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Key words: highway and bridge connection; design; bumping at bridge head
中圖分類號:[TU997] 文獻標識碼:A文章編號
公路運輸作為我國經濟發展中的重要運輸形式,其建設質量對于我國經濟發展有著重要的影響。行車安全性及舒適性是驗收公路施工質量的重要指標,行車安全性及舒適性主要由施工中瀝青路面的平整度及橋梁連接處施工質量所決定。橋頭跳車現象是我國省級以下公路常見問題之一,其產生的原因主要是由于公路路基沉降與橋梁地基沉降系數不同所造成。針對這樣的問題,我國公路橋梁建設施工單位及研究人員不斷對公路橋梁連接處的設計與施工進行研究,找出了橋頭跳車現象的解決辦法。為了更好的分析公路與跳梁連接處的設計與施工,首先要對橋頭跳車現象產生的原因進行深入分析,找出解決辦法。
1.公路與橋梁連接處“跳車”現象的原因分析
找出公路與橋梁連接處跳車現象的原因是解決跳車現象的關鍵。產生公路跳梁連接處跳車最主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等幾個方面。其中以不均勻沉降為最主要原因,我國公路路況調查顯示,產生公路與橋梁連接處跳車的最為主要的原因是柔性道路與剛性結構物之間的連接處發生不均勻沉降,產生錯臺所致。找出原因,然后根據這一原因進行相關的調整,調整設計方案,施工方案等,才能最終解決這一影響公路行駛安全性的跳車現象。
2.針對公路與橋梁連接處跳車現象的施工設計
剛性結構的橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性等存在差異,且橋頭連接處受力時易形成集中應力,在車輛荷載、結構自重、自然因素作用下,橋梁與道路同時發生沉降,但兩者的沉降量有很大差異,道路的沉降量遠大于橋梁的沉降量,形成錯臺,導致行車時發生橋頭跳車。針對這樣的情況,在施工前的設計階段,要詳細勘測路基情況,針對軟土路基、凍土路基等不同路基進行不同的工程設計與施工設計,解決橋頭跳車現象。
2.1針對橋臺與路堤間的沉降差導致橋頭“跳車”現象的原因分析與設計
傳統公路與跳梁連接處的施工中,在橋臺施工中其基礎一般都作了加固處理,沉降量很小。建成后的橋臺沉降可視為零。而路堤填土因其固有的壓縮續變性質,即使經充分壓實也難以避免因土基固結等因素造成的沉降,需待通車較長一段時間后才能趨于穩定。臺后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降兩部分組成。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動荷載作用下,路基填料逐漸被壓縮,孔隙率降低,密實度逐漸增大,從而在一定期限內產生路堤填土沉降。針對這樣的情況在設置橋涵構造物應允分考慮臺背填方路基的地質情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等問題,選擇恰當的橋涵位置、跨徑及橋臺后部防護工程,盡量避免大河面小跨徑橋涵。通過科學的設計減少橋頭跳車的情況發生。
2.2針對排水不暢及填土流失,連接部路基沉陷導致橋頭“跳車”現象的設計重點
在橋涵與路堤的連接部位存在的縫隙,雨水會沿縫隙滲透,下滲水對橋臺對土類填料易產生浸蝕和軟化,特別對填方體壓實不夠,易產生侵蝕和軟化,降低強度,導致填方體變形。在外部車輛荷載沖擊作用下,必然造成橋頭路基沉陷。針對這樣的情況,在工程設計初期,要詳細勘察路堤情況,針對路堤情況進行公路排水設計,通過科學化的排水設計,減少填土流失,減少路堤沉降,減少橋頭跳車情況的發生。
2.3采用新的施工設計方法,杜絕橋頭跳車現象
試驗表明搭板設置可以使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上,使車輛通過時跳躍現象大為減少。因此在施工中是要注意橋臺搭板的設置。同時為了避免二次跳車現象的出現應在搭板的尾端加設一段淺埋的變厚式埋板,其長度一般取3~5 m,對于水泥混凝土路面,也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。當然影響影響路面橋涵連接質量還有許多不確定因素,這還需要根據工程實際施工地點的地質情況判斷而定。通過對工程的設計改革,以及施工方式減少橋頭跳車現象。
2.4公路與橋涵連接處的設計標準分析
