旧房改造加固施工方法范文
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篇1
Abstract: the old transformation in the urban construction is the indispensable important segment. The old city reconstruction of the old house is updated, as far as possible to meet people's increasing need of modern living life, flat, renovation of the old houses will directly affect the quality of people's living level rise and the improvement of the living environment. For countries not only saves land, saving investment, and out of the room rate is high, quick effect.
Key words: the old modification; New and old buildings connected; Structure strengthening
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
前 言
旧房改造在城市建设中是不可缺少的重要环节。城市旧房改造是对旧房的更新,使之尽量符合人民日益提高的现代居住生活的需要。我市的危旧房一是使用年限长。二是建造标准低。由于当时客观条件和技术水平的局限,我市的危旧房屋建造普遍采用砖墙、砖木、预制板式结构,使用年限短,抗震、抗风能力差。三是自然条件的影响。我市气候潮湿多雨,而我市老城区特别是汉口沿江地区地表下存在较厚的淤泥冲积层,地势低洼,排水设施落后,房屋水浸情况相当普遍,对危旧房屋的损坏相当严重。四是违章乱搭乱建。多年来,危旧房屋的业主、住户为了解决居住问题,违章乱搭乱建的现象非常普遍,进一步加快了危旧房屋的损毁速度。实践中对可利用的旧房改造得当不仅可达到新房的设计效果,而且可以节省大量的人力、物力,提高工效。本文通过笔者主持完成武汉某四层商住楼结构改建工程的设计与实施,初步探讨了旧房改造过程中如何利用原有结构及新旧结构之间连接和注意问题。
一、工程概况
武汉市某临街一幢高四层砖混的建筑物,长19.80m,宽8.9m,占地面积185m2, 其后原有一厂房,因年久失修且使用不当烧毁,现拟在原址新建一4层商场,则其前面临街的旧商住楼不满足其使用要求,要求我们对其进行改造。原基础为墙下条基。且原一层由三部分组成,如图1。
B~D轴为I部分,是一240墙的一层砖砌平房,后紧邻B轴加做了A~B的第二部分,且II部分的B轴墙是120墙,贴I部分的240墙而砌,组成370墙。其后又增加了第III部分,为框架结构。第一部分楼板为预应力空心板,第II、III部分楼板为现浇板。若干年后在一层的整体平面上加做了3层,其第二层建筑平面如图2。并且在A、B轴之间,加砌一240的横隔墙,且墙下无承重梁。第二层结构平面如图3。三、四层建筑平面如图4 ,屋面为木屋架上铺石棉瓦。从现有状况看,此建筑为违章建筑。在一层平房的基础上,多次私自违规加层,且第四层已是
危房,屋面及墙体均多处破损脱落,已经无法使用。业主要求对其进行改造、加固后与后面新建的建筑形成整体作为商场使用。
二、方案选定
本工程拟利用该多次扩建、加层的砖混结构改建为四层商场。选定此方案时合理判断原结构的可靠性十分重要。原建筑经多年使用已基本完成基础沉降,经现场观察,原结构1~2层情况良好,钢筋混凝土部分未发现施工和使用过程中造成的较大损伤。但从建筑功能看,一楼II区原为商铺,其层高能满足现在要求,但整体建筑因砖混结构的多隔断,不能满足商场大开间的要求。从结构上看,各楼层间平面及竖向布置受力混乱且传力极不合理,质量中心和刚度中心错位较大。且四楼墙体、楼面、屋面基本都损坏无法使用。因此采用加固1~3层,拆除4层重建的方案。加固方案为在原楼面梁的支座适当位置,新增框架柱,原外墙处,新增框架梁,以形成整体框架,从一层往上的施工顺序,当二层完工后,进行基础加固,最后新建3、4层。改建各层平面图详见图5~图6。
