加固技術論文范文
時間:2023-03-13 17:58:28
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篇1
鋼筋銹蝕是混凝土構件老化中常出現的一種現象,首先銹蝕的部位是箍筋,當縱筋銹蝕截面損失率在5%~10%左右時,很多箍筋就已經銹斷?,F場檢測水閘鋼筋混凝土構件時同樣發現了這個問題,主筋的外面是鋼筋混凝土土梁構件的箍筋位置,且直徑相對較小,如果發生界面損失,會比其他部位更加敏感。箍筋銹蝕后往往會造成以下幾種情況:①混凝土保護層銹脹開裂;②箍筋截面面積減小的同時,其彈性模量和屈服強度都會下降。因此,在很大程度上箍筋銹蝕會影響鋼筋混凝土抗剪承載能力。
2.1結構構件加固處理
(1)外包鋼加固法。外包剛加固法是采用型鋼外包于構件四角,此方法在我國屬于應用廣泛的傳統加固技術,優點為受力較為可靠,施工簡便,工作量小,一些不允許增大原構件截面尺寸卻要求大幅度提高界面承載力的混凝土結構加固運用此技術取得了良好的效果。外包鋼加固法分為干式外包鋼加固和濕式外包鋼加固,前者原構件與型鋼之間無任何縫隙的粘連,雖然有時會用砂漿水泥填充,但結合面剪力和拉力的有效傳遞卻不能保證,外包鋼架只能單獨受力,不能與原構件協同整體工作。濕式外包鋼采用環氧樹脂化學灌漿等方法粘連構件和外包鋼,讓兩者協同受力。兩種加固方法相比,干式外包鋼的承載能力不如濕式外包鋼,但在施工方面工藝簡單,較為方便。
(2)粘鋼加固法。粘鋼加固法的效果主要取決于粘結施工質量,所以應做好表面處理,卸荷、配膠、涂覆膠劑粘貼固定與加壓及固化等措施。首先表面處理是粘鋼加固施工過程中最關鍵的程序,它包括鋼板貼合面和加固構件結合面處理,用高強度水泥砂漿修補局部有破損的部位,之后再繼續處理。其次是卸荷,粘鋼前宜對構件進行卸荷是為了減輕粘鋼板的壓力和應變滯后現象,針對有次梁作用的主梁如果采用千斤頂頂升的方式進行卸荷,可在每根次梁下設1個千斤頂,直到頂面不出現裂縫為準。第三是配膠,粘鋼使用的粘結劑應在使用前做好檢驗工作,合格方可使用。配制過程中要遵照產品說明書,通常采用軸式攪拌器進行攪拌,色澤均勻后可以停止攪拌。應避免在攪拌時有油污進入容器,保持容器內的干凈,按照同一方向進行攪拌是為防止容器內進入空氣而形成氣泡降低粘結性能。第四是涂覆膠劑粘貼,用抹刀把配制好的粘結劑涂抹在已經處理完畢的鋼板或混凝土表面,使結合面可以充分擴散、浸潤膠液,之后將鋼板貼于預定位置并用手輕輕敲擊鋼板,如聲音顯示無空洞聲,表現粘貼密實,反之應重新粘貼。第五是固定、加壓、與固化,用卡具支撐粘貼好的鋼板適當加壓,迫使膠液從鋼板邊擠出為度。粘接劑可在20℃以上的常溫下固化24h即可拆除支撐,3天便可受力使用。如溫度無法達至常溫,一般用紅外線燈等人工加熱。在固化期間不得擾動鋼板,保證良好的固化效果。
(3)噴射混凝土加固。噴射混凝土常用于灌筑墻壁、天棚等薄壁結構的襯里及鋼結構的保護層,當構件表面出現露筋、蜂窩、狗洞等破損現象但沒有損害到鋼筋時,可采用鋼纖維混凝土和噴射混凝土進行加固。采用鋼纖維噴射混凝土做初期支護時,應滿足圍巖的地質條件和變形量級的韌度指標,確定噴層厚度,不宜大于150mm。鋼纖維不得有明顯的銹蝕或油漬等妨礙鋼纖維與水泥粘結,如果內部含有因加工不良造成的表面嚴重銹蝕,銹蝕的纖維和鐵銹粉等雜質的總重量不應超過鋼纖維重量的1%。鋼纖維噴射混凝土攪拌工藝應確保在拌合物中鋼纖維不產生結團,分散均勻,可采用水泥、粗細骨料干拌后加水濕拌的方法??傊?,外包型鋼加固法屬于傳統加固方法,優點是施工簡便,現場工作量小,適用于不允許增大原構件截面尺寸但卻又要求大幅度提高界面承載力的砌體柱的加固。缺點是會產生較高的加固費用,還需類似鋼結構的防護措施。粘鋼加固法最大的優點是施工快速,對生產和生活影響小,對原結構外觀和原有凈空無顯著影響,適用于一些承受應力作用且處于正常濕度環境中的受拉混凝土構件。噴射混凝土加固技術的優點在于獨特的效應和簡單的工藝,施工快捷,經濟適中,粘結力強,耐久性、抗凍、抗滲性好。與混凝土、磚石、鋼材有很高的粘結強度,能大幅度地提高砌體承載力,加強整體性。
2.2混凝土碳化的處理
混凝土碳化部位、程度、處理方法都存有很大的差別。鋼筋銹蝕會因過大的碳化深度而威脅到結構安全,碳化層較堅硬的可采用優質涂料封閉。防碳化處理的目的是要阻止或盡可能地減緩外界有害氣體對混凝土內部的侵蝕,使鋼筋和混凝土內部一直處于密實環境中。所以,混凝土碳化處理措施有以下幾點:首先是表面處理,處理混凝土表面應先除掉上面的浮物和污跡,一般會采用機械處理和手工處理。機械處理常用高壓氣和高壓水沖洗,以不損傷混凝土表層為前提。手工清理是在混凝土上用鋼絲刷來回拉刷到除掉混凝土表面的污跡為準,之后再用清水沖洗。處理完表面后修補混凝土上顯露出來的裂縫和麻面等缺陷,修好才能涂裝,有利于保護混凝土。其次是涂料使用要求,使用環氧原漿的涂料一般按照甲、乙兩組以7∶1混合均勻后使用,根據要求配置涂料,便于及時取用。此外,還有聚脲彈性體防碳化處理,此處理技術是繼水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低污染涂裝技術后,適應環保需求而研發的一種無污染的綠色材料,對環境溫度、濕度都不敏感,尤其適用于水閘混凝土等外部使用,施工時受環境溫度、濕度影響小。噴涂聚脲材料時,底材在-40℃的低溫、高濕度時也可施工,甚至可在水面和冰面固化。
2.3混凝土裂縫的處理
水閘混凝土構件出現裂縫是比較常見的,通常鋼筋混凝土的結構設計是以限裂為準,當工程遭受到裂縫危害時才需要處理。原則上裂縫寬度超過規范要求或有貫穿性裂縫時必須處理。首先是貫穿性裂縫的處理:結構分縫不合理是引起貫穿性裂縫的主要原因,如果按照死縫處理,在附近仍然會出現同樣的裂縫,所以,需作為活動縫隙處理,以此來滿足耐久性和防滲的要求。常規處理方法為:表面鑿槽埋灌漿管表面封閉灌丙凝(聚氨脂)漿液。如果按照死縫處理,則必須恢復結構強度,處理方法為:鑿槽埋灌漿管表面封閉環氧灌漿。采用粘貼碳纖維布和芳綸纖維布等加固型材料封閉表面。其次是一般性淺表裂縫處理:若縫寬小于規范要求,處理方式可采用一種水泥基的涂抹材料,其高抗凍性功效可加快裂縫愈合。若縫寬超過規范要求,一般采用在鑿槽后用水泥砂漿封閉,采用聚合物砂漿,和調試砂漿顏色而增強裝飾效果。
3增強混凝土構件加固技術建議
根據目前水閘混凝土構件老化現狀,首先在技術材料控制方面,應關注水泥的品種和其具體性能,以堿性含量小、水化熱度較低、干縮性好,耐熱性強、抗腐蝕性強等優質品種水泥,選擇基料時要考慮其堿活性,避免堿基料發生反應而造成其他方面的隱患,還應充分考慮基料的吸水性和耐蝕性,改善其和易性和密實度,其次,確?;炷恋氖┕姸?,耐久性和強度本質聯系是建立在混凝土內部結構之上的,會直接影響水灰比。如果水灰比有所降低,那么隨之下降的就是孔隙率。與此同時,混凝土的抗滲性會在孔隙率降低之后得到提升,保證相關耐久性指標。提高混凝土的性能,可以在已有的技術條件下摻入某些活性化的礦物材料,既能降低游離氧化鈣的含量,還可提高混凝土構件的強度和密實度。第三,主管部門定期檢查所有水閘建筑物,建立水閘構件老化檔案,便于及時補救,對于構件嚴重老化水閘則建議拆除重建。此外,還要加強工程管護,做好工程日常養護工作,延緩工程老化周期,運用計算機等先進管理技術管理重要大中型水閘,實現水閘安全高效管理。
4結語
篇2
關鍵詞:公路橋梁;加固;施工技術
前言
隨著我國交通量日益增加,單車重量也不斷增大。為了適應道路運輸載重量不斷發展的要求,人們發現橋梁的混凝土開裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕(管道灌漿不飽滿普遍存在)對橋梁的損害問題非常嚴重,需要大量的資金來維護或改建,現實使人們開始重視混凝土橋梁的耐久性。提高混凝土橋梁耐久性的技術途徑有兩個,一是采用高性能混凝土,以提高混凝土的抗滲性、勻質性、抗凍性,從而提高混凝土抵抗碳化和冷凍侵襲的能力;另外一種是提高既有橋梁耐久性的有效途徑即對缺陷橋梁進行加固改造,延長其使用壽命。
一、工程概況
某橋為一斜腿剛架鋼筋混凝土橋,1973年建成,通車至今已30多年。全橋在橫橋向由六個剛架片組成,剛架片之間通過橋面連續以及橫隔板連接,每個剛架片在拱腳和跨中鉸接,形成三鉸斜腿剛架橋。邊跨梁一端直接擱置在橋臺上,另一端擱置在中跨主梁端部的牛腿上。主橋計算跨徑21.65M。全橋長26M,橋面凈寬7M。設計荷載汽一26,拖一100。由于種種原因,橋梁結構出現了一些病害,主要有斜腿主筋、箍筋出現銹蝕,鐵銹膨脹引起混凝土保護層剝落等。
二、橋粱加固的基本方法與原則
1、加固原則
加固設計以原橋為基礎,在不改變原橋結構型式的前提下,對原橋主要受力構件進行加固,加固設計必須考慮以下幾個重點:
1、下部結構具有足夠的潛力。
2、加固后必須要達到能通過重噸的單車的要求。
3、因為下部是航道,所以在跨中腹板和斜腿加固過程中,應盡量保持原有凈空,不得使下部空間削減過多。
4、對各開裂構件的表面進行修補,保證構件表面光滑而連續。
5、在補強的同時,應注意加固物本身自重對原橋的影響。
