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一、引言
已有结构由于设计施工不当,周围环境的影响或使用功能的改变以及进行增层改造等原因,常常需要进行地基基础加固。加基基础加固和上部结构密不可分。工程实践表明,在进行地基基础加固设计时,采用加强上部结构刚度和强度的方法,有利于减小地基的不均匀沉降。因此,在选择地基基础的加固方案时,应统筹考虑上部结构、基础、地基的共同作用,获得最优方案。
二、地基基础加固时应注意的问题
1、根据对原基础的复核结果决定基础是否需要进行加固。房屋经过一段时间使用后,随着时间的增长,地基土逐渐被压实,孔隙率和含水量逐渐减小,重度逐渐增加,地基土变硬,承载力日益提高。因而已有结构原基础的复核除了应满足现行《地基基础设计规范》(GBJ7-89),《砼结构设计规范》(GBJ10-89)等国家有关规范标准外,地基承载力等技术参数宜根据现场地质勘察确定。当现场地质勘察有困难,也可根据房屋的使用情况结合当地实践经验,对原房屋设计时的地基承载力标准值进行适当提高。
如果原房屋经长期使用(粉土、粉质粘土地基使用6a以上;砂土地基使用4a以上;粘土地基使用8a以上),未出现沉降裂缝和异常变形,地基沉降均匀,上部结构刚度较好,原基底地基承载力在80kPa以上时,地基承载力标准值可按下式给予提高:
fk=μ1fok(1)
式中fk――基础复核时地基承载力标准值;
Fok――房屋原设计时的地基承载力标准值;
μ1――地基承载力提高系数,
2、对于扩展基础,基础底面积扩大对原基础的抗冲切和底板的抗弯是不利的。即使原基础的抗冲切承载力和底板抗弯承载力满足设计要求,基础底面积扩大后也需要重新复核。如果复核结果不满足规范要求,则需要在增加底面积的同时增加载面高度。单位长条形基础底板任一截面的弯矩为:
(2)
式中Pn地基净反力;
a1底板边缘离任一截面的距离。
底板增大后弯矩的变化量为
弯矩变化量可以表示为:
由于a1小于原基础宽度b,所于ΔM>0,即弯矩增加。
3、截面增大后钢筋混凝土基础的承载力计算可按《建筑地基基础设计规范》和《混凝土结构设计规范》的有关规定进行,但对混凝土和钢筋的强度设计值乘0.8的折减系数。
4、基础新增部分与原来基础之间必须有可靠的连接,以保证上部结构荷载能有效地传递给新加基础,使新旧基础共同工作,具体可采取以下措施:①新旧基础接触面应清洗干净,涂刷净水泥浆等界面剂;②原混凝土基础表面凿毛处理;③原混凝土底板钢筋与新加混凝土底板钢筋应焊接,有条件时也可采用结构胶植筋的办法;④对于柱下独立基础,必要时可以在原基础上打膨胀螺栓或植短钢筋;⑤基础高度加大时, 对柱下条形基础,可通过凿出原钢筋与新加钢筋焊接的办法,也可采用三面外包的方法。
5、为了不扰动原地基,新加基础的埋深不应超过原基础,一般与原基础相同。
6、对条形基础应按长度1.5-20m划分成单独区段,分批、分段、间隔分别进行施工,决不能在基础全长上挖成连续的坑槽或使坑槽内地基土暴露过久而使原基础产生和加剧不均匀沉降。
7、对加宽部分,地基上应铺设厚度和材料均与原基础垫层相同的夯实垫层。
8、灰土垫层的强度随着时间的推移而提高,压实系数为0.93-0.95时,承载力标准值可达200-250KPa,在进行基础加固时可按次值选用,并应进行下卧层承载力验算[1]。
三、基础加固的技术措施
基础加固设计原理:原有建筑在使用过程中,由于地基土已经长期压缩,承载力有所提高,但是随着层数的增加,上部荷载加大,从而使得作用在地基上的附加压力也随之增大甚至超出地基承载力f。要使地基附加应力不超过f,只有增加基础底面积,让基底的平均应力减小。
1.托换法
托换法就是在原有的基础底面以下重新浇筑钢筋混凝土,形成扩大的基础,从而满足地基承载力的要求。托换法比较适用于墙下条形基础的加固处理, 同时要求上部结构具有较强的刚度和整体性。先将原基础两侧的土挖至基底标高,留开工作面空间,再分段掏开基底的地基土,将原基础表面清理干净,吹净灰屑,砼表面用水湿润。扩展部分的地基上铺10cm厚的碎石层或含砾石的砂层并夯实。用纯水泥浆将基底的砼表面刷两遍,然后浇筑新混凝土。由于原基础已经完成了收缩、徐变和受力变形(含弹、塑性变形),考虑到新托换部分在硬化过程中所伴随的收缩,将削弱新旧接触面的粘结作用。所以要在砼中加入水
泥重量1/10000的铝粉作微膨胀剂,以保证新旧砼的紧密结合。施工中应当采取分段跳跃式施工,每1m为一个施工段。一个施工段施工完毕后,隔开2m进行下一个施工段. 分段浇筑的基础之间设置预留钢筋以加强混凝土的整体性[2]。
2.套法
套法就是在旧基础中埋设钢筋锚杆,再重新浇筑钢筋混凝土,通过锚杆将基础新旧混凝土联结成为一个整体,形成一个扩大的基础来满足地基承载力的要求。套法比较适用于柱下独立基础的加固,并且施工相对容易一些。
先将基础外侧土挖至基底标高,使旧基础完全显露出来,将原基础混凝土表面凿毛,如有抹灰或松动缺陷部位一并剔除。吹净灰屑,凿毛的混凝土表面用金属刷子刷净,再用水冲洗湿润(要求渗入混凝土表面20mm厚),再在基础侧面每隔500mm钻出深约300mm、直径50mm的孔,用空气压缩机吹净孔内灰屑,用水冲洗干净,然后插入14钢筋,并且用高标号砂浆(内掺微膨胀剂)将孔洞填实。然后浇筑套混凝土[3]。
四、加固方法
1、抬梁法
(1)基本原理。在原墙体大放脚处,每隔一定距离开凿一洞,新加的钢筋混凝土梁横穿墙洞,并与新加的钢筋混凝土底板整浇在一起,墙体荷载通过抬梁直接传递到新加底。
(2)使用。多用于墙下条形基础,有时因为新加基础与原有基础之间的连接构造难以处理,无法确保荷载从旧基础传给新加基础,也采用抬梁法。
(3)计算方法。抬梁可按倒悬臂梁进行抗弯、抗剪计算,新加底板则按以抬梁为支座的连续反梁进行设计,此外尚需验算与抬梁接触处砌体的局部受压承载力。
2.变换基础类型
(1)将柱下独立基础改为柱下条形基础
①方法:通过增设基础梁或加固原有联系梁;
②要求:为了达到条形基础的工作状态,基础梁的高度必须达到柱距的1/4-1/8,当原联系梁上砌有砖墙时可采用双梁连成整体。
2.将原条形基础改成片筏基础
①方法:通过增设底板、增加次梁将原条形基础改成片筏基础。
②要求:新旧钢筋要保持可靠连接[4]。
3.基础托换法
①原理:当原地基持力层的工程性能较差,通过加大原基础截面无法满足要求时,可改变基础持力层,将全部荷载或部分荷载通过竖向构件传递到好土层。
②方法:桩式托换法;灌浆托换法。
五、结论
地基加固可以使建筑结构达到稳定目的,加固工程设计合理,施工措施得当,为加固厚淤泥地层积累了经验,为业主免除了大的损失。本文中就基础底面扩大后的抗冲切验算、新旧基础施工时注意事项,基础加固的技术措施及常用地基基础加固方法进行了阐述。
参考文献
[1]、曹双寅.结构可靠性鉴定与加固技术[M].北京:中国水利水电出版社,2002.
