既有建筑地基加固技术(6篇)
既有建筑地基加固技术篇1
关键词:建筑施工;地基;复合注浆技术;施工方法
前言
注浆法最早创始于1802年,由一名法国工程师开发应用于水闸工程。此后,注浆法成为坝基帷幕、地铁、隧道、以及建筑地基加固中一种广泛使用的方法。
一、作用原理
注浆法是运用气压、液压等一系列物理和化学原理,通过把某些特定的浆液注入各种目标土质的空隙中,从物理学的角度改善其性质,从而使其能够承受建筑物的负荷,适应各类土木工程的需要。通过压力注浆,可以使目标土体的密度和整体性得到较大的改善,使土体强度、桩周摩擦力和桩底阻力等产生改变,桩底沉降量大大减少,从而提高了单桩承载力。
二、注浆方法
1、高压喷射注浆法高压喷射注浆法产生于20世纪60年代后期,并已广泛应用于我国建筑行业,尤其在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面对于高压喷射注浆法的应用越来越多。随着地铁和高层建筑的迅速崛起,一些城市在进行深基坑的止水防渗时都是采用了高压喷射注浆技术。
2、静压注浆法静压注浆又被称为劈裂注浆,通常用于软土地基中,其运用劈裂作用原理,即将比重较大的水泥浆或水泥砂浆用压力注入,在土体中浆液凝结体起到一种骨架作用,从而使得地基承载力大幅度提高,沉降变形现象大大减少。
3、复合注浆法复合注浆法通常应用于桩基础加固中,它是结合了静压注浆法和高压旋喷注浆法,并充分发挥这两种注浆法优势的新型注浆技术。复合注浆法既适用于砂卵石层,也适用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时其还可以用来处理岩溶土洞。
三、复合注浆法的特点
复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序上的结合,分别发挥两种注浆加固方法各自的优点,克服各自的技术和工艺缺陷的一种加固方法。复合注浆技术的特点具有以下特点:
第一,复合注浆适用加固地层,加固工程范围广。
第二,复合注浆浆液扩散范围大,不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行置换加固,而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固,在成桩的同时对地基土有注浆加固作用。
第三,复合注浆钻孔施工口径较小,对既有建筑物基础和地面损害和扰动很小,可调节浆液凝固时间,施工期建筑物附加沉降小。经济可靠,且耐久性好。
第四,复合注浆能定向定位,能形成连续的圆柱状的旋喷桩体,旋喷桩直径为400~1200mm,其注浆固结体顶部无收缩,与原基础混凝土或桩混凝土结合紧密,形成的单桩承载力较高。
第五,复合注浆施工简便,施工时直接在原基础承台下形成旋喷桩,不需开挖地面,对地面和基础破坏小,且施工时基本无噪音。
四、复合注浆法的施工方法
(一)复合注浆施工前的准备
复合注浆法加固地基的效果好坏,关键在于能否按设计的方案进行施工。要注意做好施工前的现场调查和施工准备工作。
1.复合注浆法实施前的现场调查
复合注浆法在地基和桩基础加固中应用时,需在加固实施前对加固对象作必要的调查。
(1)地质条件及周围环境的调查。地下水调查,测定调查孔的自然水位和实施渗水实验,求出渗透系数;周边环境调查,如邻近建筑物基础及结构现状和工程地点周围的生活环境、道路状况等。
(2)对需加固的建筑物基础与上部结构现状进行调查。加固前应先对既有建筑物的基础和结构进行鉴定,以便得到一个较为准确的结论,主要工作有:1)详细了解建筑物地基基础和上部结构和管线设计施工资料和竣工图,了解建筑各部位基础的实际荷载。2)对主体结构进行检验:对上部结构进行裂缝调查,对其进行观测并记录,取样进行强度检测,对混凝土采用抽芯或回弹方式进行检测。3)对基础进行现场检验,通过开挖探坑验证基础类型、材料、尺寸及埋置深度,检查其损坏程度。
2.复合注浆法实施前施工准备
(1)组织施工人员。复合注浆法加固地基施工时,设备班需配备施工队长、工程技术人员、高压泵工、电工、修理工等。(2)现场施工前准备。施工前应组建队伍、清理施工场地、作好机械检修、布置好孔位及搭设工棚、备料等。(3)确定施工程序。施工程序一般为:钻孔、建立孔口注浆装置、采用高压旋喷注浆法进行喷射注浆、利用孔口注浆装置封孔进行静压注浆、对孔进行封闭处理。(4)根据设计选定复合注浆参数及浆液配方。(5)配置复合注浆施工机械设备。(6)确定复合注浆施工中常见问题的处理方案,明确施工质量检查的重点,同时注意做好注浆施工资料记录。
(二)复合注浆技术的施工工艺
1、复合注浆的工艺类型
当前复合注浆的工艺类型主要有:单管法、二重管法、三重管法及多重管法等,这里主要介绍单管法复合注浆。
单管法复合注浆是利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泵等装置,以大于20Mpa的压力,把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体,同时借助注浆的旋转和提升运动,使浆液与从土体中崩落下来的土搅拌混合。然后以大于0.3~2.0Mpa的压力进行静压注浆,使浆液进一步扩散,经过一定时间凝固,在土中形成圆柱状固结体。
2、复合注浆法的浆液材料。主剂:采用水泥浆为主剂,对既有建筑物地基加固注浆时水泥一般采用42.5#早强型硅酸盐水泥。采用双液进行静压注浆时,水玻璃用量可为水泥用量的10%~100%。早强剂为氯化钙和三乙醇胺,用量一般为水泥用量的2%~4%。
3、复合注浆的成孔
复合注浆的成孔包含两方面的内容:注浆钻孔和建立孔口注浆装置。
(1)注浆钻孔。对既有建筑物地基进行加固时,先采用地质钻机钻穿既有建筑物原基础或承台,然后根据设计注浆深度要求和地质情况,选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。钻孔垂直度保证
既有建筑地基加固技术篇2
关键词:建筑隔震加固技术对比
0引言