6、加固后保持橋梁的整體美觀。
2、加固方法
根據目前該橋的交通情況,通過加固,將原橋設計荷載提高為能通過單車重車噸加固設計、加固施工完成后,還要對該橋進行靜力荷載試驗,以檢測橋梁加固工程是否合格,確保其安全性。加固蓋梁和橋墩,待橋墩壓漿完畢,橋梁整體穩定后再進行封閉蓋粱與橋墩裂縫,蓋梁底部出現裂縫的部位作環氧硅,增加蓋梁截面積,蓋梁側面粘貼鋼板橋墩外側先縱向粘貼碳纖維片,再環向粘貼碳纖維片將裂縫部位封住。
橋梁加固一般是通過對構件的補強和結構性能的改善來恢復或提高現有橋梁的承載能力,以延長使用年限,適應現代交通運輸的要求。其改造的主要技術途徑有加強薄弱構件、增加輔助構件、改變結構體系、減輕恒載、加固墩臺及基礎等。
三、加固理論計算
為了從整體上把握橋身在加固前各個部分在外部荷載作用下所產生的應力分布特征,找到最不利截面,為加固方案提供詳細的理論依據,特利用大型有限元計算軟件ANSYS對該橋梁結構進行了數值模擬分析。
1、計算模型采用數據
主跨、邊跨型梁截面基本尺:T梁全高;H=800MM,上翼緣寬:B1=1250MM,翼緣高度:T=220MM;T梁下寬:B=250MM。
斜腿支點附近矩形截面基本尺寸:截面高度:H=500MM,截面寬度:B=250MM,材料特性:C30混凝土強性模量:E=3.0*10MPA;混凝土泊松比:V=0.1667。鋼材泊松比:V=0.3。
2、有限元模型建立
全橋橫向共由六榻梁組成,各棍梁的形態結構均一致,因此,先對單榻梁以及斜腿建立有限元計算模型??紤]到主梁結構復雜,斜腿截面沿縱橋向變化,為了能更真實的反映結構的空間特性,采用8節點的solid45空間實體單元進行模擬共劃分節點6868個單元,4202個離散;如圖1所示:
3、支承條件
由于加固將改變整個橋梁的支承條件,即將中跨跨中的鉸接改回原設計方案中的固接,同時,將斜腿趾部的鉸接改為固接,這會導致整個剛架片的應力重分布,而后的加固正是針對應力重分布后的結構進行處理的,因此,在有限元模擬加固前的結構應力分布時,各截面尺寸雖然按照加固前計算,但支承條件,在中跨跨中和斜腿趾部按照固接計算,而其他部位按鉸接算。
四、加固措施
1、封縫處理
先用鋼絲刷清除裂縫表面的灰塵、浮碴及松散物,確定需要封閉的范圍,用氣壓0.2MPA的壓縮空氣清除縫內浮塵,用工業丙酮將裂縫刷洗干凈。沿清理好的縫涂一層環氧樹脂膠留出埋設灌漿底座的位置,待膠干后用樹脂膠埋設灌漿底座。灌漿材料選用一灌漿材料,在干燥或潮濕環境下固化具有收縮性小、強度高、韌性好、可灌性好等特點,漿液配比均有說明。
施工順序先將配制好的漿液吸人軟管,裝好注漿器,逐孔灌漿,如單孔不足可取下灌漿器補充后再繼續灌注,灌后及時堵死灌漿孔。灌漿完畢待樹脂初凝后鑿除灌槳底座,并用環氧樹脂膠封縫.
2、蓋梁加固
蓋梁側面粘貼的鋼板應預先設計尺寸裁出備用,在蓋梁側面放出粘鋼位置大樣用切割機沿邊線切割砼深1CM,然后用鋼釬鑿毛,剔出帶槽,在剔好的槽內按設計錨固間距鉆孔,空乓機吹凈孔內粉塵后用配好的環氧樹脂在孔內植人螺栓。根據蓋梁預埋螺栓情況確定鋼帶鉆孔位置,用角磨機對鑰板貓合面除銹并打出橫紋貓結前用丙酮對鋼板貓結面及鹼表面進行擦拭,以去除灰塵及油漬。硅表面用毛刷涂一道環氧膠液,鋼板翁結面涂抹配好的環氧砂漿,砂漿涂抹宜中厚外薄,均勻一致,然后對準孔位粘合到硅表面。鋼板粘好后立即緊固螺母,交替間隔緊固,同時不斷輕敲鋼板使砂漿擴散,排出氣泡,使鑰板平整,漿體飽滿密實。粘完鋼板30H后,用小錘輕敲鋼板表面,判斷密實程度如鋼板貓結面小于此應剝下重粘。鋼板貓結合格后應及時刷防銹漆。鋼板的環氧砂漿固化后,支立模板在蓋梁底部澆筑環氧砂漿。
環氧鹼應澆筑密實,與原硅結為一體。
3、橋墩加固處理
設計要求橋墩側面裂縫封縫后先在側面縱向粘貼兩層碳纖維片,再環向粘貼兩層碳纖維片。碳纖維片與其他加固方法相比具有高強、耐腐蝕、不增加構件自重、便于施工等特點。加固前對加固橋面進行交通控制,盡可能對加固構件卸荷對加固底面的硅表層出現的剝落、空鼓、腐蝕等部位應先鑿除,用角磨機、砂紙等除去鹼表面的浮漿、油污,構件表面打磨平整,轉角處打成圓弧狀。硅表面清理干凈并保持干燥。將底層樹脂均勻刷于鹼表面,待固化后以指觸干燥為準,再將構件表面凹陷部位用找平膠填平。浸潤膠調好后均勻涂于待粘貼部位,將裁好的碳纖維片粘于構件上用滾筒反復滾壓去除氣泡,將浸潤膠充分浸透碳纖維片,待碳纖維片表面指觸干燥后可進行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維片表面均勻涂抹浸潤膠。碳纖維片端部用橫向碳纖維片固定。碳纖維片與鹼的粘結質量可用手壓碳纖維片表面的方法檢查,總有效面積不應小于95%,當空鼓面積小于10000MM2時,可用針管注膠的方法進行修補,當空鼓面積大于10000MM2時應將空鼓部位的碳纖維片切除重新搭接等量的碳纖維片,搭接長度不應小于100MM。加固后的碳纖維片表面應涂一層水泥漆進行保護。
五、結束語
總之,公路橋梁加固技術是二十一世紀公路橋梁施工領域發展速度最快、用途最廣的一門科學技術。然而加固施工工藝相對較復雜,要求橋梁加固工程取長補短,不僅延長了原橋的使用壽命,同時還增強了原橋的承載能力。因此,加速我國舊橋加固或改造技術的研究,不僅能更好地、及時地為現代交通運輸服務,而且能為國家帶來巨大的經濟效益和社會效益。
參考文獻:
[1]張建仁王磊,既有鋼筋混凝土橋梁構件承載力估算方法[J]中國公路學報,2006年2期
篇3
陳運河
徐聞縣水利水電勘測設計室 廣東 徐聞524100
摘要;文章結合了本縣風山水庫的現狀,針對實際存在的除險問題進行了分析,提出了有效的除險加固對策,希望能給同行帶來一定的參考價值。
關鍵詞:病險水庫 水庫現狀除險加固技術分析
0 引言
由于水庫多年的運用,使部分水庫陸續出現了堤頂高程不足、堤坡沖蝕嚴重、堤身裂縫以及穿堤建筑物結構強度不夠等問題,給水庫運行埋下了安全隱患。為進一步完善城鄉防洪體系,增強水資源調蓄能力,需對各類水庫進行了全面普查和安全鑒定,對帶病運行水庫,亟需實施除險加固。
1風山水庫簡介
風山水庫位于徐聞縣錦和鎮境內,坐落邁草溪上游,集雨面積26平方公里,總庫容264.2萬立方米,正常庫容183萬立方米,死水位68米,死庫容17.65萬立方米,該工程于1970年開始興建,1976年建成投入運行,土壩為粘性土均質壩,原設計壩頂高程為77.26米,壩頂長415米,壩頂寬3.5米,迎水坡比為1:2.5,背水坡比1:2.0。
風山水庫主要由土壩,輸水涵,非常臨時溢洪道等組成,土渠自流式溢洪道位于主壩東北部尾端,底寬20米,堰頂高程75.2米,最大泄流量53.56M3/S,原輸水涵管為鋼筋混凝土圓涵,涵管內徑0.8米,進口高程為68米,最大泄流量2.0M3/S,閘門型式為轉動門蓋,采用手動卷揚機啟閉,
風山水庫樞紐布置如圖1所示。
風山水庫樞紐布置圖
2 風山水庫的病險情況
根據廣東省水利水電科學研究院進行風山水庫大壩安全鑒定,鑒定結論為:
(1)安全復核計算表明正常蓄水位穩定滲流期主壩下游坡、校核洪水位驟降至溢洪道堰頂高程不穩定期滲流期副壩上游坡的抗滑穩定最小安全系數不能滿足規范要求。
(2)主壩后壩坡在左壩頭與山體結合處68m高程附近有散滲現象,壩體填土較疏松,密實度較差,大壩表層約5m范圍、右壩頭填土和壩基透水性較強;水庫原土壩是在期間開始興建的,工程質量較差,水庫多年運行表明,當水庫水位達到正常水位74.20米時,原河床段20-60米的范圍內有較大面積的滲水。這主要是由于當時施工質量差,壩基清基不好,及土壩填土壓密不實。
(3)溢洪道為土渠式臨時溢洪道,且尾水渠還未開通,而且過水能力不夠,而且帶來的水土流失現象嚴重,放水涵啟閉過于原始,涵身情況不明,涵進口及啟閉設備已報廢。
3風山水庫的加固對策
3.1 大壩加固
1、壩頂高程復核
本水庫土壩工程等級為4級,壩頂高程的確定,根據《碾壓式土石壩設計規范SL274-2001》第5.3.1、5.3.3條規定,壩頂在靜水位以上的超高按下式確定:
壩頂超高(y)=最大風壅水面高度(e)+最大波浪在壩坡上的爬高(R)+安全超高(A);
安全超高:正常運用工況(P=2%)取0.50m,非常運用工況(P=0.2%)取0.30m;
風山水庫土壩均質土壩,現狀主壩迎水坡為干砌石護坡加固后均為混凝土塊護坡。
2、大壩加固方案優選
(1)壩體防滲處理
由地質勘察報告我們可以看出風山水庫的壩體、壩基滲水都比較大,本次加固設計,擬在壩體加高培厚前,對其進行灌漿處理,對于壩基滲水我們采用帷幕灌;對于壩體滲水,我們采用進行劈裂充填灌漿。
考慮到資金籌措困難,本次灌漿設計主要是針對壩體、壩基滲水較為嚴重的部位,即輸水涵兩側至主河床段,灌漿從樁號0+450起至0+550共100米范圍內,在壩軸線下游1m處布置第一排壩基帷幕灌漿孔,孔距 2.5m,同時在壩體頂沿壩軸線布置兩排壩體劈裂灌漿孔,排距1.5m,第一排在壩軸線下游1.0m,第二排位于壩軸線上游0.5m處,孔距5m。
(2)壩高
