加固技术论文范文
时间:2023-03-13 17:58:28
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篇1
钢筋锈蚀是混凝土构件老化中常出现的一种现象,首先锈蚀的部位是箍筋,当纵筋锈蚀截面损失率在5%~10%左右时,很多箍筋就已经锈断。现场检测水闸钢筋混凝土构件时同样发现了这个问题,主筋的外面是钢筋混凝土土梁构件的箍筋位置,且直径相对较小,如果发生界面损失,会比其他部位更加敏感。箍筋锈蚀后往往会造成以下几种情况:①混凝土保护层锈胀开裂;②箍筋截面面积减小的同时,其弹性模量和屈服强度都会下降。因此,在很大程度上箍筋锈蚀会影响钢筋混凝土抗剪承载能力。
2.1结构构件加固处理
(1)外包钢加固法。外包刚加固法是采用型钢外包于构件四角,此方法在我国属于应用广泛的传统加固技术,优点为受力较为可靠,施工简便,工作量小,一些不允许增大原构件截面尺寸却要求大幅度提高界面承载力的混凝土结构加固运用此技术取得了良好的效果。外包钢加固法分为干式外包钢加固和湿式外包钢加固,前者原构件与型钢之间无任何缝隙的粘连,虽然有时会用砂浆水泥填充,但结合面剪力和拉力的有效传递却不能保证,外包钢架只能单独受力,不能与原构件协同整体工作。湿式外包钢采用环氧树脂化学灌浆等方法粘连构件和外包钢,让两者协同受力。两种加固方法相比,干式外包钢的承载能力不如湿式外包钢,但在施工方面工艺简单,较为方便。
(2)粘钢加固法。粘钢加固法的效果主要取决于粘结施工质量,所以应做好表面处理,卸荷、配胶、涂覆胶剂粘贴固定与加压及固化等措施。首先表面处理是粘钢加固施工过程中最关键的程序,它包括钢板贴合面和加固构件结合面处理,用高强度水泥砂浆修补局部有破损的部位,之后再继续处理。其次是卸荷,粘钢前宜对构件进行卸荷是为了减轻粘钢板的压力和应变滞后现象,针对有次梁作用的主梁如果采用千斤顶顶升的方式进行卸荷,可在每根次梁下设1个千斤顶,直到顶面不出现裂缝为准。第三是配胶,粘钢使用的粘结剂应在使用前做好检验工作,合格方可使用。配制过程中要遵照产品说明书,通常采用轴式搅拌器进行搅拌,色泽均匀后可以停止搅拌。应避免在搅拌时有油污进入容器,保持容器内的干净,按照同一方向进行搅拌是为防止容器内进入空气而形成气泡降低粘结性能。第四是涂覆胶剂粘贴,用抹刀把配制好的粘结剂涂抹在已经处理完毕的钢板或混凝土表面,使结合面可以充分扩散、浸润胶液,之后将钢板贴于预定位置并用手轻轻敲击钢板,如声音显示无空洞声,表现粘贴密实,反之应重新粘贴。第五是固定、加压、与固化,用卡具支撑粘贴好的钢板适当加压,迫使胶液从钢板边挤出为度。粘接剂可在20℃以上的常温下固化24h即可拆除支撑,3天便可受力使用。如温度无法达至常温,一般用红外线灯等人工加热。在固化期间不得扰动钢板,保证良好的固化效果。
(3)喷射混凝土加固。喷射混凝土常用于灌筑墙壁、天棚等薄壁结构的衬里及钢结构的保护层,当构件表面出现露筋、蜂窝、狗洞等破损现象但没有损害到钢筋时,可采用钢纤维混凝土和喷射混凝土进行加固。采用钢纤维喷射混凝土做初期支护时,应满足围岩的地质条件和变形量级的韧度指标,确定喷层厚度,不宜大于150mm。钢纤维不得有明显的锈蚀或油渍等妨碍钢纤维与水泥粘结,如果内部含有因加工不良造成的表面严重锈蚀,锈蚀的纤维和铁锈粉等杂质的总重量不应超过钢纤维重量的1%。钢纤维喷射混凝土搅拌工艺应确保在拌合物中钢纤维不产生结团,分散均匀,可采用水泥、粗细骨料干拌后加水湿拌的方法。总之,外包型钢加固法属于传统加固方法,优点是施工简便,现场工作量小,适用于不允许增大原构件截面尺寸但却又要求大幅度提高界面承载力的砌体柱的加固。缺点是会产生较高的加固费用,还需类似钢结构的防护措施。粘钢加固法最大的优点是施工快速,对生产和生活影响小,对原结构外观和原有净空无显著影响,适用于一些承受应力作用且处于正常湿度环境中的受拉混凝土构件。喷射混凝土加固技术的优点在于独特的效应和简单的工艺,施工快捷,经济适中,粘结力强,耐久性、抗冻、抗渗性好。与混凝土、砖石、钢材有很高的粘结强度,能大幅度地提高砌体承载力,加强整体性。
2.2混凝土碳化的处理
混凝土碳化部位、程度、处理方法都存有很大的差别。钢筋锈蚀会因过大的碳化深度而威胁到结构安全,碳化层较坚硬的可采用优质涂料封闭。防碳化处理的目的是要阻止或尽可能地减缓外界有害气体对混凝土内部的侵蚀,使钢筋和混凝土内部一直处于密实环境中。所以,混凝土碳化处理措施有以下几点:首先是表面处理,处理混凝土表面应先除掉上面的浮物和污迹,一般会采用机械处理和手工处理。机械处理常用高压气和高压水冲洗,以不损伤混凝土表层为前提。手工清理是在混凝土上用钢丝刷来回拉刷到除掉混凝土表面的污迹为准,之后再用清水冲洗。处理完表面后修补混凝土上显露出来的裂缝和麻面等缺陷,修好才能涂装,有利于保护混凝土。其次是涂料使用要求,使用环氧原浆的涂料一般按照甲、乙两组以7∶1混合均匀后使用,根据要求配置涂料,便于及时取用。此外,还有聚脲弹性体防碳化处理,此处理技术是继水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低污染涂装技术后,适应环保需求而研发的一种无污染的绿色材料,对环境温度、湿度都不敏感,尤其适用于水闸混凝土等外部使用,施工时受环境温度、湿度影响小。喷涂聚脲材料时,底材在-40℃的低温、高湿度时也可施工,甚至可在水面和冰面固化。
2.3混凝土裂缝的处理
水闸混凝土构件出现裂缝是比较常见的,通常钢筋混凝土的结构设计是以限裂为准,当工程遭受到裂缝危害时才需要处理。原则上裂缝宽度超过规范要求或有贯穿性裂缝时必须处理。首先是贯穿性裂缝的处理:结构分缝不合理是引起贯穿性裂缝的主要原因,如果按照死缝处理,在附近仍然会出现同样的裂缝,所以,需作为活动缝隙处理,以此来满足耐久性和防渗的要求。常规处理方法为:表面凿槽埋灌浆管表面封闭灌丙凝(聚氨脂)浆液。如果按照死缝处理,则必须恢复结构强度,处理方法为:凿槽埋灌浆管表面封闭环氧灌浆。采用粘贴碳纤维布和芳纶纤维布等加固型材料封闭表面。其次是一般性浅表裂缝处理:若缝宽小于规范要求,处理方式可采用一种水泥基的涂抹材料,其高抗冻性功效可加快裂缝愈合。若缝宽超过规范要求,一般采用在凿槽后用水泥砂浆封闭,采用聚合物砂浆,和调试砂浆颜色而增强装饰效果。
3增强混凝土构件加固技术建议
根据目前水闸混凝土构件老化现状,首先在技术材料控制方面,应关注水泥的品种和其具体性能,以碱性含量小、水化热度较低、干缩性好,耐热性强、抗腐蚀性强等优质品种水泥,选择基料时要考虑其碱活性,避免碱基料发生反应而造成其他方面的隐患,还应充分考虑基料的吸水性和耐蚀性,改善其和易性和密实度,其次,确保混凝土的施工强度,耐久性和强度本质联系是建立在混凝土内部结构之上的,会直接影响水灰比。如果水灰比有所降低,那么随之下降的就是孔隙率。与此同时,混凝土的抗渗性会在孔隙率降低之后得到提升,保证相关耐久性指标。提高混凝土的性能,可以在已有的技术条件下掺入某些活性化的矿物材料,既能降低游离氧化钙的含量,还可提高混凝土构件的强度和密实度。第三,主管部门定期检查所有水闸建筑物,建立水闸构件老化档案,便于及时补救,对于构件严重老化水闸则建议拆除重建。此外,还要加强工程管护,做好工程日常养护工作,延缓工程老化周期,运用计算机等先进管理技术管理重要大中型水闸,实现水闸安全高效管理。
4结语
篇2
关键词:公路桥梁;加固;施工技术
前言
随着我国交通量日益增加,单车重量也不断增大。为了适应道路运输载重量不断发展的要求,人们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重,需要大量的资金来维护或改建,现实使人们开始重视混凝土桥梁的耐久性。提高混凝土桥梁耐久性的技术途径有两个,一是采用高性能混凝土,以提高混凝土的抗渗性、匀质性、抗冻性,从而提高混凝土抵抗碳化和冷冻侵袭的能力;另外一种是提高既有桥梁耐久性的有效途径即对缺陷桥梁进行加固改造,延长其使用寿命。
一、工程概况
某桥为一斜腿刚架钢筋混凝土桥,1973年建成,通车至今已30多年。全桥在横桥向由六个刚架片组成,刚架片之间通过桥面连续以及横隔板连接,每个刚架片在拱脚和跨中铰接,形成三铰斜腿刚架桥。边跨梁一端直接搁置在桥台上,另一端搁置在中跨主梁端部的牛腿上。主桥计算跨径21.65M。全桥长26M,桥面净宽7M。设计荷载汽一26,拖一100。由于种种原因,桥梁结构出现了一些病害,主要有斜腿主筋、箍筋出现锈蚀,铁锈膨胀引起混凝土保护层剥落等。
二、桥粱加固的基本方法与原则
1、加固原则
加固设计以原桥为基础,在不改变原桥结构型式的前提下,对原桥主要受力构件进行加固,加固设计必须考虑以下几个重点:
1、下部结构具有足够的潜力。
2、加固后必须要达到能通过重吨的单车的要求。
3、因为下部是航道,所以在跨中腹板和斜腿加固过程中,应尽量保持原有净空,不得使下部空间削减过多。
4、对各开裂构件的表面进行修补,保证构件表面光滑而连续。
5、在补强的同时,应注意加固物本身自重对原桥的影响。
6、加固后保持桥梁的整体美观。
2、加固方法
根据目前该桥的交通情况,通过加固,将原桥设计荷载提高为能通过单车重车吨加固设计、加固施工完成后,还要对该桥进行静力荷载试验,以检测桥梁加固工程是否合格,确保其安全性。加固盖梁和桥墩,待桥墩压浆完毕,桥梁整体稳定后再进行封闭盖粱与桥墩裂缝,盖梁底部出现裂缝的部位作环氧硅,增加盖梁截面积,盖梁侧面粘贴钢板桥墩外侧先纵向粘贴碳纤维片,再环向粘贴碳纤维片将裂缝部位封住。
桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力,以延长使用年限,适应现代交通运输的要求。其改造的主要技术途径有加强薄弱构件、增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固墩台及基础等。
三、加固理论计算
为了从整体上把握桥身在加固前各个部分在外部荷载作用下所产生的应力分布特征,找到最不利截面,为加固方案提供详细的理论依据,特利用大型有限元计算软件ANSYS对该桥梁结构进行了数值模拟分析。
1、计算模型采用数据
主跨、边跨型梁截面基本尺:T梁全高;H=800MM,上翼缘宽:B1=1250MM,翼缘高度:T=220MM;T梁下宽:B=250MM。
斜腿支点附近矩形截面基本尺寸:截面高度:H=500MM,截面宽度:B=250MM,材料特性:C30混凝土强性模量:E=3.0*10MPA;混凝土泊松比:V=0.1667。钢材泊松比:V=0.3。
2、有限元模型建立
全桥横向共由六榻梁组成,各棍梁的形态结构均一致,因此,先对单榻梁以及斜腿建立有限元计算模型。考虑到主梁结构复杂,斜腿截面沿纵桥向变化,为了能更真实的反映结构的空间特性,采用8节点的solid45空间实体单元进行模拟共划分节点6868个单元,4202个离散;如图1所示:
3、支承条件
由于加固将改变整个桥梁的支承条件,即将中跨跨中的铰接改回原设计方案中的固接,同时,将斜腿趾部的铰接改为固接,这会导致整个刚架片的应力重分布,而后的加固正是针对应力重分布后的结构进行处理的,因此,在有限元模拟加固前的结构应力分布时,各截面尺寸虽然按照加固前计算,但支承条件,在中跨跨中和斜腿趾部按照固接计算,而其他部位按铰接算。
四、加固措施
1、封缝处理
先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围,用气压0.2MPA的压缩空气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶留出埋设灌浆底座的位置,待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。灌浆材料选用一灌浆材料,在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点,浆液配比均有说明。
施工顺序先将配制好的浆液吸人软管,装好注浆器,逐孔灌浆,如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注,灌后及时堵死灌浆孔。灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌桨底座,并用环氧树脂胶封缝.
2、盖梁加固
盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用,在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1CM,然后用钢钎凿毛,剔出带槽,在剔好的槽内按设计锚固间距钻孔,空乓机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置,用角磨机对钥板猫合面除锈并打出横纹猫结前用丙酮对钢板猫结面及硷表面进行擦拭,以去除灰尘及油渍。硅表面用毛刷涂一道环氧胶液,钢板翁结面涂抹配好的环氧砂浆,砂浆涂抹宜中厚外薄,均匀一致,然后对准孔位粘合到硅表面。钢板粘好后立即紧固螺母,交替间隔紧固,同时不断轻敲钢板使砂浆扩散,排出气泡,使钥板平整,浆体饱满密实。粘完钢板30H后,用小锤轻敲钢板表面,判断密实程度如钢板猫结面小于此应剥下重粘。钢板猫结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后,支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。
环氧硷应浇筑密实,与原硅结为一体。
3、桥墩加固处理
设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片,再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件卸荷对加固底面的硅表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除,用角磨机、砂纸等除去硷表面的浮浆、油污,构件表面打磨平整,转角处打成圆弧状。硅表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于硷表面,待固化后以指触干燥为准,再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位,将裁好的碳纤维片粘于构件上用滚筒反复滚压去除气泡,将浸润胶充分浸透碳纤维片,待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定。碳纤维片与硷的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查,总有效面积不应小于95%,当空鼓面积小于10000MM2时,可用针管注胶的方法进行修补,当空鼓面积大于10000MM2时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片,搭接长度不应小于100MM。加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。
五、结束语
总之,公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂,要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]张建仁王磊,既有钢筋混凝土桥梁构件承载力估算方法[J]中国公路学报,2006年2期
篇3
陈运河
徐闻县水利水电勘测设计室 广东 徐闻524100
摘要;文章结合了本县风山水库的现状,针对实际存在的除险问题进行了分析,提出了有效的除险加固对策,希望能给同行带来一定的参考价值。
关键词:病险水库 水库现状除险加固技术分析
0 引言
由于水库多年的运用,使部分水库陆续出现了堤顶高程不足、堤坡冲蚀严重、堤身裂缝以及穿堤建筑物结构强度不够等问题,给水库运行埋下了安全隐患。为进一步完善城乡防洪体系,增强水资源调蓄能力,需对各类水库进行了全面普查和安全鉴定,对带病运行水库,亟需实施除险加固。
1风山水库简介
风山水库位于徐闻县锦和镇境内,坐落迈草溪上游,集雨面积26平方公里,总库容264.2万立方米,正常库容183万立方米,死水位68米,死库容17.65万立方米,该工程于1970年开始兴建,1976年建成投入运行,土坝为粘性土均质坝,原设计坝顶高程为77.26米,坝顶长415米,坝顶宽3.5米,迎水坡比为1:2.5,背水坡比1:2.0。
风山水库主要由土坝,输水涵,非常临时溢洪道等组成,土渠自流式溢洪道位于主坝东北部尾端,底宽20米,堰顶高程75.2米,最大泄流量53.56M3/S,原输水涵管为钢筋混凝土圆涵,涵管内径0.8米,进口高程为68米,最大泄流量2.0M3/S,闸门型式为转动门盖,采用手动卷扬机启闭,
风山水库枢纽布置如图1所示。
风山水库枢纽布置图
2 风山水库的病险情况
根据广东省水利水电科学研究院进行风山水库大坝安全鉴定,鉴定结论为:
(1)安全复核计算表明正常蓄水位稳定渗流期主坝下游坡、校核洪水位骤降至溢洪道堰顶高程不稳定期渗流期副坝上游坡的抗滑稳定最小安全系数不能满足规范要求。
(2)主坝后坝坡在左坝头与山体结合处68m高程附近有散渗现象,坝体填土较疏松,密实度较差,大坝表层约5m范围、右坝头填土和坝基透水性较强;水库原土坝是在期间开始兴建的,工程质量较差,水库多年运行表明,当水库水位达到正常水位74.20米时,原河床段20-60米的范围内有较大面积的渗水。这主要是由于当时施工质量差,坝基清基不好,及土坝填土压密不实。
(3)溢洪道为土渠式临时溢洪道,且尾水渠还未开通,而且过水能力不够,而且带来的水土流失现象严重,放水涵启闭过于原始,涵身情况不明,涵进口及启闭设备已报废。
3风山水库的加固对策
3.1 大坝加固
1、坝顶高程复核
本水库土坝工程等级为4级,坝顶高程的确定,根据《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》第5.3.1、5.3.3条规定,坝顶在静水位以上的超高按下式确定:
坝顶超高(y)=最大风壅水面高度(e)+最大波浪在坝坡上的爬高(R)+安全超高(A);
安全超高:正常运用工况(P=2%)取0.50m,非常运用工况(P=0.2%)取0.30m;
风山水库土坝均质土坝,现状主坝迎水坡为干砌石护坡加固后均为混凝土块护坡。
2、大坝加固方案优选
(1)坝体防渗处理
由地质勘察报告我们可以看出风山水库的坝体、坝基渗水都比较大,本次加固设计,拟在坝体加高培厚前,对其进行灌浆处理,对于坝基渗水我们采用帷幕灌;对于坝体渗水,我们采用进行劈裂充填灌浆。
考虑到资金筹措困难,本次灌浆设计主要是针对坝体、坝基渗水较为严重的部位,即输水涵两侧至主河床段,灌浆从桩号0+450起至0+550共100米范围内,在坝轴线下游1m处布置第一排坝基帷幕灌浆孔,孔距 2.5m,同时在坝体顶沿坝轴线布置两排坝体劈裂灌浆孔,排距1.5m,第一排在坝轴线下游1.0m,第二排位于坝轴线上游0.5m处,孔距5m。
(2)坝高