目前我國路橋分別有各自的設計指標,這就導致兩者之間的差異使得連接處容易出現“跳車”現象。根據《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》規定高速公路、一級公路的容許工后沉降為:橋臺與路堤相鄰處≤10cm,一般路段≤30cm,兩者不同。設計時對橋下地基地質研究比較仔細,往往是將橋臺基礎置于承載力較高的土層上,并對基礎進行布樁或擴大基礎等予以加固處理,故沉降量較小,而臺后填方段地基未進行加固處理,碰到軟土又難以處理徹底,引起土基固結壓縮,產生沉降差。根據觀察和對駕駛人員的調查表明,在高速公路上,當錯臺超過1.5cm時,就會出現跳車。 因此,在對應兩者的設計時必須考慮到這一點,針對兩者的差異進行必要的分析,充分考慮到可能使連接處產生“跳車”的因素,在設計時將這個可能降至最低。
3.橋頭跳車現象連接處的修復設計
加強路基控制是解決橋頭跳車主要控制措施之一,在進行施工前要對施工方式方法進行有效的設計,以減少路基沉降、、提高路基剛度,減少橋頭跳車現象。通過對臺背回填處理施工方式、臺背回填壓實方式、回填材料的選擇與設計等方法,減少公路與橋梁連接處跳車現象。對于已經產生跳車現象的橋梁連接處,可以采用新的修復方法進行修復,但是在進行修復前還要對連接處的修復進行一定的施工設計,以保障修復效果。利用現代修復技術可以有效的修復“橋頭跳車”,“混凝土注漿加固臺背填土快速修復技術”是修復技術中比較成熟的一種修復方式。“混凝土注漿加固臺背填土快速修復技術”是采用高分子聚合物加拌水泥而成的漿液,在跳車的橋頭50米至70米處即開始打上間距為1.5米至2米的梅花樁式孔,每個孔直徑約7.5厘米,深度從十幾米至二十幾米不等,再向孔里灌注這種新材料漿液,以增加土質強度,增強地基的承載力。針對路面沉降情況的不同,梅花樁式孔的深度、距離、孔徑都不相同,要根據勘察結果進行設計,計算各階段的應力,最終確定修復方案。
4.結論:
公路與橋梁連接處的跳車現象是我國公路常見病害之一,對于跳車現象的防治,一方面要從設計著手,通過對勘察數據的詳細分析,確定最佳施工設計方案,減少路基沉降,減少跳車現象。另一方面要從施工著手,通過對施工過程中各個質量控制點的控制與加強,確保施工質量,提高路基、橋臺的抗壓能力。同時還要對施工各個階段的施工方式方法進行設計,通過合理的施工設計,確保施工質量。通過多方面的有效結合,減少公路與橋梁連接處的跳車現象。
參考 文獻
1.劉佳 《公路、橋梁設計與施工》建筑資訊2007.12.
2.江波 《公路與橋梁工程病害防治及檢測修復實用技術大全》1999.7
關鍵詞:路橋;施工;軟土路基;處理
中圖分類號:U448.14文獻標識碼: A 文章編號:
在路橋施工中經常會遇到軟土路基。所謂軟土,一般是指處于軟朔或者流朔狀態下的粘性土,其特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數高、強度低,并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質性質,工程地質條件較差。在軟土地基上修筑路基,若不加處理或處理不當,往往會發生路基失穩或過量沉陷,導致公路破壞或不能正常使用。習慣上常把淤泥、淤泥質土、軟粘性土總稱為軟土。其主要特性表現為天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%-72%之間,孔隙比在1.0-1.9之間,飽和度一般大于95%,液限一般為35%-60%,塑性指數為13-30。
一、軟土地基的特點及危害
特點:軟土地基的天然含水量和空隙比大,親水性較強而透水性差;土粒間連接結構不穩定,導致壓縮性高;不排水剪切時,內摩擦角接近于零,抗剪程度低;軟土一經擾動,強度就會迅速的降低,觸變性和蠕動性大;軟土地基的強度低、固結慢、變形大。
危害:軟土地基的特點因地而異,因層而異,不可預見性大,在設計和施工中稍有疏忽就會出現質量危害。若勘察設計不詳細或不準確,導致對應該作軟基處理的地段未作處理設計;未做好軟土地基處理,造成路堤失穩或危及線外建筑物;未按分層進行填筑,填土過快,碾壓不當也會造成路堤失穩;擾動硬殼層,會使硬殼層遭受破壞,導致路堤失穩。
二、 路橋工程軟土地基處理施工中的控制原則
眾所周知,在路橋工程的建設過程中,無論從管理角度還是從經濟角度,軟土地基的處理施工都應該遵循防治結合并且以預防為主的原則,即堅持預防性控制,并在出現病害時及時修補。而其施工控制工作應分兩種:預防性控制和修復性控制。預防性控制工作旨在保護路基路面并減小路基路面質量下降速度,修復性控制工作旨在修復特定的軟土地基破壞或損壞區域。及時的預防性控制能延緩在交通與環境施加的荷載作用下路基路面損壞的時間。而一旦該施工控制沒有做好,則會增加缺陷數量并增大其嚴重程度,以致在改建時修補費用增加,縮短罩面與改建之間的時間間隔,因而顯著增加路基路面壽命周期費用。為了降低軟土地基處理的控制成本,提高路基路面的經濟效益,許多國家大力發展預防性控制技術,提高軟土地基的處理施工控制水平。預防性控制措施的種類較多,不同地區、不同管理部門、不同承包方針對不同的路況所用的預防性控制措施不盡相同。但是,一個完整的預防性控制計劃應該包括整個軟土地基處理施工的全過程。總之,在路橋工程的施工過程中,當路基路面出現了工程質量問題以后再來進行修復性的控制工作,雖然也是有效的,但是畢竟就落了下乘,而且也是治標不治本的控制方法,只有在其施工的全過程中進行嚴格的預防性控制措施,才是對路基路面施工進行科學控制的根本所在。