三、设计应注意的问题
由于原建筑已建成使用多年,基础沉降已基本完成,改建后势必引起建筑结构内力重新分配,引起新的沉降,产生沉降差。同时,为了更安全合理地利用原结构,改造过程中应尽量减少对原结构的损坏,保证原结构的完整性与安全性。因此,改造设计过程中应坚持:①增强建筑物整体刚度,以减少沉降差;②采用合理构造措施,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,给予拆除更换;③保证改造后结构受力的连续性和整体性;④注意新旧建筑物间的连接,增加结构抗震构造措施。
四 采取的构造措施
(一)基础 因改建后为框架结构,原墙下条形基础显然不满足改建后的强度要求。设计时因场地为临街面,且地质条件不太好,为防止基础不均匀沉降,选用柱下条基。同时加强构造措施,以保证新旧基础结构能共同工作。为解决它们之间的有效连接,把原构件表面的抹灰层铲除,对混凝土表面存在的缺陷清理至密实部位,并将表面凿毛,打成麻坑或沟槽,坑和槽深度不宜小于6mm,麻坑每100mmx100mm的面积内不宜少于5个;并将柱的四个棱角打掉。清除混凝土表面的浮块、碎渣、粉末,并用压力水冲洗干净,如构件表面凹处有积水,应用麻布吸去。并沿基础高度间隔一定距离设置锚固钢筋,为了加强新、旧混凝土的整体结合,在浇筑混凝土前,在原有混凝土接合面上先涂刷一层高粘结性能的界面结合剂。且新浇混凝土的坍落度以40~60mm为宜。并且在新旧基础底面连接处,将连接处原基础混凝土保护层凿出,新增条基钢筋与原基础钢筋焊接等措施,以达到能使其协同工作的目的,详见图7。
二)新增柱与基础连接因一楼1轴墙体开洞太多,直接在轴线交接处局部凿墙部柱势必引起上部及周边墙体失稳开裂甚至倒塌,因此在每个洞口的过梁中部两端用钢架支撑,原纵向屋面梁两端也用钢架支撑,然后用L100X8的角钢围成600X600的柱子,角钢间用100X8的扁钢焊接连接间距为@300,掏空柱中间的砖墙,在基础处,角钢按45度向下扩散,同时肋间距加密@100,然后浇注混凝土。(参见图8)
三)新增柱与梁连接 因第四层为重建,梁、柱施工按框架常规施工顺序即可,一、二层屋面则存在新旧梁与新增柱的连接问题。先以B轴为例说明:将原屋面纵梁的支座两端用钢柱支撑顶起,在原370组合墙的两侧用250的H型钢梁抵在楼板下,下面用脚手架满撑,楼板与梁的间隙用铁皮填满,一防止楼板沉降变形。柱子施工工艺同上述,即角钢包墙后,掏空柱内砌体,在柱、新梁交接处,预留梁的主筋,然后浇注混凝土。(参见图9)
当柱强度达到要求后,浇筑梁的混凝土。最后,梁强度满足后,拆除所有墙体,再按按一般的施工方式浇筑第4层。
四、结论
采用以上拆除破损不理构件,加固措施补做框架梁、柱后,对部分楼层重建后,理顺了原受力途径不清,结构强度超标的状况。将违章乱建的各层结构形成可靠的整体。现已经投入使用。从运营情况看,监测沉降稳定,房屋的构造措施均符合现行抗震规范(GB50011-2001),且加固方法充分考虑了施工的可操作性,工艺成熟,造价低廉,安全可靠。竣工后,全新改造了原建筑立面风貌。
参考文献
1.《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002
2.,《建筑抗震设计规范》(2008年版) GB50011-2001
3.《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002
4.《混凝土结构加固技术规范》 CECS 25:90
5.《砖混结构加固与修复》03SG611
6. 建筑物改造和维修加固新技术 作者:范锡盛 曹薇 岳清瑞中国建材工业出版社
篇2
关键词:工民建;地基;施工技术
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