原设计土坝坝顶高程为77.26米,现场实测结果表明现坝顶高程位于76.945―77.84米之间,坝顶高度参差不平;原设计坝顶宽3.5米,实际坝顶宽度为2.38―4.02米,宽度大小不等。而本次水库除险加固按照粤府[1997]86号文的要求,由此计算出坝顶高程为80.00米,现坝高无法满足新的设计标准的要求。所以,该水库土坝必须加固培厚。
(3)坝坡
水库加固后,大坝坡度上游坡约为1:2.5,下游约为1:2.5。坝坡稳定计算表明,上下游边坡均满足设计要求,为了节约工程投资,本次加固设计拟维持原上游设计边坡1:2.5不变,仅原浆砌石护坡上现浇12厘米的C15砼覆盖。坝体加高部分上游护坡按原1:2.5的边坡延长至坝顶,现浇12厘米厚C15砼。下游护坡在土坝培厚至原坡比1:2.5后铺草皮防护。因土坝最大高度达17.77米,所以拟在原河床段坝体经常渗水的部位设置反滤体,反滤体顶高程为65.235米,反滤体顶宽1米,两边以1:1.5的坡度往下延伸。在下游坝坡人蓄经常上坝的坝段,设置步级供人蓄行走。
(4)坝身排水
本次加固设计拟在二级平台及坝脚均设置排水沟,同时下游坝坡每隔200米设置一道纵向排水沟,以把平台排水沟的水流引向坝脚排出,以免下游边坡及二级平台被水流冲刷。同时在河床渗水较多的坝段坝脚设置反滤体排水。
3.2溢洪道重建
(1)溢洪道现状
现溢洪道为开敞自流式土渠,堰顶高程74.20米,原设计底宽20米,边坡系数为1,比降1/120,现土渠溢洪道的最大泄洪流量为80.85m3/s,而按照粤府[1997]86号文的要求,该水库本次采用50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,由此而计算出50年及500年一遇的最大来水流量分别为Qmax=163.83m3/s、245.25m3/s。由此可以看出现土渠溢洪道的泄洪流量无法满足新标准的要求。本次水库加固须新建溢洪道。
(2)溢洪道的进口断面及结构型式
溢洪道的进水口为喇叭形进水口,两岸边墙的高度随着土坝的边坡坡比逐渐减低,两岸的挡墙均为重力式混凝土挡土墙,因水库洪水期泄流量较大,最大可达213.1 m3/s,大于10 m3/s,溢洪道堰底及豆粕不宜采用浆砌石或干砌石衬砌,所以设计溢洪道堰底及陡坡段底板均采用混凝土底板。
3.3 输水涵加固
(1)输水涵现状及加固设计方案
现输水涵位于土坝桩号0+503米处,涵底高程为68.00米,涵管内径为0.8米,长47米,设计正常放水量1m3/s,满足灌溉要求。其内径也符合有关标准的规定,运行经验表明涵管的结构,强度满足要求,对于涵管轴线两侧的渗水现象我们拟对其进行灌浆处理。由于该水库土坝坝体加高培厚,固须接长原涵管,接长涵管长16米,管内径0.8米,管壁厚0.22米。原进水口采用转动门盖控制,现该设备已严重老化,无法进行启闭,转动门盖也已破损,涵管漏水严重,水库已无法正常蓄水。本次加固设计拟拆除原转动门盖,在涵管进水口新建放水塔。
3.4接长输水涵管结构设计
(1)水力计算
输水涵水力计算采用XL-1程序计算,其计算结果为:斜坡长度6米,消力池长度3.0米。本次设计取斜坡长度6米,消力池长度4米设计。
3.5输水涵涵身结构计算
(1)基本资料
接长涵管为钢筋混凝土结构圆管,管内径r0=0.4m,涵管厚h=0.22 m,外半径r1=0.62 m,管平均半径r2=0.51 m,混凝土座垫(2a=135º)管中心处,接长管处内水水头H1=5.42m,外水水头H1=2.51m,管顶填土高度H=5.4 m,回填土为粘土,饱和容重γt=1.72t/m3,管上水平土压力系数取η=tg2(45°-22.4°/2)=0.448,制管材料采用Ⅱ级钢筋(Rg=2400kg/cm2),C25混凝土(Rw=180kg/cm2)建筑物等级Ⅳ级,安全系数k=1.35。
(2)内力计算
3.6.自动监测系统设计
水库自动监测系统亦称“超短波自动化综合参数监控系统”,其主要内容包括:①水库水位、水库集雨区雨量遥测及洪水预报系统,并包括大坝测压管水位及渗漏堰槽的监测;②大坝位移、沉降自动观测系统;③县区三防办中心站、水库管理处及水文处的分中心,二级计算机组网无线数据通讯系统。
4水库除险加固后基本情况
(1)水库库容
正常水位74.20米,正常库容183万立米;设计洪水位76.40米,相应库容为311万立方米;校核洪水位为77.03米,相应库容为373万立米;死水位68.00米,死库容17.65万立方米。
(2)挡水建筑物
加固后土坝为均质土坝,土坝全长732米,坝顶高程80.00米,最大坝高17.77米,坝顶宽4.5米;二级平台高程72.00米,二级平台宽5米。上游坝坡坡度1:2.5,采用C15砼护坡覆盖原浆砌石护坡,砼护坡厚度12厘米;下游坝坡坡度1:2.5,采用草皮护坡;在原河床段坝体比较高的部位,设置反滤体。反滤体顶部高程为65.235米,其平台宽1米。
(3)泄水建筑物
新建溢洪道采用宽顶堰型式,堰顶高程74.20米,溢洪道宽30米,斜坡长16米,消力池长12米,海漫长26米。溢洪道从正常水位74.20米开始自由溢流,最大排洪流量为213.1 m3/s。
(4)输水建筑物
水库加固后,由于土坝加固培厚,所以须接长涵管长16米,管内径0.8米,管壁厚0.22米。原涵管进口转动门盖已无法使用,须拆除重建,本次输水涵加固拟拆除原转动门盖,设置放水塔控制放水流量。放水塔高度为80-67.4=12.60米,其中工作室高度为3.5米,塔身为C20钢筋混凝土圆结构,塔内设置闸门,塔上安装启闭机,进水塔基本数据为:进水高程为68.00m, 塔工作台高程为80m,启闭机房顶高程为83.5m。
5 小结
篇4
【关键词】既有建筑,地基基础,加固施工
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
改革开放以来,我国的建筑行业取得了辉煌的发展成果,建筑施工体系不断完善,工程质量管理系统不断成熟,施工工艺不断得到更新,在此过程中,由于混凝土建筑结构独具的特点,混凝土建筑结构在建筑行业得到全面的推广运用。因此,加强对既有建筑尤其是钢筋混凝土结构中地基基础加固技术的研究和探讨,不仅仅是促进整个建筑行业进步的需要,也是促进施工工艺革新的客观需求,更是新时期下,坚持以人为本,建设社会主义和谐社会的重要举措,因此,加强对既有建筑地基基础的加固技术研究,有着十分客观的经济意义和社会意义。
二、对既有建筑地基基础进行加固的意义分析
1.这是保证建筑整体结构稳定性的基础措施,万丈高楼平地起,既有地基将会直接关系到整个建筑的安全性和稳定性,对整个建筑的稳定性有着十分重要的影响。但是,在既有地基基础施工过程中,尚存在着一些不成熟的地方,建筑工程的后期护理也难以做到规范化和标准化,因此,使得建筑结构的安全性和稳定性得不到保证,必须实施加固,保证建筑安全,提高建筑质量。
2.这是完善既有建筑地基基础加固理论的客观要求,既有建筑地基的加固技术具有复杂性,涉及到各种法律规范,施工标准,施工的材料设备等各个方面,虽然这种技术已经在世界范围内广泛运用,但是这种技术依然不够完善,理论不够成熟,基本上依然处在探索阶段。因此,加强加固技术的探讨研究,有助于完善加固技术理论系统,有着重要的意义。
3.这是保证建筑质量的重要举措,现有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害造成建筑既有地基基础结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等,影响建筑物及构筑物的安全和使用功能,从而不得不考虑结构的修复加固问题。另外,结构设计规范也几经变动,原有建筑物及构筑物大部分己不满足现行规范的设计要求,必然存在一定的安全隐患,
4.这是保证建筑使用者切身利益的客观要求。伴随着建筑行业的快速发展,越来越多的建筑工程开始施工,房屋建筑的更新换代的周期也逐渐缩短,房屋建筑的稳定性和安全性将会直接关系到使用者的切身利益,对既有地基基础进行加固,不仅仅可以使得建筑的性能得到保障,也可以一定程度的消除很多的安全隐患,使得建筑的使用者能够安全使用,维护了他们的合法权益,体现出以人为本的思想战略。
三、既有建筑地基基础加固施工技术探讨
1既有建筑地基和基础加固前期准备
(一) 既有建筑地基和基础加固前,应先对地基和基础进行鉴定,方可进行加固设计和施工既有建筑地基和基础的鉴定、加固设计和施工,应由具有相应资质的单位和有经验的专业技术人员承担。
(二)对于相关建筑的处置
对地基基础加固的建筑,应在施工期间进行沉降观测,对重要的或对沉降有严格限制的建筑,尚应在加固后继续进行沉降观测,直至沉降稳定为止。对邻近建筑和地下管线应同时进行监测。
(三)既有建筑地基和基础加固的施工人员应掌握所承担工程的地基基础加固目的、加固原理、技术要求和质量标准等施工中应有专人负责质量控制,并进行严密的监测,当出现异常情况时应及时,会同设计人员及有关部门分析原因,妥善解决。
2. 复合注浆法
(一)注浆钻孔施工。对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时,先采用地质钻机在桩中进行钻孔抽芯或在桩侧进行钻孔,对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1m左右,对桩底持力层缺陷加固时需根据设计桩底持力层要求从桩中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下3m左右。钻孔孔径一般开孔为110mm或101mm,终孔直径为101mm或91mm,钻孔垂直度保证小于1%。