地震是一种不可避免的自然灾害,从近年的实际情况来看,地震的发生频率越来越高。虽然现在的房屋结构已经相对比较牢固,但是仍然不可避免的有一定结构缺陷存在,由于这些结构缺陷的存在,使其抗震性能有所降低,当强大地震来临时,无法抵挡,给人们的生命财产安全造成极大危害,采用有效方法对房屋结构缺陷进行抗震加固,是当前房屋建筑中必须要解决的一个问题。
一.对砌体房屋进行加固的思路
从目前房屋建筑中的实际技术能力以及情况来看,要对砌体房屋进行加固,主要是通过一下思路来进行。
第一,将结构自重减少,采用一定方法将结构地震力减小,通过这些方法来使得结构受力减小,将结构安全性增加,比如说减轻自重法。
第二,将结构的构件或者是截面增加,利用一些附件构件或者是材料对地震的作用力进行分担,以此来使得结构安全性增加,比如说钢构套加固法、贴钢板加固法、砼套加固法、碳纤维加固法以及增设砼抗震墙等。
第三,将结构体系以及受力性质改变,以此来使得结构安全性增加,比如说消能减震法、增设支点法以及隔震加固法。
第四,将构件原有性能恢复,比如说修补、灌浆以及喷射等。
随着现代经济以及技术水平的不断提高和人们的观念不断进步,单一从满足安全方面进行加固对于现代人们的要求已经没有办法满足,现代所要求的加固方法不但要能够满足安全及使用要求,还要尽可能做到美观,尤其是现代智能材料的开发及利用,对于结构加固来说,必然会向智能材料的方向发展。
二.对砌体房屋进行加固时应当遵循的原则
对砌体房屋进行抗震加固,其实质是通过对结构构件以及结构受力途径进行改善,从而将结构抗震能力提高,减少地震对结构所造成的破坏,对砌体房屋进行抗震加固,要遵循以下原则来进行:
第一,在对承载力以及变形能力进行协调时,首先要考虑的是承载力,将侧重点放在通过提高承载力来对变形不足进行弥补方面;但是如果抗震鉴定结果仅仅是整体性上存在不足,仍然要将整体性加固方案的改善作为主要方面。
第二,在加固完成之后,楼层综合抗震能力要在规定值30%之内,并且最好是不要超过下面楼层综合抗震能力20%,与此同时要将下层综合抗震能力增强。
第三,在同一层楼内,对于非承重墙以及自承重墙来说,在对其进行加固之后,其综合抗震能力最好不要超过没有进行加固的承重墙综合抗震能力,否则应该要对承重墙进行加固。
第四,在对砌体房屋进行加固时,要将关于结构的抗震鉴定结果作为基础。所谓抗震鉴定,就是对现有建筑的施工质量、设计以及现状进行检查,以所规定的设防要求为依据,评估结构在地震作用之下所具备的安全性。要将抗震鉴定结果作为依据,来对房屋进行加固。可以选择的加固方式有整体加固、构件加固以及区段加固。
第五,在对加固方案进行确定时,对于结构现状,要深入进行调查,对于结构内是不是有局部损伤存在要特别查明,如果有损伤存在,要对其进行专门研究,在对房屋进行抗震加固的时候要考虑进去。
第六,在对抗震加固方案进行确定时,若抗震鉴定是不合格的,对于结构的总体功能恢复要进行重点考虑,而不是要求将每一个构件的功能都恢复;若出现的破坏是在静载作用下出现的,要将对各种承重墙进行加固作为主要方面。
三.对砌体房屋进行抗震加固的技术方法
从目前情况来看,对砌体房屋进行加固,所使用的方法具体有下面几种。
1.房屋承载力不足时的加固方法
第一,拆墙或者是抗震墙的增设。如果原来的墙体强度比较低,可以将其拆除然后重新砌筑。所使用的材料可以是砖,也可以是砌块,也可以利用现浇钢筋混凝土。利用这种方法必须将受力分配以及传力途径改变,甚至是要将抗震分析简图改变,在总体上将房屋抗震能力提高,使薄弱环节减少。
第二,进行修补及灌浆。如果墙体已经开裂,可以利用压力灌浆修补的方式,如果墙体砌筑的砂浆饱满程度比较差,或者是砂浆的强度等级比较低,可以利用满墙灌浆的方式来进行加固。利用这种方式能够将已经开裂的墙体承载力提高。利用修补的方法能够将墙体承载力没有开裂时的程度。对于压力灌浆来说,其承载力可以按照与原来砂浆强度等级相比高出一级来进行估计。
第三,对面层或者是板进行加固。在墙的一侧或者是两侧利用钢筋网砂浆面层、水泥砂浆面层或者是现浇混凝土板来进行加固。利用这种方法的主要作用就是将墙体承载力提高,也可以将楼板支撑长度增加。
2.房屋整体性不足时的加固方法
如果墙体在平面内布置,并且不闭合的时候,可以将墙段增加来使之闭合,将现浇混凝土框增设在开口处;如果纵横墙之间的连接比较差,可以利用钢拉杆、外加柱及外加圈的方式来进行加固;若楼盖或者是屋盖的构件支撑长度没有办法满足使用要求,可以采用的方式是增加托梁或者是将梁及屋盖的整体性增强;对于已经腐蚀变质的构件要进行更换。
3.对比较容易倒塌的部位的加固方法
如果承重窗之间墙的宽度比较小或者是抗震能力不足,所能够采取的措施是增设砼窗框或者是利用板墙及面层来进行加固;如果隔墙没有拉结或者是拉结不够牢固,可以采用的加固方法就是:镶边、钢夹套的埋设、锚筋以及钢拉杆来进行加固;当支撑大梁等墙段的抗震能力不足时,可以利用砌体柱及混凝土柱的增设或者是面层以及板墙来进行加固;如果出屋面楼梯间、水箱间以及电梯间与要求不符,可以利用外加柱或者是面层来进行加固,其上部和屋盖构件之间要进行可靠连接,其下部要连接主体结构加固措施;如果出屋面烟筒以及无拉结女儿墙比规定高度还要大,最好是将其拆矮或者是利用型钢及钢拉杆来进行加固;如果砌体房屋有十分明显的扭转效应,并且抗震能力不足。可以采用的方法就是在比较薄弱的部位优先砌筑上砖墙,也可以利用分割单元的方法来将扭转效应减小。
4.碳纤维加固方法
对于碳纤维加固方法来说,其是新型加固技术。碳纤维材料所具有的抗拉强度和普通钢筋相比,要高出10倍,其弹性模量也是钢筋的数倍,所以可以通过对高性能结构胶的利用在构件结构表面粘贴上碳纤维物,以此来对结构构件进行加固补强以及对抗震性能进行改善。利用碳纤维来进行加固,主要有以下优点:碳纤维能够对混凝土进行约束,这样一来,能够十分有效地改善构件受力性能;碳纤维比较轻并且很薄,在加固之后对原构件的截面以及荷载都不会有太大增加,原来建筑的使用功能不会受到影响,所以碳纤维材料对于钢筋混凝土结构的加固时非常适合的。但是,利用这种方法对粘结胶也有很高的性能要求,造价也就比较高。
结语:
地震对人们的生命财产安全会产生严重影响,加强房屋抗震能力对保证人们生命安全有着重要作用。在实际房屋建筑中,要采取合理科学方法来对房屋结构缺陷进行抗震加固,以此提高其抗震能力,提高其质量。
参考文献:
[1].周劲.既有砌体房屋抗震加固措施[J].山西建筑,2013(1)
[2].邱玉深.关于砌体房屋抗震加固的对话[J].建筑工人,2012(11)
Abstract: masonry structure building occupies a considerable proportion in China existing civil and industrial buildings, with the passage of time, in recent years engineering retrofitting of masonry structure building gradually increased. However, in our country's current economic strength, can not fully use the new building to replace the masonry structure of the housing, therefore, we must in the construction of new housing at the same time, development of masonry structure reinforcement engineering, especially for rural areas, strengthening work to do a good job of masonry structure building, and to do housing masonry structures reinforcement engineering, it is necessary to strengthen the masonry structure building understanding and take the appropriate method.