地基是指建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分地层,而基础则是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构。作为支承建筑物荷载的地基,必须能防止强度破坏和失稳,同时,必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值。在满足上述要求的前提下,尽量采用相对埋深不大,只须普通的施工程序就可建造起来的基础类型,即称天然地基上的浅基础;地基不能满足上述条件,则应进行地基加固处理,在处理后的地基上建造的基础,称人工地基上的浅基础。当上述地基基础形式均不能满足要求时,则应考虑借助特殊的施工手段相对埋深大的基础形式,即深基础(常用桩基),以求把荷载更多地传到深部的坚实土层中去。
本文以广西上思县平广林场危旧房改造工程项目为例,简要分析地基施工技术。广西上思县平广林场危旧房改造工程项目,建筑面积9900平方米,总投资950万元,2011年5月开工,2012年8月竣工。该工程通过相关部门验收,评为质量合格工程。在该项目施工过程中,使用了置换法 、压实与夯实法 等施工方法。下面结合工程具体施工情况,对施工技术防方法做初步的分析。
1 置换法
置换法可以分为:换填法、振冲置换法和夯(挤)置换法。
1.1 换填法
这种方法就是将表层的不良地基土挖除后,回填较好的压密性强的土,再进行压实或夯实,成为良好的持力层,进而改变不良地基的承载力,提高抗变形能力和稳定性。施工时,要注意将不良地基土挖尽,注意坑边的稳定,并确保填料的质量。夯实时,也要注意分层夯实。
1.2 振冲置换法
此法在高压水射流下,利用专门的振冲机器边冲边振,在原有地基上打孔,将碎石或卵石等粗粒料填入孔中形成桩体,与原地基土组成复合地基,以提升地基的承载力并减小压缩性。施工时,要注意碎石桩的承载力的大小和沉降量的多少几乎取决于原地基土对其的侧向约束作用,所以必须慎重利用该方法,因为它不适用于强度很低的软粘土地基。
1.3 夯(挤)置换法
这种方法利用沉管或夯锤将管(锤)置入土中,由于挤、夯的作用使土体侧向挤压,使土体向侧边挤开,地面向上隆起,土体超静孔隙水压力提高,而此压力消散后,土体强度也相应提高,与此同时,在管内(或夯坑)放入填料,如碎石、砂等,形成的柱体与原地基土组成复合地基,施工时,注意在管内(或夯坑)填透水性好的砂及碎石料,保证竖向排水通道良好。
2 压实与夯实法
压实与夯实法同样可以分为三种:表层压实法、重锤夯实法和强夯法。
2.1 表层压实法
此法用人工夯、低能夯实机器、碾压/振动碾压机器将比较疏松的表层土压实,也可以分层压实。当表层土水鼍的较或含量高,或者填筑土层含水量较高时,应先分层铺垫石灰、水泥,再进行压实,以加固土体。
2.2 重锤夯实法
重锤夯实就是利用重锤自由下落时产生的夯击能夯实浅层的地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,为工民建提供一定厚度的持力层。
施工前应试夯,确定各种数据,如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量、夯击遍数和总下沉量,夯实的前槽、坑底的标高,应高出设计的标高;夯实时,地基土的含水量应控制在最优含水量范围内;夯大面积时,应按顺序基底、标高的不同,应先深后浅。
2.3 强夯法
强夯是强力夯实的简称。这种方法就是让很重的锤从高处做自由落体运动,从而形成对地基很强的冲击力,经过多次反复夯击地面,调整地基土里面的颗粒结构,使土体变得密实,进而最大限度的提高地基强度,并降低地基土的压缩性。其施工流程:平整地基土——铺级配碎石垫层——强夯置换设置碎石墩——平整并填级配碎石垫层——夯一遍——找平并铺土工布。
3 预压法
同样,预压法有堆载预压法、真空预压法、降水法和电渗法。
3.1 堆载预压法
在工民建施工之前,通过临时堆载砂石料、土料、其他建筑材料或货物等的方法,给地基一定的预压期,并施加一定的荷载,使地基预先完成大部分的压缩沉降,而地基的承载力也随之得到提高,再卸除荷载,建造建筑。
3.2 真空预压法
这种方法是先在软粘土地基的表面铺设砂垫层,再用真空泵对砂垫层进行抽气,使薄膜下的地基有一定的负压,地基中气和水被抽出,地基土得到固结,最后,用土工薄膜覆盖场地,且在周围密封。
3.3 降水法
一般情况下,通过采用轻型井点、喷射井点或深井井点降低地下水位,减少地基的孔晾水压力,增加上覆土自重应力,使有效应力增加,从而使地基得到预压,靠地基土自重实现预压目的。当有饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土的土层时,宜与电极相结合。
3.4 电渗法