三、 軟土路基常用加固方法
當路堤經穩定驗算或沉降計算不能滿足設計要求時,必須對軟土地基進行加固。加固的方法很多,常用的方法有:
1、塑料排水板
施工前應清除地面上的淤泥、樹根、草皮及雜物;打設塑料排水板不得采用錘擊法或水沖法施工。板頭應露出地面不小于0.5m;排水板的技術指標應符合設計要求,材料進場堆放應置于干燥通風處,并加遮蓋;當地面軟弱時宜先鋪設0.3m 厚的砂墊層;打設塑料排水板宜順線路方向分段逐排進行,分段長度不宜大于100m;應嚴格按照設計位置、深度和孔數施工,板位允許偏差為15cm,深度不應小于設計值,垂直度偏差不應大于1.5%;打設時排水板不應扭曲,濾膜不應破損和污染;排水板接長時應拆開濾膜對準芯板槽口、再包好濾膜,用釘固定,搭接長度不應小于0.2m;嚴禁浮放搭接。
2、 砂墊層法
對于地基上部軟土層極薄且含水量大時,在軟土地基上敷墊0.5~1.2m 左右厚的砂墊層。這樣可達到固結軟土層,使砂墊層起到上部排水層作用。同時,砂墊層又成為填土內的地下排水層,以降低填土內的水位;在進行填土及地基處理施工時,為施工機械提供良好的通行條件。這樣,在路橋施工中,進行填土和地基的施工時,為施工的機械創造了良好通信的條件。而對于砂墊層的確定,應考量機械重量、輪胎對于地面的接觸壓力、軟土地基的表層強度、偏心的程度等,在砂墊層鋪設時應盡可能做到均勻一致。而用透水性較差粉土作為填料時,要妥善處理防止其坡腳的附近砂墊層被土覆蓋,阻礙側向的排水。
3、砂井
砂井是利用各種打樁機具擊入鋼管,或用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于這種砂井在飽和軟粘土中起排水通道的作用,又稱排水砂井。砂井頂面應鋪設墊層,以構成完整的地基排水系統。砂井適用于軟土層厚度大于5 m 時。最大有效處理深度1 8 m 。
4、袋裝砂井
井徑對固結時間的影響沒有井距那樣敏感。但一般砂井如果井徑太小,既無法施工,也無法防止因地基變形而斷開失效。因此,現在廣泛采用網狀織物袋裝砂井,其直徑僅8 c m 左右,比一般砂井要省料得多,造價比一般砂井低廉,且不會因施工操作上的誤差或地基發生水平和垂直變形而喪失其連續性。最大有效處理深度1 8 m 。
5、預壓和超載預壓法
在擬建橋涵在修筑路堤時可預先把土填得比設計高度高一些,或加寬填土寬度,以加速地基固結下沉,以后再挖除超填部分,這種預壓和超載預壓法簡單易行,但需較長的固結時間。并常需配合采用砂墊層、砂井等排水措施方能滿足工期要求。
(1) 預壓和超載預壓的填土高度應符合圖紙或監理工程師的要求。
(2) 用于預壓與超載預壓的土方應分層填筑并壓實。
(3)預壓和超載預壓沉降后應及時補方,一次補方厚度不應超過一層填筑厚度,并適當壓實。對地基穩定性較好的路段,亦可按預測沉降量隨路堤填筑一次完成到位。
6、土工織物鋪墊
在軟土地基表層鋪設一層或多層土工織物,可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降,又可以提高地基的承載能力,同時也不影響排水。對于淤泥之類高含水量的超軟弱地基,在采用砂井及其他深層加固法之前,土工織物鋪墊可作為前期處理,以提高施工的可能性。
關鍵詞:混合結構,房屋地基,地基沉降
Abstract: at present, the construction project developed rapidly, but the engineering quality also there are some problems with it. This paper mainly discussed the mixed structure building foundation problems related to the uneven settlement harm, and based on this, for producing accident reason is analyzed, and the countermeasures of the relevant analysis.
