综合加固法（共8篇）
综合加固法 篇1
FRP(Fibre Reinforced Polymer)加固法在加固、修复、改造结构工程中应用发展迅速且效果极其显著,具有重量轻巧、高强、耐酸碱性极佳、不占原有的建筑空间、几乎无湿作业、高效耐用、施工快捷、效果显著、经济合理的优点,尤其适用于应急的加固工程。但目前,在浴池加固方面还存在不少问题,如混凝土强度的发展环境,收缩裂缝的产生等等,需要我们进一步细化完善。
1 工程概况
河南省某浴池为框架—砌体混合结构,于1992年开始兴建,1993年竣工。在使用过程中发现该浴池二层梁多处出现影响结构安全和正常使用的质量问题。按照JGJ/T 23-2001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程的规定,省建科院现场采用回弹法随机抽取二层梁对其混凝土强度进行检测。
经检测发现:二层梁6-1/6-1/X1底部沿纵筋位置存在一道裂缝,裂缝长约700 mm,宽0.69 mm,凿开钢筋保护层,纵筋严重锈蚀,经测量钢筋保护层厚度为8 mm。二层梁1/4-6-1/6底部纵筋处存在一道沿纵筋方向的裂缝,裂缝宽1.7 mm,凿开钢筋保护层,经测量钢筋保护层厚度为12 mm。二层梁D-1/1-1/3底部纵筋箍筋严重锈蚀,沿纵筋位置存在一道通长裂缝,裂缝宽1.2 mm。二层梁3/C-D-1/3底部纵筋、箍筋严重锈蚀。二层⑤轴、 轴与圆柱之间的梁底纵筋、箍筋严重锈蚀,部分钢筋保护层脱落,经测量钢筋保护层厚度为14 mm,裂缝最大宽度为2.2 mm。二层梁1/6-D底部纵筋、箍筋严重锈蚀,部分钢筋保护层脱落。
2 现状调查与原因分析
2.1 裂缝产生的原因
在长期潮湿环境变化,主要是温度和湿度的变化条件下,混凝土中的水泥石和骨料之间发生毛细收缩即吸附收缩,形成湿度变化梯度,也就是结构的湿度场[1],同时混凝土的相应变形受到周围结构的约束,根据Hillerborg开裂模型等提出的虚拟裂缝模型原理可知[2],结构内产生了附加应力,引起结构内力重新分布[3],使混凝土构件中材料的变形约束应力大于水泥石和骨料的粘结强度以及水泥石自身的抗拉强度,结构经受潮湿环境的交替变换后,表面出现不规则裂缝,尽管在梁构件的主筋约束范围内,构件的刚度有所增强,但处于潮湿环境的钢筋表层将逐渐氧化而发生锈蚀,并向内部发展。钢筋的受力面积因受锈蚀而减小,纵向裂缝破坏了钢筋和混凝土的粘结力,使构件的承载力减小,影响结构的安全度,降低了结构的抗渗性,甚至造成渗漏,严重损害结构的使用性和耐久性[4]。
2.2 裂缝的加固处理
对二层因钢筋锈蚀造成混凝土开裂的梁采用灌浆料修补后,粘贴碳纤维布的方法对因钢筋锈蚀造成开裂的梁进行加固处理,选用强度不低于C30高效无收缩灌浆料修补,粘贴单向碳纤维布200 g/m2,抗拉强度不小于3 000 MPa,弹性模量不小于2.1×105 MPa,极限延伸率不小于1.4%;粘贴碳纤维布配套用胶采用改性环氧类或改性乙烯烯酯类胶粘剂,其压缩强度不小于70 MPa,拉伸强度不小于30 MPa,弯曲强度不小于40 MPa,拉伸剪切强度(金属/金属)不小于18 MPa。
3 精细化施工的主要措施
3.1 合理卸除梁上载荷,剔凿受损破坏的混凝土
梁加固前应将屋面水箱中存水排放干净,尽量减少梁上所受荷载;同时将向梁上传递荷载的板进行可靠支撑,以免梁底混凝土剔除后梁受力产生过大变形。先考虑混凝土表面碳化层,再用电动砂轮机打磨掉表面混凝土层2 mm～3 mm,吹风机吹净,随后用棉丝蘸工业酒精擦一遍[6]。将梁开裂部位酥松混凝土及凸出的石子剔凿干净,完全露出梁主筋,并清理至密实部位,剔凿完毕用清水配以钢丝刷清洗剔凿面,并充分湿润,避免出现空鼓、脱落、“两层皮”等质量问题。