这种方法是在地基中插入金属电极,通直流电,并在直流电场作用下,土中的水将从阳极流向阴极,形成电渗,而不让阳极补充水,从阴极的井点用真空抽水,使地下水位降低。一旦土中的含水量降低,地基就会固结压密,并提高强。此外,电渗法还可以配合堆载预压,用于加速饱和粘性土地基的固结。
4 挤密法
挤密法包含的对不良土的改造方法有振冲密实法、沉管砂石桩和夯击碎石桩(块石墩)。
4.1 振冲密实法
这种方法专门利用振冲器械产生的重复水平振动作用和侧向挤压作用,逐步破坏土体结构,迅速增大孔隙水压力,使土粒有可能向低势能的位置转移,由松变密。使用这种方法施工时的流程是:(1)平整场地,布置桩位;(2)振冲器对准桩位;(3)使启动振冲器徐徐沉人土层,直至加固深度为30至50cm,同时记录振冲器途径各深度的用时和电流值,再提升振冲器至孔口,并重复l一2次,使孔内泥浆由稠变稀;(4)向孔内倒入填料,将振冲器沉人填料中振动,扩大桩径,并重复至电流达到国家规定的密实电流为止,同时记录填料的量;(5)将振冲器提出孔口,继续施工上节桩段,一直完成整个桩体振动施工,再将振冲器及机具移至另一桩位;(6)在制桩过程中,各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求,基本参数应通过现场制桩试验确定。
4.2 沉管砂石桩
沉管砂石桩,包含碎石桩、灰土桩、OG桩和低标号桩等,它是利用沉管制桩机器等,在地基上锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔,并边在管内投料,边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。
4.3 夯击碎石桩(块石墩)
此法是利用重锤夯击或强夯的方法将碎石(块石)夯人地基,在夯坑里,逐步将填人碎石(块石)反复夯击,以形成碎石桩(块石墩)。
5 结束语
地基土对建筑物的质量影响非常大,地基土与上部建筑有着密不可分的关系,不良地基土存在影响建筑安全的隐患,当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。因此,一定要对不良的地基士进行改造并进行加固处理。根据国家相关的施工规范和施工标准,土应力对地基土进行合理、科学的加固和改造处理,以保障建筑物质量,确保业主生命和财产安全。结合相关的规范和标准,我们可以运用置换法、压实与夯实法、预压法和挤密法等方法,对不良地基土合理改造。
参考文献:
[1] 崔江.论工民建施工中对不良地基土的改造技术[J].黑龙江科技信息.2010,(27).
[2] 谢海林,徐长林.不良地基土的处理与加固的方法及施工工艺[J].价值工程.2011,(9).
[3] 洪林,张增芳.不良地基、异常地基的处理与加固方法[J].林业科技情报.2008,40(1)
[4] 张成英.公路施工中软土地基处理方面的研究[J].山西建筑,2010,(5).
篇3
关键词:房屋拆除;案例分析;事故成因;预防措施
中图分类号:U298.5文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)011(C)-0111-02
引言:2010年4月,住建部副部长仇保兴在第六届国际绿色建筑与建筑节能大会上说“我国住房寿命25年至30年”,也就是说拆迁改造房屋拆除工程日渐增多,被拆除房屋也将越发复杂拆除条件也趋于苛刻,房屋拆除与新建工程相比更具危险性和复杂性。为了保证人民生命和财产安全,房屋拆除必须严格遵循《建筑法》、《建设工程安全生产管理条例》及相关技术规范、规程的规定。
一、近几年土方工程事故案例
(1)2005年1月14日,四川电大宜宾分校教学楼在拆除时突然坍塌,造成8人死亡、2人重伤、1人轻伤的严重后果。
(2)2006年2月21日,北京市海淀区四道口果品批发市场一栋正在拆除的简易楼突然坍塌,导致3人死亡,16人受伤。
(3)2007年6月10日,大冶市东风开发区甘家湾1号民房,房主甘世琦自行组织拆建房屋时发生垮塌事故,导致2死5伤的惨祸。
(4)2008年12月9日,昆明市盘龙区正在拆除的小庄立交桥突然坍塌,导致4名正在施工的工人受伤。
(5)2009年5月17日,湖南省株洲市红旗路一座高架桥发生坍塌事故。截至18日,事故已造成6人死亡、17人受伤。