(二)建立孔口注浆装置。注浆钻孔施工完成以后,在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在桩顶注浆孔口,采用水泥浆将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。
(三)采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔。
(四)采用高压旋喷注浆方式进行注浆。按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后,再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后,从下而上进行旋喷注浆,旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。
(五)采用静压注浆方式进行注浆。高压旋喷注浆结束后,利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力,随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力,直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2~3次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。
(六)封孔。静压注浆结束后,若注浆孔口冒浆,需对孔口进行封闭处理,防止浆液流出;若注浆结束后孔内浆液有流失,需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。
3.树根桩法
树根桩是一种小直径钻孔灌注桩。通常采用钢管导向冲击成孔,亦可直接采用回转成孔,成孔直径100~250mm,根据成孔直径的大小,可放入一根钢筋或多根钢筋,也可采用钢管,成孔后,将配制好的砼灌入孔内,最后成桩。由于树根桩可以任意角度倾斜,形态似树根故而得名。它的突出优点是能够最大限度地保持结构物与地基之间原有的平衡状态,保证在加固地基的同时,又不破坏地基土对结构物的支撑作用。
(一) 桩径宜为150~300mm,桩长不宜超过30m,桩的布置可采用直桩型或网状斜桩型。
(二) 树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定,也可按《建筑地基基础设计规范》有关规定估算,尚应考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的要求;对软弱地基,主要承受竖向荷载时钢筋长度不应小于1/2桩长,主要承受水平荷载时应全长配筋。
(三) 树根桩设计时,尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的验算。当不满足上述要求时,应先对原基础进行加固或增设新的承台。
四、关于既有建筑地基基础加固设计施工的建议
1.要做到科学设计,从既有建筑的现实状况和整个建筑地基基础使用的实际出发,实地勘察,精密测量,采集第一手相关的地质地貌,施工高度,施工难度等一系列的客观数据,保证数据的真是完整性,采取科学合理的设计方法,选择合理的加固方法,制定严格的施工规范,做好各种加固施工前的准备,比如对器械工具,人员的准备。
2.要采取先进的技术设备,对加固施工的各种机械设备做出科学选择,保证机械设备稳定安全,同时,要加强对加固材料的选择,采购质量管理,选择符合我国国家质量标准的材料,杜绝假冒伪劣产品,从材料商保证加固的质量。同时,严格执行材料使用制度,规范科学合理施工使用,避免浪费,做到物尽其用。
3.要对整个加固工程设计施工都进行全程监控,实施全面的质量管理监督。加强对管理人员的管理技能的提高,培养其负责的工作态度,安装先进的监控设备,加强对施工人员的施工规范性指导和管理,从施工细节到全局的施工进度,加固后的护理修缮,都做出细致全面的监控,保证质量的高标准。同时,要做好加固后期的定期实施路桥维护,管理。全程管理控制,保证加固的质量,提高整个交通网络中的路桥使用寿命和安全性能。
五、结束语
既有建筑地基是保证整个建筑稳固性和安全性的基础性工作,做好既有建筑地基的加固工作,将会对整个建筑的稳固性和安全性有着深远的影响。对既有建筑地基的加固施工既关系到整个国民经济的发展,又关系到居民生活方式的改变和生活质量的提高,因此,通过加固技术的研究,在建设施工过程中,充分考虑到各种项目工程的实际情况,根据不同的建筑结构构件特点,科学制定施工方案,合理选择加固方法,严格遵守各种施工标准和施工规范,采用先进科技和先进施工工艺,促进加固施工的规范化和标准化,提高整个既有建筑地基的加固效果,增强其稳定性和安全性。从而为确保建筑使用者的切身利益。
参考文献:
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[2]卜良桃,蒋爱民,某住宅楼地基基础综合加固[会议论文] 2002 - 第六届全国建筑物鉴定与加固改造学术会议
[3]张琦琦,高压旋喷注浆法加固已有建筑物地基[会议论文] 2009 - 中国建筑学会全国复合地基学术会议
[4]吴铭炳,戴一鸣,林颖孜,王文辉,基坑加深的加固措施及其效果[会议论文] 2010 - 中国建筑学会地基基础分会2010学术年会
篇5
【关键词】水库加固 堤坝防渗漏 防渗加固 稳固措施 水库加固 大坝防渗
中图分类号: P343.3文献标识码:A
一.引言。
我国的水利工程较多,诸多水利工程为除害兴利起到重要作用,同时也促进了我国国民经济的快速发展。在众多水利工程中,绝大多数为60年代至70年代所修建,时至今日,许多水库大坝开始出现不同程度的渗漏现象,严重威胁着水库安全,对下游居民形成重大安全隐患。为了避免出现安全事故,提高水库的经济效益,需要对大坝进行防渗加固处理。
二.水库大坝破坏的类型和原因。
从水库大坝的渗透发生机理上来说,水库大坝的破坏主要分为管涌、流土、接触流土和接触冲刷四类,水库坝体的主要病害都是通过渗透破坏和变形破坏等形式表现出来的。渗透破坏是由于坝基下的渗透水流造成岩土体中的颗粒成分、颗粒结构发生移动或改变;变形破坏是由于渗透水流作用于堤坝的抗剪强度降低,导致局部部位出现下滑、裂缝和不均匀的变形,最终导致堤坝的变形而受到破坏。水库堤防的渗透通常都是指在水体向维护区以外渗流而产生的水量漏失现象,水库大坝的渗透严重影响大坝的稳定性,过大的渗透造成坝基或坝体变形,造成重大破坏。
渗透变形对土石坝影响较大,根据相关资料显示,在已被破坏的土石坝中,约占40%-60%左右都是由于坝体土或坝基的渗透变形而造成的。另外,边坡的滑塌、防洪堤的滑塌、地表塌陷的形成、岩溶区覆盖土层中洞穴的形成、坝基排水孔和减压井的淤塞、地下工程和开挖基坑时遇到的流砂等都是由于渗透变形而造成的。在水库条石拱坝中,由于清基处理不彻底,导致在拱基下发生渗透变形,冲蚀了红色风化泥岩裂缝中的粘土,而在泥岩中形成一个冲蚀洞,造成大坝破坏。
三.水库大坝防渗加固技术。
水库大坝防渗加固重要是要控制坝基和地基的渗流,防渗加固的主要任务是:尽量减少渗漏量、提早释放渗透压力,确保水工建筑物和地基具有足够的静力稳定性、防止渗透破坏,确保渗透的稳定性。
水库大坝防渗加固的处理原则为:“上堵下排”。采取“上堵”措施主要是防止水平和垂直的渗透。水平防渗主要措施有水下抛土和粘土铺盖等。垂直防渗主要有灌浆、人工连锁井柱(又称倒挂井)、截水槽回填粘土、混凝土防渗墙、高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙、砂浆板桩等措施。“下排”主要措施有减压井降压导渗、堤坝背水坡脚开挖导渗沟、坝后盖重压渗等。通常来讲,采用垂直防渗处理能有效的解决坝基渗漏的问题。而采用水平防渗处理结合下游排水减压导渗虽然有利于提高坝基的渗透稳定性,但是仍然存在一定程度的渗透水量损失。在进行防渗处理时,无论是采用“上堵”还是“下排”或者是二者的结合,都应该按照经济合理、技术可靠的原则,结合实际情况,根据防渗的要求和条件,设计多方案并进行优化比较,来选择合适的防渗加固方案。
在水库大坝的防渗加固处理中,较为常用的有以下几种方法:
1.垂直防渗处理地基。
垂直防渗处理一般适用于地基隔水层较浅、透水层较薄的情况,可以利用封闭式防渗幕墙,来有效控制堤坝基础的扬压力和渗流量,从而实现根治堤坝基础渗透破坏的目的。采用封闭式防渗墙处理技术,通过墙体截断渗流的途径,具有较好的除险效果,但同时由于幕墙的增加,在一定程度上破坏了原有地下水环境和自然平衡关系,造成局部水环境受到破坏。在隔水层较深和透水层较厚的双层堤基中,采用封闭式垂直防渗墙,工程造价较高且施工难度较大,在施工前必须结合勘察资料,经过渗流计算并充分论证,确保切实可行才可采用。在施工时要布置堤顶靠临水侧和临水堤脚。设置垂直防渗墙时可以采用锯槽法、高喷灌浆、射水法和轮铣法等成墙技术来进行施工。
2.劈裂灌浆技术处理堤坝隐患。