3.2 优选符合现场实际的支模造型,保证新老混凝土的整体稳定性
搭设模板时,要在梁两端和跨中分别设置“V”形浇筑口。浇筑灌浆料前,原混凝土表面用水湿润后不得有积水,并应采用水泥浆等界面剂进行处理。浇筑时应仔细捣实并排出气泡[4]。3 d拆模后,剔除浇筑口多余部分混凝土。
3.3 人工与机械紧密结合,消除因变形产生的裂缝
保证粘贴部位在混凝土表层含水率大于4%,环境温度小于50 ℃的情况下施工。表层出现劣化现象应予以凿除,并用水磨石机或角向磨光机打磨干净,构件转角圆弧状半径不应小于20 mm。用棉布蘸工业酒精擦拭后,将胶料均匀涂抹,可刷两遍但不得漏刷,当指触干燥后方可进入下一工序,配制的底胶应在50 min内使用。表面平整度应达到5 mm/m,遇到段差转角部位、凹凸部位应用刮刀嵌刮,找平胶料修补,抹成平滑曲面,配制的修补找平胶应在45 min内使用。胶料应严格按主剂∶固化剂=2∶1的比例用弹簧秤计量,并用电动搅拌器均匀充分搅拌后配制,粘结剂配制后应在45 min内使用。在搭接部位宜多抹,且沿纤维受力方向的搭接长度不应小于100 mm,用磙子沿碳素纤维布的同一方向反复碾压至胶料渗出碳纤维布面[6],以驱除气泡,使胶料充分浸润碳素纤维布,如出现空鼓等粘贴不密实的现象,可采取针管注胶的方法进行补救[5]。
3.4 加强早期检查,营造适宜工作的和谐环境
经12 h左右的固化后,要进行粘贴部位密实度检验。可先用目视检测,不能有间隙、缺脂区、皱纹、脱层、空孔、气泡产生。若有间隙、缺脂区应加补树脂;若有皱纹应磨平后再上树脂;若有脱层则必须拆去,重新贴附;若有气泡则按表1处理。
对所有粉刷开裂、空鼓、脱落的部分采用防水砂浆封闭,防水砂浆采用1∶2水泥砂浆掺入水泥用量3%的JJ91硅质密实剂,涂抹厚度不小于30 mm。同时还必须注意,配制防水素浆、防水砂浆、防水混凝土时应充分搅拌5 min以上,强力搅拌不宜低于3 min[5];施工表面必须充分湿润,但不能见水,砂浆防水层抹匀压实,水泥不得有过期或结块潮湿现象,防水剂变色或冻结,不影响防水效果;防水剂沉淀物过多,请将原液摇匀后使用;抹防水砂浆时一定要在防水素灰不干的情况下进行,分片施工应连续作业。
4 达到的效果
在浴池施工过程中,由于切实采取了上述的技术措施和精细化施工的工艺措施,大大提高了构件的强度,杜绝了裂缝的产生,进一步完善了精细化施工工艺,积累了经验,受到了业主及监督、监理部门的好评,并收到了良好的社会效益和经济效益。
摘要：从检测报告入手,分析了浴池裂缝产生的原因,提出了浴池FRP综合加固法,并对其施工工艺作了进一步细化完善,经应用表明,该精细化施工取得了良好的效果,社会效益和经济效益显著。
关键词：浴池,混凝土施工,裂缝,精细化
参考文献
[1]李国胜.建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
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[3]谷广建.屈服和破坏的物理意义及概念区分[J].学术论坛,2008(18):120-122.
[4]过镇海,时旭东.钢筋混凝土原理和分析[M].北京:清华大学出版社,2007.
[5]郑伟涛.直接粘钢法施工工艺的改进[J].科教探索,2008,24(12):136-137.
[6]张华其.粘钢、碳纤维与钢筋混凝土在加固工程中的综合应用[J].施工技术,2008,37(6):16-17.