Keywords: mixed structure, the building foundation, and the foundation settlement
中圖分類號:TU4文獻標識碼:A 文章編號:
1 引言
當前建筑工程仍然存在著很多質量問題,有些問題直接影響著建筑物的使用,浪費國家財產危及人民生命安全。在工程建設中常常遇到地基基礎不均勻沉降的問題,這一問題一直影響著工程的使用。許多砌體結構、混凝土結構等建筑物在建設和使用過程中出現不同程度、不同形式的裂縫,這是一個相當普遍的現象[1,2]。本文主要分析了混合結構房屋地基基礎不均勻沉降危害相關問題。
2 地基基礎不均勻沉降對混合結構房屋的危害
建筑物通過基礎把豎向體系傳來的荷載(軸向力)傳遞給地基,地基產生的反力作用在基礎底面上。只有當其與軸向力平衡時,才能保證建筑物結構的穩定與完整性。如果因某些原因造成基礎下局部地基土發生剪切、下沉、土層滑移等變位,破壞了軸向力與地基反力的平衡,地基與基礎之間就成松散接觸或不接觸,建筑物將出現不均勻沉降,結構內部將產生附加應力。此時,基礎的附加應力可近似于懸臂端。附加應力為剪切應力和負彎矩。松散接觸的一側將受到建筑物
荷載(軸向力)產生的剪切應力作用,從而造成局部結構體系產生豎向相對位移,結構受到意外的應力(應變)。當結構抵抗不住應力(應交)時,將會出現剪切破壞,常見的如墻體產生的剪切裂縫;緊密接觸的一側受到旋轉力矩(負彎矩)作用,對建筑物豎向結構體系產生附如斜拉應力。不均勻沉降引起的墻體裂縫,系結構性破壞裂縫,所造成的危害,輕者影響建筑物的美觀,重者墻體滲水和灌風,影響建筑物的使用功能,造成房屋使用者心理上的不安;嚴重的會引起墻倒屋塌,出現傷人事故和財產損失。
3 混合結構房屋不均勻沉降事故原因分析
下面對地基不均勻沉降引起混合結構房屋墻體開裂進行深入分析:以往工程事故表明,混合結構房屋由于地基基礎不均勻沉降造成的損傷破壞主要來自三大方面的因素,即地基、房屋結構本身及人為因素[3]。
(1)地基的不均勻沉降
主要存在以下幾種情況:①建筑物鄰近有基礎施工或其它機械設備振動,地基因震動而產生壓縮變形,局部下沉;②建筑物鄰近有大開挖工程,固水土流失,造成地基滑移或沉陷;③建筑物鄰近地面大量堆積重物,使得土層壓密變形。帶動地基沉降:④建筑物鄰近有交通要道,地基常年受到車輛振動而引起振密變形:⑤建筑物未經正確驗算,改建加層,變更使用,增加荷載或超載,造成基礎承載力不足引起不均勻沉降。
(2)混合結構房屋本身的原因
房屋的全部荷載最終通過基礎傳給地基,而地基在荷載作用下,其應力是隨深度而擴散,深度愈大,擴散愈大,應力愈小;在同一深處,也總是中間最大,向兩端逐漸減小,也正是由于土壤這種應力的擴散作用,即使地基地層非常均勻,房屋地基應力分布仍然是不均勻的,從而使房屋地基產生不均勻沉降。在地質較好、較均勻,且房屋的長高比不大的情況下,房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的,一般對房屋的安全使用不會產生多大的影響,但當房屋修建在淤泥土質
或軟塑狀態的粘性土上時,由于土的強度低、壓縮性大,房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降耋可能都比較大。
(3)人為因素