劈裂灌浆技术适用于施工范围土质较差,碾压不密实的堤防防渗加固中,采用劈裂式帷幕灌浆法对防止堤身渗漏,加固堤身强度具有较好作用。劈裂灌浆利用水库坝体的应力分布规律,利用灌浆压力沿着水库坝体轴线方向劈裂,之后灌注合适的泥浆,通过这种方式形成铅直而连续的防渗泥墙,达到切断软弱层或堵塞漏洞裂缝的目的,以此来提高坝体的防渗能力。利用浆和坝的相互作用,将坝体内部的应力重新进行分配,提高了坝体的稳定性。采用劈裂式灌浆技术解决以下大坝隐患具有较好效果:坝体内存在软弱层和渗漏通道,而坝体的浸润线较高,在坝坡位置发生湿润区或渗透破坏,出现流土和管涌等现象;坝体碾压不实,密实度较差的松堆土坝;分期施工的土坝,在接头和分层位置存在透水层和软弱带;坝体不均匀沉降产生的裂缝;坝体存在腐烂树根及生物洞穴;坝体和闸墙及防水涵管的接合不好,存在接触冲刷或空隙。采用劈裂式灌浆施工时,造孔深度一般要超过隐患深度约2米至3米,设计的泥墙厚度根据碾压质量、堤坝土质、隐患性质和水库坝高情况来确定,一般可以采用5cm至20cm之间。采用劈裂灌浆法形成垂直连续的防渗帷幕,有效解决了坝体的渗透问题,通过浆和坝的共同作用和温化变形作用,重新调整坝体内部应力,使得浆脉两边约3米至5米范围内的土体得到密实,加大了防渗帷幕范围,提高了防渗效果。
3.滑坡体的清除。
水库堤坝的滑坡主要是由于内部渗水、水流淘刷、上部压载等原因所造成的,水库发生堤坝滑坡时,必须要立即采取前截后导的方式,遵循固脚压重和削坡减载的原则,想方设法增加阻力减少滑动力,加强堤坝的排水和防渗工作。对于深层滑动,一般要在挖除滑动体中的主滑体之后进行填筑,对于浅层滑动可以将滑动体挖除后,进行回填。另外,要稳定计算增加阻滑体的重量,加大阻滑力来提高堤坝的稳定性。
4.崩岸治理。
崩坝主要是由于土石组成的湖岸和河岸受到水流的冲刷,通过重力作用导致土石发生崩塌、崩落及滑坡等现象,一般的崩岸主要分为阶梯状崩塌、弧形坐崩和条形倒崩几种。崩岸继续发展导致河床产生横向的变形,危害较大。目前,采取的崩岸治理和抢险的主要方式为抛石防护法。在施工中,特别需要注意的是在抛石护岸等工程中,要在堤坝基础和抛石间铺设土工织物反滤层,对崩岸治理时,可以通过丁坝、石笼、顺坝、木桩、沉排和钢板桩来实现。
5.水库大坝上游下游的坝坡施工。
水库大坝上游的混凝土预制块护坡施工前,要对待施工坝坡进行修整。在砌筑混凝土预制块边坡时不能破坏垫层。铺筑沙砾石垫层前,要将草皮、乱石、树根、树木等全部清除,做好边坡洞穴的处理。在沙砾石垫层的填筑中,采用小型机械配合人工进行施工,对碾压合格的垫层要做好防护,若发生土料混杂,要及时清除干净。大坝下游坝坡施工前,要将下游的坝面呈阶梯形进行开挖,达到密实土层为止,之后采用分层碾压填筑坝坡的方式来施工。下游坝坡采用草皮护坡的,要选用耐旱、能蔓延、能生根的草类,在草皮铺筑后要洒水养护。
四.结束语。
水库大坝的防渗加固施工要因地制宜,结合实际情况,来具体对待。通过堵漏、补漏和防渗加固处理,提高坝体强度,确保水库的稳定和安全,提高水库的经济效益。
参考文献:
[1] 龙云 刘正信水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年23期
[2] 王兵 小型水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年1期
[3] 卓廷召 对水库大坝防渗加固技术的探讨 [期刊论文] 《沿海企业与科技》 -2010年12期
篇6
论文摘要:在土木工程中,由于各种原因,经常需要对已有建筑物进行维修、加固。实践证明,应用碳纤维材料对混凝土结构进行加固,是一种有较高技术含量的、全新的建筑结构加固方法。本文通过分析碳纤维在混凝土结构加固中的技术特点及设计原则,针对粘贴碳纤维加固施工工艺进行探讨,并对工程性能进行评价。
1 碳纤维材料在混凝土结构加固中的技术特点
高强高效。由于碳纤维材料优异的物理力学性能,在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到高效加固修补的目的。
施工便捷,工效高,无湿作业,不需大型施工机具,施工占用场地少。根据有关统计资料,同为粘贴加固工法,粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。
具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明,碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性,可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。
适用面广。粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补,且不改变结构形状,这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。尤其重要的是,对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等,采用旧的加固手段几乎无法实施,而采用该项加固技术都能顺利解决。
施工质量易保证。由于碳纤维材料是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100%的有效粘贴率,而粘贴钢板则很难达到100%的有效粘贴面,相应的验收标准也只要求其达到70% 就可以了。
碳纤维材料质量轻且薄,粘贴后每平方米重量不到1.0kg,粘贴一层的厚度仅1.0mm左右,加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
2 碳纤维加固技术的设计原则
碳纤维加固修补砼结构作为一项新技术,既有其不可比拟的优点,但也有其一定的适用范围和适用条件,超出此范围而盲目地采用此技术就会导致不安全、不经济、不合理的后果。首先,被加固结构构件的最小截面尺寸必须满足有关规范的要求;其次,被加固构件的受压区高度、配筋率、面积配箍率、体积配箍率等仍要满足现有规范的要求;第三,要求加固后不改变原有结构的最终破坏形式;碳纤维布的应用存在使用效率问题,同样的碳纤维布用量,分条加固效果好于整条粘贴,构件受弯承载力随碳纤维布用量的增加而提高,当碳纤维布使用层数较少时,提高幅度相对较大,随着碳纤维布层数的增加,提高幅度相应减少;当碳纤维布用量过多时,构件破坏将由碳纤维布被拉断引起的破坏转变为砼被压碎破坏,构件延性有所降低。
3 粘贴碳纤维加固施工工艺
3.1 工艺流程
被加固结构物表面处理断面修复底层表面的涂布不平面修整碳纤维贴片施工固化表面涂装施工质量检查
篇7
关键词 碳纤维轴向承载力抗震加固
中图分类号:TU528.571文献标识码: A 文章编号:
一.概述
粘帖CFRP片材加固修复混凝土结构的技术,主要用于钢筋混凝土柱的抗震加固、梁柱的受剪加固、梁板的受弯加固、以及裂缝和耐久性修补。对于钢筋混凝土柱粘帖CFRP片加固,国内外大量的试验和理论分析均表明,目前采用一般粘帖CFRP片材加固钢筋混凝土柱的方法,在钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材后,使柱中混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度及极限压应变,从而提高钢筋混凝土柱轴压承载力及延性。与约束混凝土的机理类似,钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固后使柱中混凝土处于约束状态,由于CFRP片材是线弹材料,使其产生的约束力是持续增长的,直至碳纤维拉断,混凝土破坏。可以认为:当钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固轴向应力超出混凝土的抗压强度后,应力---应变关系呈线性增长,混凝土的应力和应变同时达到最大值,呈现了CFRP片材是线弹性材料约束混凝土的特点。[1]
二、碳纤维加固混凝土柱的原理
普通混凝土结构在使用一定的年限后,混凝土腐蚀、钢筋锈蚀,承载能力下降;一部分新建和在建的工程,由于设计或施工不当,有些工程使用功能改变,荷载增加或者提高建筑物的抗震设防等级;由于种种原因造成停建烂尾工程,又重新启动的工程等等,这些都需要对结构进行加固。使用建筑结构胶在混凝土表面粘帖CFRP片材材料进行加固修复混凝土结构,《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中对钢筋混凝土柱的加固从施工到设计都有详细的规定。
《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中要求粘帖CFRP片材加固修复混凝土结构应由熟悉该技术施工艺的专业施工队伍完成,并应有加固修复和施工技术措施。保证施工质量的关键是遵循工序要求,施工时应考虑环境温度、湿度对结构胶固化的影响。施工过程中,为保证加固质量,应从施工准备开始对需要加固的构件进行表面修复、清理并保持干燥,应按产品供应商提供的工艺规定进行配置和涂抹结构胶。粘帖CFRP片材还应符合《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中有关条款要求。施工中应注意安全,远离电器设备及电源,做好防护措施。在开始施工之前,应确认CFRP片材及配套的结构胶的新产品合格证、产品出厂质量检验报告,各项性能指标应符合《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中的检验要求。[2]
改善钢筋混凝土柱最方便最有效的方法就是对核心区混凝土和保护层混凝土进行有效的约束,提高混凝土自身的变形能力。《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》的出现使得这一方法变得简单易行。CFRP片材包裹在钢筋混凝土柱,混凝土受到了外包纤维的有效约束,极大改善了混凝土的变形能力;同时外包纤维限制了裂缝的发展,在纤维拉断前保护层的混凝土不剥落,有效防止了粘结构破坏的发生。