Key words: masonry structure; reinforcement; method
中图分类号:TU3文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
目前,随着我国社会经济的不断进步,建筑行业也在飞速的发展,然而砌体结构却占据着整个建筑行业的重要部分。在我国农村地区,有大量砌体结构的房屋,目前,随着经济和社会的进一步发展,其已经渐渐的走向了淘汰,然而因受到我国整体经济水平的制约,短时间内我们还不能够全面利用新型房屋取代砌体结构的房屋,这也就意味着,砌体结构的房屋仍将要继续服务于农村地区公民的生活和工作,在这样的情况之下,为了提高砌体结构房屋的安全性,我们就必须要对其开展高质量的加固和改造工程。
一、砌体结构房屋加固改造方法
(一)砌体结构房屋加固改造方法
在上世纪的六十年代至九十年代,为了能够更好的满足我国公民的需要,全面提高公民居住房屋的房屋质量、改善公民的工作环境,我国兴建了一大批砌体结构的住宅,时至今日,随着社会和经济等各方面的全面发展,砌体结构的房屋也渐渐的走向了淘汰,但是因为砌体结构房屋具有数量多、应用面积广等特点,所以使得我们不能够在短时间内将其拆除,只能通过房屋改造和加固工程提高安全性,合理的延长其使用的寿命。目前,常见的砌体结构房屋加固方法有以下几种:
1、灌浆法
一般来说,灌浆法包括化学灌浆法、压力灌浆法等,其所采用的原理是利用手持泵或者空气压缩机等设备,将粘结剂灌入有裂缝的墙体之内,使这部分墙体能够在粘合剂的作用下, 重新粘合在一起。对于目前所采用的粘合剂来说,其所具有的强度以及所能够实现的最大强度要远远高于砌体结构房屋所使用的砌筑砖的强度。正是因为这样的情况,对于那些开裂并不严重的砌体结构房屋来说,我们可以利用灌浆法来对其进行加固和改造,使其恢复到最初的承载力。此外,对于灌浆法来说,因为其所使用的加固改造材料以及施工工艺都较为简单,所以与其他的砌体结构房屋加固改造方法相比,其更为简单切经济实惠。
2、利用钢筋网与水泥砂浆进行加固的方法
目前,随着对砌体结构房屋的深入研究,我们发现通过使用钢筋网结合水泥砂浆也可以对砌体结构房屋进行良好的加固与改造。其主要的工作方法是:首现,对需要进行加固的砖墙进行处理,去除其表面的粉刷层。其次,在去除粉刷层的砌筑砖墙的两面附设Φ4到8的钢筋网片。第三,在完成上述两步之后,在砌筑砖墙的表面上涂抹水泥砂浆进行加固,完成对砌体结构房屋的加固和改造。利用这一方法进行改造的砌体结构墙体所形成的墙体就是我们所说的夹板墙。对于这一加固和改造方法来说,其优点在于能够在钢筋网与水泥砂浆的作用下,能够更好的加固或改造墙体,全面提高墙体的承载力,其应用范围也较为广泛,不但适用于一般的砌体结构房屋,还适用于带有壁柱的墙面。
(二)各种加固改造法的施工要点
1、水泥灌浆法
目前水泥灌浆法有常用的施工方法有两种一个是利用重力灌浆的重力灌浆发,一个是利用压力的压力灌浆法。对于这两种施工方法来说,其再使用的过程中要注意以下几方面的内容:首现,要清理需要进行灌浆施工的裂缝,要在预留灌浆口之后,将其进行封闭;其次,灌浆。对于重力灌浆法来说,其只需要在灌浆口讲灰水比为 3:7 的纯水泥浆灌入即可,而压力灌浆法则需要0.2到0.25MPa 的压力像裂缝注入水泥浆。
2、钢筋网水泥砂浆加固
一般来说,如果采用水泥砂浆进行加固时,厚度应该控制在20到30毫米,而使用钢筋网水泥砂浆进行加固的时,则需要将厚度控制在30到45毫米之间,如果面层的厚度超过了 45毫米时,我们就必须要采用细石混凝土。在没有特殊情况之下,水泥砂浆的强度等级应该控制在M7.5到M15 之间,面层的混凝土墙强度则要控制在C15。所采用的钢筋网需要为Φ4到Φ6的穿墙S筋。如果情况有需要的话, 还可以增设Φ4的U形筋铁钉。此外,在进行施工的过程中,还不必须要注意以下几方面内容:首现,必须要采取行之有效的措施强力好原墙的墙面,对于原墙面上的坏损部位来说,必须要根据坏损的情况以及特点进行有针对性的修补工作。
1 引言
由于砖混结构选材方便,施工简单,工期短,造价低,耐火耐久性能较好,因此,迄今为止,多层砖混结构房屋是我国现存既有民用建筑中主要的结构形式之一,约占我国既有民用建筑总量的百分之六十以上。然而,由于组成砖混结构的基本材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,导致房屋的抗震性能较差,因此砖混房屋在历次地震中的震害比较严重。为了确保人民生命财产的安全,充分利用原有旧房,对旧房分期分批进行抗震鉴定,对不符合抗震要求的进行加固处理,以满足抗震设防要求,是十分必要的。我国人口众多,地震灾害频繁,因此,多途径研究和探索既有建筑物的抗震加固方法,对保证国家和人民的财产和人身安全具有重大的社会意义和经济意义。
2 砖混结构房屋震害破坏的原因分析
从许多有关震害破坏实例、破坏试验和有关资料分析研究中可以发现,多层砌体结构房屋震害破坏的主要情况有以下几方面:
2.1 承重横墙的破坏特征及成因分析。
承重横墙破坏情况主要表现在由剪切变形引起的剪切破坏,一般呈斜向交叉的x型,也即通常所说的交叉裂缝。当墙体高宽比不同时,裂缝的变形形式也有所不同。多层砌体建筑的承重横墙破坏具有以下特点:
2.1.1 一般表现为底层横墙比上层横墙破坏严重,且大部分发生在底层,特别是当上层结构无大开间时尤为严重;
2.1.2 横墙破坏与圈梁设置有重要关系。调查资料表明,遭受震害的砖混结构房屋,在上下圈梁间墙体往往会发现锯齿形塌落破坏,说明圈梁设置对墙体有显著地约束作用。
圈梁可增强纵横墙连接,增加建筑整体性及整体刚度,增加墙体稳定性,提高墙体抗剪能力,约束墙面裂缝开展,抵抗建筑不均匀沉降对建筑造成破坏等;
2.1.3 与横墙门洞大小及布置的影响。横墙墙肢是以其抗侧移刚度的比例来分别承担水平地震作用的。因此,砖墙开洞要适当控制且洞口位置尽量上下对齐,保持一致。开洞位置不能影响纵横墙体整体连接、不要在砖墙上任意预留施工洞。
2.1.4 墙体之间的连接是通过砂浆实现的,砌筑砂浆具有一定的抗压强度,但抗拉强度只有抗压强度的1/10左右,无法抵抗地震时因地震剪力而产生的拉应力,从而使得墙体产生裂缝并迅速扩大。
2.2 纵墙的破坏特征及成因分析。
纵墙破坏形式有以下几种情况:
2.2.1 外纵墙整片倒塌。主要原因是施工中内外墙没有同时咬槎砌筑,交接处留有直缝或马牙槎;
2.2.2 外纵墙窗间墙剪切破坏。其破坏情况与承重横墙破坏情况相似且多发生在底部1—2层墙体,主要原因是窗间墙抗剪能力较差,外纵墙受内横墙顶推破坏。
2.2.3 墙角的破坏特征及成因分析。
墙角破坏主要原因是地震对建筑扭转作用在墙角容易产生应力集中,加之墙角位于建筑尽端,建筑对它的约束作用相对偏弱,其破坏形式按墙肢高宽比不同而不同。特别当建筑端部存在在楼梯或大开间建筑,由于其整体刚度相对较弱,墙角破坏更为严重,甚至会出现天棚墙角被局部抛出,也即通常说的“鞭端效应”的现象,危害特别严重。
2.2.4 楼梯间墙体破坏。
大量震害调查资料表明,楼梯间部位的墙体破坏往往比其它部位墙体破坏严重的多,而楼梯构件本身则很少破坏。其主要原因是由于该部位墙体横向支撑较少,其整体刚度相对较弱,从而导致该部位容易产生较大变形而破坏。特别是当楼梯设置在建筑端部时,这种破坏更为明显。
2.3 砖混结构房屋抗震加固机理分析
从结构抗震机理出发,抗震加固可以分为减小地震作用加固法、增大结构抗震能力加固法、多道防线抗震加固法。其加固机理如下:
2.3.1 减小地震作用。它主要是通过增大结构周期或加大结构阻尼来实现,一般应用于大型公共建筑的抗震加固,如北京火车站中央大厅、北京饭店西楼的抗震加固等。
2.3.2 增大结构抗震能力。如增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层(俗称夹板墙加固法)、钢筋网水泥砂浆面层加固法、及砖柱外包加固等构件加固法;增设圈梁、构造柱及钢拉杆的整体加固法;通过增设抗震墙的区段加固法来提高房屋的抗震能力等。这些方法施工相对简单,大量应用于多层的砖混结构当中,尤其是民用建筑中。
增设构造柱,能显著提高砖砌体的延性。延性的提高意味着房屋抗震能力的提高,特别是构造柱与各层圈梁一起形成砖墙的边框,可箍住开裂的墙体,阻止裂缝进一步开展,限制开裂后墙体的错位,使砖墙的竖向承载力不至于大幅度地下降,从而防止砖墙的坍塌。另外,设置构造柱,可增大房屋的抗侧向变形能力。在墙体开裂后,以其塑性变形和滑移、摩擦来消耗地震能量。特别是构造柱在限制破碎墙移方面具有突出的作用,它使墙体被约束在其自身的平面内滑移,若摩擦作用继续存在,墙体仍能承担竖向压力和一定的水平地震力,这就是对砖混结构在大地震时所企求的目标—裂向不倒。
增设圈梁的加固机理有如下几个方面:
(1)加强房屋的整体性。由于圈梁的约束作用,减小了预制板散开及墙体出平面倒塌的危险性,使纵、横墙能保持为一个整体的箱形结构,可充分发挥各片墙体的平面内抗剪强度,有效抵御来自任何方向的水平地震作用;