原設計土壩壩頂高程為77.26米,現場實測結果表明現壩頂高程位于76.945―77.84米之間,壩頂高度參差不平;原設計壩頂寬3.5米,實際壩頂寬度為2.38―4.02米,寬度大小不等。而本次水庫除險加固按照粵府[1997]86號文的要求,由此計算出壩頂高程為80.00米,現壩高無法滿足新的設計標準的要求。所以,該水庫土壩必須加固培厚。
(3)壩坡
水庫加固后,大壩坡度上游坡約為1:2.5,下游約為1:2.5。壩坡穩定計算表明,上下游邊坡均滿足設計要求,為了節約工程投資,本次加固設計擬維持原上游設計邊坡1:2.5不變,僅原漿砌石護坡上現澆12厘米的C15砼覆蓋。壩體加高部分上游護坡按原1:2.5的邊坡延長至壩頂,現澆12厘米厚C15砼。下游護坡在土壩培厚至原坡比1:2.5后鋪草皮防護。因土壩最大高度達17.77米,所以擬在原河床段壩體經常滲水的部位設置反濾體,反濾體頂高程為65.235米,反濾體頂寬1米,兩邊以1:1.5的坡度往下延伸。在下游壩坡人蓄經常上壩的壩段,設置步級供人蓄行走。
(4)壩身排水
本次加固設計擬在二級平臺及壩腳均設置排水溝,同時下游壩坡每隔200米設置一道縱向排水溝,以把平臺排水溝的水流引向壩腳排出,以免下游邊坡及二級平臺被水流沖刷。同時在河床滲水較多的壩段壩腳設置反濾體排水。
3.2溢洪道重建
(1)溢洪道現狀
現溢洪道為開敞自流式土渠,堰頂高程74.20米,原設計底寬20米,邊坡系數為1,比降1/120,現土渠溢洪道的最大泄洪流量為80.85m3/s,而按照粵府[1997]86號文的要求,該水庫本次采用50年一遇洪水設計,500年一遇洪水校核,由此而計算出50年及500年一遇的最大來水流量分別為Qmax=163.83m3/s、245.25m3/s。由此可以看出現土渠溢洪道的泄洪流量無法滿足新標準的要求。本次水庫加固須新建溢洪道。
(2)溢洪道的進口斷面及結構型式
溢洪道的進水口為喇叭形進水口,兩岸邊墻的高度隨著土壩的邊坡坡比逐漸減低,兩岸的擋墻均為重力式混凝土擋土墻,因水庫洪水期泄流量較大,最大可達213.1 m3/s,大于10 m3/s,溢洪道堰底及豆粕不宜采用漿砌石或干砌石襯砌,所以設計溢洪道堰底及陡坡段底板均采用混凝土底板。
3.3 輸水涵加固
(1)輸水涵現狀及加固設計方案
現輸水涵位于土壩樁號0+503米處,涵底高程為68.00米,涵管內徑為0.8米,長47米,設計正常放水量1m3/s,滿足灌溉要求。其內徑也符合有關標準的規定,運行經驗表明涵管的結構,強度滿足要求,對于涵管軸線兩側的滲水現象我們擬對其進行灌漿處理。由于該水庫土壩壩體加高培厚,固須接長原涵管,接長涵管長16米,管內徑0.8米,管壁厚0.22米。原進水口采用轉動門蓋控制,現該設備已嚴重老化,無法進行啟閉,轉動門蓋也已破損,涵管漏水嚴重,水庫已無法正常蓄水。本次加固設計擬拆除原轉動門蓋,在涵管進水口新建放水塔。
3.4接長輸水涵管結構設計
(1)水力計算
輸水涵水力計算采用XL-1程序計算,其計算結果為:斜坡長度6米,消力池長度3.0米。本次設計取斜坡長度6米,消力池長度4米設計。
3.5輸水涵涵身結構計算
(1)基本資料
接長涵管為鋼筋混凝土結構圓管,管內徑r0=0.4m,涵管厚h=0.22 m,外半徑r1=0.62 m,管平均半徑r2=0.51 m,混凝土座墊(2a=135º)管中心處,接長管處內水水頭H1=5.42m,外水水頭H1=2.51m,管頂填土高度H=5.4 m,回填土為粘土,飽和容重γt=1.72t/m3,管上水平土壓力系數取η=tg2(45°-22.4°/2)=0.448,制管材料采用Ⅱ級鋼筋(Rg=2400kg/cm2),C25混凝土(Rw=180kg/cm2)建筑物等級Ⅳ級,安全系數k=1.35。
(2)內力計算
3.6.自動監測系統設計
水庫自動監測系統亦稱“超短波自動化綜合參數監控系統”,其主要內容包括:①水庫水位、水庫集雨區雨量遙測及洪水預報系統,并包括大壩測壓管水位及滲漏堰槽的監測;②大壩位移、沉降自動觀測系統;③縣區三防辦中心站、水庫管理處及水文處的分中心,二級計算機組網無線數據通訊系統。
4水庫除險加固后基本情況
(1)水庫庫容
正常水位74.20米,正常庫容183萬立米;設計洪水位76.40米,相應庫容為311萬立方米;校核洪水位為77.03米,相應庫容為373萬立米;死水位68.00米,死庫容17.65萬立方米。
(2)擋水建筑物
加固后土壩為均質土壩,土壩全長732米,壩頂高程80.00米,最大壩高17.77米,壩頂寬4.5米;二級平臺高程72.00米,二級平臺寬5米。上游壩坡坡度1:2.5,采用C15砼護坡覆蓋原漿砌石護坡,砼護坡厚度12厘米;下游壩坡坡度1:2.5,采用草皮護坡;在原河床段壩體比較高的部位,設置反濾體。反濾體頂部高程為65.235米,其平臺寬1米。
(3)泄水建筑物
新建溢洪道采用寬頂堰型式,堰頂高程74.20米,溢洪道寬30米,斜坡長16米,消力池長12米,海漫長26米。溢洪道從正常水位74.20米開始自由溢流,最大排洪流量為213.1 m3/s。
(4)輸水建筑物
水庫加固后,由于土壩加固培厚,所以須接長涵管長16米,管內徑0.8米,管壁厚0.22米。原涵管進口轉動門蓋已無法使用,須拆除重建,本次輸水涵加固擬拆除原轉動門蓋,設置放水塔控制放水流量。放水塔高度為80-67.4=12.60米,其中工作室高度為3.5米,塔身為C20鋼筋混凝土圓結構,塔內設置閘門,塔上安裝啟閉機,進水塔基本數據為:進水高程為68.00m, 塔工作臺高程為80m,啟閉機房頂高程為83.5m。
5 小結
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【關鍵詞】既有建筑,地基基礎,加固施工
中圖分類號:TU4 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
改革開放以來,我國的建筑行業取得了輝煌的發展成果,建筑施工體系不斷完善,工程質量管理系統不斷成熟,施工工藝不斷得到更新,在此過程中,由于混凝土建筑結構獨具的特點,混凝土建筑結構在建筑行業得到全面的推廣運用。因此,加強對既有建筑尤其是鋼筋混凝土結構中地基基礎加固技術的研究和探討,不僅僅是促進整個建筑行業進步的需要,也是促進施工工藝革新的客觀需求,更是新時期下,堅持以人為本,建設社會主義和諧社會的重要舉措,因此,加強對既有建筑地基基礎的加固技術研究,有著十分客觀的經濟意義和社會意義。
二、對既有建筑地基基礎進行加固的意義分析
1.這是保證建筑整體結構穩定性的基礎措施,萬丈高樓平地起,既有地基將會直接關系到整個建筑的安全性和穩定性,對整個建筑的穩定性有著十分重要的影響。但是,在既有地基基礎施工過程中,尚存在著一些不成熟的地方,建筑工程的后期護理也難以做到規范化和標準化,因此,使得建筑結構的安全性和穩定性得不到保證,必須實施加固,保證建筑安全,提高建筑質量。
2.這是完善既有建筑地基基礎加固理論的客觀要求,既有建筑地基的加固技術具有復雜性,涉及到各種法律規范,施工標準,施工的材料設備等各個方面,雖然這種技術已經在世界范圍內廣泛運用,但是這種技術依然不夠完善,理論不夠成熟,基本上依然處在探索階段。因此,加強加固技術的探討研究,有助于完善加固技術理論系統,有著重要的意義。
3.這是保證建筑質量的重要舉措,現有建筑物及構筑物常常因設計或施工的缺陷以及長期使用過程中的老化、破壞,甚至自然災害造成建筑既有地基基礎結構承載力不足、開裂以及抗震性能不良等,影響建筑物及構筑物的安全和使用功能,從而不得不考慮結構的修復加固問題。另外,結構設計規范也幾經變動,原有建筑物及構筑物大部分己不滿足現行規范的設計要求,必然存在一定的安全隱患,
4.這是保證建筑使用者切身利益的客觀要求。伴隨著建筑行業的快速發展,越來越多的建筑工程開始施工,房屋建筑的更新換代的周期也逐漸縮短,房屋建筑的穩定性和安全性將會直接關系到使用者的切身利益,對既有地基基礎進行加固,不僅僅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隱患,使得建筑的使用者能夠安全使用,維護了他們的合法權益,體現出以人為本的思想戰略。
三、既有建筑地基基礎加固施工技術探討
1既有建筑地基和基礎加固前期準備
(一) 既有建筑地基和基礎加固前,應先對地基和基礎進行鑒定,方可進行加固設計和施工既有建筑地基和基礎的鑒定、加固設計和施工,應由具有相應資質的單位和有經驗的專業技術人員承擔。
(二)對于相關建筑的處置
對地基基礎加固的建筑,應在施工期間進行沉降觀測,對重要的或對沉降有嚴格限制的建筑,尚應在加固后繼續進行沉降觀測,直至沉降穩定為止。對鄰近建筑和地下管線應同時進行監測。
(三)既有建筑地基和基礎加固的施工人員應掌握所承擔工程的地基基礎加固目的、加固原理、技術要求和質量標準等施工中應有專人負責質量控制,并進行嚴密的監測,當出現異常情況時應及時,會同設計人員及有關部門分析原因,妥善解決。
2. 復合注漿法
(一)注漿鉆孔施工。對樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進行加固時,先采用地質鉆機在樁中進行鉆孔抽芯或在樁側進行鉆孔,對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1m左右,對樁底持力層缺陷加固時需根據設計樁底持力層要求從樁中或樁側鉆孔抽芯至完整持力層以下3m左右。鉆孔孔徑一般開孔為110mm或101mm,終孔直徑為101mm或91mm,鉆孔垂直度保證小于1%。
