辅助加固（共2篇）
辅助加固 篇1
某市中心广场,始建于2000年11月,设计为现浇混凝土下沉式结构,中心为直径39.9 m的圆形浅水池,池底标高-1.000 m,周围为环形半下沉式钢筋混凝土结构的辅助用房(见图1)。辅助用房由三道圆形的钢筋混凝土墙组成,其直径分别为43.1 m,47.7 m,59.9 m。第一道、第二道墙围成走廊,第二道、第三道墙被布置成22.5°上的混凝土隔墙分成不同用途的房间,房间底标高为-1.800 m,顶板标高为0.900 m,走廊顶板标高为0.600 m。4个出入口布置在45°方向上。上部采用混凝土板架空,底部布置有管道、电缆、灯具等设备。
具体设计为:底板厚为300 mm,环向钢筋12@200,径向钢筋14@150,双层配钢筋;侧板厚度为200 mm,竖向钢筋12@150,环向钢筋12@200,双层配钢筋;房间顶板厚度为150 mm,径向钢筋12@150,环向钢筋12@150,双层配钢筋;走廊顶板厚度为100 mm,径向钢筋12@200,环向钢筋8@200,双层配钢筋。
混凝土采用标号C30,混凝土内掺入水泥用量的2%的高效复合抗裂剂BY2。设计时在90°和270°轴线上设有两道伸缩缝。径向次梁为300×500,下部配钢筋4 25+2 22;上部配钢筋2 25;箍筋8@200。
开裂实况:自2001年5月始,在辅助用房顶板、走道板、环向墙壁等处发现裂缝。顶板裂缝沿径向均匀分布,多且密集,裂缝宽度大约在0.1 mm～0.45 mm之间。三道环向墙壁除伸缩缝两侧6 m范围外均有间距大约2 m的竖向裂缝,裂缝从上顶板向下开展,裂缝宽度约为0.1 mm～0.25 mm,顶板洞口处没有观察到裂缝。房间内次梁底墙壁上发现多道竖向较宽的裂缝和呈45°八字型的斜裂缝。由于结构开裂,雨季时出现大面积渗漏现象。
1 裂缝产生的原因
通过现场调查和理论分析,认为产生裂缝的主要原因有两个:1)结构超长,引起不均匀沉降。文献[1]规定“挡土墙、地下室墙壁类现浇混凝土结构,露天情况的伸缩缝最大间距为20 m～30 m”。本设计中伸缩缝的间距远远大于规范规定的限值;2)温度收缩,弧形混凝土结构对温度变化比较敏感[2]。设计时对温度应力和混凝土自生变形产生的影响考虑不够,施工时未采取有效措施进行控制,致使顶板混凝土收缩应力大于混凝土的抗裂强度,造成大面积出现裂缝。
从沉降观测资料看,沉降差异并不很大,不会引起结构开裂。根据裂缝的暴露条件,出现和发展过程,特别是回填土后裂缝就不再增加和扩展,而外露结构物的裂缝,经过半年的时间稳定下来,可以断定,裂缝是由温度收缩应力引起的。
2 处理方案的模拟分析
通过上述分析,建议采用“放”和“抗”结合的方法[3]来进行处理。即:通过切缝释放季节温差变化引起的应力,对原结构进行加固处理。
切缝会改变原设计结构的传力途径,对结构本身会造成一定的破坏。同时新切缝过多必然增大加固的工作量,使施工费用提高。因此,如何把握“缝”的数量和确定缝的位置是本方案讨论的重点。慎重起见,采用有限元方法对处理方案进行模拟分析,通过比较获得优化处理方案。
通过初分析,确定以下三种计算模型与原始模型(原设计结构,见图2)进行分析比较:
1)方案一:每个1/2圆,在顶板上沿径向切割2条。具体位置为:以平面X轴为准,绕X轴分别转60°,120°的地方,各切一道宽50 mm的缝,切割至走道板底部。2)方案二:每个1/2圆,按墙体间距,在顶板上沿径向切割3条。具体位置为:以平面X轴为准,绕X轴分别转40°,90°,140°的地方,各开一道宽50 mm的缝,切割至走道板底部。3)方案三:在方案二的基础上中间的一条缝继续往下切割至离地面高0.9 m处。
3 模拟计算结果讨论
通过有限元模拟计算,可知:1)半圆弧仅在顶板切两道缝时,顶板、走道板混凝土控制应力减小约20%,外墙混凝土控制应力有所减小,其他墙体混凝土控制应力均有所增大;2)半圆弧在顶板切三道缝时,顶板混凝土控制应力减小约20%,三道墙体混凝土控制应力均有增大的现象,特别是切缝顶部最大应力有较大的增长,这表明此处产生应力集中;3)半圆弧在顶板切三道缝,中间的一条缝往下切至距地面0.9 m处时,顶板、走道板混凝土控制应力减小约20%,三道墙体混凝土控制应力略有降低;4)从计算上来看,半圆内切两道缝和切三道缝对顶板应力减小幅度不太明显。从构造角度来看,半圆内沿径向在适当部位切三道缝后,使伸缩缝的间距大约在20 m左右,符合规范规定的限值,建议半圆内沿径向在适当部位切三道缝,如图3所示。
4 加固方案
根据有限元计算分析,采用每半圆切三道缝进行处理,墙壁切到顶板底部500 mm处。切缝后在应力集中部位应进行局部加强,承载力计算不满足要求的应进行加固。