(2)圈梁作为楼盖的边缘构件,提高了楼盖的水平刚度,同时箍住楼(屋)盖,增强了楼盖的整体性;
一、砌体结构概念
砌体结构又称砖石结构,是指用石、砖或是砌块等各种砌体建筑出来的一种结构,主要用于工业建筑和民用建筑的墙、柱和基础。砌体的抗拉强度比较低,但是其抗压强度比较高,所以砌体结构构件承受的主要压力来自于轴心或小偏心。根据建造砌体结构的砌体不同,我们可以砌体结构分为砖结构、石结构和其它材料的砌块结构三大类;根据砌体结构是否配筋又可以分为配筋砌体结构和无筋砌体结构。
二、砌体结构优点、缺点分析
(一)砌体结构的优点
1、就地取材
砌体结构的第一个优点就是它的材料很方便,一般情况下可以很容易的实现就地取材。比如:建造砌体结构的砖可以用普通常见的粘土烧制而成,另外,天然石就可以做石材的原料,矿渣等工业废料则可以制成砌块。综上可见,砌体结构的材料来源十分方便,而且这些材料的价格也相当的低廉。
2、耐火性和耐久性能好
用粘土、天然石和工业废料制成的砖、石和砌块砌体具有良好的耐久性,同时其化学稳定性和大气稳定性也比较好,因此砌体结构还具有较好的保温隔热性能。
3、节省材料
砌体结构在砌筑的时候不需要模板以及一些特殊的施工技术设备,相对于钢筋混凝土结构而言,砌体结构能够节省大量的水泥、钢材和木材。比如,在一些比较寒冷地区冬季砌筑砌体结构的时候,可以采取冻结的方法进行砌筑,完全不需特殊的保温措施。
4、隔热和保温双重功效
砌体结构不仅是很好的承重结构,还是较好的围护结构。这是由砖墙和砌块墙体具有隔热和保温的性能引起的。
(二)、砌体结构的缺点:
1、砌体自重大
砌体结构的强度较低,导致其构件的截面尺寸偏大,于是,相对钢和混凝土结构而言,砌体结构的材料用量更多,体积更大,自重也更大。砌体结构的自重较大会导致其地基发生不均匀沉降现象,进而导致墙体开裂。
2、砌筑工作繁重
之所以说砌体结构的砌筑工作很繁重是因为其砌筑基本上都是手工方式操作,需要耗费大量的劳动。
3、施工质量的变异性较大
砌体结构的建筑需要人工砌筑,施工繁重,导致砌体结构施工质量的变异性较大。另外由于,砌体的施工质量对于砌体的受力性能具有较为直接的影响,所以施工质量变异性较大会直接导致砌体构件的性能降低。
4、抗震性能较差
相对于钢和混凝土结构,砌体结构的抗剪和抗拉的强度都很低,所以砌体结构在抗震方面的性能比较差,这极大的限制了砌体结构的使用。不仅如此,砌体结构的砖、石等材料的抗压强度在砌体结构中也不能得到充分的发挥。
5、影响农业生产
砌体结构的砖根据就地取材的原则,一般采取粘土制成,因此砌体结构的砌筑在某些地方会占用一定的农业,甚至在个别地区还会过多的占用农田,给当地的农业生产造成极大的负面影响。
6、易出现耐久性损伤
前文提到砌筑砌体结构的材料多为砖和砂浆等材料,而这些材料基本都是多孔材料。众所周知,多孔材料具有易受潮的劣势,长期而言,多孔材料极易出现冻融、腐蚀等各种耐久性损伤。也就是说时间长了之后,砌体结构会出现耐久性损伤。
三、砌体结构失效形式
砌体结构主要用于承受拉力、剪力、弯矩等。
(一)、砌体结构构件正常使用极限状态下的失效形式
砌体结构正常使用极限状态下,即在砌体结构没有丧失承载力的时候,砌体构件可能因为开裂、破损、振动、倾斜等因素影响建筑物正常使用。
(二)、砌体结构达到承载能力的极限状态的失效形式
当砌体结构达到承载能力的极限状态的时候,往往会失效,一般情况下,砌体构件的失效形式主要包括以下几种。
表:砌体结构达到承载能力的极限状态的失效形式一览
编号 破坏构件 失效形式
1 墙、柱等受压构件 轴心和偏心受压破坏
2 承受竖向集中的受压构件 局部受压破坏
3 圆形水池池壁等受拉构件 轴心受拉破坏
4 挡土墙等受弯构件 弯曲受拉破坏
5 受弯构件以及砖拱支座 受剪破坏
6 挑梁 倾覆破坏
四、砌体结构产生事故的主要原因
(1)计算错误
计算错误有以下三种情况。首先是由于制图人员和设计人员的工作疏漏,对建筑物的使用还不够了解,便会导致其采用的计算荷载偏小,最后机会导致计算错误,描图时注错了尺寸等问题。其次是由于施工单位不按建设程序办事,随便找不懂技术的人设计,进而造成砖柱安全系数较低或是漏算荷载,这时候再加上施工质量不好,就会引起很多严重的事故最多,也最严重。第三种情况是施工之前根本没有经过科学的计算,根据领导主观想象对工程随便增层,造成下部结构承载能力不够,引起建筑倒塌。
(2)施工质量差。
砌筑质量直接决定了砌体结构的强度。施工质量的主要是由于施工管理不严,从而造成上下通缝,砂浆强度过低等质量问题。具体而言施工质量差主要表现在以下几个方面。首先是砌筑砂浆强度偏低,直接导致砌体的强度偏低。其次是灰缝砂浆饱满度不够,导致砌体结构的强度等级偏低,从而降低了砌体的承载能力。再次是组砌方法不当,降低了砌筑质量。组砌方法不当主要是指采用包心砌法。然后砖和砂浆的质量不合格,影响了砌体的强度,从而影响其承载能力。最后是随意打洞或留洞位置不适当,严重地破坏了砌体结构,大大降低了其承载能力。
(3)梁垫设计、施工不当。
支承大梁的砖柱、窗间墙等,往往需要设置梁垫,但有的设置的梁垫过小,有的施工时做法不对,导致砖柱、砖墙顶面处被压碎,从而引起重大事故。在梁端处砌体单价面积上压应力较高,这种状态下砌体的局压强度明显大于其均匀受压时的强度,导致砌体的材料局压强度的提高。
(4)砌体结构变形
砌体结构的变形引起的事故的情形主要包括以下几种情形。 首先是沿墙面的变形,一般是由灰缝厚薄不均匀,砌筑砂浆的质量不符合规定,砖的砌法不符合规定引起的。其次是地基不均匀沉降,这类倾斜主要包括两种情况:荷载均匀,地质不均匀所造成的倾斜;地质均匀,但是荷载不均匀所造成的倾斜。再次是横墙侧向刚度不足,这主要是由开洞太多或高度大于宽度,侧移超过规范允许值等因素引起的。除此之外,砌体结构的变形还包括沿墙平面的弯曲、出墙面的变形等情况。
五、砌体结构加固方法
对在用的砌体房屋进行增层设计时,一般都需要对原砌体进行加固以满足安全要求。常用加固方法有以下几种。
1、外包钢加固法
外包钢加固法是指在砖柱的四周包以型钢,然后用缀板横向将四周的型钢连成整体的一种房屋加固方法。外包钢加固法可分为干式和湿式两种。使用乳胶水泥粘贴的方法称为湿式外包钢加固法;当型钢与原柱间无任何连接的方法称为干式外包钢法。外包钢加固法具有施工简便,受力可靠的优点。其缺点是对锚固的要求较高,外观不美观,用钢量较大,维修费用高等。
2、灌浆法
灌浆法是指为了将开裂墙体重新粘合在一起,而使用空气压缩机将粘合剂灌入墙体的裂缝内的一种房屋加固方法。这个方法包括压力灌浆法和化学灌浆法。这种方法的优点是开裂不严重的砌体在使用灌浆法加固之后的承载力可以恢复到以前的水平。
3、钢筋网水泥砂浆面层加固法
这个方法是指在需要加固的砖墙的两面附设上钢筋网片的加固方法,但是其提高承载力的功能不强,主要适用于砌体墙的加固。
4、钢筋混凝土面层加固法
钢筋混凝土面层加固法的主要优点是较大幅度提高砖墙的承载能力、改变其自振频率、改善正常使用阶段的性能、施工工艺简单,主要适用于原墙没有裂缝的实心砖墙、多孔空心砖墙等。
5、预应力加固法
在经济高速发展,建设规模不断扩大的今天,不可避免会产生一些影响结构安全的质量事故;有的改变建筑的使用功能和改造项目也逐渐增多;还有各种自然灾害(震害、塌方、地陷、水灾、泥石流等)都会直接造成房屋建筑或结构构件需要进行加固处理,以保证结构安全和满足建筑使用功能需要。在这里就房屋建筑的几种加固工程技术方法提出一些技术要求。
1 加固工程的总体技术要求
(1)加固工程的施工企业必须具有与之相适应的资质等级、专业技术人员和技术装备。
(2)加固工程除按照施工图和施工组织设计(方案)施工外,还必须满足国家现行颁布的相关规范和技术标准。
(3)对结构构件进行加固时不得破坏原有结构构件和未进行加固的结构构件。
(4)加固中的临时性安全措施、临时设施和文明施工措施,加固施工企业应综合考虑,并应统一管理。
(5)加固所用材料进场应按规定报验,按程序及时报审和取样送检,经相关单位验收、检测合格后方可投入使用。
(6)加固材料的各项技术指标必须满足设计文件、施工合同和现行国家规范、标准的相关要求。
(7)加固结构构件必须按相关规定进行检测,并提供相关合格检测报告。
(8)加固方法的采用应符合设计要求和保证加固后结构安全可靠,并满足建筑的使用功能。
2 钢筋混凝土加大截面法加固的技术要求
2.1 材料
(1)混凝土宜采用商品混凝土或自流平衡混凝土,商品混凝土掺加粉煤灰必须为1级,强度等级符合设计要求。
(2)钢材必须按规定进场报验,按程序及时报审和取样送检,经法定检测机构检验合格后使用。
(3)焊条按设计要求及施工方案选定,按规定报验和报审,审查合格后使用。
(4)机械连接接头按规定提供型式检验报告和相关合格证明文件,经审查合格后使用。
(5)结构植筋胶按设计选定;生产厂家应出具符合现行国家标准的相关合格证明文件;施工单位按程序及时报审和取样送检,经法定检测机构检验合格后使用。
2.2 工艺、方法
2.2.1 表面处理