(6)2009年9月8日10时,襄城县茨沟乡常庄村一幢旧楼房在拆除过程中发生意外倒塌,3人被埋。
二、房屋拆除工程事故的成因
从事故案例看,房屋拆除安全事故或由于无资质企业和个人承包拆除工程,或由于拆除程序、拆除作业不规范,或由于缺少有效的安全监管,或缺少安全防护措施所致。以下从这几个方面分析导致房屋拆除安全事故的原因。
(1)无资质企业和个人承揽拆除工程
业主无视房屋拆除的危险性的技术要求,无视《建筑法》的规定,将拆除工程发包给无资企业或个人,承包者再将拆除工程转包,拆除时的违章指挥、违章作业,导致事故发生。另外,个别业主自行组织拆除,由于无相应资质,常常在无拆除方案、无技术及安全交底和没有任何安全防护措施的情况下违规拆除,冒险蛮干。
(2)违反拆除程序,导致事故
在没有必要的防范措施的情况下,严重违反施工程序和施工方案,盲目施工。拆除顺序应当是与建设的顺序相反的,即先建的后拆,后建的先拆。但是在一些工程的拆除过程中,发生垮塌事故一般都是违反了这一基本原则,颠倒了关键的拆除工序所致。
(3)缺少有效的防范措施。导致事故
被拆房屋的安全,受气候影响较大,应准确判断气候对拆除中房屋的不利影响,切实加强安全防范措施。另外,对待拆除但是还未拆除的构件应先采取加固措施。有的业主盲目追求拆除进度,完全不考虑人及自然因素的影响和制约,迫使施工方冒险作业,形成安全隐患,给事故发生提供了主观条件。
(4)没报建设行政主管部门备案
发生安全事故的拆除工程,大多未报建设行政主管部门备案,使拆除工程规避了政府安全监管、检查,给事故形成提供了客观条件。
(5)没有实行拆除工程监理
发生安全事故的拆除工程,大多未实行“旁站式”监理,致使拆除施工方在没有拆除方案和安全防护措施的情况下自行组织拆除,现场管理混乱,违章指挥,违章作业,致使事故发生。
(6)从业人员安全意识淡薄、安全生产技能缺乏
据调查,当前,建筑工程项目不论由具有多高资质的施工企业中标,基本是由在劳务市场招聘来的农民工施工作业。这些人员没有经过基本的安全培训,不了解或不熟悉安全规范和操作规程,对拆除危房施工作业的危险性认识不足,又因缺乏管理,违章作业现象得不到及时纠正和制止,事故隐患未能及时发现和整改,这是造成事故的重要原因。
三、预防房屋拆除事故的措施
根据上述分析,为防范房屋拆除工程安全事故,特提出以下对策和措施:
(1)房屋拆除必须顾及到周边环境及安全。拆除前,施工单位应对被拆建筑物及周围的安全环境进行评估,拆除建筑物周围应设有安全防护网和防护棚,被拆除房屋应全部腾空,拆除现场应划定危险区域,设置明显的警示标志,并派专人守护。在居民密集点、交通要道附近,脚手架须采用全封闭围护,并搭设防护隔离棚。
(2)严格实行拆除工程审批制或备案制,规范拆除工程施工秩序,切实遵循《建筑法》、《建设工程安全生产管理条例》及相关技术规定、规程的规定,降低安全事故发生的机率。
(3)制订有针对性的拆除方案及安全措施,并经监理方的审查,从制度上和程序上保证正确拆除方案的实施。拆除过程中的房屋,受气候和环境的影响较大,必须予以高度的重视,防范、排除由此诱发的安全事故。
(4)严格执行拆除工程专业施工资格制和大型拆除工程招标制度,杜绝无资质企业和个人承揽拆除工程,加强对拆除施工企业及现场的监管。
(5)认真做好拆除工程从业人员安全教育和安全技能培训工作,建立建筑从业人员技能及安全教育培训机制,彻底改变部分企业低水平、走形式或不培训的现状。各施工单位要按照《安全生产法》的规定,对从业人员要切实加强安全生产教育和培训,从事特种作业人员还要取得特种作业操作资格证书。
(6)拆除方案及拆除技术交底切忌简单化、形式化。拆除方案除了文字说明外,还就绘制必要的图纸,标明拆除方法和拆除程序;落实逐级、逐项技术交底制度; 拆除过程必须有技术人员现场指挥。
(7)在拆除过程中,对待拆的楼板、残恒断壁,必须采取可靠的支撑、支护等加固安全措施,防止倒塌。
(8)业主必须对房屋拆除安全负责,与施工方共同承担安全风险,提高业主方与拆除方的安全成本,根据其获益情况,分摊安全风险,确保拆除安全。
总之,只有认真搞好对危房、旧房改造工程进行全面普查,掌握房屋拆除工程动态,认真落实国家政策方针,才能避免或减少房屋拆除工程事故损失,更好地保障从业人员和广大人民群众的生命财产安全。
作者单位:中国新兴建设开发总公司
参考文献:
[1]汪旭光,于亚伦编著.拆除爆破理论与工程实例.北京:人民交通出版社,2008.