由于以往社会经济水平的限制及规范法规的不完善,存在着大量未考虑抗震设防、或虽考虑抗震设防但抗震设防目标比较低以及抗震功能性考虑欠周的建筑。为确保这些建筑的安全使用、发挥应有的建筑功能,需要对其进行抗震鉴定与加固。另外,许多历史建筑、宗教建筑、有重要意义的建筑等也需在不破坏原有建筑风貌的基础上进行抗震加固。因此,能否充分利用原有结构,对其实施加固改造,并以较少的投资、较短的工期达到业主所期望的建筑物的某种性能水准,已成为结构工程领域又一迫切需要解决的问题[1,2]。本文就建筑物抗震加固技术方法进行分析,重点对于隔震加固方法对比传统抗震加固方法的有点进行分析,指出隔震加固方法更为适合现代建筑抗震设计。
1传统抗震加固方法
传统的加固方法随着科学技术的发展,以及对地震机制和结构破坏机理的研究认识越来越深入,不断取得新的发展。常见的工程加固原因有:①已有建筑物的耐久性,使用不当,管理不当,年久失修,结构有损伤破坏,不能满足目前使用要求或安全度不足时;②由于灾害性事件(如地震、水灾、火灾、风灾和爆炸等)的影响,结构产生开裂和破坏时;③当对建筑物进行改建、扩建、加层,或装修中需要对结构构建不止有所改变而影响原结构受力体系时;④由于设计和施工的原因导致建筑物出现质量问题时;⑤由于业主对结构的性能目标要求的提高,希望通过加固方式来提高结构的性能水准;⑥历史性建筑和有重大意义的建筑,在保护结构原有面貌的前提下提高结构的抗震承载力。根据结构的形式、使用情况和实际鉴定结果,工程人员总结出了以下几种常用的抗震加固方法:
1.1砖砌体的混凝土板墙加固法。混凝土板墙加固类似于钢筋网水泥面层加固,具有较大的灵活性。首先,可根据结构综合抗震能力指数提高程度的不等增设不同数量的混凝土板墙。板墙可设置为单面或双面,甚至可在楼梯间部位设置封闭的板墙,形成混凝土筒。其次,采用混凝土板墙加固时,可根据业主的意图采用“内加固”或“外加固”方案。采用混凝土板墙加固可更好地提高砖墙的承载能力,控制墙体裂缝的开展。
1.2增设抗震墙加固法。该方法是目前对钢筋混凝土结构和劲性钢筋混凝土结构的建筑物进行抗震加固的最基本的方法,为增加抗震墙,既有建筑物中大致可通过三种方式形成抗震墙:①在柱与梁构成框架的空间内增设抗震墙;②将已有的墙体加固成抗震墙;③通过封堵墙体上的开洞形成抗震墙。此法利用新增的抗震墙来承担主要的地震作用,减小结构的变形。
1.3框架柱的加固方法。当结构受建筑使用功能的限制,无法采用抗震墙加固时,这时可采用对原结构框架柱进行加固,通过加固可提高原构件的承载力,改善构件的延性,可使“强梁弱柱”体系改变为“强柱弱梁”体系,从而达到抗震加固的目的。加固柱子的施工方法根据加固目的的不同可分为提高强度的施工方法、提高延性的施工方法和使结构刚度趋于均匀的施工方法等。
1.4增设支撑加固法。在钢筋混凝土结构和钢结构等各种结构的柱和梁构成框架的空间内,通过增设支撑进行抗震加固,其施工方法的优点是重量较轻,工期较短,可确保结构的强度和延性。在建筑的框架中增设支撑施工的同时,房屋的内部还能照常使用,但如果采用钢支撑,则由于其通常都是按受拉杆件设计,在往复地震作用下容易产生屈曲破坏,且耗能能力有限,震后需要替换。
1.5设置外部框架加固法。在建筑物的新增设高强度、高刚度的扶垛和空间框架,并与已有建筑的主体结构连接,可保证已有建筑物的必要支撑力和延性。该法适用于中、低层建筑,前提条件是建筑物四周必须有足够的空地用来设置外部框架。这种方法还适用于对建筑物的改、扩建工程。
2隔震加固方法发展
隔震技术能够减小结构的水平地震作用,已被理论和国外强震记录所证实。国内外的大量试验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震作用降低60%[1]左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震破坏,提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性,增强震后建筑物继续使用的能力。随着隔震技术在新建建筑中的应用技术不断成熟和完善,研究人员把隔震技术用到对既有建筑的抗震修复与补强上。其思路是在充分利用已有结构的抗震能力的基础上,在需加固结构的下部或层间部位设置隔震装置,以隔离和吸收地震能量向加固结构传递,减小结构的地震反应,提高结构的抗震性能。隔震加固的形式分为基础隔震加固和层间隔震加固。
近年来,越来越多国家开展了隔震技术的研究,纵观世界隔震技术的发展,可以看出近年来隔震技术有如下特点:①隔震技术的应用范围越来越广,数量越来越多。早期主要应用于核电站等重要建筑,近年来已在各种民用建筑中得到广泛应用。②隔震建筑的结构形式日趋多样化,已从早期主要应用于砌体结构、混凝土结构发展到钢结构、组合结构等。③隔震设计规程日趋完善。美国、日本、新西兰和意大利四个国家已颁布了建筑隔震设计规程。我国也在2001年编制的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)[3]中增加了“隔震和消能减震设计”的内容,同时还编制了《叠层橡胶支座隔震技术规程》(GECS126:2001)。
既有建筑地基加固技术篇3
关键词:既有建筑物加层地基承载力
Abstract:Thepaperstudiesthecharacteristicsandproceduresofstorey-addingtransformationabouttheexistingbuildingstructures,anddiscussesthestory-addingsurveyandstrengtheningtechnologyindetail.Combinedwiththestorey-addingengineeringexampleunderconstruction,analyzingthestorey-addingfeasibilityoneconomicandtechnical,differentoptionsarecompared.Coveringthetheoreticalresearchofstorey-adding,engineeringexperience,fielddetectionandtest,thepaperprovidesreferenceforsimilarengineering.