(1)墙、柱的表面处理宜采用满剔除表层混凝土,剔除厚度4~8mm;采用《墙、柱表面剔凿确认单》并做样板确认。
(2)梁的表面处理。对原构件混凝土表面凿毛或打成沟槽,沟槽深度不小于4mm;间距为箍筋间距或200mm并打磨除去碳化层。
(3)墙、柱纵筋穿越楼板的混凝土型槽剔凿可采用人工剔凿辅以电锤剔除。
(4)建渣的清运应充分利用现场已有的运输机具及时完成,为下一步工作创造条件。
2.2.2 墙、柱、梁植筋
(1)承重结构植筋的锚固深度、钻孔孔径应严格按施工图要求确定;施工图未明确的应符合表1、表2的要求。
(2)构造植筋(非结构植筋)长度为10d(d为钢筋直径),且大于100mm,钻孔直径应符合表2的要求。
表2
(3)任何植筋均不得破坏或截断原结构构件钢筋。
(4)植筋完成后不得扰动,应保证固化静置时间不少于24h。
2.2.3 墙、柱、梁钢筋制作安装
(1)墙、柱、梁的纵向钢筋采用对接接头,其构造应满足03G101-1中墙、柱、梁抗震的构造要求。其连接接头应按规定取样送检。
(2)柱纵筋应按设计要求布置,尽量绕过梁。无法绕过时同一立面只能有一根纵筋穿梁。
(3)柱箍筋采用开口型箍沿柱子长向交错布置,其同一箍筋搭接长度不小于250mm,搭接长度范围内绑扎不少于于2道,然后按10d长度将开口U型箍进行焊接。
(4)柱、梁纵向钢筋采用对接接头,梁应采用闪光对焊或机械连接,柱应采用机械连接或电渣压力焊接。
(5)梁箍筋尽量采用封闭式箍筋,采用型箍时应与原箍筋有效焊接或植筋锚固连接。
2.2.4 模板
模板应有足够的强度、刚度和稳定性,满足梁、柱混凝土成型质量和截面几何尺寸符合设计要求。
2.2.5 混凝土施工
(1)混凝土界面处理和浇筑质量应满足设计及相关验收规范、标准要求。
(2)混凝土垂直运输采用施工电梯,水平运输采用人力手推车。
(3)混凝土浇筑采用内部振捣或附着式机械外部振捣辅以人工内部钎插的施工方法。
(4)浇筑混凝土12h开始养护,养护期应不少于14d。
3 碳纤维布加固技术要求
3.1 材料
(1)碳纤维布的采用满足设计要求。必须是聚丙烯腈基(PAN基)12k以下小丝束连续纤维。单位面积质量300g/m2。
(2)结构加固用胶粘剂采用级配套胶。必须是免底涂,且浸渍、粘贴与修补兼用的单一胶粘剂,胶粘剂厂商应出具免底涂的胶粘剂证书。结构加固用胶粘剂应进行安全性能指标、湿热老化检验合格;必须通过毒性检验,对完全固化的胶粘剂,其检验结果应符合实际无毒卫生等级要求;必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂。简易鉴别纤维织物(碳纤维布)采用剪下一小块纤维织物用打火机或在煤气炉上点火燃烧,织物立即卷曲或有灰烬出现,判定该产品系用劣质纤维或掺合其他品种纤维制成。
(3)碳纤维布和胶粘剂必须按规定做适配性试验,进场时按规定取样送检,并随产品一道提供相关合格证明文件。
3.2 工艺、方法
3.2.1 基层处理
(1)混凝土表面处理应平整、清新、干净、无杂物、油污并打磨除去碳化层,用丙酮擦拭保持混凝土表面清洁、干燥。
(2)对混凝土表面的裂缝、凹陷应采用修补胶修补填充找平,进行糙化处理。
(3)碳纤维布转角粘贴时,对梁、柱、板的棱角应用机械打磨成圆弧角,进行圆化处理。
3.2.2 碳纤维布粘贴
(1)碳纤维布粘贴应采用湿法铺层和常温固化。
(2)应采用滚筒将树脂均匀涂抹于混凝土表面,指触干燥后进行找平,找平层指触干燥后尽快进行碳纤维布粘贴。
(3)粘贴碳纤维布用手轻压贴于需粘贴位置,采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透纤维布,密实结合;滚压时不得损坏碳纤维布。
(4)对粘贴空鼓的确认和处理按《混凝土结构加固设计规范》GB5036-2006相关条款执行。
(5)多层粘贴时,在碳纤维织物表面指触干燥后立即进行,若超过60min,则应等12h后,再行涤粘渍胶粘贴下一层。
(6)沿梁长方向粘贴纤维布,在截断处、支座和集中荷载处设横向压条;梁斜截面粘贴固定粘贴纤维布宜采用织物压条。
3.2.3 质量验收
碳纤维布粘贴完成养护7d后,由具有检测资质的检测单位现场检测。出具的检验合格报告为验收依据。验收合格后采用1:3水泥砂浆抹灰,厚度为15~20mm。
4 外粘钢板(型钢)加固技术要求
4.1 材料
4.1.1 加固用钢板或型钢应采用Q235和Q345结构钢
(1)所用钢材不得使用无出厂合格证、无标志或未经进场检验的钢材。
(2)焊条的型号应与被焊接钢材的强度相适应;并且满足设计要求。
(3)焊接工艺应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18或《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。
4.1.2 结构加固用胶粘剂同上述碳纤维布加固技术要求
4.2 工艺、方法
4.2.1 基层处理
(1)原构件截面的棱角打磨成R=7mm(半径)的圆角。
(2)清洗、清洁表面油污、杂物后,除去2~3mm表层碳化混凝土层,清除粉尘,干燥后丙酮擦拭表面。
(3)钢板粘贴面,必须进行除锈和粗糙处理。粗糙纹路应与钢板受力方向垂直,用丙酮擦拭干净。
(4)对混凝土表面的裂缝、凹陷应采用修补胶修补填充找平,进行糙化处理。
4.2.2 钢板(型钢)的粘贴
(1)视粘贴的钢板厚度应分别采用手工涂胶粘贴和压力注胶粘贴。其外粘型钢加固的焊接接点应满足设计及相关规范要求。
(2)结构胶粘剂应经检验合格后,按产品说明书规定配制。
(3)粘好钢板后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如有空洞声应剥下钢板,补胶,重新粘贴至合格。
(4)钢板粘贴好后应立即用夹具或支撑固定,固化期内不得对钢板有任何扰动。
4.2.3 质量验收
粘钢板(型钢)完成后,由有资质的检测单位现场检测。出具的检验合格报告为验收依据。验收合格后按设计要求抹灰隐蔽。
本工程由时代房地产开发有限公司开发,新中环建筑设计有限公司设计,建设监理有限公司监理,省建工集团有限责任公司总承包。工程质量目标为确保省“钱江杯”优质工程,安全目标为确保省级标化工地。
建筑物地基结构基础为二层地下室,采用柱下承台、下翻地梁及筏板的结构形式。地下室板面标高(1-10轴副楼)为-8.40m,板厚为700mm;11-14轴主楼为-9.50m;板厚为800mm;承台面标高即为地下室板面标高;最大承台高度为2400mm、4150,位于核心筒体部位。在5—6轴位置设一条后浇膨胀加强带。地下室落地面积约4200M2。
二、地下室JS防水涂料施工应符合下列规定
1、JS防水涂料材料经检验合格,施工单位有防水施工专业资质,操作人员有上岗证。
1.防水涂料厚度1.5MM,JS防水涂料二层,粘贴无纺布一道、JS防水涂料二层,粘贴无纺布一道、JS防水涂料二层。(JS防水涂料共六层,粘贴无纺布共两道)
2.涂刷前要先将底子光刷一遍,然后刷二层粘结层(JS防水涂料),将无纺布粘贴上去,再刷JS涂料(按工序要求施工)。
3.涂膜应多遍完成(6遍),涂刷应待前遍涂层干燥成膜后进行。
4.每遍涂刷时应交替涂层的涂刷方向,同层涂膜的向后搭接宽度宜为30—50MM。
5.涂料防水层的施工缝应注意保护,搭接缝宽度应大于100MM,接涂前应将施工缝表面处理干净。
6.涂料防水层中铺贴的胎体增强材料,同层相邻的搭接宽度应大于100MM。
7.涂料防水层的平均厚度应符合设计要求,最小厚度不得小于设计厚度的80%。
8.涂料防水层的保护层与防水层粘结牢固,结合紧密,厚度均匀一致。
9.施工条件:不能在0℃以下或雨天施工。
三、地下室JS防水涂料施工顺序
1、基层处理:基层必须洁净、平整、不得有空鼓、松动、起砂和脱皮现象,无明水。不平整及裂缝处须先处理,阴阳角应做成圆弧角。
2、基层处理剂配料:打底涂料层重量配比液料:涂料:水=1:1:0.5—1。
3、中间涂层2层重量配比为液料:涂料:水=1:1:0—0.2。斜面或立面施工应不加或少加水,配料准确,搅拌应均匀至无粉粒。涂覆用滚子或刷子涂覆,每遍间隔时间因气温高低、湿度大小而定,以前一遍涂膜干固不粘为准。涂料防水层应与基层粘结牢固,表面平整,涂刷均匀,不得有流淌、皱折、鼓泡、露胎体和翘边等缺陷。
4、铺设一层胎体(无纺布),胎体应刮平排除气泡,并与涂料粘牢。
5、中间涂层2层同第三条做法同。
6、清洗:施工机具用后应尽快用水清洗,短时不使用应浸入水中。
四、地下室JS防水涂料施工的几个要点:
0.引言
当房屋建筑出现对原来设计结构的更改以及施工过程中出现偏差,或者发生风灾、火灾等意外自然灾害的损坏情况时,则需要对原建筑物进行补强加固处理,以使其继续发挥作用。加固结构在受力性能上已经发生改变,与未经过加固的普通结构相比受力性能存在很大差异。对已出现的结构病害必须进行彻底治理,以下介绍几种结构加固技术。
1.混凝土结构加固方法与技术
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