(二)建立孔口注漿裝置。注漿鉆孔施工完成以后,在注漿孔口建立注漿裝置??卓谧{裝置采用預埋設的方式固定在樁頂注漿孔口,采用水泥漿將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。
(三)采用高壓旋噴方式噴射清水進行沖洗擴孔。
(四)采用高壓旋噴注漿方式進行注漿。按要求進行清水噴射洗孔和擴孔后,再采用高壓旋噴注漿方式進行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后,從下而上進行旋噴注漿,旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。
(五)采用靜壓注漿方式進行注漿。高壓旋噴注漿結束后,利用孔口注漿裝置封住孔口進行靜壓注漿。靜壓注漿開始時采用較稀的漿液和較低的注漿壓力,隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力,直至設計注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進行2~3次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。
(六)封孔。靜壓注漿結束后,若注漿孔口冒漿,需對孔口進行封閉處理,防止漿液流出;若注漿結束后孔內漿液有流失,需補灌漿液到注漿孔內漿液飽滿為止。
3.樹根樁法
樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁。通常采用鋼管導向沖擊成孔,亦可直接采用回轉成孔,成孔直徑100~250mm,根據成孔直徑的大小,可放入一根鋼筋或多根鋼筋,也可采用鋼管,成孔后,將配制好的砼灌入孔內,最后成樁。由于樹根樁可以任意角度傾斜,形態似樹根故而得名。它的突出優點是能夠最大限度地保持結構物與地基之間原有的平衡狀態,保證在加固地基的同時,又不破壞地基土對結構物的支撐作用。
(一) 樁徑宜為150~300mm,樁長不宜超過30m,樁的布置可采用直樁型或網狀斜樁型。
(二) 樹根樁的單樁豎向承載力可通過單樁載荷試驗確定,也可按《建筑地基基礎設計規范》有關規定估算,尚應考慮既有建筑的地基變形條件的限制和樁身材料的要求;對軟弱地基,主要承受豎向荷載時鋼筋長度不應小于1/2樁長,主要承受水平荷載時應全長配筋。
(三) 樹根樁設計時,尚應對既有建筑的基礎進行有關承載力的驗算。當不滿足上述要求時,應先對原基礎進行加固或增設新的承臺。
四、關于既有建筑地基基礎加固設計施工的建議
1.要做到科學設計,從既有建筑的現實狀況和整個建筑地基基礎使用的實際出發,實地勘察,精密測量,采集第一手相關的地質地貌,施工高度,施工難度等一系列的客觀數據,保證數據的真是完整性,采取科學合理的設計方法,選擇合理的加固方法,制定嚴格的施工規范,做好各種加固施工前的準備,比如對器械工具,人員的準備。
2.要采取先進的技術設備,對加固施工的各種機械設備做出科學選擇,保證機械設備穩定安全,同時,要加強對加固材料的選擇,采購質量管理,選擇符合我國國家質量標準的材料,杜絕假冒偽劣產品,從材料商保證加固的質量。同時,嚴格執行材料使用制度,規范科學合理施工使用,避免浪費,做到物盡其用。
3.要對整個加固工程設計施工都進行全程監控,實施全面的質量管理監督。加強對管理人員的管理技能的提高,培養其負責的工作態度,安裝先進的監控設備,加強對施工人員的施工規范性指導和管理,從施工細節到全局的施工進度,加固后的護理修繕,都做出細致全面的監控,保證質量的高標準。同時,要做好加固后期的定期實施路橋維護,管理。全程管理控制,保證加固的質量,提高整個交通網絡中的路橋使用壽命和安全性能。
五、結束語
既有建筑地基是保證整個建筑穩固性和安全性的基礎性工作,做好既有建筑地基的加固工作,將會對整個建筑的穩固性和安全性有著深遠的影響。對既有建筑地基的加固施工既關系到整個國民經濟的發展,又關系到居民生活方式的改變和生活質量的提高,因此,通過加固技術的研究,在建設施工過程中,充分考慮到各種項目工程的實際情況,根據不同的建筑結構構件特點,科學制定施工方案,合理選擇加固方法,嚴格遵守各種施工標準和施工規范,采用先進科技和先進施工工藝,促進加固施工的規范化和標準化,提高整個既有建筑地基的加固效果,增強其穩定性和安全性。從而為確保建筑使用者的切身利益。
參考文獻:
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篇5
【關鍵詞】水庫加固 堤壩防滲漏 防滲加固 穩固措施 水庫加固 大壩防滲
中圖分類號: P343.3文獻標識碼:A
一.引言。
我國的水利工程較多,諸多水利工程為除害興利起到重要作用,同時也促進了我國國民經濟的快速發展。在眾多水利工程中,絕大多數為60年代至70年代所修建,時至今日,許多水庫大壩開始出現不同程度的滲漏現象,嚴重威脅著水庫安全,對下游居民形成重大安全隱患。為了避免出現安全事故,提高水庫的經濟效益,需要對大壩進行防滲加固處理。
二.水庫大壩破壞的類型和原因。
從水庫大壩的滲透發生機理上來說,水庫大壩的破壞主要分為管涌、流土、接觸流土和接觸沖刷四類,水庫壩體的主要病害都是通過滲透破壞和變形破壞等形式表現出來的。滲透破壞是由于壩基下的滲透水流造成巖土體中的顆粒成分、顆粒結構發生移動或改變;變形破壞是由于滲透水流作用于堤壩的抗剪強度降低,導致局部部位出現下滑、裂縫和不均勻的變形,最終導致堤壩的變形而受到破壞。水庫堤防的滲透通常都是指在水體向維護區以外滲流而產生的水量漏失現象,水庫大壩的滲透嚴重影響大壩的穩定性,過大的滲透造成壩基或壩體變形,造成重大破壞。
滲透變形對土石壩影響較大,根據相關資料顯示,在已被破壞的土石壩中,約占40%-60%左右都是由于壩體土或壩基的滲透變形而造成的。另外,邊坡的滑塌、防洪堤的滑塌、地表塌陷的形成、巖溶區覆蓋土層中洞穴的形成、壩基排水孔和減壓井的淤塞、地下工程和開挖基坑時遇到的流砂等都是由于滲透變形而造成的。在水庫條石拱壩中,由于清基處理不徹底,導致在拱基下發生滲透變形,沖蝕了紅色風化泥巖裂縫中的粘土,而在泥巖中形成一個沖蝕洞,造成大壩破壞。
三.水庫大壩防滲加固技術。
水庫大壩防滲加固重要是要控制壩基和地基的滲流,防滲加固的主要任務是:盡量減少滲漏量、提早釋放滲透壓力,確保水工建筑物和地基具有足夠的靜力穩定性、防止滲透破壞,確保滲透的穩定性。
水庫大壩防滲加固的處理原則為:“上堵下排”。采取“上堵”措施主要是防止水平和垂直的滲透。水平防滲主要措施有水下拋土和粘土鋪蓋等。垂直防滲主要有灌漿、人工連鎖井柱(又稱倒掛井)、截水槽回填粘土、混凝土防滲墻、高壓定向噴射灌漿構筑防滲板墻、砂漿板樁等措施?!跋屡拧敝饕胧┯袦p壓井降壓導滲、堤壩背水坡腳開挖導滲溝、壩后蓋重壓滲等。通常來講,采用垂直防滲處理能有效的解決壩基滲漏的問題。而采用水平防滲處理結合下游排水減壓導滲雖然有利于提高壩基的滲透穩定性,但是仍然存在一定程度的滲透水量損失。在進行防滲處理時,無論是采用“上堵”還是“下排”或者是二者的結合,都應該按照經濟合理、技術可靠的原則,結合實際情況,根據防滲的要求和條件,設計多方案并進行優化比較,來選擇合適的防滲加固方案。
在水庫大壩的防滲加固處理中,較為常用的有以下幾種方法:
1.垂直防滲處理地基。
垂直防滲處理一般適用于地基隔水層較淺、透水層較薄的情況,可以利用封閉式防滲幕墻,來有效控制堤壩基礎的揚壓力和滲流量,從而實現根治堤壩基礎滲透破壞的目的。采用封閉式防滲墻處理技術,通過墻體截斷滲流的途徑,具有較好的除險效果,但同時由于幕墻的增加,在一定程度上破壞了原有地下水環境和自然平衡關系,造成局部水環境受到破壞。在隔水層較深和透水層較厚的雙層堤基中,采用封閉式垂直防滲墻,工程造價較高且施工難度較大,在施工前必須結合勘察資料,經過滲流計算并充分論證,確保切實可行才可采用。在施工時要布置堤頂靠臨水側和臨水堤腳。設置垂直防滲墻時可以采用鋸槽法、高噴灌漿、射水法和輪銑法等成墻技術來進行施工。
2.劈裂灌漿技術處理堤壩隱患。
劈裂灌漿技術適用于施工范圍土質較差,碾壓不密實的堤防防滲加固中,采用劈裂式帷幕灌漿法對防止堤身滲漏,加固堤身強度具有較好作用。劈裂灌漿利用水庫壩體的應力分布規律,利用灌漿壓力沿著水庫壩體軸線方向劈裂,之后灌注合適的泥漿,通過這種方式形成鉛直而連續的防滲泥墻,達到切斷軟弱層或堵塞漏洞裂縫的目的,以此來提高壩體的防滲能力。利用漿和壩的相互作用,將壩體內部的應力重新進行分配,提高了壩體的穩定性。采用劈裂式灌漿技術解決以下大壩隱患具有較好效果:壩體內存在軟弱層和滲漏通道,而壩體的浸潤線較高,在壩坡位置發生濕潤區或滲透破壞,出現流土和管涌等現象;壩體碾壓不實,密實度較差的松堆土壩;分期施工的土壩,在接頭和分層位置存在透水層和軟弱帶;壩體不均勻沉降產生的裂縫;壩體存在腐爛樹根及生物洞穴;壩體和閘墻及防水涵管的接合不好,存在接觸沖刷或空隙。采用劈裂式灌漿施工時,造孔深度一般要超過隱患深度約2米至3米,設計的泥墻厚度根據碾壓質量、堤壩土質、隱患性質和水庫壩高情況來確定,一般可以采用5cm至20cm之間。采用劈裂灌漿法形成垂直連續的防滲帷幕,有效解決了壩體的滲透問題,通過漿和壩的共同作用和溫化變形作用,重新調整壩體內部應力,使得漿脈兩邊約3米至5米范圍內的土體得到密實,加大了防滲帷幕范圍,提高了防滲效果。