[2]邓学才编著.建筑工程拆除施工人员培训教材,北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3]张铟,郭诗惠主编.建筑工程施工技术.上海:同济大学出版社,2009.
[4]张云鹏等编著.拆除爆破.北京:冶金工业出版社,2002.
篇4
关键词:微型桩共同工作桩基逆作法增层与改造荷载分担比
中图分类号:TU74 文献标识码:A
近年来随着城市建设的不断发展,建筑物增层与改造的比例逐渐增大,而微型桩因其具有施工场地小、施工方便、对周围环境和地基土影响小、适应性强等优点而被广泛的应用于建筑物增层与改造的地基加固和托换工程中。但在微型桩设计时,一般沿用传统的桩基设计方法,由微型桩来承担全部的新增荷载,不考虑原有地基基础承担荷载的能力,造成了不必要的浪费。
1.微型桩简介
微型桩亦称树根桩(root pile)或小桩,不仅可施工成竖向桩,还可施工成斜桩相互交叉形如树根,所以也被被称为树根桩,实质是就地压浆灌注的小直径灌注桩。微型桩经过压力注浆可与地基土紧密结合,微型桩现广泛应用于各种土木工程中,如旧房改造、房屋加层、古建筑的加固纠偏、防洪堤坝加固、建筑(构筑)物加固防震、新建建筑物基础、危房地基处理、不均匀沉降事故、地下洞室塌陷事故处理、滑坡处治、路堤加固、基坑支护、基础开挖挡土等工程中。
微型桩用于增层与改造处理基础时,微型桩与上部结构的连接方式主要有两种方式:
(1)微型桩穿过原基础:当原基础为宽度较大钢筋混凝土且基础时,微型桩可穿过原基础,在原基础下通过二次灌浆或扩孔钻头将该部分桩体扩大,原基础表面凿毛冲洗干净后,刷界面剂或素水泥浆并作插筋。
(2)微型桩在原基础外侧:
当建筑物原基础为刚性基础或原基础宽度较小时,微型桩一般在原基础外侧做承台梁,为保证承台梁与原圈梁之间结合紧密,承台梁应加入适量膨胀剂,同时施工中注意振捣紧密。
从微型桩与原有基础的连接方式上看,微型桩与原有基础连接紧密坚固,为简化分析可以认为是刚性连接。
2.微型桩-土荷载分担比计算现状
在传统的桩基设计中,所有上部结构的荷载被认为是由桩承担,承台(或筏)不分担上部结构的荷载。但从国内外的实际的工程资料来看,承台(或筏)是承担上部结构荷载的,如英国的海德公园其筏基承担的荷载为40%,更有实例表明筏基承担的荷载可达到60%,因此,在传统的桩基实际方法不考虑承台(或筏)的分担作用,这是不符合实际的。
目前对于微型桩的研究大多集中在竖向承载力方面,且处于室内研究和现场试验阶段,完整的理论研究很少。在《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-2000)中规定:微型桩单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定;当无试验资料时,也可按国家现行标准《建筑地基基础设计规范》有关规定估算,一般不考虑桩间土对新增荷载的分担比。山东建筑大学鉴定加固所孙剑平等人在大量的微型桩工程应用中,通过试验研究和分析,提出了微型桩单桩竖向承载力建议计算公式,区分桩侧不同土质情况对桩侧摩阻力及桩端阻力乘以不同的提高修正系数。而在役建筑物的基础在原有建筑物的荷载作用下,固结沉降已经或基本上完成,原基础与其下地基土是紧密接触的且为刚性连接,满足桩同工作的条件。所以可以应用复合桩基的理论进行桩-土-基础(承台)的共同工作分析,用允许沉降量来进行控制,合理确定桩土荷载的分担比。
3.根据微型桩在建筑物增层与改造中受力特点,分析其桩同工作的机理
3.1微型桩-土荷载分担问题的机理
由于微型桩主要是用于建筑物增层与改造中应用,且具有特殊的施工工艺,因此微型桩及原有基础下土体的受力情况与普通桩有所不同。