Keyword:Existingbuildingstructures,storey-adding,subgradebearingcapacity
中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:
1.概述
既有建筑物指使用了若干年的旧房屋,也包括刚竣工或正在施工过程中的建筑物。对既有建筑物进行加层扩建并伴随原结构加固处理即为既有建筑物的加层改造。
一般既有建筑物加层改造工程与拆除重建或新建工程相比投资少、工期短。加层改造能充分利用原建筑物已有的城市基础设施,节省拆迁安置补偿和征地费用等。施工中的建筑物加层改造与使用若干年后的建筑物加层改造相比,收集资料更加方便,不需考虑对结构、材料重新检测鉴定和进行加固设计,不用重新筹备施工可节约投资。
加层工作主要程序为:可行性论证(综合经济技术分析、加层鉴定、加层方案选择)加层、加固设计施工组织设计施工和沉降观测验收沉降观测。[1]
2既有建筑物加层工作要点
2.1地基基础的鉴定
加层鉴定是为既有建筑物加层进行的可靠性鉴定和抗震鉴定。地基基础的鉴定有下列步骤:搜集资料现场调查综合分析提出鉴定检测方法。
地基鉴定方法:采用钻探、井探等方法进行勘探;进行原状土的室内物理力学性质试验;进行载荷试验、静力触探试验或旁压试验等原位测试。
基础鉴定方法:用非破损法或钻孔取芯法测定基础材料的强度;对于桩基可通过沉降观测,测定桩基的沉降情况。
根据大量工程实例,既有建筑物地基承载力标准值可考虑地基土的压密效应而提高,桩基的挤土摩擦承载力随沉桩后休止时间而增长,建筑使用10年以上者,可在原有桩基承载力设计值的基础上提高10~20%。
2.2地基基础加固技术
当既有建筑物的地基承载力或地基变形不能满足加层荷载要求时,可通过地基基础加固或采用外套结构另设新基础等方法加以解决。当既有建筑为桩基础时,应检查原桩体质量及状况,实测土的物理力学性质指标,以确定桩间土的压密状况,按桩同工作条件,提高原桩基础的承载能力;当桩数不足时应适当补桩。[2~4]
3施工中既有建筑物加层实例
3.1工程概况
某项目地上裙房5层,主楼2座18层,建筑高度74.8米。工程地基基础安全等级为二级,地基基础设计等级为甲级。主楼下采用桩筏基础。桩基采用PHC-600(130)AB-C80预制管桩,有效桩长31m,持力层为⑧层粉土层,其抗压承载力特征值估算为2100kN。
该项目桩基工程于2010年12月开工2011年1月结束。2011年2~7月基坑围护施工,7月开始进行基坑开挖工作。现场情况局部土方已开挖到支撑下,业主此时提出希望在安全的前提下结合造价经济性主楼尽量加层。
3.2可行性技术论证
本文可行性分析侧重给出技术论证。由于是在施工过程中提出的加层改造,18层主楼直接加层,受高度限制等规划条件并考虑经济性,分析主楼加2~3层,该项目加层可行性主要取决于原桩基承载力。
经计算加层后的主楼总荷载变化情况和原有桩基主要力学指标变化情况如下表1。
综合比较三个方案对施工工期、施工现场的影响,结合资金投入状况,选择方案三。
按方案三通过试验检测桩基有富余承载力,经计算不对地基基础进行加固处理也可满足加2~3层的条件。方案三试验资料如下。
根据补勘资料结合原地勘报告,该主楼区域地层分布稳定,无突变情况,桩底以下土层厚度能满足沉降计算要求的压缩层厚度,其中第⑧层粉土层层顶标高-42.06~-35.25m。静载试验桩桩底标高为-39.35~-39.62m,均在第⑧层中间部位,符合设计要求。
桩基静载试验状况:主楼下桩数为775根,在同一条件下试桩的数量,不宜少于总桩数的1%,在主楼下均匀选取8根桩进行单桩竖向静载荷试验,设计单桩竖向抗压承载力试验值为4560kN。检测报告结果:所检测的8根桩的单桩竖向抗压极限承载力值均为4560kN。
经低应变检测,该8根桩均为Ⅰ类和Ⅱ类桩,桩身质量完好,对桩承载力无影响。经沉降验算桩基础的沉降未超过建筑物的沉降允许值。
4结语
实践证明施工中的既有建筑物加层可免去资料收集、调查研究、材料和结构鉴定等较多工作。加层决策前应根据加层目标要求进行可行性论证,综合考虑结构安全、造价经济、工期缩短、施工简便、使用舒适等因素进行经济技术分析,通过加层鉴定等综合评定,采取相应的加固措施,比较选择最优加层方案,为项目节省造价、控制工期。
本项目加层决策时正处于施工阶段,桩基础休止时间短,但通过试验检测桩基承载力有一定提高,不对地基基础进行加固处理可满足直接加层且加层层数不多的情况,为相似工程提供借鉴。
参考文献
[1]CECS78:96砖混结构房屋加层技术规范.1996
[2]GB50007-2002建筑地基基础设计规范.2002
[3]JGJ123_2000既有建筑地基基础加固技术规范.2000
既有建筑地基加固技术篇4