(1)勘察方面的原因。在土木建筑工程中,勘察工作是工程設計的基礎,為設計提供有關水文、地質等方面的數據數據。如工程未勘察就進行施工,或勘察數據錯誤,這些都會給工程造成嚴重后果。具體體現在:忽視勘察資料的作用,勘察工作粗糙,資料不精確。(2)設計方面的原因。①任意確定基礎:設計者盲目照搬另一建筑物的基礎設計圖作為該建筑物的基礎設計,由此造成基礎出現不均勻沉降,致使建筑物倒塌。②估算代替計算:結構沒有按有關要求進行精確計算,上部荷載是憑經驗估算的,基礎底面積設計過小,基礎邊緣最大壓力高出地基土容許承載力。因而部分結構及基礎破壞,引起整體倒塌。(3)施工方面的原因。由于基礎是埋入土中,其問題不易發現,屬隱蔽工程。
4 整治對策思考
4.1 對不均勻沉降導致房屋開裂的整治對策
對于防止地基不均勻沉降引起墻體開裂的措施來說,對于新建工程,必須首先確立重在設防的指導思想。概括起來,預防地基不均勻沉降引起裂縫的主要措施有:1、合理設置沉降縫。在房屋體型復雜,特別是高度相差較大時,應設沉降縫,沉降縫應從基礎分開,縫寬不得少于10cm,最好是三縫合一,施工中應保持縫內清潔,應防止碎磚、砂漿等雜物落入縫內。2、加強上部的剛度和整體性,提高墻體的抗剪能力,調整地基的不均勻沉降。不宜將建筑物設置在不同剛度的地基上,如同一區段建筑,一部分用天然地基,一部分用樁基等。必須采用不同地基時。要妥善處理,進行必要的計算分析。3.加強地基驗槽工作,發現有不良地基應及時妥善處理,然后才可進行基礎施工。
4.2 對地基不均勻沉降引起墻體開裂的治理措施
對于已經發生的沉降事故,除個別確因結構或構件“元氣”大傷而完全失去挽救價值外,多數均應經過適當整治,使建筑物完全或部分恢復功能而繼續使用。整治處理。首先應對因沉降發生嚴重變形或損壞的結構、構件、進行矯正、修復、與此同時,大多尚須對地基進行以消除濕陷,加密固結、或以提高承載能力,減少變形等為目的的適當處理。其次大部分沉降,特別是不均勻沉降,都在墻面或構件表面,留下了大大小小的裂縫。處理這些裂縫,不僅是為建筑物外觀美化的
需要,更主要是為了不留隱患。為了阻止不均勻沉降的繼續發展,而進一步加劇混合房屋結構墻體裂縫的開展。必須對不均勻沉降房屋所處地基和結構構件進行維修加固。加固一般可從地基和結構兩方面入手,具體有以下措施:(1)地基處理,混凝土灌注樁架梁法,鋼管樁加梁法,三重管旋噴樁定向旋噴法,樁底架梁托底法等等。(2)結構修復加固在經過結構矯正復位和地基處理后,應采取適宜的方法,及時地對上部結構損壞部分進行加固、修補,恢復建筑物正常使用功能,以實現安全承載的目的。上部結構處理包括裂縫的處理和砌體承載力的處理。
參考文獻:
[1] 鮑劍鋒. 新建房屋地基沉降的控制與處理[J]. 中國高新技術企業, 2007(6)
[關鍵詞] 騎樓;不均勻沉降;貫通裂縫;擠土置換法;筏板基礎;型鋼加固;
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程概況
位于欽州市中山路的一棟臨街騎樓,為二層磚木結構住宅樓,采用磚放大腳基礎,底層層高4.50m,二層層高3.0m,臨街部分二層騎樓與內部主體(三層)為貼建關系。騎樓屬于20世紀初期加建建筑,年久失修,騎樓部分及其與主體建筑接合部已出現結構局部損傷等影響正常使用和結構安全的情況:
1、基礎:基礎不均勻沉降且臨街面下沉較大并有繼續發展的趨勢。