第一阶段:在初始阶段,新增荷载首先由土承担,基础下土体在荷载产生的附加应力作用下产生沉降,则新增荷载开始向桩转移,土承担的荷载比例逐渐减少;随着建筑物荷载的增加,荷载较多地传给具有较大刚度的桩,而较少分配给土。
第二阶段:随着时间的发展,桩承担的荷载逐渐增大,桩侧摩阻力首先达到极限值;随着荷载的进一步增大,桩端阻力也达到极限值,桩端刺入变形急剧增大,基础下土体承担的比例逐渐增大,桩承担的荷载比例逐渐减少,建筑物的沉降速率相应的减少。而土分担的荷载则相应的减少。
从上面的分析来看,桩与地基土的荷载分担比例是一个反复循环、协调的过程,同时伴随着一个土体压密和强度增长的过程。该过程历史的长短主要取决于桩间土的性质。当桩间土为饱和粘土时,历时将很长,反之若桩间土透水性强,或为非饱和土,则历时较短。
3.2基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩—土—(基础)承台共同作用分析
微型桩用于建筑物增层与改造时的受力情况与桩基逆作法基本相同,分为两个阶段。第一阶段:原有建筑物总荷载,此时(时间为)相当于一般的浅基础;第二阶段:桩间土和桩承担和建筑物增层与改造时的新增荷载。为便于理论分析,将基础计算分为三个步骤进行。
第一步,在作用下,浅基础时的沉降及最终沉降量;
第二步,微型桩施工完毕后,在的作用下,带桩基础的最终沉降(即等于增加荷载前已完成的基础沉降量与原荷载作用下未完成的沉降量),此时需考虑桩同作用导致基础刚度的增大,由公式(1)计算:
=+ (1)
其中,即为 时刻浅基础下土的固结度,可通过一维固结理论估算求得。
式中:—作用下基础最终总沉降;—封桩前浅基础的沉降;—不压桩的浅基础最终总沉降; —浅基础的刚度;—带桩基础的刚度。
第三步:在增加荷载作用下,带桩基础的沉降,由基于刺入变形的桩同作用分析计算。
对地基基础进行加固或增加荷载的既有建筑,其基础最终沉降量可按公式(2)确定:
S=+=++()≤ [S] (2)
式中:S—基础最终沉降量;
—地基基础加固前或增加荷载前已完成的基础沉降量,可由沉降观测资料确定或根据当地经验估算;此处=;
—原建筑荷载作用下加桩后的基础沉降量,可由沉降观测资料推算或根据前述经验公式估算。当原建筑物荷载下基础沉降已经稳定时,此值应取零;
()—在新增荷载作用下,考虑微型桩加固区的桩同作用时,由桩长范围内土层的压缩量与桩端下土层的压缩量之和组成; 由桩侧摩阻力、桩端阻力及基础(承台)分担荷载在桩间土中产生的附加应力用分层总和法计算;由桩端、桩侧阻力及基础(承台)分担荷载在桩端以下土中产生的附加应力用分层总和法计算。带桩基础的沉降由公式(3)计算得:
()=++ = + (3)
其中 为桩身的压缩量 ;为桩端下土层的压缩量;为桩端的刺入量,系指桩端相对于周围土体的剪切位移。和 都代表由于群桩基础全部荷载作用下桩端以下土的压缩量,可以认为他们相等,即:=
其中桩身弹性压缩量由公式(4)计算:
= (4)
式中:p(z) 为轴向力沿桩长的分布,—桩截面积,—桩的弹性模量。
从基础(承台)与其地基土保持接触的条件可按公式(5)写为:
+= (5)
如果桩身压缩量很小可以忽略不计,公式(5)可改写为
= (6)
从上式可以看出,只有桩端刺入量等于桩端以上桩间土的压缩量时,基础(承台)与其下土才保持接触,即发挥桩与基础(承台)的共同作用。
结束语
本文提出了微型桩基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩—土—(基础)承台共同作用的分析原理,为确定微型桩的桩土分担比例奠定了基础。
参考文献
[1]龚维明,蒋永胜,施明征等.高层建筑桩基逆作法应用研究[J].建筑结构学报.2000(6):69-71.