关键词:工程抗震加固技术
1、常见的加固技术
《规程》规定:对房屋抗震承载力不足时,宜采用的加固方法有:拆卸或墙设抗震墙,对已开裂房屋进行修补和灌浆,面层或板墙加固,外加柱加固,包角或镶边加固,支撑或支架加固;当房屋整体性不满足要求时,应采用的加固方法有增加墙段,设钢拉杆,增设托梁,增加现浇层等;对于易倒塌的部位,宜采用的加固方法有:增强连接,减少悬挑长度等。工程上用得较多的方法有如下几种:
1.1外包型钢加固法
所谓外包钢加固法,是指在混凝土结构外部利用型钢进行包裹,促使建筑结构的抗震能力有所提升。这种加固法有两种类型,即干式与湿式两种。这种加固方法大多使用于混凝土截面尺寸无法增加,但在实际使用过程中又需要更高的抗震能力的建筑结构。在使用这种加固方法的过程中,一般利用化学灌浆进行加固,此时需注意型钢表层温度应不超过六十摄氏度。此外,若是环境中具有腐蚀性能的物质,应及时采取可靠的预防措施。
1.2预应力加固法
这种加固方法主要利用外部的预应力的钢拉杆等对建筑结构进行加固。这种方法主要适用于对承受能力要求高,但所占空间又比较小的建筑物。但这种方法的适用范围比较有限,不适用于温度较高的环境中的建筑,也无法用于建筑结构收缩逐渐变大的建筑结构。
1.3增大截面法、高强钢绞线网+高强聚合物砂浆面层加固法
增大建筑物的承重结构的受力面积来提高其承载能力。优点是技术简单、适应性强;缺点是需要受力构件表面上一定要平整、加固周期长、湿法作业、现场环境差。
1.4FRP(纤维复合材料)加固法
在构件表面上涂环氧树脂并粘贴FRP材料来增强构件的结构性能。优点:不增加结构自重;缺点是使用局限性(只针对受拉受弯构件),费用较高。
2、新型抗震加固技术概要
新型加固技术由于其能够大大降低甚至消除抗震加固施工对建筑功能的中断和影响,在不破坏建筑物使用功能的前提下,实现对建筑物抗震性能的提升。目前这类技术在地震多发国日本广泛被运用,是未来新型加固技术发展的趋势。
2.1“不入户”附加子结构加固
附加子结构加固方法是将附加子结构与既有建筑通过特殊构造结合起来,形成一个新的受力体系。此方法通过增加侧向刚度以实现整体结构抗震能力的提升和改善既有结构的受力状态,形成更加合理的受力体系,从而有效降低结构的层间位移和总位移,更充分的利用结构的抗震性能,达到抗震加固的目的。这里套用吴良镛先生提出的“有机更新模式”可以很好的诠释这一抗震加固方法。其特点有:大部分施工作业都在室外完成;结构布置灵活;施工周期短;建筑的功能和使用影响较小。此类型加固方式主要有:外附钢支撑、外附钢框架和外附钢支撑框架等。
附加钢支撑加固,不占用室外空地,适用于建筑物周围空间较小的情况。附加钢框架加固适用于中、低层建筑(如:小区住宅、学校教学楼、办公大楼等),前提是建筑物四周必须有一定的可使用空间,用来设置外附框架,但同时如果对外附框架增加的建筑面积加以合理利用,可使建筑面积转化为可使用面积。附加钢支撑框架加固,结合钢支撑和钢框架很好的结构性能,形成共同受力结构体制,主要适用于抗震设防要求较高的地区。
2.2消能减震技术
消能减震技术的原理是在结构抗侧力构件中设置消能部件(一般为阻尼器),通过其局部变形提供附加阻尼,来耗散或吸收由地震输入结构中的能量,减少主体地震反应,实现消能减震的目的。比较常用的有摩擦型阻尼器、粘滞性阻尼器和粘弹性阻尼器等。此方法m用于墙体较少的中、高层框架结构,通常在新建的高层建筑中采用较多,随着建筑老龄化及国家抗震要求不断提升,在既有建筑加固改造的工程中也越来越受到重视。
2.3阻尼器和“不入户”附加子结构加固技术的结合使用
在地震多发区和一些有特殊要求的建筑,将外附子结构与阻尼器组合使用,充分利用各自的特点,提高附加子结构的耗能能力,进一步改善既有建筑的抗震性能,来抵抗更加强烈的地震作用或者大幅的降低建筑物的地震反应。比较典型方法的有外设减震支撑和外附柱型消能减震技术。
外设减震支撑方法与外附钢支撑方法结构形式相类似,是指在建筑物的外侧设置减震支撑,并在钢管支撑的芯材处采用摩擦阻尼器的支撑,使其吸收地震时建筑物的地震能量来提高既有建筑物抗震性能的方法。其特点是建筑物的使用功能基本上不受施工的影响,而该加固技术也可以大幅度减少工时、降低造价,并且不会产生多余的建筑垃圾,符合当今流行的绿色建筑概念。
外附柱型消能减震技术与外附钢框架法结构形式相类似,是指在外附钢框架柱的中段设置钢阻尼器,用阻尼器来对外附钢框架进行减震加固,避免地震力对外附钢框架造成不利的影响,增强了外附钢框架抵抗地震的能力,进一步改善既有建筑的抗震性能。其特点是可以避免因加固斜撑对窗户视野和采光的影响,具有建筑功能意义上的吸引力。
3、工程中的新型抗震加固技术
3.1新型抗震加固技术