为了进行CFRP约束混凝土构件的力学性能和承载力设计方法的研究,必须确定混凝土在CFRP生材料约束情况下的应力―――应变关系。国内外许多学者对CFRP约束混凝土的关系进行了研究,基于试验结果分析,建立了CFRP约束混凝土关系指数曲线+直线曲线的模型。
三、碳纤维加固钢筋混凝土柱的轴向承载力计算抗震加固[3]
我国现行钢筋混凝土设计规范及抗震设计规范中,对于钢筋混凝土结构的抗震措施,主要针对不同的抗震等级,通过内力调整和限制轴压比俩方面来控制。许多研究者指出:轴压比影响柱的延性及破坏形式。当轴向压力较小时,钢筋混凝土柱为受拉破坏,主要是由于受拉侧钢筋先达到屈服而引起的,表现出一定的延性。随着轴向压力的增加,柱的延性不断降低。当轴力超过界限轴力时,受拉侧钢筋达不到受屈服,构件的破坏主要是由于混凝土压溃或主筋的压曲造成的,因此延性很小。这就是抗震结构中限制钢筋混凝土柱轴压比的原因。在实际加固改造工程中,常常会遇到框架柱轴压比超出规范限值得情况。此时采用CFRP约束混凝土的关系环向包裹对柱进行约束,可以提高柱的混凝土抗压强度,从而降低轴压比。对于外粘帖纤维布弱约束钢筋混凝土柱计算;外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴压构件,其轴承载力按下列公式计算:N0.9(
对圆形载面建议按:式中: 为外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴压构件心抗压强设计值; 为外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴向构件抗压强设计值; 为外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴向构件抗拉强设计值;外粘纤维布弱约束钢筋混凝土柱轴向构件抗拉强设计值;A为加固柱截面的面积。一般情况下 不应大于的1.5倍,党有可靠依据时混凝土强度的提高幅值可适当提高。截面的半径或高度应小于1.0m,对矩形截面的高宽比h/b应小于1.5。
为确保核心区混凝土得到有效的约束,我国现行钢筋混凝土设计规范及抗震设计规范给出了柱箍筋加密区的最小配箍特征值 ,为避免配箍率过小还规定了最小体积配箍率。钢筋混凝土柱轴可以通过粘帖碳纤维来满足《建筑抗震设计规范》(GB50011―2001)对箍筋加密区以及体积配箍率的构造要求,以提高其抗震性能。碳纤维的加固最主要课依据《建筑抗震设计规范》和《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中(CECS146:2003)来确定。
碳纤维片材在箍筋加密区宜连续布置,且碳纤维片材两端应搭接或采取可靠连续措施形成封闭箍。碳纤维片材条带的搭接长度不应小于150mm,各条带的搭接位置应相互错开。
参考文献:
[1] 文明才. 建筑结构加固技术及发展趋势[J]. 湖南城市学院学报(自然科学版)[J]. 2005,14 (3):13-15.
篇8
关键词:基坑,应急加固,施工方案
拟建某住宅项目由2#住宅楼、3#住宅楼以及地下车库三部分组成。其中地下车库地下2层,筏板基础,设计基底标高-10.0m,基坑深度9.4m;基坑支护方案为土钉墙护坡。护坡施工完工后第16天,该边坡发现不明水源,造成土钉墙墙面潮湿,并有渗水现象,施工方通过增设导水管,对其进行导水。第二日晨发现此段边坡顶局部出现裂缝,通过边坡位移观测,发现边坡水平位移突然增至64.0mm,并有继续增大的趋势。论文格式。施工方马上在坡脚进行堆土反压加固,第三日凌晨5点,回填至地表下2.5m位置,通过持续监测表明边坡已经得到有效控制,基坑变形没有发展。
根据现场情况编制如下应急预案:
坚持“安全第一,预防为主”、“保护人员安全优先,保护环境优先”的方针,贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。更好地适应法律和经济活动的要求;给企业员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的环境;保证各种应急资源处于良好的备战状态;指导应急行动按计划有序地进行;防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援;有效地避免或降低人员伤亡和财产损失;帮助实现应急行动的快速、有序、高效;充分体现应急救援的“应急精神”。
1、场地条件分析
拟建场地地形较平坦。论文格式。在勘察深度范围内按地层沉积年代、成因类型及岩性将其划分为人工堆积层、新近沉积层、第四纪沉积层三个大层。根据岩土工程勘察资料,场地天然地表下4.00~6.00m时见地下水,静止水位1.40~2.20m,标高42.57~43.29m,为上层滞水。地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替状态下均无腐蚀性。现场已采取了降水措施,施工过程中,现场出现局部滞水已经完全排干,根据导水管出水量判断导致坡面变湿边坡位移的水源为非上层滞水。论文格式。
2、周边环境分析
基坑上口线距离建筑红线(围墙)3.1m;红线外3.7m有一座二层住宅楼,基础埋深2.0m;建筑红线内围墙脚下有一高压电缆,埋深0.5m;建筑红线内距围墙1.0m有两道150mm直径天然气管线,埋深1.2m。
3、边坡加固方案:
施工再次开挖基坑时,拟采用钢花管加锚杆加固措施,以增加支护结构的整体强度和对变形的约束力。
钢花管:设三道钢花管,采用直径1.5寸钢管,水平间距2.0m,钻孔直径Φ120,钢管内外注M10水泥浆。
第一道钢花管:长9.0m,布置在地表下2.3m处(2.7m以上),倾角15度;
第二道钢花管:长9.0m,布置在地表下4.1m处,倾角15度;
第三道钢花管:长6.0m,布置在地表下7.3m处,倾角15度;
锚杆:设两道锚杆。
第一道锚杆,锚杆长度为18m,两根Φ15.2钢绞线,自由段长度5.0m,水平间距2.0m,锁定荷载250kN。锚杆布置在地表下2.7m处,倾角15度;腰梁采用22b槽钢;承压板规格:200×200×16mm;锚具规格:QM15-2。
第二道锚杆,锚杆长度为15m,一根Φ15.2钢绞线,自由段长度5.0m,水平间距2.0m,锁定荷载150kN。锚杆布置在地表下5.6m处,倾角15度;腰梁采用20b槽钢;承压板规格:180×180×16mm;锚具规格:QM15-1。
4、现场风险分析
鉴于目前基坑边坡已经发生了较大的变形(坡顶水平变形最大变形70mm),根据目前状况,加固施工期间可能发生的风险有以下几点:
A.基坑变形继续发展,导致坍塌;
B.基坑东侧建筑物倾斜,造成无法正常使用;
C.天然气管线泄漏;
D.高压电缆无法正常使用。
5、应急物资准备
现场安排挖掘机、推土机挖土运土机械应急使用;
现场备锚杆钻机、压力注浆机应急临时支护使用;
现场安排面包车、小客车运送人员;
联系附近旅馆安置居民,联系社区医院做好居民保健工作;
临时支护材料:φ60钢管、锚杆、水泥;
消防器材:防止电源短路、煤气泄漏起火;
防汛器材:防止自来水、雨水、污水等管道破坏断裂,造成漏水,准备足够的潜水泵、污水泵、排水管、电缆等。
6、应急预案的启动前提
(1) 坡顶水平位移增量大于等于1.5mm/日,总位移累计大于90mm;
(2) 建筑物倾斜达到0.2%时或沉降速度达到1.0mm/d;
(3) 突降大雨、暴雨(大雪、暴雪);
(4) 意外事故造成边坡局部塌陷、崩塌。
(5) 煤气公司、供电局检测数据表明,煤气管线、高压电缆等生活设施出现险情:
(6) 建设单位、总包、监理单位认为需要的其他紧急情况。
7、管理措施
① 加固施工引起边坡水平变形及坡顶沉降、引起煤气管线及高压电缆的变形的指挥与控制。
通过变形监测,若发现坡顶水平位移增量大于等于1.5mm/日,总位移累计大于90mm;时,采取的措施如下:
A 立即停止基坑开挖,联系煤气公司人员检测煤气管线运行状况,联系供电公司检测高压电缆的运行情况;
B 根据煤气公司检测人员的意见,采取煤气管线加固措施,或断气处理;
C 根据供电公司检测人员的意见,采取电缆加固措施,或用备用电缆替换,保证供电安全;
D 据现场情况采取进行堆土反压(加高、加宽)措施。
② 加固施工引起地面不均匀沉降,引起附近建筑物的倾斜的指挥与控制。
当发现附近建筑物倾斜达到0.2%或沉降速度达到1.0mm/d时,采取的措施如下:
A 立即停止基坑开挖,加强基坑加固方案;
B 邀请有关专家或加固单位共同制订建筑物的纠偏方案并组织实施。
C 建筑物墙体发现裂缝时,联系物业、餐馆,组织建筑物内住户外迁。
② 突降大雨或大雪时,立即起动备用水泵抽水(突降大雪或暴雪时,立即组织清扫、外运坡顶积雪),并安排专人不间断观察基坑的稳定情况。
8、公共关系
项目部办公室为项目部各信息收集和的组织机构,人员包括,办公室届时将起到项目部的媒体的作用,对事故的处理、控制、进展、升级等情况进行信息收集,并对事故轻重情况进行判断,有针对性定期和不定期的向外界和内部如实的上报,向内部上报主要是向项目部内部各工区、集团公司的上报等,外部主要是向建设、监理、设计等单位的上报。
9、预案解除
充分辩识加固过程中存在的危险,当监测数据表明边坡处于安全稳定状态时,经甲方、监理工程师认可,由现场紧急抢险组长宣布解除紧急抢险状态,恢复正常工作状态。
【参考文献】
[1]建筑边坡工程技术规范. GB50330—2002.