2、騎樓磚柱及其支承的砼梁:騎樓的四個磚柱因基礎不均勻沉降而出現外傾鼓肚現象,梁支座下的磚柱身產生超過柱高1/2的豎向貫通裂縫(縫寬大于2cm)。砼梁底出現明顯的縱向裂縫。
3、磚墻:墻體與騎樓磚柱相連處產生從上到下的豎向裂縫,縫寬大于2cm,墻體與磚柱明顯分離,并有繼續分離趨勢。
本騎樓已經鑒定構成C級局部危房。
二、損壞原因分析
房屋建成使用多年(大于70年),基礎自然且不均勻沉降,結構因風吹日曬雨淋而自然風化,年久失修,房屋嚴重老化。
三、處理措施
本工程可采取兩種處理措施:一是對局部危房拆除重建;二是采用局部危房加固處理,使房屋結構達到安全使用狀態。
根據業主及有關部門的要求,本工程暫不拆除重建,采用局部危房加固處理方案。
四、結構加固處理技術方案
1、騎樓四角原磚柱加固
考慮到原磚柱身產生超過柱高1/2的豎向靈通裂縫縫寬大于1㎝,原結構安全和穩定性極差,須先采用型鋼加固騎樓四角厚砼柱。具體做法是用角鋼包住柱的四角,角鋼之間焊以水平扁鋼,組成鋼套箍,見圖1。
2、騎樓二層樓面梁鋼套箍加固
對騎樓二層樓面外側的三根梁(厚L1、厚L2),為了確保新、舊結構共同受力的可靠性及耐久性,采取鋼套箍加固:在厚梁頂附近磚墻用水鋁鉆孔@500,在鉆成孔處插入直鋼筋Φ14兩側各出墻面50㎜,在磚墻兩側直鋼筋上分別點焊1Φ18與磚墻同長,角鋼L60×6護厚L1和厚L2兩下角,用Φ14@500套箍角鋼L60×6,套箍Φ14用開口箍,上端與Φ18焊牢固,見圖2。
3、基礎加固
騎樓占地面積3.8m×3.2m,在確保加固原結構安全的前提下,輕挖開原騎樓磚柱地面(滿堂開挖至騎樓四角柱外側600范圍),小心挖至地面下600左右,用原木輕輕打夯實原土,澆筑C10素砼墊層,安裝基礎筏板模板,筏板厚500㎜,配雙層雙向Φ14@150鋼筋,配基礎暗梁AL鋼筋和預埋柱頭GZ鋼筋,澆筑S30砼。詳見圖。
施工中由于原地面下800㎜下仍為淤泥質土,現場采用了拋石擠土置換法進行了地基基礎處理:即挖至600㎜深處后用10~15㎝大的石塊擠壓原地基土一層約20㎝素砼墊層,按上述工序繼續基礎施工。
4、澆筑新增砼GZ,詳見圖3。
5、澆筑新增梁砼,詳圖4。
6、裝飾:
所有外露鋼鐵件及其焊縫均應按規范做好防銹,當新增加的梁柱砼達到設計強度后拆除模板,然后在新舊接合面及新增結構表面抹水泥砂漿,面刷防水膩子兩度。
五、結語
二十世紀初期建成的臨街騎樓,是典型的南洋建筑風格,由于年久失修,基礎可能在各種因素作用下不均勻沉除,房屋結構老化,如何修復搶救地方某一時期代表性建筑群需要有關各方深入研究實施。本文提供了典型的地基基礎處理、基礎加固、磚柱加固、梁墻加固的實例性操作方法,經2009年4月下旬至5月中旬進行加固修復,目前該工程已完成加固修復投入使用,效果良好,可供工程技術人員借鑒使用。
參考文獻
關鍵詞:地基基礎;混合結構;不均勻沉降;
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A 文章編號:
0.前言
由于地基基礎不均勻沉降產生的工程質量事故,輕則影響建筑物的美觀,破壞室內外裝修,造成房屋使用者心理上的不安,重則造成墻體滲水和灌風,影響建筑物的使用功能,更嚴重的會引起墻倒屋塌,出現傷人事故和財產損失。因此有必要對這些事故原因進行深入的分析,從而提出科學可行的防止和治理措施。因地基變形使建筑物離開其建筑時的初始位置,沿重力方向移動的現象就稱作建筑沉降。