在抗震加固新技术中,最为典型的是日本研发的高弹性材料加固工法。这种技术主要通过在建筑物加固过程中,在抗震带涂上粘合剂并将其固定在支柱上的方式实现的,与其他加固方法相比,这种方法的操作相对简单,且经费耗用也较少。另外,这种加固方法还能够采用预应力的加固方法,即首先对FRP施加预应力,再将其外贴到结构上,达到对结构进行加固的目的。采取这样的加固方式,能够有效克服FRP材料本身的缺点,对结构进行刚度与强度的同时加固。除此之外,增设斜撑加固、框架加固等也是有效的新型加固方式,这些方式都是通过增设的部分实现地震力的分担,进而提高建筑抗震能力。
3.2新型减震加固法
减震加固的主要原理是在结构抗侧力构建中设置消能构建,大多采用阻尼器,借助局部变形提供附加阻尼,以吸收或分散地震力,进而达到对建筑抗震能力提升的目的。加固时能够选择的阻尼器种类较多,目前大多选择摩擦型阻尼器、粘弹性阻尼器等。摩擦型阻尼器是利用摩擦耗能装置,通过元件的互相滑动摩擦,以消耗掉原本需要结构承担的部分地震力。目前研发的这类阻尼器主要分为普通摩擦型阻尼器、pall摩擦型阻尼器、摩擦剪切角阻尼器、多级摩擦型阻尼器等类型。摩擦型阻尼器通常在结构需要承受的地震力度较大时才会启动,也就是说,针对强度较小的地震力或其他自然力的防御能力与减震能力都比较低。
3.3高性能钢丝网复合砂浆薄层加固技术
所谓高性能钢丝符合砂浆薄层加固技术,主要是对混凝土构件进行表层处理,将钢筋网铺设在其表面,再涂抹性能较高的砂浆,促使加固的部分能够与混凝土部分实现对地震力的共同承担,以达到提高结构抗震能力的目的。这种技术主要通过提升建筑结构本身承载力的方式,包括承受能力以及延性等,进而实现抗震能力的提高。另外,与其他方法相比,这种方法的操作原理与抗震工作原理也比较简单,不需要过于专业的操作知识等。这种方法的施工程序比较简单,需要的经济投入较低,具有较大的发展空间。
结语
综上所述,伴随抗震技术的不断发展,以及我国建筑技术的不断进步,抗震加固方法也逐渐多样化。并且,不同的抗震技术有着不同的优势,不仅有效降低了地震灾害对建筑物带来的伤害,还为我国建筑事业的发展提供了重要的支持力量。
参考文献
既有建筑地基加固技术篇5
[关键词]建筑工程;结构加固;施工质量;安全管理
随着建筑业飞速发展,结构加固技术应用也得到很大发展,目前主要的加固手段分为碳纤维粘贴和型钢外包两种方法,传统的扩大截面法已较少采用,但型钢外包法整合了原来的粘贴钢板,相比碳纤维加固截面有所扩大,加固方案的制定与设计施工图的绘制前提是搞好结构鉴定,根据加固成因分析和既有建筑使用状况组织实施施工,加固过程中的成品保护、新旧做法连接都要在施工组织设计中具体体现,不但要制定严格的质量管控措施,更要确保安全(重点是使用过程中的加固施工安全管理),科学利用结构加固技术既能很好地解决质量缺陷导致的承载力不足问题,又能快速解决燃爆、火灾突发事故导致的结构损坏,尤其是通过对既有老旧建筑加固的实施,解决了原使用功能不足的问题,对于保护老城既有建筑原始风貌方面有重要意义,极大地促进了城市更新建设工作的全面展开,当然结构加固技术涉及鉴定、结构计算、抗震性能、质量安全控制等诸多环节,涉及许多新材料新工艺,需要在工程实践中加以完善。
1建筑结构加固工程实施的重要性和必要性
现阶段,新建建筑局部混凝土强度不足引起的加固越来越多,拆除重建显然不是首选,不仅浪费资源,建设工期也会无限延长,随着各地城市更新工作的逐步展开,保留历史建筑风貌的呼声也越来越高,通过结构加固可以使得老旧建筑提高承载力和抗震性能,扩展使用功能,延长建筑物使用寿命,促进生态文明城市建设。
1.1可提高建筑工程的耐久性和使用年限
由于建筑使用环境差别大,在长期外环境作用下,尤其是沿海碱化侵蚀,甚至建筑长期使用不当且不能够正常维护,其耐久性必然降低,通过有计划地实施结构加固补强就能较好地解决工程耐久性的问题,特别是通过贯彻落实既有建筑结构鉴定加固工作,能够很好地预防结构坍塌失稳,确保使用期内的正常使用。然而加固后使用寿命如何界定的问题尚有待商榷,因为涉及新旧建筑共同存在的问题,有关规范提出过加固后延长30年使用期的规定,中石化设计院在处理东营某小区燃爆事故加固方案中采取了原工程设计使用年限50年减去已使用15年即35年设计使用期的做法,不失为一种折中的办法。
1.2是新建建筑处理质量隐患的需要
在新建工程施工过程中,由于种种原因导致混凝土施工达不到设计要求的现象较多,特别是主体结构施工或验收前实施的回弹检测以及补充抽芯检测判定混凝土标号远低于设计值的情况,处理这类问题主要依靠结构加固,目前加固的方案主要有粘贴碳纤维,除非确有凿除重新浇筑的必要,碳纤维加固的好处是原设计截面积不改变,容易被各方所接受。
1.3是处理燃爆、火灾等突发事故伤害的需要