[2]建筑地基基础设计规范. GB50007—2002.
篇9
关键词:植筋胶,植筋,抗剪力,粘结剂强度,锚固深度
1、前言
近年来,混凝土新技术和新材料在工程改建和加固中普遍开始应用,植筋技术作为一种新型的加固技术,不仅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特点,而且还具有适应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能良好、价格低廉等优点。由于在钢筋混凝土结构上植筋锚固已不必再进行大量的开凿挖洞,而只需在植筋部位钻孔后,利用化学粘合剂作为钢筋与混凝土的粘合材料就能保证钢筋与混凝土的良好粘接,从而减轻对原有混凝土结构构件的损伤,也减少了加固改造工程量:又因植筋胶对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的力,而是利用其自身粘接材料的锚固力,使钢筋锚杆与混凝土基材有效地锚固在一起,产生的粘接强度与机械咬合力来承受受拉荷载,当植筋达到一定的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拔力,从而保证了锚固强度。工程实践证明,植筋技术不失为一种处理建筑及桥梁混凝土结构缺陷和改造具有一定年限建筑的好办法。
将钢筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材的化学植筋技术,近二十年来已被我国建筑业广泛的应用于各类建筑加固、改造与维修中。在目前应用化学植筋技术的加固、改扩建工程中,存在两种主要的植筋施工方法:按生产厂家标准操作方法和人工操作方法。无论是施工操作程序,还是植筋粘合剂材料,这两类施工方法都存在着一定的差异。标准操作方法则是配备专有施工工具,同时粘合剂在出厂时已经做好定量包装;人工操作方法的施工方式为现场手工称量,搅拌均匀,手工填充。对两种施工方法进行对比分析,标准操作方法价格相对高一些。
一、化学植筋锚固技术简介
1.化学植筋锚固技术原理
化学植筋锚固技术是一项新型的钢筋混凝土结构加固技术,是一项对混凝士结构较简捷、有效的连接与锚固技术。它是在已有混凝土结构或构件上以适当的直径和标准要求的深度钻孔,并采用专用植筋胶,利用其粘结和锁键原理使设计图纸要求的钢筋与原混凝土粘接牢固,使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土中传递,从而形成受力整体。目前,已广泛地应用于扩大加宽基础、加层改造、新旧混凝土连接、漏放钢筋添加、节点连接加固、增梁加梁、柱等工程处理中得到广泛的应用及新建和已有建筑物的加固改造工程中。其工作原理是:在施工加固过程中,新旧混凝土界面的抗剪力主要由以下几部分组成:界面混凝土内部结合力,界面摩擦力,植筋的抗剪力。当外力作用达到一定程度,界面混凝土内部结合力被抵消,新增的混凝土与原混凝土界面理论上分离,产生相对位移,此时植筋受拉力和剪力产生弯矩作用,作用值的大小依赖于界面的粗糙度和强度。如果界面足够粗糙,新增的混凝士与原混凝土界面粘和力足够大,此时会产生附加的混凝土层间自内连锁作用(包括摩擦力和内部结合力),起到部分抵消外部剪力的功效。
2.化学植筋锚固技术优点
1)设计的灵活性:根据需要可以在钢筋混凝土结构的大多数位置,根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。
2)可靠性优于预埋件:一般钢筋混凝土结构在需要与其他结构连接处均预留预埋件,但预埋件位置不易确定,混凝土浇注成型后及调整使用功能后预埋件的位置难以改变且施工繁琐,而植筋具有灵活性,其可靠度与预埋件基本相同。
3)比一般的铆、焊方法相比受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),化学植筋比较耐疲劳。
4)承载力大,按标准规范计算施工的植筋完全能满足承载力的受力要求。论文大全。
5)工艺简单,可大大缩短工期,往往在2~3 天或更短时间内就可使用。
6)钻孔直径、深度范围广、施工灵活,抗高温,可近距离焊接施工。
7)新增混凝土结构基本没有滑移。
8)造价较低:以应用植筋技术最多的框架柱与砌块填充墙之间的锚拉筋(ф6㎜)为例。经过施工单位使用情况调查,一般每公斤结构植筋胶可植近100根锚拉筋,植筋所用结构胶成本还不到0.6元,由于植锚拉筋工艺简便,一般钢筋工都可以操作,且每个工日至少可植50~60根,每根钢筋综合成本也就在1~2元左右,比其他施工方法相对经济。
3.化学植筋锚固技术影响及不利因素
植筋技术的成败主要取决于混凝土基材质量、钢筋质量、粘结剂强度、钢筋植入混凝土的深度(锚长度)、施工温度、成孔质量、孔内洁净程度、孔内干湿程度等诸多因素。施工时应满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。
(1)混凝土本身强度如果很低,植入高强度钢筋没有实际意义。所以根据《混凝土结构加固技术规程》规定,混凝土强度不宜低于C15,混凝土强度宜采用C20以上。
(2)钢筋一般选用I级、II级钢筋,其强度应符合现行国家标准,即《普通碳素结构钢技术条件》的规定。粘结剂胶体的自身抗拉强度、抗弯强度及劈裂抗拉强度和粘接性能强度必须满足使用要求。
(3)混凝土化学植筋的破坏形式则主要取决于植筋的锚固深度,就植筋的埋置深度而言,试验研究表明,埋深较小时,植筋发生混凝土锥形破坏,承载力较低,不但不能发挥钢筋的作用,而且脆性破坏:埋置深度过深时,钢筋发生断裂破坏,钢筋植入部分没有发生丝毫滑移,强度未充分发挥,容易造成材料浪费:只有埋置达到适当的深度时,植筋破坏始于钢筋屈服,有明显的屈服破坏预兆,符合工程需要。这个“适当的深度”就是满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。
(4)施工温度及湿度。植筋的施工温度直接影响粘结剂的固化时间。一般情况下,植筋所用粘结剂的固化时间随温度的升高而缩短:植筋的环境湿度也直接影响粘结剂的固化时间和粘结力学性能的发挥,故应确保环境温度不致过高及湿度相对低些。
(5) 化学植筋锚固工艺对操作者来说存在一定的危害,施工时应做好个人安全防护,现场要保持通风良好。
4.化学植筋锚固技术施工要求
(1)工艺流程: 植筋锚固钢筋混凝土工程设计→定位→钻孔→清孔→注胶→除锈后在钢筋上标记埋深刻度,→植入钢筋→留足够的时间固化并防止流胶→现场检测固化效果→检测合格→对结构表面进行凿毛处理→清洁表面→浇筑新增结构混凝土。
(2)施中应注意的问题:①按设计要求定位布孔。②钻孔与母体表面垂直,孔径比钢筋直径 5㎜左右,注意钻孔位置应避开结构内钢筋,尤其是受力主筋,一般采用钢筋探测仪定位。采用水钻钻孔时,应对孔壁进行打毛及干燥处理。③用刷子及清洁的压缩空气清干净尘土,不能用水洗,钢筋表面要除锈,不能存在浮锈或油污。④从孔底开始注胶,待孔内注胶达到80%以后即将钢筋缓缓旋入孔中,以表面稍有溢出为宜,整个植筋过程应连续进行。⑤植筋胶凝固硬化前不得施加荷载。论文大全。植筋锚固在潮湿的混凝土中时,干燥后再施工,硬化时间必须加倍。
二、适合于工程应用的植筋锚固项目
1.用于桥梁病害治理。根据桥梁桥面铺装层不同程度破坏的情况,如产生病害的主要原因是桥面铺装层与梁顶面粘接不良。通过对桥面铺装层钻芯可以看出,桥面铺装层与顶梁的结合性很差,主要原因是施工中浇筑铺装混凝土前对梁板顶面凿毛及清理不当,铺装层与梁板之间出现夹层,未能紧密结合成整体,形成分层,在机动车辆行车震动的作用下发生疲劳破坏。采用化学植筋技术,可使桥面铺装与梁板结合紧密,两者共同参与受力,同时固定桥面铺装钢筋网的位置。采用化学植筋技术的固定桥面铺装钢筋网的结合层运行效果良好。
2.用于加固新旧混凝土结合部强度。如桥梁扩大基础、承台、盖梁和台帽等部位。通过在扩大基础、承台、盖梁和台帽等不同部位的植筋施工体现化学植筋效果,可以有效提高新旧混凝土结合部位粘接性能强度,施工部位,新旧台帽结合部位极少数出现裂隙。论文大全。
3.用于对一些老旧厂房、住宅、办公楼等的改造:由于一些旧有建筑结构不能适应使用需求,需要进行改造,而距使用年限还有一定的时间,使用化学植筋的方式进行建筑结构改造,如接柱、加梁、后加楼梯、电梯井、内外装饰锚固等,这样能节省大量的资金及时间。
4.用于桥梁加宽。传统方法是先做好桥下安全维护工作,再凿除防撞栏和桥面悬臂板混凝土,安装加宽部分钢筋并与旧桥钢筋绑扎固定,最后支模浇注混凝土。从节约投资、减少施工难度、缩短工期等方面考虑,采用化学植筋方法施工更实用、有效。具体作法是在需加宽的构件上植入一定数量的钢筋,再支模浇注混凝土,从而加大桥面宽度。在桥梁加宽工程上应用化学植筋方法具有不错的效果。
三、结束语