3.滑坡體的清除。
水庫堤壩的滑坡主要是由于內部滲水、水流淘刷、上部壓載等原因所造成的,水庫發生堤壩滑坡時,必須要立即采取前截后導的方式,遵循固腳壓重和削坡減載的原則,想方設法增加阻力減少滑動力,加強堤壩的排水和防滲工作。對于深層滑動,一般要在挖除滑動體中的主滑體之后進行填筑,對于淺層滑動可以將滑動體挖除后,進行回填。另外,要穩定計算增加阻滑體的重量,加大阻滑力來提高堤壩的穩定性。
4.崩岸治理。
崩壩主要是由于土石組成的湖岸和河岸受到水流的沖刷,通過重力作用導致土石發生崩塌、崩落及滑坡等現象,一般的崩岸主要分為階梯狀崩塌、弧形坐崩和條形倒崩幾種。崩岸繼續發展導致河床產生橫向的變形,危害較大。目前,采取的崩岸治理和搶險的主要方式為拋石防護法。在施工中,特別需要注意的是在拋石護岸等工程中,要在堤壩基礎和拋石間鋪設土工織物反濾層,對崩岸治理時,可以通過丁壩、石籠、順壩、木樁、沉排和鋼板樁來實現。
5.水庫大壩上游下游的壩坡施工。
水庫大壩上游的混凝土預制塊護坡施工前,要對待施工壩坡進行修整。在砌筑混凝土預制塊邊坡時不能破壞墊層。鋪筑沙礫石墊層前,要將草皮、亂石、樹根、樹木等全部清除,做好邊坡洞穴的處理。在沙礫石墊層的填筑中,采用小型機械配合人工進行施工,對碾壓合格的墊層要做好防護,若發生土料混雜,要及時清除干凈。大壩下游壩坡施工前,要將下游的壩面呈階梯形進行開挖,達到密實土層為止,之后采用分層碾壓填筑壩坡的方式來施工。下游壩坡采用草皮護坡的,要選用耐旱、能蔓延、能生根的草類,在草皮鋪筑后要灑水養護。
四.結束語。
水庫大壩的防滲加固施工要因地制宜,結合實際情況,來具體對待。通過堵漏、補漏和防滲加固處理,提高壩體強度,確保水庫的穩定和安全,提高水庫的經濟效益。
參考文獻:
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[3] 卓廷召 對水庫大壩防滲加固技術的探討 [期刊論文] 《沿海企業與科技》 -2010年12期
篇6
論文摘要:在土木工程中,由于各種原因,經常需要對已有建筑物進行維修、加固。實踐證明,應用碳纖維材料對混凝土結構進行加固,是一種有較高技術含量的、全新的建筑結構加固方法。本文通過分析碳纖維在混凝土結構加固中的技術特點及設計原則,針對粘貼碳纖維加固施工工藝進行探討,并對工程性能進行評價。
1 碳纖維材料在混凝土結構加固中的技術特點
高強高效。由于碳纖維材料優異的物理力學性能,在加固修補混凝土結構中可以提高混凝土結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到高效加固修補的目的。
施工便捷,工效高,無濕作業,不需大型施工機具,施工占用場地少。根據有關統計資料,同為粘貼加固工法,粘貼碳纖維材料是粘貼鋼板施工工效的4-8倍。
具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性。試驗表明,碳纖維材料加固混凝土結構有良好的耐腐蝕性和耐久性,可以抗御建筑物經常遇到的酸、堿、鹽對結構物的腐蝕。
適用面廣。粘貼碳纖維材料加固修補混凝土結構可廣泛適用于各種結構類型(如建筑物、構筑物、橋梁、隧道等)、各種結構形狀(如矩形、圓形、曲面結構等)、各種結構部位(如梁、板、柱、節點、拱、殼、墩等)的加固修補,且不改變結構形狀,這是目前任何一種結構加固方法所不可比擬的。尤其重要的是,對于一些大型橋梁橋墩、橋梁、橋板以及隧道、大型筒體及殼體結構工程等,采用舊的加固手段幾乎無法實施,而采用該項加固技術都能順利解決。
施工質量易保證。由于碳纖維材料是柔性的,即使被加固的結構表面不是非常平整也基本可以達到100%的有效粘貼率,而粘貼鋼板則很難達到100%的有效粘貼面,相應的驗收標準也只要求其達到70% 就可以了。
碳纖維材料質量輕且薄,粘貼后每平方米重量不到1.0kg,粘貼一層的厚度僅1.0mm左右,加固修補后基本不增加原結構自重及原構件尺寸。
2 碳纖維加固技術的設計原則
碳纖維加固修補砼結構作為一項新技術,既有其不可比擬的優點,但也有其一定的適用范圍和適用條件,超出此范圍而盲目地采用此技術就會導致不安全、不經濟、不合理的后果。首先,被加固結構構件的最小截面尺寸必須滿足有關規范的要求;其次,被加固構件的受壓區高度、配筋率、面積配箍率、體積配箍率等仍要滿足現有規范的要求;第三,要求加固后不改變原有結構的最終破壞形式;碳纖維布的應用存在使用效率問題,同樣的碳纖維布用量,分條加固效果好于整條粘貼,構件受彎承載力隨碳纖維布用量的增加而提高,當碳纖維布使用層數較少時,提高幅度相對較大,隨著碳纖維布層數的增加,提高幅度相應減少;當碳纖維布用量過多時,構件破壞將由碳纖維布被拉斷引起的破壞轉變為砼被壓碎破壞,構件延性有所降低。
3 粘貼碳纖維加固施工工藝
3.1 工藝流程
被加固結構物表面處理斷面修復底層表面的涂布不平面修整碳纖維貼片施工固化表面涂裝施工質量檢查
篇7
關鍵詞 碳纖維軸向承載力抗震加固
中圖分類號:TU528.571文獻標識碼: A 文章編號:
一.概述
粘帖CFRP片材加固修復混凝土結構的技術,主要用于鋼筋混凝土柱的抗震加固、梁柱的受剪加固、梁板的受彎加固、以及裂縫和耐久性修補。對于鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片加固,國內外大量的試驗和理論分析均表明,目前采用一般粘帖CFRP片材加固鋼筋混凝土柱的方法,在鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材后,使柱中混凝土處于三向受壓狀態,提高了混凝土的抗壓強度及極限壓應變,從而提高鋼筋混凝土柱軸壓承載力及延性。與約束混凝土的機理類似,鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固后使柱中混凝土處于約束狀態,由于CFRP片材是線彈材料,使其產生的約束力是持續增長的,直至碳纖維拉斷,混凝土破壞??梢哉J為:當鋼筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固軸向應力超出混凝土的抗壓強度后,應力---應變關系呈線性增長,混凝土的應力和應變同時達到最大值,呈現了CFRP片材是線彈性材料約束混凝土的特點。[1]
二、碳纖維加固混凝土柱的原理
普通混凝土結構在使用一定的年限后,混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕,承載能力下降;一部分新建和在建的工程,由于設計或施工不當,有些工程使用功能改變,荷載增加或者提高建筑物的抗震設防等級;由于種種原因造成停建爛尾工程,又重新啟動的工程等等,這些都需要對結構進行加固。使用建筑結構膠在混凝土表面粘帖CFRP片材材料進行加固修復混凝土結構,《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中對鋼筋混凝土柱的加固從施工到設計都有詳細的規定。
《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中要求粘帖CFRP片材加固修復混凝土結構應由熟悉該技術施工藝的專業施工隊伍完成,并應有加固修復和施工技術措施。保證施工質量的關鍵是遵循工序要求,施工時應考慮環境溫度、濕度對結構膠固化的影響。施工過程中,為保證加固質量,應從施工準備開始對需要加固的構件進行表面修復、清理并保持干燥,應按產品供應商提供的工藝規定進行配置和涂抹結構膠。粘帖CFRP片材還應符合《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中有關條款要求。施工中應注意安全,遠離電器設備及電源,做好防護措施。在開始施工之前,應確認CFRP片材及配套的結構膠的新產品合格證、產品出廠質量檢驗報告,各項性能指標應符合《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中的檢驗要求。[2]
改善鋼筋混凝土柱最方便最有效的方法就是對核心區混凝土和保護層混凝土進行有效的約束,提高混凝土自身的變形能力?!短祭w維片材加固修復混凝土結構技術規程》的出現使得這一方法變得簡單易行。CFRP片材包裹在鋼筋混凝土柱,混凝土受到了外包纖維的有效約束,極大改善了混凝土的變形能力;同時外包纖維限制了裂縫的發展,在纖維拉斷前保護層的混凝土不剝落,有效防止了粘結構破壞的發生。