目前由于燃气爆炸引发的安全事故屡见不鲜,其会导致财产损失大甚至导致重大人员伤亡,社会影响恶劣,相关部门在处置突发应急救援的过程中,首先是安置救助工作,接下来紧急的事情就是鉴定结构安全和财产损失,分析事故原因,结合房屋受损程度尽快实施加固工作(见图1)。
1.4是城市更新工作的需要
在推进城市更新工作中,一些老的建筑受制于原有建筑技术和材料供应的影响,加之常年风吹日晒,外墙开裂脱落,结构构件锈蚀,抗震性能不足,但建筑风格独特,确有保留的意义,通过结构加固和改造,使其重新焕发生机,结构加固还可以通过墙梁置换扩大使用空间,但就抗震能力来说,不同历史时期受到当时技术、经济等各方面制约,建筑抗震设防标准差别很大,原来的一些建筑很难满足现在的抗震设防要求,尤其是汶川地震后,国家对学校、医院等提高了设防标准,目前各地对学校、医院原有建筑都程度不同地采取了局部或整体加固(见图2)。
2建筑结构加固的基本原则
2.1先鉴定后加固的原则
结构是否需要加固及加固深度应通过结构可靠性鉴定确认,通过结构鉴定分析,判定结构承载能力不足引发的原因,是结构老化还是燃爆破坏后再行制定加固方案。
2.2加固方案要经当地施工图审查机构确认
招录队伍开工前要先行施工图审查,确保加固设计满足规范要求,施工单位拿到图纸后要熟悉现场并做好图纸会审和技术交底工作。
2.3加固工程应做到技术可靠、安全适用、经济合理、质量合格和环保节能
加固工程结构本身存在种种缺陷和损伤,其可靠度低,也可能因增加新的荷载而导致承载力不足,因此在选择结构加固方案时,应充分考虑已有结构的实际状况和加固后结构传力体系的改变,确保结构可靠[1]
3建筑结构加固工程设计、施工质量的有效控制对策
3.1深化施工图节点设计并编制专项施工组织设计
既有建筑加固工程与新建建筑具有很大差别,有其自身特点,主要表现在以下几个方面:一是在原有建筑的基础上实施;二是加固方案一定要和原有建筑结构型式吻合,尤其是砌体结构大空间转换;三是必须先行结构鉴定(见图3)。编制专项施工组织设计要有针对性和可操作性,加固方案中要有如何原结构构件的拆除、保护和保留,新旧建筑的连接结合节点处理,例如在某疾控中心办公楼改造加固中,施工人员在实施原有结构混凝土柱型钢包括中盲目切割柱与墙体的钢筋拉结后简单用砂浆封堵,降低了柱间墙体的抗震性能,受到了相应处罚。
3.2构建全过程工程质量管控体系
编制的施工方案要突出质量管控环节,明确报验及验收环节,建立明晰的质量管理体系,严格执行《混凝土结构加固设计规范》GB50367-3013和相关质量验收标准的规定,同时根据实际施工情况科学制定施工质量目标,落实好五方责任主体职责,加固工程分为拆除和补强两个阶段,每个阶段的实施都要有严格的操作规程,不得野蛮操作,拆除需要专用设备器具的不能用简单的破拆替代,拆除原有构件墙体时一定要熟悉原有建筑图纸,如果没有图纸的一定要先探查再行下道程序,无论破拆还是隐蔽都要报监理签验,留好图片影像资料,某加固工程在拆除原有地面时盲目操作导致个别预制楼板损坏[2]。
3.3做好技术交底和人员培训工作
在一些建筑结构加固工程施工过程中,之所以出现一系列质量问题,往往是因为没有进行很好的技术交底工作,建筑工程加固施工属于专业操作比较强的行业,需要常年熟练操作的技术工人,切不可从劳务市场盲目招揽零工,即使是常年作业的技术工人也要针对具体项目开展人员培训和技术交底工作,因为每个项目的情况不一样,结构型式、改造模式、使用情况等都要通过培训指导让每一位施工人员包括管理人员掌握。例如碳纤维粘贴需要专用设备操作,对材料的性能及使用要求要领会,原有建筑的拆除破损要注意保护既有承载构件等,新区医院加固改造别提出静力切割技术,该规定要求:本图中所涉及的拆除必须采用静力切割拆除,严禁采用振动拆。
3.4作好质量过程控制工作
结构加固工作是全流程控制,既涉及对原有建筑的破拆,也涉及新建部分的施工,一定要强化过程控制,结合设计交底和现场实际,对应每个环节都要做到报验,遇到与实际不符的情况及时报设计会商处理意见,严格执行相关结构验收规范的标准要求。下面列举关于碳纤维施工检查的具体要求:(1)材料要求:承重结构加固用的碳纤维,必须选用聚丙烯腈基(PAN基)12k或12k以下的小丝束纤维,严禁使用大丝束纤维;结构加固用的纤维复合材必须采用满足加固规范要求的连续纤维与改性环氧树脂胶粘剂复合而成。(2)检验要求:使用前必须按加固规范相关规定的性能指标和质量要求进行安全性及适配性检验。检验时,实测的纤维复合材抗拉强度标准值应根据置信水平C=0.99、保证率为0.95的要求
4建筑结构加固工程施工安全管控对策
4.1加固工程安全管理的意义
根据《中华人民共和国建筑法》等有关规定,国务院和住建部分别出台了《建设工程安全生产管理条例》(国务院令第393号)和《房屋建筑和市政基础设施工程施工安全监督工作规程》(建质〔2014〕154号)等法律法规和标准规范,对于指导行业安全管理提供了法律依据。2022年国家、省、市政府相继出台并了政府工作人员安全事故责任追究办法,落实管行业就要管安全,重点夯实属地管理责任,把安全生产管理职能下移到乡镇街道办一级,住建部还出台了文件,规定了建设单位是安全生产第一责任人。