1.混合結構房屋地基基礎不均勻沉降的危害
建筑物通過基礎把豎向體系傳來的荷載(軸向力)傳遞給地基,地基產生的反力作用在基礎底面上。只有當其與軸向力平衡時,才能保證建筑物結構的穩定與完整性。如果因某些原因造成基礎下局部地基土發生剪切、下沉、土層滑移等變位,破壞了軸向力與地基反力的平衡,地基與基礎之間就成松散接觸或不接觸,建筑物將出現不均勻沉降,結構內部將產生附加應力。此時,基礎的附加應力可近似于懸臂端。附加應力為剪切應力和負彎矩。松散接觸的一側將受到建筑物荷載(軸向力)產生的剪切應力作用,從而造成局部結構體系產生豎向相對位移,結構受到意外的應力(應變),當結構抵抗不住應力(應變)時,將會出現剪切破壞,常見的如墻體產生的剪切裂縫;緊密接觸的一側受到旋轉力矩(負彎矩)作用,對建筑物豎向結構體系產生附如斜拉應力。不均勻沉降引起的墻體裂縫,系結構性破壞裂縫所造成的危害,輕則影響建筑物的美觀,重則墻體滲水和灌風,影響建筑物的使用功能,造成房屋使用者心理上的不安;嚴重的會引起墻倒屋塌,出現傷人事故和財產損失。此外,不均勻沉降還會引起房屋其它結構性問題,常見的有:水平結構體系因發生相對位移,產生額外的應力變形,造成結構構件承載力不足,以致出現險情;改變了建筑物結構構件設計要求標準,設計受力狀態構件在已變化了的應力狀態下工作出現強度不足;影響建筑物的穩定性,導致豎向結構體系傾斜。
2.混合結構房屋地基基礎不均勻沉降的預防措施
2.1 工程選址及地質勘查
通過選擇地基穩定好的區域,避過不良地質現象發育的區域,如斷層帶等。通過詳細科學的地質勘查,可發現地基不均勻沉降的不良地質因素,如土洞、溶洞、軟弱夾層等,針對性采取注漿、合理選擇持力層等措施可消除或減輕沉降。
2.2 建筑物結構形式及基礎結構形式
建筑物結構形式也就是荷載的調整,基礎面積越大,建筑層數越少、對沉降的抵抗力越大。對于新建工程,必須首先確立重在設防的指導思想。概括起來,預防地基不均勻沉降引起裂縫的主要措施有:(1)合理設置沉降縫。在房屋體型復雜,特別是高度相差較大時,應合理設置沉降縫或后澆帶,沉降縫從基礎分開,縫寬不得少于10cm,盡量將伸縮縫、沉降縫、抗震縫三縫合一,后澆帶寬80-100cm,待主體工程完成60天后采用高一級的混凝土澆筑后澆帶。(2)加強上部的剛度和整體性,提高墻體的抗剪能力,調整地基的不均勻沉降。不宜將建筑物設置在不同剛度的地基上,如同一區段建筑,一部分用天然地基,一部分用樁基等。必須采用不同地基時,要妥善處理,進行必要的計算分析。建筑物發生沉降,尤其是不均勻壓縮沉降,除和地基及荷載兩個主要因素有關外,還和建筑物本身(包括基礎)的整體剛度有著十分密切的關系,在建筑物及其荷載作用下產生的地基壓縮變形,與該建筑物自身剛度大小的關系不可忽視。一般的說剛度大的建筑物,其沉降比較均勻;比較柔弱的建筑物,容易產生不均勻沉降和墻體裂縫。(3)基礎形式的選擇。一般情況下,筏板基礎和箱型基礎抵抗不均勻沉降的能力強,樁基礎其次,條形基礎和獨立基礎最弱,設計的時候應該根據房屋形式,地基情況,綜合經濟性,選擇最合適的基礎形式,以減少裂縫的產生。
3.地基不均勻沉降引起墻體開裂等的治理措施