1.1直接加固的一般方法
1.1.1加大截面加固法。该法施工简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
1.1.2置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
1.2间接加固的一般方法
1.2.1预应力加固法。该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,还能较大幅度地提高结构承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下不能用于温度在600℃以上的环境中,也不宜用于混凝土收缩变形大的结构。
1.2.2增加支承加固法。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
1.3与混凝土结构加固改造配套使用的技术
1.3.1托换技术。托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
1.3.2植筋技术。是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
1.3.3裂缝修补技术。根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,应采用相应的加固措施。
2.砌体结构加固方法
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
2.1适用于砌体结构的直接加固方法
钢筋混凝土外加层加固法:该法属于复合截面加固的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定减小;钢筋水泥砂浆外加层加固法:该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭;增设扶壁柱加固法:该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。
2.2适用于砌体结构的间接加固方法
无粘结外包型钢加固法:该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施;预应力撑杆加固法:该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。
2.3砌体结构构造性加固与修补
增设圈梁加固:当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬槎有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增高圈梁进行加固;增设梁垫加固:当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固;砌体局部拆砌:当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。
3.钢结构加固方法
钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。
3.1改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。改变结构计算图形的一般加固方法:
3.1.1对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:1)增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;2)加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;3)增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;4)在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱负荷;5)在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
3.1.2对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:1)改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;2)改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;3)增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;4)调整连续结构的支座位置;5)将结构变为撑杆式结构;
3.1.3对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:1)增设撑杆变桁架为撑杆式结构;2)加设预应力拉杆。
3.2连接的加固与加固件的连接钢结构连接方法
即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
3.3裂纹的修复与加固
结构因荷载反复作用及材料选择、构造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。
4.结语
以上只对混凝土结构、砌体结构及钢结构加固技术进行简要介绍,还有其它结构以及更多更好的加固技术需要在今后工作中去不断探讨、研究,使我们能够解决各种结构问题,保证结构安全使用。
中文分类号:TU746.3 文献标识码:A 文章编号:
1对房屋建筑物进行加固的原因
近几年来,随着我国经济发展迅速,工程项目也随之迅速增加。加固行业也迅速发展,对房屋建筑物进行加固的主要原因有:一、由于设计中出现的失误、施工质量和材料质量不符合设计要求,如配筋不足、混凝土强度不够等;二、建筑物老化,相当多的建筑已经进入中老年期,必须进行维修和加固【1】;三、灾后修补,水灾、风灾、火灾及地震后,原结构构件遭到破坏;四、混凝土碳化,致使钢筋锈蚀,造成建筑物破损;五、建筑物的改造加固,如接建、移位、增加荷载等结构功能性改变;六、建筑物的抗震,地震对建筑结构破坏的破坏力极强,但地震具有难预报性,只有通过提高建筑结构的抗震性能将地震带来的损失降到最小;七、使用不当造成的破坏,如强拆。对灾害要防患于未然,并将灾害造成的损失减到最低,对已出现的结构病害必须进行彻底治理【2】。建筑结构加固主要包括:混凝土结构加固、砌体结构加固、钢结构加固,其中混凝土结构加固是其中重要的部分。[ 作者简介:张雅静(1982-)女,内蒙古赤峰人,硕士,讲师,主要从事工程力学、结构设计原理的教学工作,并从事力学研究。
通讯作者:李治国(1981-)男,内蒙古乌兰察布人,硕士,讲师,主要从事机械原理的研究工作。]
2 混凝土结构加固各种方法的优缺点及适用范围
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类
2.1直接加固的一般方法: 2.1.1 加大截面加固法 该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。 2.1.2置换混凝土加固法 该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。 2.1.3有粘结外包型钢加固法 该法也称湿式外包钢加固法、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。 2.1.4粘贴钢板加固法 该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。 2.1.5粘贴纤维增强塑料加固法 除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。2.1.6绕丝法 该法的优缺点与加大截面法相近;适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。 2.1.7锚栓锚固法 该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
2.1.8碳纤维材料加固方法
以碳纤维加固法为例介绍一种目前新型、加固效果好的技术。
碳纤维加固法在我国使用的时间比较短。碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚,2008年5月12日地震之后此技术迅速被推广。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
材料特点:碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。