4.2加固工程安全管理的特点
加固工程施工安全管理除了满足新建工程对安全管理的要求外,更要针对加固工程的特点制定专门的安全对策,首先原有建筑结构型式是什么?哪些部位需要拆除?哪些结构需要重新支撑等等,例如在区疾控中心旧楼加固改造中检查发现悬挑混凝土板下未加支撑就在上面堆放拆除后的废砖料等,再者,要看原有建筑是否在使用,对于正在使用的功能建筑务必要做好施工动态安全隔离,确保使用人员和施工人员双安全。
4.3加固工程安全的措施和方法
安全技术交底要做好,操作人员一定要熟悉加固方案图纸,查看施工现场,做好必要的施工围挡,做到安全文明施工,做好拆除旧料的收集运输,不得胡乱抛掷,每天开工前都要开展安全警示教育,安全技术交底要经过监理人员签字认可。下面是几个加固工程安全生产管理措施的具体案例要求。焊接安全管理要求:(1)焊接操作人员须持证上岗。(2)电焊作业人员必须戴绝缘手套,使用护目镜和面罩,高空作业须系安全带。(3)焊接作业时须配制灭火器材等[3]。施工安全管理纪律:(1)进入施工现场必须戴好安全帽,扣好帽带,并正确使用个人劳动保护用品。(2)2m以上的高空悬空作业,无安全设施的必须戴好安全带,扣好保险钩。(3)高空作业,不准往下或向上乱抛材料和工具等物件。(4)各种电动机械设备,必须有可靠有效的安全措施和防护装置,方能投入使用。(5)不懂电气和机械操作的人员严禁使用和玩弄机电设备。(6)吊装区域非操作人员严禁入内,吊装机械必须完好,把杆垂直下方不准站人。
4.4做好安全动态化检查
施工过程中要开展动态化检查,重点检查临边、临口围挡,检查安全帽佩戴,检查是否正确系安全绳,施工单位要配备专职安全员巡查,监理也同步检查跟进,确保安全隐患早发现早排除。
5结语
综上所述,结构加固是一项十分复杂的工程,其设计和施工更显紧密,施工现场存在边使用边改造的情况,安全管理难度加大,加固后的质量验收评定需要更加明晰的规范文件指导,新技术新工艺亟待突破,结合近几年参与的加固案例,认识得到进一步提高。
参考文献
[1]黄兴棣.建筑物鉴定加固与增层改造[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]GB50367-2013,混凝土结构加固设计规范[S].
既有建筑地基加固技术篇6
关键词:地基基础;不均匀沉降;处理措施;加固办法
中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:
高层建筑是随着社会经济发展与技术进步而发展起来的,我国己建高层建筑超过了1.8亿m2,目前年建造量超过了2500万m2。我国工程技术人员成功解决了广大地域内各种地质条件下的高层建筑基础工程的设计与施工问题,在高层建筑设计与施工方面积累了丰富的经验。但是随着我国高层建筑建设的发展,在基础设计理论方面也暴露出不少亟待解决的问题。
在建筑物自重及其荷载作用下,或经地浸水、地下水升降变化、地震以及地下扰动等其它多种因素的复合影响,地基将发生变形。因地基变形使建筑物离开其建筑时的初始位置,沿重力方向移动的现象就称作建筑沉降。由于地质勘查的原因、来自建筑结构设计方面的原因和施工等方面的原因,建筑地基不均匀沉降将引起建筑结构倾斜,或者导致构件开裂甚至破坏,它是引起高层建筑物事故的主要原因之一。
1危害分析
1.1不均匀沉降对高层建筑物的危害表现:
①导致建筑物倾斜。
②导致建筑物严重下沉。
③导致房屋墙体开裂。
1.2地基基础不均匀沉降的原因分析
首先是地质勘察报告的准确性差、真实性不高。许多开发商不够重视地质勘察工作,导致了地质勘察报告不准确。开发商在进行地质勘察的过程中,由于勘探人员在进行地质钻探的时候对勘探点的深度不到位,甚至抄袭相邻建筑物的资料等,这样做出的报告就不准确,根本就不能说明工程需要的一些情况,例如,反映不了土层的性质和地下水等情况,从而导致设计人员的判断失误。
其次是设计方面存在问题。建筑物长度太长;建筑体型比较复杂凹凸转角多;未在适当部位设置沉降缝;基础及建筑物整体刚度不足;建筑物层高相差大所受荷载差异大;地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同;以及设计方面的错误等都会引起建筑物产生过大的不均匀沉降。
由此可见,高层建筑地基基础不均匀沉降的造成原因是一个较复杂的问题。
在实践当中应该针对具体情况具体分析。
2高层建筑基础不均匀沉降的处理原则
高层建筑基础不均匀沉降的处理重点是提高基础承载力,使其能够满足现有荷载要求,避免沉降的进一步发生,其处理原则如下:
2.1避免高层建筑不均匀沉降的进一步发展。由于高层建筑的沉降量差异大,这种不均匀的沉降极易导致上部结构出现严重变形以及裂缝,如果继续发生不均匀沉降,会导致上部结构出现更严重的问题,甚至诱发楼体坍塌等严重工程事故,因此,高层建筑不均匀沉降处理的首要原则是处理施工不能进一步加大沉降差。
2.2考虑基础施工高度的限制。由于高层建筑的上部结构已经形成,因此,对不均匀沉降进行基础施工处理受到了层高的限制,对建筑物地基基础加固的设备高度应加以控制,以免造成施工作业困难。
2.3避免对地基做降水处理。根据相关工程实践表明,如果对地基进行降水处理,有可能造成建筑物基础的进一步下沉,不均匀沉降加剧,导致建筑倾斜或者开裂加剧。
3防止高层建筑基础不均匀沉降的措施
3.1房屋建筑工程应先勘察后设计。在进行建筑设计之前,应对工程地质进行详细勘察,查明地基土质情况、分布范围、承载力大小,地下水位等水文地质条件,然后按照安全可靠、经济合理,技术先进、方便施工等要求,进行全面分析,权衡利弊,确定合理的建筑布局和结构类型,以便使上部结构,与地基相互影响,共同工作。对软弱地基和不均匀地基尤其如此。
3.2减轻建筑结构自重。地基压缩变形大小与上部荷载值成正比。因此,减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式,如宽基浅埋空心基础,薄壳基础甚至箱形基础,或设置地下室半地下室,采用架空地板,取代室内填土。对于上部结构,可以选用预应力、轻钢结构和单位容重少的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。
3.3合理布置建筑体型,建筑平面形状应力求简单,纵墙拉通,避免转折多变,凹凸复杂。建筑立面应尽量避免高低参差,荷载差异大,或开设过大的门窗洞口,削弱墙体。使房屋建筑质量重心与刚度中心基本一致,提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。
4.对于既有不均匀沉降结构加固的加固原则和加固办法
4.1既有建筑进行地基加固的原则和规定
(1)既有建筑物的地基基础的鉴定、加固设计方案和加工施工过程,必须由具有相应资质的技术人员和有经验的专业单位来承担,且应当按照规定的程序进行审定、校核、审批。
(2)在对需要地基加固的建筑进行施工之前,应当让具有资质的单位对于该建筑的地基沉降情况进行检查、鉴定。
(3)建筑地基的再加固设计应当遵循以下步骤:
①首先确定鉴定部门对于该结构地基的鉴定报告中的各项数据。
②加固方案的确定。方案的确定首先要了解上部结构和原有基础的现状,然后根据之前所做的鉴定报告与地质报告,对加固方案进行谨慎选择。地基的再加固一般分为三种:对地基的加固和对基础的加固,或者两项同时加固。通过大量的实际加固工程的加固数据了解到,如果在对结构的地基基础部分进行再加固处理的同时,能够同歩的对于上部结构自身的刚度进行适度的加强,对于结构整体沉降的改善可以取得事半功倍的效果,且可以节约一定数量的施工经费。其次,在选取方案时应当同时考虑加固方案的整体影响,将方案的器具、工期、造价、加固效果等等各方面的因素进行全盘分析,以选取选择最适合的方案。
③施工阶段。地基基础再加固的施工与原有地基施工相比,有更好的技术要求和施工难度,所以对于施工人员的专业技术要求也就更高,所以这类施工应应当由专业的并且有大量施工经验的施工队伍来进行。在施工的前期,各个施工的人员必须清楚的了解本次加固工程的原理以及技术要点等,然后通过协商制定出完整的施工与操作流程,对在施工中可能出现的各种不利情况要有所了解,并且能够熟练掌握它们的应对措施。施工时还应确保施工不会对周边的建筑物产生危害。施工过程的监测与施工完成的验收。在工程施工中,各个技术人员应当有自己明确的分工,专门负责施工质量监测的人员在遇到异常情况出现时,应当及时的组织设计与施工人员分析造成的原因,并及时对突况进行处理,不影响施工进度与质量。
4.2建筑地基基础再加固的常用方法
地基常用加固方法:树根桩法,坑式静压桩法,石灰桩法,注浆加固法,高压旋喷注浆法,灰土挤密桩法,深层搅拌法,碱液法等。基础常用加固方法:用桩基工具成孔进行混凝土浇筑成桩来将基础深度加大的办法,利用钢混套或者素混凝土套来增大基础底面面积的施工方法以及通过对基础下部注入水泥的注浆加固等等。此外,还有很多建筑物纠倾的施工工艺,都有助于既有建筑对于地基基础出现沉降差时的加固办法。
参考文献:
[1]计峰.既有建筑物基础加固方法[J].山西建筑,2009,25(24)
[2]陈爱新,刘长青.既有建筑物加固修缮勘察与地基基础加固方案选择[J].工程勘察,2010,4.
[3]王超红.灌注桩地基加固中的施工技术分析[J].施工技术,2007,7.