對于已經發生的沉降事故,多數均應經過適當整治,使建筑物完全或部分恢復功能而繼續使用。整治處理。首先應對因沉降發生嚴重變形或損壞的結構、構件、進行矯正、修復、與此同時,大多尚須對地基進行處理以消除濕陷,加密固結、或以提高承載能力,減少變形等為目的的適當處理。其次大部分沉降,特別是不均勻沉降,都在墻面或構件表面,留下了大大小小的裂縫。處理這些裂縫,不僅是為建筑物外觀美化的需要,更主要是為了不留隱患。為了防止不均勻沉降的繼續發展,而進一步加劇混合房屋結構墻體裂縫的開展。必須對不均勻沉降房屋所處地基和結構構件進行維修加固。加固處理措施一般可從地基和結構兩方面入手,具體如下:
(1)地基處理。①混凝土灌注樁架梁法:常規灌注樁直徑,可能地基中的軟弱回填土層會發生頸縮;大直徑灌注樁,工程量大,造價偏高。②鋼管樁加梁法:在室內分段打入,但此方法的連接作法不易,難以保證質量,而且造價偏高。③三重管旋噴樁定向旋噴法:在基礎地面形成半徑為0.6-0.8m的半圓樁,托住基礎,增強地基的承載力。④樁底架梁托底法:直接在承重外墻兩側施工毛石混凝土柱墩,并且使毛石混凝土的柱墩坐落在持力層上;在柱墩上架設與承重外墻連為一體的鋼筋混凝土主次梁,從而將原基礎托起。該方案投資少,快速方便。⑤對原有地基和基礎進行擴寬加固處理,以調整地基附加應力,增強建筑物的剛度整體性,防止不均勻沉降的繼續發展。
(2)結構修復加固
在經過結構矯正復位和地基處理后,應采取適宜的方法,及時地對上部結構損壞部分進行加固、修補,恢復建筑物正常使用功能,以實現安全承載的目的。上部結構處理包括裂縫的處理和砌體承載力的處理。
對因不均勻沉降,在砌體和鋼筋混凝土結構中產生裂縫的修補,將主要根據裂縫的部位、寬窄等情況,采用各種不同的材料予以修補。在修補磚墻裂縫前,應先分析開裂的原因,觀察裂縫是否穩定等。對于除荷載裂縫以外、且已經穩定的裂縫可以采用如下的方法修補。①填縫修補,填縫修補的方法有水泥砂漿填縫和配筋水泥砂漿填縫兩種。水泥砂漿填縫的修補工序為:先將裂縫清理干凈,用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將1:3的水泥砂漿或比砌筑砂漿強度高一級的水泥砂漿或摻有107膠的聚合水泥砂漿填入磚縫內。配筋水泥砂漿填縫的修補方法,是每隔4/5皮磚在磚縫中先嵌入細鋼筋,然后再按水泥砂漿填縫的修補工序進行。砌體填縫修補的方法,通常用于墻體外觀維修和裂縫較淺的場合。②灌漿修補,灌漿修補是一種用壓力設備把水泥漿液壓入墻體的裂縫內,使裂縫粘合起來的修補方法。由于水泥漿液的強度遠大于砌筑磚墻的砂漿強度,所以用灌漿修補的砌體承載力可以恢復如初。實際上,灌漿修補法不僅可以修實磚墻的裂縫,還可以用于因施工不慎,在混凝土結構物的骨科間存在空隙而不能用表面抹漿或填細石混凝土修補的較深的蜂窩或孔洞。水泥灌漿修補方法具有價格低、材料來源廣、結合體的強度高和工藝簡單等優點,在工程實際中得到較廣泛的應用。局部更換和加強墻體。當墻裂較寬但數量不多時,可以采用局部更換墻體的辦法,即將裂縫兩側的磚拆除,然后用砂漿補砌。局部修補的另一種方法是拉結法,即洞裂縫設置素混凝土或鋼筋混凝土楔,當裂縫細而密時,可以采用局部鋼筋網外抹水泥砂漿加固。
4.結語
總之,混合結構房屋目前是我們采用較多的結構形式,同時,也是發生質量事故較多的工程結構。通過分析研究,混合結構房屋不均勻沉降事故原因主要來自三個方面即地基的不均勻沉降、房屋結構本身及人為因素。需要我們在今后的工程實踐中認真鉆研和對待。
參考文獻
[1]龔曉南.地基處理新技術[M].陜西科學技術出版社.2009.