(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。
(2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。
(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。
(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。
适用范围:碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强;混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固;隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固;受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。1
2.2间接加固的一般方法有: 2.2.1预应力加固法 该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在600。C以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。
2.2.2增加支承加固法该法简单,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术:
与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有:
3.1托换技术系托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
3.2植筋技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
3.3裂缝修补技术 根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐性得以恢复的一种专门技术;本方法于修补混凝土结构所出现的裂缝,恢复其整体性和使用功能。对于结构承载力不足引起的裂缝除采用本方法处理外,还应采取相应的加固措施,确保结构安全可靠。其中碳纤维加固混凝土裂缝技术是一项新型技术。
碳纤维加固混凝土裂缝技术:对于宽度大于0.2mm的独立贯通裂缝,采用压力灌注结构胶的方法进行补强,同时沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴碳纤维,在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。常用于根底修补的工字梁可以抵挡136~181kN的拉力,避免墙体弯曲,而10cm宽的碳纤维条可接受8至10倍这样的压力,其厚度只要3.2mm。
用碳纤维修补房屋裂缝有以下优点
a、重量轻,厚度薄,基本不增加结构自重及截面尺寸。
b、适用面广,灵活性强,可用于各种类型和形状的结构构件加固。
c、施工方便快捷,不需要大型机具,没有湿作业,无需动火,无需其他固定措施,不受原结构形状限制。
d、高耐久性,由于不会生锈,非常适合在高酸、碱、盐及大气腐蚀坏境中使用。[3.4 碳化混凝土修复技术(还不成熟) 系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
3.5混凝土表面处理技术 系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。
3.6混凝土表层密封技术系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。使之成为坚固的实体,防止其它物质渗透,从而延长了混凝土的寿命。
3.7其它技术
如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。
4 根据加固工程对加固方案的分析选择
随着科学技术的不断进步,新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法,如预应力加固发、粘钢锚固法、碳纤维加固法被广泛应用于各类加固工程中。应根据具体方案确定加固方案。原则就是效果好、节省时间、财力、人力,操作简单方便。以框架梁的加固为例,碳纤维加固法较其它方法除材料费用高外,优势更多,重要表现在自重轻,材料自身几乎不增加重量;强度高,固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍;劳动强度小,一个作业面只需一至两人操作即可;施工工期短,熟练工人每人每天只完成近200m2左右。但是,应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。]
5 总结
混凝土的加固方法也得到了不断的发展。新型方法和技术不断涌出。设计时可根据实际工程和各方法技术的优缺点及适用范围,再结合经济、效果、工期等方面定加固方案,这还需要我们在工作中不断学习,总结和创新。
近年来,由于世界各地地震频发,已经给人类造成了巨大的损失。我国是一个地震多发的国家,近年来的四川汶川、青海玉树等大地震,无不牵动着亿万国人的心。我国政府也于近几年将房屋建筑抗震加固提上了日程,已经逐步对中小学校进行了抗震加固,并逐步向医疗及民用建筑推广。
根据我国的国情及房屋建筑现状,我国房屋建筑加固目前常用的方法主要有:板墙加固、增大柱梁截面加固、碳纤维加固、粘钢加固、阻尼加固、隔震加固等,板墙加固主要适用于砖混结构,增大柱梁截面加固、粘贴碳纤维、粘钢板、阻尼加固等主要适用于框架结构,隔震加固适用于砖混及框架等常见结构类型,适用范围较广。
下面主要就以上施工方法及相关造价内容进行简要阐述分析。
1 板墙加固
板墙加固分为单面板墙和双面板墙两种,根据建筑物构造、布局及有关检测报告,经有资质的专业单位分析计算,确定选用单面或双面板墙方式进行加固。
1.1 单面板墙加固工艺
1.1.1 拆除原装修至结构层,主要指墙面装修及与墙面相交的天棚、地面的拆除;
1.1.2 墙面打孔、拉结钢筋及钢筋网的制作及固定;
1.1.3 门窗洞口等的防护及模板支护。
1.1.4 墙面喷射混凝土。
1.2 单面板墙加固造价要点
1.2.1 拆除工程施工本身相对较简单,但由于涉及渣土的倒运及场外运输和销纳,故在计价中要结合工程及地域特点重点考虑渣土的处理费用;
1.2.2 钢筋网的制作安装会涉及穿墙穿板植筋和钢筋的搭接等造价重点关注因素,在计价中要给予充分考虑;
1.2.3 墙面喷射混凝土由于受每次喷射混凝土用量较少,作业面变化大,不能连续施工等多种因素的影响,实际施工中多采用干拌豆石混凝土,其市场价格高于预拌混凝土,且实际施工中,喷射的回弹料通常会达到30%~50%左右,施工损耗大,现有定额水平无法满足,计价时要充分考虑。另,在施工条件允许的条件下,回弹料经过处理,可及时用于地面及屋面垫层和基础回填等,以达到降低造价的效果。
双面板墙与单面板墙工艺和造价要素基本相同,仅拉结钢筋工艺与单面板墙差距较大,由于双面板墙的拉结筋贯通墙体,两侧拉结,故常用水泥砂浆灌孔,而不用植筋胶。
2 增大梁柱截面
增大梁柱截面指通过在原梁柱的再增加钢筋混凝土结构,使原梁柱截面尺寸变大,从面增加结构的强度,提高抗震能力的一种加固方法。
2.1 增大梁柱截面加固工艺
2.1.1 拆除原柱梁及其周边结构和装修至结构层;
2.1.2 根据设计要求植筋、制作安装钢筋;
2.1.3 模板支护及浇筑混凝土。
2.2 增大梁柱截面造价要点
2.2.1 增大梁柱截面工作内容简单,但由于受作业面及现场条件制约,钢筋绑扎和混凝土的浇筑都比较困难,应充分考虑措施项目费用的计价。同时这种加固方式还要根据现场情况确定使用何种混凝土(商砼、现场搅拌砼、干拌料、灌浆料等),这些都要在计价中予以考虑。
3 粘贴碳纤维及粘钢加固
粘贴碳纤维和粘钢加固形式及原理均较类似,均为通过在构件表面粘贴工艺,提高构件的整体性能的方法。主要不同为碳纤维抗拉强度高、抗剪性能差、厚度薄,粘钢抗拉强度相对碳纤维较低,抗剪性能好。
3.1 粘贴碳纤维及粘钢工艺
3.1.1 拆除需加固构件的装修层至结构层;
3.1.2 在进行基层处理后,粘贴碳纤维布或粘钢板;
3.1.3 检验和维护。
粘贴碳纤维与粘钢由于材质不同,实际施工细部工艺也不同,但大体上都是按以上所述施工的。其各自详细施工工艺不在此赘述。
3.2 粘贴碳纤维及粘钢造价要点
粘贴碳纤维和粘钢加固由于施工工期短、效果好而在近些年来被广泛采用,但由于选用的主材,尤其是碳纤维布市场材料参差不齐,质量差距较大,价格差距也较大。因此,选用何种档次和品牌的材料是计价应重点关注的问题。
4 隔震加固