化学植筋技术设备简单,操作方便,效果可靠,其施工要点在于钻孔深度、孔径及垂直度一定要保证符合设计要求,且施工中植入钢筋一定要保持洁净,对植筋胶的选用一定要严格,施工前必须先做试验,若能保证以上措施,植筋效果能达到《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。总的来说植筋技术的合理应用,不仅能够解决既有工程结构由于使用功能变化、不可抗力(指地震、水灾、火灾等自然灾害)、结构老化等原因而需结构加固的问题,而且,还能解决由于设计缺陷、装潢、施工遗漏等原因造成的需要结构加固问题。同时,随着更多需要结构加固工程和改造工程的出现和化学植筋技术被广泛的应用。其可靠性被工程界和开发商的认可,为化学植筋技术的应用提供了广阔的市场。但是,随着化学植筋技术的广泛应用,应努力解决好以下问题:植筋技术应用的方法、手段、设备、仪器,通过研究和实践形成成套的更为先进的化学植筋技术,从而使该技术进一步理论化、规范化。相信,随着化学植筋技术的成熟和成本的不断降低,它在建筑工程中的运用将越来越普遍。
结论
1.由各种工程的实际应用的数据分析可知,严格按照施工要求,不同的操作方法对粘合剂的承载力影响是有限的,各种结构用化学植筋粘合剂用于建筑物结构改造中钢筋的种植完全是可行的,而且在承载力上区别不大;
2.不同的操作方法决定了粘合剂的可操作性、固化时间、环保安全性、价格等等,通过以上的论述,我们可以得知如果在施工条件允许的情况下,化学植筋技术粘合剂具有更大的市场,而且这种优势会随着我国劳动力成本的不断上涨、工程质量的要求、环保的要求的不断提高而不断扩大,最终混凝土化学植筋技术将会更加完善。
参考文献
[1]《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
[2]《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
篇10
关键词:地基,加固,基础
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,称人土地基上的浅基础。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。
建构筑物基础选型时,必须结合地质情况,因地制宜,充分利用天然地基,普通条形基础在建筑物总造价中占比例为15%~20%,因此有必要对基础优化。一般情况下首先考虑利用天然地基,条形放大基础。老粘土夯实地基,位于地下水位以上考虑挖深2.5m左右,采用三七灰土或三合土人工或机械夯实,每次虚填土厚度25cm左右,夯实至厚度为15cm,直至基础底面。对基础埋深过大的,采用块石灌浆放大基础,减少基础埋深。承载力在150KPa的天然地基,考虑采用换填土放大基础,一般换填土采用级配卵石放大基础。对回填区填土压实系数不小于0.94,实测其承载力,直接在其上部做单层建筑物没有问题。对于多层建筑根据持力层深度大于5m采用桩基础,3~5m以内超深基础采用块石灌浆比较经济。
1一般建筑地基建设及处理技术
(1)在地基施工过程中,当基地土质为淤泥,上层土层较薄时,应采取避免施工中对淤泥和淤泥土扰动的措施。如果是冲填土,建筑物垃圾废料,当均匀性和密实度较好时均可利用作为持力层,对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业度料等杂填土,未经处理不能作为持力层。在选择地基处理方法时,应综合工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求,建筑结构类型和基础型式,周围环境条件、材料供应情况,施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
(2)地基处理时,必须采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力,对已定的地基处理方法,进行必要的测试,同时为施工质量提供相关依据。地基处理后,建筑地基变形应满足现行有关规范要求,并在施工期间进行沉降现测;如果地基上欠固结土、脚胀土,湿陷性黄土,则选用适当的增强体和施工工艺。结合该建筑地基的实际情况,地基较差,荷载较大,施工前为增强整体性,减少不均匀沉降,为满足地基和沉降要求,可以采用桩基或人工处理地基,但人工挖孔桩适用于地下水位较深,而持力层以上无流动性淤泥质土者,因此采取桩基础作为建筑的基础比较理想。当地下室结构超长过多,单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时,可以考虑采用补偿收缩混凝土,在适当位置设置膨胀加强带时,并制定严格的技术保障措施,保证混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合理准确,结构设计应对地下室结构部位混凝土的限制膨胀率采取措施。
(3)在施工中高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝,还是在施工阶段设置沉降后浇带,应根据场地地基持力层土质情况,基础形式上部结构布置等条件综合确定。在采用天然基础埋深,一般应大于裙房基础埋深至少2m,不满足要求时,应计算高层建的隐定性,并与高层建筑的架空层贯通,期间设置了沉降缝,基础埋深基本相同,沉降缝间采用硬质材料填充,如果处理不好,高屋建筑层与地下架空层出现互质问题,沉降缝两侧墙开裂,造成渗漏。
2工业厂房地基的加固与处理技术
(1)施工前应验槽,将积水、淤泥清除干净,待干燥后再铺灰土。灰土施工时,应适当控制其含水量,以用手紧握土料成团,两指轻捏能碎为宜。免费论文,基础。灰土应拌和均匀,拌好后应及时铺好夯实。铺土应分层进行,厚度由槽(坑)壁预设标钎控制。每层灰土的夯打遍数,应根据设计要求的干密度在现场试验确定。灰土分段施工时,不得在墙角、柱墩及承重宙间墙下接缝,上下相邻两层灰土的接缝间距不得小于0.5m,接缝处的灰土应充分夯实。当灰土垫层地基高度不同时,应做成阶梯形,每阶宽度不少于0.5m。免费论文,基础。在地下水位以下的基槽、坑内施工时,应采取排水措施,使在无水状态下施工。入槽的灰土,不得隔日夯打。夯实后的灰土3日内不得受水浸泡。灰土打完后,应及时进行基础施工,并及时回填土,否则要做临时巡盖,防止日晒雨淋。刚打完毕或尚未夯实的灰土,如遭受雨淋浸泡,则应将积水及松软灰土除去并补填夯实,受浸湿的灰土,应在晾干后再使用。冬季施工时,不得采用冻土或夹有冻土的土料,井应采取有效的防冻措施。
(2)在施工过程中如发现地基土质过硬或过软不符合设计要求,应本着使建筑物各部位沉降尽量趋于一致,以减小地基不均匀沉降的原则进行地基处理。以砖井或土井的处理为例,砖井在沟槽中间,井内填土已较密实,则应将井的砖圈拆除至沟槽底以下1m(或更多),在此拆除范围内用2:8或3:7灰土分层夯实至沟槽底:如井的直径大于1.5m时,则应适当考虑加强上部结构的强度,如在墙内配筋或做地基梁跨越砖井。若井在基础的转角处,除采用上述拆除回填办法处理外,还应对基础加强处理。免费论文,基础。当井位于房屋转角处,而基础压在井上部分,并且在井上部分所损失的承压面积,可由其余基槽承担而不引起过多的沉降时,则可采用从基础中挑梁的办法解决。免费论文,基础。当井位于墙的转角处,而基础压在井上的面积较大,且采用挑梁办法较困难或不经济时,则可将基础沿墙长方向向外延长出去,使延长部分落在老土上。免费论文,基础。落在老土上的基础总面积,应等于井圈范围内原有基础的面积(即A1+A2=A),然后在基础墙内再采用配筋或钢筋混凝土梁来加强。免费论文,基础。如井已回填但不密实,甚至还是软土时,可用大块石将下面软土挤紧,再选用上述办法回填处理。若井内不能夯填密实时,则可在井的砖圈上加钢筋混凝土盖封口,上部再回填处理。
(3)基础加固。用钻机在基础上成孔至要加固的土层,然后用高压灌浆设备将配制好的水泥化学浆液灌入地层,通过劈裂、挤压作用,使土层与浆液产生物理化学反应而胶结,从而达到改善土体结构和性能的目的。利用建筑物的承重柱重力作为反力,通过一套液(油)压设备,把预制桩分节压入土中,上下节桩接驳用预埋角铁焊接。压桩由液压控制,当压力达设计荷载并基本满足计划桩长要求时则终桩,终桩时的单桩承载力可直接从压桩设备的仪表中反映出来。终桩后将压入桩的桩头钢筋与原基础钢筋焊接,并浇注砼承台与基础连为一体。在土建工程基础方案设计中我们要着重考虑超长给结构带来的不利影响,当增大结构伸缝间距或者是不设伸缩缝时,必须采取切实可行的措施,要防止结构开裂,在结构施工阶段采取防裂措施是通用的减少混凝土收缩不利影响的有效方法,我们一般采用的做法是设置施工浇带。
近年来,复合地基在土建工程中得到广泛运用,地基可以提高地基持力层承载力,有效地控制建筑物的沉隆,以解决高层建筑主体和裙房之间差异沉降问题。不论采用哪种方法,如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝,有可能出现裙房与高层建筑物的整体倾斜,因此,如何保证高层建筑物整体使用寿命。除质量安全、材料、工艺要求外,首先要把握基础施工方案。