為了進行CFRP約束混凝土構件的力學性能和承載力設計方法的研究,必須確定混凝土在CFRP生材料約束情況下的應力―――應變關系。國內外許多學者對CFRP約束混凝土的關系進行了研究,基于試驗結果分析,建立了CFRP約束混凝土關系指數曲線+直線曲線的模型。
三、碳纖維加固鋼筋混凝土柱的軸向承載力計算抗震加固[3]
我國現行鋼筋混凝土設計規范及抗震設計規范中,對于鋼筋混凝土結構的抗震措施,主要針對不同的抗震等級,通過內力調整和限制軸壓比倆方面來控制。許多研究者指出:軸壓比影響柱的延性及破壞形式。當軸向壓力較小時,鋼筋混凝土柱為受拉破壞,主要是由于受拉側鋼筋先達到屈服而引起的,表現出一定的延性。隨著軸向壓力的增加,柱的延性不斷降低。當軸力超過界限軸力時,受拉側鋼筋達不到受屈服,構件的破壞主要是由于混凝土壓潰或主筋的壓曲造成的,因此延性很小。這就是抗震結構中限制鋼筋混凝土柱軸壓比的原因。在實際加固改造工程中,常常會遇到框架柱軸壓比超出規范限值得情況。此時采用CFRP約束混凝土的關系環向包裹對柱進行約束,可以提高柱的混凝土抗壓強度,從而降低軸壓比。對于外粘帖纖維布弱約束鋼筋混凝土柱計算;外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸壓構件,其軸承載力按下列公式計算:N0.9(
對圓形載面建議按:式中: 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸壓構件心抗壓強設計值; 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構件抗壓強設計值; 為外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構件抗拉強設計值;外粘纖維布弱約束鋼筋混凝土柱軸向構件抗拉強設計值;A為加固柱截面的面積。一般情況下 不應大于的1.5倍,黨有可靠依據時混凝土強度的提高幅值可適當提高。截面的半徑或高度應小于1.0m,對矩形截面的高寬比h/b應小于1.5。
為確保核心區混凝土得到有效的約束,我國現行鋼筋混凝土設計規范及抗震設計規范給出了柱箍筋加密區的最小配箍特征值 ,為避免配箍率過小還規定了最小體積配箍率。鋼筋混凝土柱軸可以通過粘帖碳纖維來滿足《建筑抗震設計規范》(GB50011―2001)對箍筋加密區以及體積配箍率的構造要求,以提高其抗震性能。碳纖維的加固最主要課依據《建筑抗震設計規范》和《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》中(CECS146:2003)來確定。
碳纖維片材在箍筋加密區宜連續布置,且碳纖維片材兩端應搭接或采取可靠連續措施形成封閉箍。碳纖維片材條帶的搭接長度不應小于150mm,各條帶的搭接位置應相互錯開。
參考文獻:
[1] 文明才. 建筑結構加固技術及發展趨勢[J]. 湖南城市學院學報(自然科學版)[J]. 2005,14 (3):13-15.
篇8
關鍵詞:基坑,應急加固,施工方案
擬建某住宅項目由2#住宅樓、3#住宅樓以及地下車庫三部分組成。其中地下車庫地下2層,筏板基礎,設計基底標高-10.0m,基坑深度9.4m;基坑支護方案為土釘墻護坡。護坡施工完工后第16天,該邊坡發現不明水源,造成土釘墻墻面潮濕,并有滲水現象,施工方通過增設導水管,對其進行導水。第二日晨發現此段邊坡頂局部出現裂縫,通過邊坡位移觀測,發現邊坡水平位移突然增至64.0mm,并有繼續增大的趨勢。論文格式。施工方馬上在坡腳進行堆土反壓加固,第三日凌晨5點,回填至地表下2.5m位置,通過持續監測表明邊坡已經得到有效控制,基坑變形沒有發展。
根據現場情況編制如下應急預案:
堅持“安全第一,預防為主”、“保護人員安全優先,保護環境優先”的方針,貫徹“常備不懈、統一指揮、高效協調、持續改進”的原則。更好地適應法律和經濟活動的要求;給企業員工的工作和施工場區周圍居民提供更好更安全的環境;保證各種應急資源處于良好的備戰狀態;指導應急行動按計劃有序地進行;防止因應急行動組織不力或現場救援工作的無序和混亂而延誤事故的應急救援;有效地避免或降低人員傷亡和財產損失;幫助實現應急行動的快速、有序、高效;充分體現應急救援的“應急精神”。
1、場地條件分析
擬建場地地形較平坦。論文格式。在勘察深度范圍內按地層沉積年代、成因類型及巖性將其劃分為人工堆積層、新近沉積層、第四紀沉積層三個大層。根據巖土工程勘察資料,場地天然地表下4.00~6.00m時見地下水,靜止水位1.40~2.20m,標高42.57~43.29m,為上層滯水。地下水對混凝土及鋼筋混凝土結構中的鋼筋在干濕交替狀態下均無腐蝕性?,F場已采取了降水措施,施工過程中,現場出現局部滯水已經完全排干,根據導水管出水量判斷導致坡面變濕邊坡位移的水源為非上層滯水。論文格式。
2、周邊環境分析
基坑上口線距離建筑紅線(圍墻)3.1m;紅線外3.7m有一座二層住宅樓,基礎埋深2.0m;建筑紅線內圍墻腳下有一高壓電纜,埋深0.5m;建筑紅線內距圍墻1.0m有兩道150mm直徑天然氣管線,埋深1.2m。
3、邊坡加固方案:
施工再次開挖基坑時,擬采用鋼花管加錨桿加固措施,以增加支護結構的整體強度和對變形的約束力。
鋼花管:設三道鋼花管,采用直徑1.5寸鋼管,水平間距2.0m,鉆孔直徑Φ120,鋼管內外注M10水泥漿。
第一道鋼花管:長9.0m,布置在地表下2.3m處(2.7m以上),傾角15度;
第二道鋼花管:長9.0m,布置在地表下4.1m處,傾角15度;
第三道鋼花管:長6.0m,布置在地表下7.3m處,傾角15度;
錨桿:設兩道錨桿。
第一道錨桿,錨桿長度為18m,兩根Φ15.2鋼絞線,自由段長度5.0m,水平間距2.0m,鎖定荷載250kN。錨桿布置在地表下2.7m處,傾角15度;腰梁采用22b槽鋼;承壓板規格:200×200×16mm;錨具規格:QM15-2。
第二道錨桿,錨桿長度為15m,一根Φ15.2鋼絞線,自由段長度5.0m,水平間距2.0m,鎖定荷載150kN。錨桿布置在地表下5.6m處,傾角15度;腰梁采用20b槽鋼;承壓板規格:180×180×16mm;錨具規格:QM15-1。
4、現場風險分析
鑒于目前基坑邊坡已經發生了較大的變形(坡頂水平變形最大變形70mm),根據目前狀況,加固施工期間可能發生的風險有以下幾點:
A.基坑變形繼續發展,導致坍塌;
B.基坑東側建筑物傾斜,造成無法正常使用;
C.天然氣管線泄漏;
D.高壓電纜無法正常使用。
5、應急物資準備
現場安排挖掘機、推土機挖土運土機械應急使用;
現場備錨桿鉆機、壓力注漿機應急臨時支護使用;
現場安排面包車、小客車運送人員;
聯系附近旅館安置居民,聯系社區醫院做好居民保健工作;
臨時支護材料:φ60鋼管、錨桿、水泥;
消防器材:防止電源短路、煤氣泄漏起火;
防汛器材:防止自來水、雨水、污水等管道破壞斷裂,造成漏水,準備足夠的潛水泵、污水泵、排水管、電纜等。
6、應急預案的啟動前提
(1) 坡頂水平位移增量大于等于1.5mm/日,總位移累計大于90mm;
(2) 建筑物傾斜達到0.2%時或沉降速度達到1.0mm/d;
(3) 突降大雨、暴雨(大雪、暴雪);
(4) 意外事故造成邊坡局部塌陷、崩塌。
(5) 煤氣公司、供電局檢測數據表明,煤氣管線、高壓電纜等生活設施出現險情:
(6) 建設單位、總包、監理單位認為需要的其他緊急情況。
7、管理措施
① 加固施工引起邊坡水平變形及坡頂沉降、引起煤氣管線及高壓電纜的變形的指揮與控制。
通過變形監測,若發現坡頂水平位移增量大于等于1.5mm/日,總位移累計大于90mm;時,采取的措施如下:
A 立即停止基坑開挖,聯系煤氣公司人員檢測煤氣管線運行狀況,聯系供電公司檢測高壓電纜的運行情況;
B 根據煤氣公司檢測人員的意見,采取煤氣管線加固措施,或斷氣處理;
C 根據供電公司檢測人員的意見,采取電纜加固措施,或用備用電纜替換,保證供電安全;
D 據現場情況采取進行堆土反壓(加高、加寬)措施。
② 加固施工引起地面不均勻沉降,引起附近建筑物的傾斜的指揮與控制。
當發現附近建筑物傾斜達到0.2%或沉降速度達到1.0mm/d時,采取的措施如下:
A 立即停止基坑開挖,加強基坑加固方案;
B 邀請有關專家或加固單位共同制訂建筑物的糾偏方案并組織實施。
C 建筑物墻體發現裂縫時,聯系物業、餐館,組織建筑物內住戶外遷。
② 突降大雨或大雪時,立即起動備用水泵抽水(突降大雪或暴雪時,立即組織清掃、外運坡頂積雪),并安排專人不間斷觀察基坑的穩定情況。
8、公共關系
項目部辦公室為項目部各信息收集和的組織機構,人員包括,辦公室屆時將起到項目部的媒體的作用,對事故的處理、控制、進展、升級等情況進行信息收集,并對事故輕重情況進行判斷,有針對性定期和不定期的向外界和內部如實的上報,向內部上報主要是向項目部內部各工區、集團公司的上報等,外部主要是向建設、監理、設計等單位的上報。
9、預案解除
充分辯識加固過程中存在的危險,當監測數據表明邊坡處于安全穩定狀態時,經甲方、監理工程師認可,由現場緊急搶險組長宣布解除緊急搶險狀態,恢復正常工作狀態。
【參考文獻】
[1]建筑邊坡工程技術規范. GB50330—2002.