隔震加固是指在建筑物基础与上部结构间设置隔震橡胶支座,通过隔震橡胶支座使结构上下层分开,达到在地震时,地震的能量在通过隔震橡胶支座时大幅降低,从面减少地震的破坏的一种抗震方式。该方法具有工期短,费用低,不影响上部空间正常使用等优点。
4.1 隔震加固工艺
隔震加固会因建筑的不同结构类型而采用不同的工艺,主要包括框架结构、砖混结构,每种结构又细分有地下室和无地下室两种情况,通常有地下室的建筑较适合采用隔震加固,而无地下室则需根据具体情况确定。
对于框架结构,采用隔震加固工艺如下:
4.1.1 四周土方开挖及地下室隔墙拆除;
4.1.2 四周隔震沟墙体砌筑及围护;
4.1.3 分批次分部位对框架柱进行支撑、断柱、增大柱截面、放置隔震垫等工作;
4.1.4 强度达到要求后拆除支撑;
4.1.5 做好全面的沉降观测。
对于砖混结构,采用隔震加固工艺如下:
(1)底层外墙四周土方开挖;
(2)拆除底层装修至结构层;
(3)分批次分部位制作上部销键、上托梁、下部销键、下托梁;
(4)按图示在相应位置进行支撑,制作钢筋混凝土柱,并放置隔震垫;
(5)强度达到要求后拆除支撑;
(6)延隔震垫所在位置水平方向拆除部分砖墙(使隔震上部和下部结构分离);
(7)做好全面的沉降观测。
以上均按有地下室的情况简述,无地下室的情况工艺原理与上述基本相同,只是要先做部分工作,使建筑具有地下空间。
4.2 隔震加固的造价要点:
4.2.1 由于在建筑四周需设置隔震沟,故隔震沟四周及顶部的围挡措施要按施工方案进行计价;
4.2.2 拆除工作要重点考虑渣土的运输和销纳费用;
4.2.3 砼构件的制作由于工程量少,作业空间小、工难度大,要重点考虑用料及相关措施项目;
4.2.4 由于支撑及模板等措施项目均无法实现多次利用,故基本上不考虑摊销;
此外,目前还常采用外墙增设圈梁构造柱、工业化加固等方式进行加固,这两种方式对内部影响较小,仅需在建筑外部施工,且工业化加固有利于室内空间的拓展。这两种加固方式造价较低、不破坏室内居住,较适合在住宅项目加固中使用。
以上就目前常用的加固方式及造价特点进行了简要阐述,在实际施工中会因每个单体的个性不同致使工艺有所不同,但总体思路和原理基本一致。
参考文献
[1]程玉姣,建筑物加固技术:碳纤维结构加固及质量控制,商品与质量,2011年第10期
一、引言
当前,我国新建的房屋正越来越多,其规定使用年限为五十年,而我国在建国以后所建造的房屋很多都已接近这一年限。研究可知,影响现有房屋建筑结构使用寿命的因素有很多,其中包括物理老化、化学腐蚀等自然条件的破坏,同时还受到社会需求的改变、设计标准的改革等各个方面的影响。对于这些问题,必然不可能将这些房屋推倒重建,而应该在建房初期做好对房屋地基加固处理工作,这样不仅能够改善地基原状土的不良特性,同时还可以提高地基的抗剪切强度,不仅如此,对地基的压缩量、透水特性以及动力特性也有很好的改善。满足了人们对房屋建筑安全性、适用性以及耐久性的要求。
二、房屋地基加固施工方法
2.1、地基加固
2.1.1、灌浆加固法
该方法主要是结合液压、气压以及电化学等学科的相关理论,将某些可以进行固化的浆液注入土体孔隙或岩石裂隙中的方法,有效地改善了原来比较松散的土粒或裂隙,而使之形成一个结实的整体,对土壤的物理学特性以及水理学特性具有显著的改善,是一种很好的加固方式。其运用的材料通常为砂土、粉土、粘性土或人工填土等,不仅可以有效地避免渗漏现象的发生,对提高地基土强度与变形模量以及控制地层沉降等也有显著地作用。
2.1.2、高压喷射注浆法
该方法是一种将化学灌浆与高压射流技术进行有效结合,对软土地基进行加固处的技术措施。高压喷射注浆法可以有效地增强房屋建筑物地基的承载能力,显著地避免地基发生严重地变形,尤其是对于那些过大不均匀沉降的现象该方法能够发挥明显作用。在采用该方法时,要在其基础下设置旋喷砼。对于旋喷桩的设置没有特别的限制,不仅可以直接设置在基础下,也可以设置在基础边缘,可以有效地将基础部分搁置在旋喷桩上。
2.2、换土垫层处理
2.2.1、垫层换土处理
该方法是最为简单的地基处理方法,指的是将浅层软弱土、不均匀土、湿陷性土以及膨胀土等不合格的土层全部或部分换掉,然后用密度大、强度高以及体积稳定性好的较粗粒径的土料进行填补。
2.2.2、强夯挤密法处理
强夯法是利用夯的重量边夯实边在夯的部位填碎石,边挤密的方法,在地基中形成密集碎石层。能显著提高地基土的承载能力以及降低变形量。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质黏土地基,采用前应由地质及设计人员确定其适应性。
2.3、挤密或振密地基处理
挤密或振密法是通过挤压与振动的方式降低地基土体孔隙比,达到提高土质强度的目的。在软土地基中常采用强夯实处理基础。强夯法是利用较强的重力冲击能量,使较深土液化用动力固结, 达到土体密实,以提高地基土的强度降低土壤的压缩性。
2.4、对地基的处理措施
2.4.1、排降水处理地基
采取排水法固结处理地基是采取排水和加压两个过程进行。排水可以利用天然土层本身的透水性,尤其是一些地区的地基多加粉砂层的特点,可利用砂井,袋装砂井或塑料排水板之类的竖向排水设施。加压主要是采用地面堆叠加载,真空预压法和井点降水法。加固软弱的 黏结土,在条件允许时可采取电渗排水井点,效果也是可以的。
2.4.2、堆叠加载处理
该方法适用于对软黏土层及淤泥土质的地基进行处理,在建筑项目尚未开工之前,可以运用临时堆积填土石料的方式,对地基进行加载预压处理,预先完成部分地基沉降量工作,并借助于地基土的固结增强地基承载力,接着将堆放材料撤出, 然后进行基础施工。
2.4.3、砂井法处理
该方法适用于透水性不强的软弱黏性土,在软黏土地基中设置部分砂井,然后在砂井之上铺设一层砂垫或砂沟,人工增加土层固结排水通道, 缩小排水间距加快固结,并提高其强度的增长速度。运用该方法进行排水处理时往往还需要运用堆叠加载预压方法。
2.4.4、真空预压处理
该方法适用于能在加固范围形成稳定负压边界条件的软土地基。其施工流程是在黏土层上铺设砂土垫层,接着用塑料类薄膜对砂垫层进行密封处理,然后用真空泵抽出砂垫层及砂井内的气体,降低地下水位高度,同时借助于大气压作的用使地基加速固结。
2.5、置换法处理地基
2.5.1、振冲碎石桩置换法
该方法是利用一种单向或双向振动的冲头,使喷射的高压水流向下沉成孔,然后填入碎石振动振实,形成碎石桩。碎石桩和孔壁的土质构成复合地基,达到提高地基承载力和减小沉降量的目的。该方法适合于地基土的不排水,且其抗剪强度不小于20kPa的淤泥以及粉砂土地基。
2.5.2、强夯置换法处理
对地基软弱土层厚度小于6m,边夯实边填碎石,以形成夯实厚度为3m-6m,直径为2m左右的碎石桩体,与周围土体形成复合地基,其方法适用范围为软弱性黏土地基。
2.5.3、石灰桩处理
在软弱地基中用机械成孔,然后将作为固化材料的生石灰填入其中,同时压密实形成桩体。此方法是利用了生石灰的吸水,膨胀和发热的性能,以及石灰与土的物理化学反应,改善桩体周围土质的力学性能,使桩与土形成复合地基。该方法适合于软弱的黏土地基处理。
2.5.4、水泥碎石桩处理
在碎石桩基础上掺加部分粉煤灰、水泥以及石屑,并加水进行拌和,接着用振动沉管打桩机等成孔机械制成具有一定粘结强度的桩,并且要保证桩和桩间的土是用褥垫层形成的复合地基。适合于填土,饱和或半饱和黏土,砂土,粉砂土等。还可利用发泡聚苯乙烯薄膜的轻质材料填土处理。
2.6、加筋法处理地基
2.6.1、树根桩支护
在地基中沿不同方向设置直径为100毫米至250毫米的桩,其形式是垂直或斜向状均可,主要是实现支撑建筑物体的目的,还能够借助于挡土来稳定其边坡。该方法主要用在软弱黏土以及杂填土地基。
2.6.2、加筋土地基
将抗拉能力极高的钢筋埋置在基础土中,借助土颗粒于拉筋之间的阻力使之形成一个统一的整体,达到提高和加强土体稳定性的目的。该方法主要用于人工填筑的路堤,渠堤和挡土墙类结构。
2.6.3、土层锚杆处理
该方法主要是借助于土层与锚固体之间所具有的粘结强度来增强地基承载能力,能够有效地将拉应力传递给稳定的土体中,以实现加强土体构造的目的。比如对边坡的稳定处理、基坑围护结构的支护处理以及地下工程的抗浮处理等,其适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中的基础处理。
2.6.4、土钉支护处理
该方法主要是在原土体内设置一定数量的土钉群体,使其与原状同承受压力,很好地解决了土体自身强度的不足的问题。对提高土体的整体刚度、增强土体的抗拉抗剪强度具有显著地作用,该方法主要用在基础开挖支护以及天然边坡的防护等。
三、结束语
大量工程实践表明,房屋地基加固工程技术与方法是否科学,不仅关系到施工现场的安全,同时对房屋建筑的使用寿命以及人们的住房舒适度也有很直接的影响,因此,在进行房屋地基加固工程时,要针对各种技术措施的具体施工特点严格对整个工程进行控制与把关,确保工程施工满足要求。
参考文献:
[1]高艳君,王泽云.真空联合堆载预压法的计算及其应用[J].四川建材.2008(01)