略论如何运用强夯法加固地基 篇2
关键词:强夯;地基处理;有效加固深度;最佳夯击数;强夯试验;质量。
中图分类号:TU472 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)24-0151-01
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。
1 强夯技术的特点
强夯施工方法具有施工机具简单,施工方便,加固地基效果显著,适用范围广泛,能缩短工期和降低工程造价等优点。强夯法在开始时仅用于加固砂性土和碎石土地基,经过几十年的应用与发展,通过改进施工方法和改善地基土的排水条件,强夯法逐渐适用于加固从砾石到粘性土的各类地基。在我国强夯法用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。我公司在近些年的施工过程中,坚持积极开拓、大胆创新的思路,开发出具有创意性的强夯处理施工方法,在约300多m2的强夯法加固地基施工实践中,创造出省、市级科技进步奖项目,同时也开创了在华东软土地区强夯法加固地基施工的先例。
由于具备以上的优点,强夯法处理地基常被用于堆料场、仓库、车间、油罐、储仓、公路和铁路路基、机场跑道及码头、填海造地等工业与民用建筑项目中,而且其加固的工程项目范围逐步呈日益广泛的趋势。
2 强夯法加固地基机理
关于强夯法加固地基的机理,目前有关专家学者意见还不很一致,但对于地基处理中经常遇到的几种类型的土,一般的观点认为:强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一巨大的冲击能量,加荷历时约几十毫秒,对含水量较大的土层,加荷时间约100ms左右。这种突然释放的巨大能量,将转化为各种波型传到地下。首先到达某指定范围的波是压缩波,它使土体受压或受拉,能引起瞬时的孔隙水汇集,因而使地基土的抗剪强度大为降低,据理论计算这种波以振动能量的7%传播出去,紧随压缩波之后的是剪切波,以振动能量26%传播出去,剪切波会导致土体结构的破坏。此外的瑞利波(面波)以振动能量的67%传出,在夯点附近造成地面隆起。土体在这些波的综合作用下,土体颗粒重新排列相互靠拢,排出孔隙中的气体,使土体挤密压实,强度提高。
根据上述观点,地基土经强夯法加固后,其强度提高过程大致可分为四个阶段:夯击能量转化,同时伴随强制压缩或振密;土体液化或土体结构破坏;排水固结压密;触变恢复并伴随固结压密。
3案例分析
3.1 工程概况
某工程为别墅建筑区域(高为2～3层),根据地勘资料,场区发育有2～8m不等的杂填土,其中以碎石、粘性土为主,兼有泥炭质页岩块石,建筑垃圾等;碎石、粘性土含量 极不均匀,未经压实,需加固后方可直接作为天然地基持力层。设计采用强夯处理方法对填土层进行加固处理。设计夯击能为2250kN.m,落距为15m。
3.2强夯施工情况
①本次强夯在施工前,首先对场地65#、63#区域进行了试夯,试夯区域经检测合格后,再根据试夯区的施工参数,在场地大范围推广施工。②全部采用“两遍点夯、两遍满夯”的施工方案,同时,对局部地质条件较复杂的地段采用“四遍点夯、三遍满夯”进行加强处理(如59#、86#、77#、67#等建筑物);满夯夯击能采用1000kN.m,落距7~8 m,按1/4搭接。③施工中,发现场地18#楼的土质较差,经加强处理后仍然达不到设计要求,故对18#楼采用换土处理,回填碎石土后再进行强夯施工,同时,根据设计要求,对场地局部达不到基底标高的地段回填碎石土,并分层碾压、夯实。④施工过程中,如遇雨水天气,则严格按照强夯施工规范要求,当土质含水率达到最佳含水率后,再进行施工,以确保施工质量。⑤收锤标准。①最后两击的平均夯沉量≤50mm。②夯坑周围地面不应发生过大的隆起。③不因夯坑过深而发生提锤困难。
3.3 加固效果
该工程于2005年11月竣工,经建设单位委托有检测资质的施工单位对场地进行检测表明:通过本次强夯处理,土体密实度明显提高,承载力及密实度均能够满足设计要求。
4结语
综合加固法 篇3
某海域综合整治工程主要包括填海造地及新城区建设。该工程陆域规划面积120km2。该项目吹填造地工程表层吹填素填土层及下伏淤泥层力学性质均不能满足设计要求, 为此采用强夯及冲碾联合地基处理法进行加固施工。强夯法主要用于加固深层土体;冲击碾压法则用于表层粘性土及浅部受强夯扰动的回填砂层的加固处理。地基经两遍点夯后, 对场地表层粘性土采用冲击压路机碾压整平至设计标高。
2 现场监测结果
为有效地控制施工速率, 确保在陆域形成过程中大面积场地地基和吹填围堤的稳定性, 保证填海造地工程的顺利进行, 对该项目进行了监测与检测。