1)在附属用房屋顶及池壁新增6条伸缩缝(见图3),伸缩缝填充材料采用SR塑性止水材料。
2)在屋顶板伸缩缝两侧采用型钢加固(见图4),型钢端部与池壁的连接采用植筋的办法处理,植筋用YZJ-2锚固结构胶。在工字钢上翼缘与屋顶板之间灌注YZJ-5建筑结构胶。
4)对屋顶板裂缝用专用结构胶进行灌注填充及封闭处理,采用低压慢性灌注,灌注材料采用YZJ-5建筑结构胶。
5 结语
1)弧形混凝土结构对温度变化比较敏感,当温度高时,结构膨胀,弧形混凝土结构外侧易开裂,当温度降低时,内侧受压,外侧受拉,弧形混凝土结构外侧易开裂。无论是升温还是降温,弧形混凝土结构容易出现裂缝,在设计和施工过程中应该充分考虑温度应力的影响,避免温度裂缝的出现。2)为了控制弧形混凝土结构的温度裂缝,地基上面设置垫层找平,然后设置滑动层,以减小地基对结构的约束,适当设置伸缩缝,以释放由于温度变化引起的温度应力。同时,在弧形混凝土结构的外侧沿环向配置小直径、密间距布置的钢筋,提高弧形混凝土结构的抗裂能力。
摘要：通过对某广场辅助用房出现的裂缝进行分析,并运用有限元进行了模拟温度应力计算,根据计算结果提出了结构加固的施工方案,结构加固后取得了较好的效果,加固方法对同类工程具有借鉴意义。
关键词：混凝土结构,温度裂缝,加固
参考文献
[1]GBJ 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
[2]黎永索,卫军.弧形混凝土结构温度应力计算研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2003(6):17-18.
[3]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[4]王薇,刘恒,曾祥蓉.某综合楼GRC屋面裂缝分析与处理[J].山西建筑,2007,33(9):146-147.
辅助加固 篇2
某盾构区间采用盾构法施工,该施工区域地势相对平坦,地面标高在7.40 m左右,地貌类型属长江地漫滩。盾构始发处土层条件比较恶劣,盾构推进的土层为②-3b3-4淤泥质粉质黏土、②-3c2-3粉土,处于隧道下部的土层为②-3d2-3粉细砂,对盾构始发施工十分不利,是始发控制的重点,盾构始发时需要采取降水等技术措施。根据上述地层情况,按其水文地质特性,场地内土层中的地下水分为两种类型,即:上、中部主要以淤泥质粉质黏土为主,该地层中的地下水属于孔隙潜水;而下部粉土、砂性土中的地下水为承压水。潜水含水层主要补给来源为大气降水、地表径流及人工用水的补给。深部承压含水层中的地下水与长江及秦淮河均有一定的水利联系。
2 盾构端头井加固方案及施工工艺
2.1 端头井加固方案
由于始发处地质条件比较恶劣,端头加固采用搅拌桩加固,搅拌桩加固范围为围护结构向外9.0 m,以洞圈两侧为界限各延伸3 m,深度为洞圈底向下3 m,洞圈顶向上3 m以上区域为弱加固区,如图1所示。
车站端头隔水帷幕采用SMW工法桩,在盾构始发时,刀盘靠上洞门后进行型钢的拔除。
2.2 水泥搅拌桩施工工艺
三轴搅拌桩施工主要技术参数如表1所示。
3 端头井加固辅助措施
端头井基坑外采取了三轴搅拌加固措施,围护结构与加固体之间也采取了加固措施。根据其他车站盾构始发的经验,在加固效果完好的情况下是完全可以正常推进的,由于南京市河西地区地质条件软弱,存在丰富的地下水,砂性地层中还存在较高水头的承压水,与长江和秦淮河水系有一定的联系,有条件时尽量降低地下水位以降低工程施工风险。本项目盾构始发时,降水井作为安全储备,结合工程容易出现加固区与基坑围护结构之间接合缝渗水漏砂和加固区末端地下水顺着盾壳流向洞门两个风险点,并考虑加固效果进行降水井点的布置,如图2所示。在降水井旁布置一口观测井,以及时了解地下水位变化的情况。
4 结语
通过以上的分析可以看出:
1)端头井加固是一道复杂的施工工序,必须认真对待。水泥搅拌桩在粉质黏土地层中加固效果较为理想,基本上能够满足盾构始发施工的要求。
2)盾构始发前,在允许降低地下水位的前提下,尽可能降低地下水位,以提高开挖面稳定性和减少涌水涌砂事故发生。
摘要：结合南京某车站盾构端头井加固工程,介绍了盾构端头井加固方案及施工工艺,阐述了端头井加固辅助措施,指出端头井加固是一道复杂的施工工序,必须认真对待,盾构始发前应尽可能降低地下水位。
关键词：地铁,水泥搅拌桩,端头井,加固方案
参考文献
[1]王伟.水泥搅拌桩在地铁工程中的施工应用[J].山西建筑,2008,34(17):126-127.
[2]YBJ 225291,软土地基深层搅拌加固法技术规程[S].