[2]建筑地基基礎設計規范. GB50007—2002.
篇9
關鍵詞:植筋膠,植筋,抗剪力,粘結劑強度,錨固深度
1、前言
近年來,混凝土新技術和新材料在工程改建和加固中普遍開始應用,植筋技術作為一種新型的加固技術,不僅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特點,而且還具有適應性強、適用范圍廣、錨固結構的整體性能良好、價格低廉等優點。由于在鋼筋混凝土結構上植筋錨固已不必再進行大量的開鑿挖洞,而只需在植筋部位鉆孔后,利用化學粘合劑作為鋼筋與混凝土的粘合材料就能保證鋼筋與混凝土的良好粘接,從而減輕對原有混凝土結構構件的損傷,也減少了加固改造工程量:又因植筋膠對鋼筋的錨固作用不是靠錨筋與基材的脹壓與摩擦產生的力,而是利用其自身粘接材料的錨固力,使鋼筋錨桿與混凝土基材有效地錨固在一起,產生的粘接強度與機械咬合力來承受受拉荷載,當植筋達到一定的錨固深度后,植入的鋼筋就具有很強的抗拔力,從而保證了錨固強度。工程實踐證明,植筋技術不失為一種處理建筑及橋梁混凝土結構缺陷和改造具有一定年限建筑的好辦法。
將鋼筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材的化學植筋技術,近二十年來已被我國建筑業廣泛的應用于各類建筑加固、改造與維修中。在目前應用化學植筋技術的加固、改擴建工程中,存在兩種主要的植筋施工方法:按生產廠家標準操作方法和人工操作方法。無論是施工操作程序,還是植筋粘合劑材料,這兩類施工方法都存在著一定的差異。標準操作方法則是配備專有施工工具,同時粘合劑在出廠時已經做好定量包裝;人工操作方法的施工方式為現場手工稱量,攪拌均勻,手工填充。對兩種施工方法進行對比分析,標準操作方法價格相對高一些。
一、化學植筋錨固技術簡介
1.化學植筋錨固技術原理
化學植筋錨固技術是一項新型的鋼筋混凝土結構加固技術,是一項對混凝士結構較簡捷、有效的連接與錨固技術。它是在已有混凝土結構或構件上以適當的直徑和標準要求的深度鉆孔,并采用專用植筋膠,利用其粘結和鎖鍵原理使設計圖紙要求的鋼筋與原混凝土粘接牢固,使作用在植筋上的拉力通過化學粘接劑向混凝土中傳遞,從而形成受力整體。目前,已廣泛地應用于擴大加寬基礎、加層改造、新舊混凝土連接、漏放鋼筋添加、節點連接加固、增梁加梁、柱等工程處理中得到廣泛的應用及新建和已有建筑物的加固改造工程中。其工作原理是:在施工加固過程中,新舊混凝土界面的抗剪力主要由以下幾部分組成:界面混凝土內部結合力,界面摩擦力,植筋的抗剪力。當外力作用達到一定程度,界面混凝土內部結合力被抵消,新增的混凝土與原混凝土界面理論上分離,產生相對位移,此時植筋受拉力和剪力產生彎矩作用,作用值的大小依賴于界面的粗糙度和強度。如果界面足夠粗糙,新增的混凝士與原混凝土界面粘和力足夠大,此時會產生附加的混凝土層間自內連鎖作用(包括摩擦力和內部結合力),起到部分抵消外部剪力的功效。
2.化學植筋錨固技術優點
1)設計的靈活性:根據需要可以在鋼筋混凝土結構的大多數位置,根據結構受力特征而設計植筋的數量及規格。
2)可靠性優于預埋件:一般鋼筋混凝土結構在需要與其他結構連接處均預留預埋件,但預埋件位置不易確定,混凝土澆注成型后及調整使用功能后預埋件的位置難以改變且施工繁瑣,而植筋具有靈活性,其可靠度與預埋件基本相同。
3)比一般的鉚、焊方法相比受力均勻,材料不會產生應力集中現象(如焊接時的熱應力等),化學植筋比較耐疲勞。
4)承載力大,按標準規范計算施工的植筋完全能滿足承載力的受力要求。論文大全。
5)工藝簡單,可大大縮短工期,往往在2~3 天或更短時間內就可使用。
6)鉆孔直徑、深度范圍廣、施工靈活,抗高溫,可近距離焊接施工。
7)新增混凝土結構基本沒有滑移。
8)造價較低:以應用植筋技術最多的框架柱與砌塊填充墻之間的錨拉筋(ф6㎜)為例。經過施工單位使用情況調查,一般每公斤結構植筋膠可植近100根錨拉筋,植筋所用結構膠成本還不到0.6元,由于植錨拉筋工藝簡便,一般鋼筋工都可以操作,且每個工日至少可植50~60根,每根鋼筋綜合成本也就在1~2元左右,比其他施工方法相對經濟。
3.化學植筋錨固技術影響及不利因素
植筋技術的成敗主要取決于混凝土基材質量、鋼筋質量、粘結劑強度、鋼筋植入混凝土的深度(錨長度)、施工溫度、成孔質量、孔內潔凈程度、孔內干濕程度等諸多因素。施工時應滿足《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006的要求。
(1)混凝土本身強度如果很低,植入高強度鋼筋沒有實際意義。所以根據《混凝土結構加固技術規程》規定,混凝土強度不宜低于C15,混凝土強度宜采用C20以上。
(2)鋼筋一般選用I級、II級鋼筋,其強度應符合現行國家標準,即《普通碳素結構鋼技術條件》的規定。粘結劑膠體的自身抗拉強度、抗彎強度及劈裂抗拉強度和粘接性能強度必須滿足使用要求。
(3)混凝土化學植筋的破壞形式則主要取決于植筋的錨固深度,就植筋的埋置深度而言,試驗研究表明,埋深較小時,植筋發生混凝土錐形破壞,承載力較低,不但不能發揮鋼筋的作用,而且脆性破壞:埋置深度過深時,鋼筋發生斷裂破壞,鋼筋植入部分沒有發生絲毫滑移,強度未充分發揮,容易造成材料浪費:只有埋置達到適當的深度時,植筋破壞始于鋼筋屈服,有明顯的屈服破壞預兆,符合工程需要。這個“適當的深度”就是滿足《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006的要求。
(4)施工溫度及濕度。植筋的施工溫度直接影響粘結劑的固化時間。一般情況下,植筋所用粘結劑的固化時間隨溫度的升高而縮短:植筋的環境濕度也直接影響粘結劑的固化時間和粘結力學性能的發揮,故應確保環境溫度不致過高及濕度相對低些。
(5) 化學植筋錨固工藝對操作者來說存在一定的危害,施工時應做好個人安全防護,現場要保持通風良好。
4.化學植筋錨固技術施工要求
(1)工藝流程: 植筋錨固鋼筋混凝土工程設計→定位→鉆孔→清孔→注膠→除銹后在鋼筋上標記埋深刻度,→植入鋼筋→留足夠的時間固化并防止流膠→現場檢測固化效果→檢測合格→對結構表面進行鑿毛處理→清潔表面→澆筑新增結構混凝土。
(2)施中應注意的問題:①按設計要求定位布孔。②鉆孔與母體表面垂直,孔徑比鋼筋直徑 5㎜左右,注意鉆孔位置應避開結構內鋼筋,尤其是受力主筋,一般采用鋼筋探測儀定位。采用水鉆鉆孔時,應對孔壁進行打毛及干燥處理。③用刷子及清潔的壓縮空氣清干凈塵土,不能用水洗,鋼筋表面要除銹,不能存在浮銹或油污。④從孔底開始注膠,待孔內注膠達到80%以后即將鋼筋緩緩旋入孔中,以表面稍有溢出為宜,整個植筋過程應連續進行。⑤植筋膠凝固硬化前不得施加荷載。論文大全。植筋錨固在潮濕的混凝土中時,干燥后再施工,硬化時間必須加倍。
二、適合于工程應用的植筋錨固項目
1.用于橋梁病害治理。根據橋梁橋面鋪裝層不同程度破壞的情況,如產生病害的主要原因是橋面鋪裝層與梁頂面粘接不良。通過對橋面鋪裝層鉆芯可以看出,橋面鋪裝層與頂梁的結合性很差,主要原因是施工中澆筑鋪裝混凝土前對梁板頂面鑿毛及清理不當,鋪裝層與梁板之間出現夾層,未能緊密結合成整體,形成分層,在機動車輛行車震動的作用下發生疲勞破壞。采用化學植筋技術,可使橋面鋪裝與梁板結合緊密,兩者共同參與受力,同時固定橋面鋪裝鋼筋網的位置。采用化學植筋技術的固定橋面鋪裝鋼筋網的結合層運行效果良好。
2.用于加固新舊混凝土結合部強度。如橋梁擴大基礎、承臺、蓋梁和臺帽等部位。通過在擴大基礎、承臺、蓋梁和臺帽等不同部位的植筋施工體現化學植筋效果,可以有效提高新舊混凝土結合部位粘接性能強度,施工部位,新舊臺帽結合部位極少數出現裂隙。論文大全。
3.用于對一些老舊廠房、住宅、辦公樓等的改造:由于一些舊有建筑結構不能適應使用需求,需要進行改造,而距使用年限還有一定的時間,使用化學植筋的方式進行建筑結構改造,如接柱、加梁、后加樓梯、電梯井、內外裝飾錨固等,這樣能節省大量的資金及時間。
4.用于橋梁加寬。傳統方法是先做好橋下安全維護工作,再鑿除防撞欄和橋面懸臂板混凝土,安裝加寬部分鋼筋并與舊橋鋼筋綁扎固定,最后支模澆注混凝土。從節約投資、減少施工難度、縮短工期等方面考慮,采用化學植筋方法施工更實用、有效。具體作法是在需加寬的構件上植入一定數量的鋼筋,再支模澆注混凝土,從而加大橋面寬度。在橋梁加寬工程上應用化學植筋方法具有不錯的效果。
三、結束語