2.1 夯沉量监测
测试夯坑及坑周一定范围内地面的垂直变形和夯后地面沉降量, 目的在于确定最佳夯击能及收锤标准[1]。夯坑沉降量采用均匀分布在夯锤表面的三点的标高变化, 求其平均值确定。每次夯击后, 对选定的夯点均进行夯坑沉降量和坑周土体变形量观测。试夯区5个夯点的单击夯沉量、累计夯沉量与夯击次数关系如图1、图2所示。
由图1可见, 随着夯击数的增加, 单击夯沉量减小, 前5击单击夯沉量的减小速度明显, 后3击则减小的速率较为缓慢。在2547k J夯能下, 第5击单击夯沉量介于10~15cm之间, 第6、7击各夯点单击夯沉量不降反升, 介于11~21cm之间, 这与现场出现的夯锤歪斜有关。第8击的单击夯沉量为7~11cm, 基本满足了单击夯沉量小于10 cm的收锤标准。前5击的累计夯沉量占总夯沉量的76%~81%。据此, 在2547k J的单击夯能下, 单点夯击8击即可基本满足夯沉量小于10cm的收锤标准。
沿选定的夯点边界向外分别布置1条测线, 等间距设置8个地表沉降标点, 标点间隔0.5 m, 以此获取夯锤单击条件下夯坑周围地表土体的变形量 (见图3) 。
从图3可以看出, 在2547k J夯能下, 1号主夯点周围地表均出现小幅度的隆起, 隆起量最大点距夯点边界1.5m, 最大隆起为3.5cm, 距夯坑越远, 隆起量越小。距夯点中心3.7m处8击后的累计隆起量仅为1.0cm和1.8cm。
在强夯前、两遍点夯及满夯后均进行1次场地标高观测, 在场地较为平整的情况下均布多个测点求平均值, 若平整度较差则选取较高点和较低点同时测量再取平均值。试夯区不同处理阶段的监测结果如表1所示。
由表1可见, 试夯区在2547k J的夯能下, 第一遍点夯后场地整体下沉量为35.6cm;第二遍点夯后场地整体下沉量为33.8cm;在两遍点夯加固下, 地基土体压缩, 土体密实度增加, 在997k J的满夯夯能下, 试夯区土体沉降较小。试验区两遍点夯及一遍满夯后总沉降量为72.7cm。通过对场地平均夯沉量进行观测, 可以了解场地在每遍夯击后的夯沉量, 从而为场地预填方设计提供依据。
2.2 加固效果监测
强夯结束后, 为了评价其加固效果, 优化强夯设计参数, 以便更好地指导后期施工, 分别进行了平板载荷试验 (PLT) 、瑞利波波速测试、静力触探试验 (CPT) 、标准贯入试验 (SPT) 和夯后现场重型动力触探 (DPT) 等现场检测。为便于后期的对比分析, 多种测试手段的测点均采取邻近布置。
2.2.1 平板载荷试验
浅层平板载荷试验主要用于评价试夯区承压板下应力主要影响范围内的浅部地基土体, 确定加固后地基土的承载力情况[2]。采用慢速维持荷载法进行载荷试验, 载荷板为150cm×150cm规格的正方形钢板。荷载用500k N千斤顶施加, 沉降采用4只大量程百分表测读, 加载反力装置由砂袋堆载提供。通过对载荷试验资料整理、计算及分析, 其典型的P-s、logt-s关系曲线如图4所示。
根据平板载荷试验结果, 强夯后场地地基表层的承载力特征值均可达到100k Pa, 满足设计要求。
2.2.2 瞬态瑞利波波速测试
瞬态瑞利波测试技术用于进行地基加固效果的检测与评价[3], 其原理是通过测试排列长度与探测深度相当的多道瞬态瑞利面波, 由两测点互相关分析得到两测点间相位差φ (f) , 由相位差φ (f) 得到在两测点各频率瑞利波的走时差。
由道距D (两测点之间的距离) 可计算出相速度
φ (f) 的单位是度, 再根据频散曲线反演分析得到瑞利波的相速度v R, 采用半波分析方法计算出不同深度岩土介质的剪切波速度等参数 (见图5) 。为了保证瑞利波能充分形成, 要求道距等于偏移距 (指振源距最近测点的距离) 。由于瑞利波测试是利用测点之间的时差, 因此, 振源和测点必须在一条直线上。
通过对比夯前、夯后的剪切波速可以看出, 强夯前, 剪切波速一般都在120m/s左右;强夯后, 剪切波速均可达到250m/s以上, 4m以下可以达到300m/s以上。加固效果显著。
3 结论
该工程通过开展多种监测与检测项目, 对施工起到了较好的指导作用, 确保了在陆域形成过程中大面积场地地基和吹填围堤等建筑物的稳定性。通过采用重型动力触探、静力触探试验、平板载荷试验、标准贯入试验和瑞利波波速测试, 对地基加固效果进行了有效的评价, 确保工程能满足今后的使用要求, 以取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]赵明, 焦力.强夯法施工夯沉量自动监测系统研究[J].施工技术, 2013 (2) :100-102.