篇5
关键词: 聚苯乙烯板 热桥 保温砂浆
建筑物的外墙体保温已越来越得到广泛的应用,其技术和方法也得到了不断地研究和改进,新技术新方法层出不穷。外墙体保温按施工部位不同可划分为两类:外墙内保温和外墙外保温。
1 外墙内保温方法
1.1外墙内保温特点
外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。内保温缺点是占用使用面积多,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,影响居民的二次装修,内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。
1.2施工工艺
1.2.1粘贴聚苯乙烯板。首先在聚苯乙烯板刮胶粘剂部位,用刀或钢丝刷拉毛,然后用勺将拌均匀的快硬胶粘剂舀到聚苯乙烯板上,抹出直径为100mm、厚度为3mm的粘结点,呈梅花状间隔分布,点与点间距为300mm。用缓硬胶粘剂抹在聚苯乙烯板的四角和中央。胶粘剂抹好后,由两人各抬一边按照挂线位置往墙上粘贴,并用手拍压贴紧。为了确保墙面的平整度满足要求,可在空气层内预先设置垫块找平。随即用靠尺板和线坠进行检验,不符合规范的应及时调整。
1.2.2胶粘剂的使用。快硬胶粘剂粘结聚苯乙烯板的粘结强度增长很快,能将聚苯乙烯板迅速粘结牢固。但是这种胶粘剂有一定脆性,在使用过程中,如果板面发生较大变形或遇到较剧烈的振动或冲击时,聚苯乙烯板与墙面在个别部位有脱开的可能性。因此,均匀分布的粘结点中,应采用五分之四的点使用快硬胶粘剂,五分之一的点使用缓硬胶粘剂。且快硬胶粘剂应当随用随拌。每次拌料必须在40min以内用完。这样,既能及早粘住聚苯乙烯板,提高早期粘结强度,又有良好的长期粘结强度。
1.2.3板缝的处理。在聚苯乙烯板施工中,问题出现较多的是表面抹灰完后,板缝和阴角、阳角处出现通长的裂纹。为此,在聚苯乙烯板之间接缝处用KF80嵌缝腻子嵌平,并在嵌缝处满贴一层玻璃丝带,用灰刀压平,将玻璃丝带压人腻子中,抹面时,待第一层腻子刮平后,再贴一层玻璃丝带,然后再做第二层即可。使用以上方法,既可靠,又安全,满足了聚苯乙烯板的施工质量,并起到了经济、适用的效果。
2 外墙外保温方法
2.1外墙外保温的特点
外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。其原因是:(1)外保温可以避免产生热桥。(2)墙体蓄能有利居住舒适:在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化减缓,室内较为稳定,生活较为舒适。(3)在加强外保温、保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以减少采暖负荷,节约热能。(4)由于采用外保温的结果,内部的砖墙或砼墙受到保护;不同季节引起的温度变化小,破坏应力大为减轻,寿命得以大大延长。(5)便于旧房改造:内保温的墙面上难以吊挂物件,还会因此减少使用面积;外保温则可以避免这些问题发生,当外墙必须进行装修或抗震加固时,加做外保温是最经济、最有利的时机。(6)如今城市中砼墙体建筑不断增多,由于混凝土墙体保温性能较差,在冬季室内空气湿度大且室内外温差较大的情况下,墙角处出现热桥现象,造成了室内空气中水分凝结到外墙内侧面从而出现墙面结露、发霉现象,外保温则可以避免这些问题发生。
2.2目前比较成熟的外墙保温技术方法
2.2.1外挂式外墙面保温
外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板外墙外保温系统由:LY-01胶粘结层、聚苯乙烯泡沫板保温层、LY-02抗裂抹面胶浆底层防护层、耐碱玻纤网格布增强层、LY-02抗裂抹面胶浆罩面层、腻子、涂料外饰面层组成。聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。
2.2.2聚苯板与墙体一次浇注成型
该技术是在混凝土框一剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬。
2.2.3聚苯颗粒保温料浆外墙保温
将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.5~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中zL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便,可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可,避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较,在达到同样保温效果的情况下,其成本较低,可降低房屋建筑造价。
3.保温材料的选择
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