而导致质量事故，所以在施工方案中一定要注意后浇带处支撑体系的编制，以免造成结构下挠。本次顶升方案经专家周密论证得到了各方认可，从而保证了此次顶升处理非常安全、顺利地完成。

参考文献：

[1]《混凝土结构设计规范》（GB50010- 2010）

[2]《钢结构设计规范》（GB50017- 2003）

[3]《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）

[4]《建筑结构荷载规范》（GB50009- 2010）