[2]张俊霞.地基平板载荷试验相关问题研究[J].黑龙江交通科技.2014 (5) :31-34.
中小跨径危旧桥梁的加固法 篇4
桥面补强加固方法指的是在原有桥面板上再铺设适量钢筋混凝土, 将加铺的钢筋混凝土与原桥梁构成一个整体, 进而扩大桥面及桥主梁的受力面积, 提高桥梁的刚性。桥面补强加固方法由于其加固效果良好, 因此在桥梁加固实践中应用广泛。在桥梁的承载力弱或刚度下降、铰缝不能起到传力作用时都可以应用桥面补强加固方法实现桥梁的加固。但是该方法也存在一定的局限性, 其普遍应用于中小跨径的桥梁加固中。
2 材料选择
2.1 钢筋的选择
在加固过程中会铺设两种类型的钢筋:一是根据补强层需要而设置的钢筋, 主要是增大混凝土联结作用, 由于加铺的混凝土层属于截面受压区域, 因此大多不会铺设受力钢筋, 此类钢筋的直径不能太大, 普遍会选择使用螺纹钢筋;二是将补强层与原桥梁构造联结起来的钢筋, 钢筋两头分别植入原桥梁结构和补强层中, 由于锚杆固定长度无须太长, 为了能够提升钢筋的握裹强度一般会使用热轧带肋钢筋, 确保原桥梁混凝土与补强层混凝土高效连结, 该类钢筋的直径应在8mm~20mm之间, 每个钢筋的纵向宽度应小于50cm。钢筋深入桥面板的距离有一定限制, 深度应该适应胶粘材料的允许值, 一般直线距离在6cm~5d (d表示钢筋的直径大小) 之间, 其间距应不大于20cm, 直径宜在6~16mm之间。
2.2 混凝土的选择
补强层宜选用较高标号混凝土, 其标号不应低于C30及主梁混凝土标号, 其厚度不能低于10cm;补强层的混凝土不但需要有较好的粘接力、较小的收缩性、较高的抗裂能力, 同时还需要满足韧性标准、具备较好的抗冲击性能及抗渗透性能。混凝土的性能受到原料的影响, 同时还受到施工工艺的影响, 因此, 在选择合适的材料后应用恰当的工艺方法优化混凝土性能。
(1) 加入适当的添加剂能够改善混凝土性能。例如混凝土中加入外加剂、防水剂后, 可以提升其密实性, 增强其抗渗性能;在混凝土中加入适量膨胀剂可以使其膨胀, 从而提高密实性, 除此之外, 膨胀剂还能够起到收缩裂缝的作用, 在一定程度上增强了抗渗性能。外加剂可以有效提升混凝土性能, 但是也需要注意使用方法, 在选择合适的外加剂后还应该做混合试验, 应用合理的掺入方法及合适的添加量, 同时注意搅拌时间及养护方法。
(2) 纤维混凝土以其优良的性能得到广泛应用。它的优点是具备优良的抗裂性能、防渗透性能、抗冲击力, 同时还有足够的韧性和延伸率, 普遍应用于桥梁补强加固。用于混凝土中的纤维主要有两类:合成纤维、钢纤维。前者具有稳定性、抗变形性能、导热率低的特点, 在使用过程中不会凝聚在一起, 分布较为平均, 使用简便快捷;后者大多选用波形钢纤维, 其长径比不小于30mm, 不大于50mm, 添加量至少0.5%, 最多3%。钢纤维的稳定性不足, 因此纤维腐蚀对桥梁带来的危害, 及其对行驶车辆轮胎的危害不容忽视。
2.3 植筋胶的选择
植筋胶的选择应该注重其粘结力、耐久性能, 同时保证无毒无害, 环氧树脂类在桥梁桥面加固工程中使用较为普遍。
2.4 界面剂的选择
因为原桥面混凝土具有吸水性能, 这不利于桥面与补强层联结, 因此, 应该加入界面剂提高两层的粘结力。选择的界面剂应该化学性状稳定, 且对混凝土能够起到良好的粘结作用, 在潮湿的环境中能够保持其性能稳定。
3 力学特点