化學植筋技術設備簡單,操作方便,效果可靠,其施工要點在于鉆孔深度、孔徑及垂直度一定要保證符合設計要求,且施工中植入鋼筋一定要保持潔凈,對植筋膠的選用一定要嚴格,施工前必須先做試驗,若能保證以上措施,植筋效果能達到《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006的要求??偟膩碚f植筋技術的合理應用,不僅能夠解決既有工程結構由于使用功能變化、不可抗力(指地震、水災、火災等自然災害)、結構老化等原因而需結構加固的問題,而且,還能解決由于設計缺陷、裝潢、施工遺漏等原因造成的需要結構加固問題。同時,隨著更多需要結構加固工程和改造工程的出現和化學植筋技術被廣泛的應用。其可靠性被工程界和開發商的認可,為化學植筋技術的應用提供了廣闊的市場。但是,隨著化學植筋技術的廣泛應用,應努力解決好以下問題:植筋技術應用的方法、手段、設備、儀器,通過研究和實踐形成成套的更為先進的化學植筋技術,從而使該技術進一步理論化、規范化。相信,隨著化學植筋技術的成熟和成本的不斷降低,它在建筑工程中的運用將越來越普遍。
結論
1.由各種工程的實際應用的數據分析可知,嚴格按照施工要求,不同的操作方法對粘合劑的承載力影響是有限的,各種結構用化學植筋粘合劑用于建筑物結構改造中鋼筋的種植完全是可行的,而且在承載力上區別不大;
2.不同的操作方法決定了粘合劑的可操作性、固化時間、環保安全性、價格等等,通過以上的論述,我們可以得知如果在施工條件允許的情況下,化學植筋技術粘合劑具有更大的市場,而且這種優勢會隨著我國勞動力成本的不斷上漲、工程質量的要求、環保的要求的不斷提高而不斷擴大,最終混凝土化學植筋技術將會更加完善。
參考文獻
[1]《混凝土結構后錨固技術規程》JGJ145-2004
[2]《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006
篇10
關鍵詞:地基,加固,基礎
地基是指建筑物荷載作用下基底下方產生的變形不可忽略的那部分地層,而基礎則是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結構。作為支承建筑物荷載的地基,必須能防止強度破壞和失穩,同時,必須控制基礎的沉降不超過地基的變形允許值。在滿足上述要求的前提下,盡量采用相對埋深不大,只須普通的施工程序就可建造起來的基礎類型,即稱天然地基上的淺基礎;地基不能滿足上述條件,則應進行地基加固處理,在處理后的地基上建造的基礎,稱人土地基上的淺基礎。當上述地基基礎形式均不能滿足要求時,則應考慮借助特殊的施工手段相對埋深大的基礎形式,即深基礎(常用樁基),以求把荷載更多地傳到深部的堅實土層中去。
建構筑物基礎選型時,必須結合地質情況,因地制宜,充分利用天然地基,普通條形基礎在建筑物總造價中占比例為15%~20%,因此有必要對基礎優化。一般情況下首先考慮利用天然地基,條形放大基礎。老粘土夯實地基,位于地下水位以上考慮挖深2.5m左右,采用三七灰土或三合土人工或機械夯實,每次虛填土厚度25cm左右,夯實至厚度為15cm,直至基礎底面。對基礎埋深過大的,采用塊石灌漿放大基礎,減少基礎埋深。承載力在150KPa的天然地基,考慮采用換填土放大基礎,一般換填土采用級配卵石放大基礎。對回填區填土壓實系數不小于0.94,實測其承載力,直接在其上部做單層建筑物沒有問題。對于多層建筑根據持力層深度大于5m采用樁基礎,3~5m以內超深基礎采用塊石灌漿比較經濟。
1一般建筑地基建設及處理技術
(1)在地基施工過程中,當基地土質為淤泥,上層土層較薄時,應采取避免施工中對淤泥和淤泥土擾動的措施。如果是沖填土,建筑物垃圾廢料,當均勻性和密實度較好時均可利用作為持力層,對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業度料等雜填土,未經處理不能作為持力層。在選擇地基處理方法時,應綜合工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求,建筑結構類型和基礎型式,周圍環境條件、材料供應情況,施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。
(2)地基處理時,必須采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力,對已定的地基處理方法,進行必要的測試,同時為施工質量提供相關依據。地基處理后,建筑地基變形應滿足現行有關規范要求,并在施工期間進行沉降現測;如果地基上欠固結土、腳脹土,濕陷性黃土,則選用適當的增強體和施工工藝。結合該建筑地基的實際情況,地基較差,荷載較大,施工前為增強整體性,減少不均勻沉降,為滿足地基和沉降要求,可以采用樁基或人工處理地基,但人工挖孔樁適用于地下水位較深,而持力層以上無流動性淤泥質土者,因此采取樁基礎作為建筑的基礎比較理想。當地下室結構超長過多,單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時,可以考慮采用補償收縮混凝土,在適當位置設置膨脹加強帶時,并制定嚴格的技術保障措施,保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合理準確,結構設計應對地下室結構部位混凝土的限制膨脹率采取措施。
(3)在施工中高層建筑主體與裙房之間是設置永久變形縫,還是在施工階段設置沉降后澆帶,應根據場地地基持力層土質情況,基礎形式上部結構布置等條件綜合確定。在采用天然基礎埋深,一般應大于裙房基礎埋深至少2m,不滿足要求時,應計算高層建的隱定性,并與高層建筑的架空層貫通,期間設置了沉降縫,基礎埋深基本相同,沉降縫間采用硬質材料填充,如果處理不好,高屋建筑層與地下架空層出現互質問題,沉降縫兩側墻開裂,造成滲漏。
2工業廠房地基的加固與處理技術
(1)施工前應驗槽,將積水、淤泥清除干凈,待干燥后再鋪灰土?;彝潦┕r,應適當控制其含水量,以用手緊握土料成團,兩指輕捏能碎為宜。免費論文,基礎?;彝翍韬途鶆?,拌好后應及時鋪好夯實。鋪土應分層進行,厚度由槽(坑)壁預設標釬控制。每層灰土的夯打遍數,應根據設計要求的干密度在現場試驗確定。灰土分段施工時,不得在墻角、柱墩及承重宙間墻下接縫,上下相鄰兩層灰土的接縫間距不得小于0.5m,接縫處的灰土應充分夯實。當灰土墊層地基高度不同時,應做成階梯形,每階寬度不少于0.5m。免費論文,基礎。在地下水位以下的基槽、坑內施工時,應采取排水措施,使在無水狀態下施工。入槽的灰土,不得隔日夯打。夯實后的灰土3日內不得受水浸泡。灰土打完后,應及時進行基礎施工,并及時回填土,否則要做臨時巡蓋,防止日曬雨淋。剛打完畢或尚未夯實的灰土,如遭受雨淋浸泡,則應將積水及松軟灰土除去并補填夯實,受浸濕的灰土,應在晾干后再使用。冬季施工時,不得采用凍土或夾有凍土的土料,井應采取有效的防凍措施。
(2)在施工過程中如發現地基土質過硬或過軟不符合設計要求,應本著使建筑物各部位沉降盡量趨于一致,以減小地基不均勻沉降的原則進行地基處理。以磚井或土井的處理為例,磚井在溝槽中間,井內填土已較密實,則應將井的磚圈拆除至溝槽底以下1m(或更多),在此拆除范圍內用2:8或3:7灰土分層夯實至溝槽底:如井的直徑大于1.5m時,則應適當考慮加強上部結構的強度,如在墻內配筋或做地基梁跨越磚井。若井在基礎的轉角處,除采用上述拆除回填辦法處理外,還應對基礎加強處理。免費論文,基礎。當井位于房屋轉角處,而基礎壓在井上部分,并且在井上部分所損失的承壓面積,可由其余基槽承擔而不引起過多的沉降時,則可采用從基礎中挑梁的辦法解決。免費論文,基礎。當井位于墻的轉角處,而基礎壓在井上的面積較大,且采用挑梁辦法較困難或不經濟時,則可將基礎沿墻長方向向外延長出去,使延長部分落在老土上。免費論文,基礎。落在老土上的基礎總面積,應等于井圈范圍內原有基礎的面積(即A1+A2=A),然后在基礎墻內再采用配筋或鋼筋混凝土梁來加強。免費論文,基礎。如井已回填但不密實,甚至還是軟土時,可用大塊石將下面軟土擠緊,再選用上述辦法回填處理。若井內不能夯填密實時,則可在井的磚圈上加鋼筋混凝土蓋封口,上部再回填處理。
(3)基礎加固。用鉆機在基礎上成孔至要加固的土層,然后用高壓灌漿設備將配制好的水泥化學漿液灌入地層,通過劈裂、擠壓作用,使土層與漿液產生物理化學反應而膠結,從而達到改善土體結構和性能的目的。利用建筑物的承重柱重力作為反力,通過一套液(油)壓設備,把預制樁分節壓入土中,上下節樁接駁用預埋角鐵焊接。壓樁由液壓控制,當壓力達設計荷載并基本滿足計劃樁長要求時則終樁,終樁時的單樁承載力可直接從壓樁設備的儀表中反映出來。終樁后將壓入樁的樁頭鋼筋與原基礎鋼筋焊接,并澆注砼承臺與基礎連為一體。在土建工程基礎方案設計中我們要著重考慮超長給結構帶來的不利影響,當增大結構伸縫間距或者是不設伸縮縫時,必須采取切實可行的措施,要防止結構開裂,在結構施工階段采取防裂措施是通用的減少混凝土收縮不利影響的有效方法,我們一般采用的做法是設置施工澆帶。
近年來,復合地基在土建工程中得到廣泛運用,地基可以提高地基持力層承載力,有效地控制建筑物的沉隆,以解決高層建筑主體和裙房之間差異沉降問題。不論采用哪種方法,如果采用施工后澆帶而不設置永久變形縫,有可能出現裙房與高層建筑物的整體傾斜,因此,如何保證高層建筑物整體使用壽命。除質量安全、材料、工藝要求外,首先要把握基礎施工方案。