在对桥梁进行补强加固过程中, 桥面和加固层具有一定的力学特点。一是加固层的受力结构属于二次受力, 即:在开始加固前原桥面就已经受力, 在加固后, 其并没有马上受力, 但是如果增加负荷, 加固层受力。二是在对桥面进行加固后, 补强层和原桥梁存在整体工作、协同受力的情况, 两层结合处的强度相对较小, 应该采用一定的措施解决这一问题。
如果新旧混凝土结合面的受力强度能够满足桥梁整体受力标准, 那么构成的加固结构就可以称为组合梁或组合板, 该结构具有一定的力学特点:应力超前现象、分阶段受力、受压滞后等。
新旧混凝土结合面处在复合应力的情况下。结合面对于两层的压力起到传递作用, 出现问题的可能性较低, 但是结合面的抗剪性和抗拉力性能较弱, 会导致桥面出现缝隙。当结合面受到的剪力过大, 就会增大混凝土的主拉应力, 主拉应力达到承受极限就会造成结合面出现裂缝, 此时再与斜裂缝相交将会导致交接面相对滑移增加, 最终造成新旧混凝土交接面裂缝变宽变大的结果。为了避免这种情况发生可以通过铺设结合钢筋的方式解决, 促使其产生拉应力, 拉应力带来的对交接面的反作用力能够有效抑制裂缝的延伸和加宽。产生的剪力也能够在骨料咬合及销栓作用下传递出去。在这样的受力作用下, 新旧交接面并不会受力破坏。
4 施工工序
桥面补强层加固法的施工全部是在桥面上完成, 因此施工工序并不复杂, 主要内容有:对结合面进行处理、加固层混凝土浇筑等。
5 结束语
(1) 补强加固法操作全部在桥面上完成, 便于施工, 能够很好管理施工质量。
(2) 补强加固法应充分考虑原桥梁的受力情况, 原桥梁中钢筋数量和强度限制了补强层如何进行, 因此应将补强层与其他加固方式相结合, 以其获得最佳加固效果。
(3) 补强加固方法中需要结合面和收缩差动变形达到一定标准, 确保加固结构能够满足叠合结构受力特征。
(4) 桥梁加固是否能够实现期待效果更多的取决于工程质量管理, 工程进行过程中应该认真细致, 严格遵守各规章规定及技术要求, 以保证加固层和原桥梁形成一个整体。
摘要：近些年, 我国道路桥梁交通事故频发, 究其主要原因为危旧桥梁设计技术标准过低, 无法满足现在快速发展的交通需求, 大部分危旧桥梁在巨大的交通负荷作用下, 各部件出现了不同程度的损伤和残缺。桥面补强层加固法主要针对于中小跨径的桥梁进行加固, 它属于非结构性加固方法的一种, 这种方法一般情况下, 不会增加桥梁自重, 同时桥梁的铰接缝可以得到改善, 并且和补强层成为一体, 其加固效果更为明显。
关键词：桥梁加固,桥面补强层,中小跨径
参考文献
[1]王永斌.探讨危旧桥加固的有关技术问题[J].福建建材, 2012.
增大截面法加固双曲拱桥 篇5
1.1 敖汉桥简况
敖汉桥位于G101线上K420+487处,竣工于1967年,全长44.2m。
该桥原设计荷载等级汽-13,拖-60,桥面为净7.0+2×0.75m,上部构造为2孔15m双曲拱,矢跨比为1/6,拱轴系数1.167,横向7肋6波;下部构造为重力式实体桥墩和重力式U形桥台。桥墩台基础为薄壁沉井基础。桥梁主拱圈下边缘的坐标如表1所示。
主拱圈的拱肋为钢筋混凝土结构,拱波与拱板为标号较低的混凝土。在对桥梁的混凝土用ZC3-A型回弹仪进行检测时,整理出表2中的数据。根据数据推算,拱肋、腹拱混凝土标号为C25,拱波混凝土标号为C15。
1.2 敖汉桥当今使用情况
该桥位于G101国道上,交通一向繁忙。是阜新通向沈阳及周边郊县的主要通道。距该桥60km,建有阜新的主要几大煤矿,每天都有运煤重车途径该桥,随着阜新经济的转型,此桥的交通量日益增长。此外,外省大型集装箱及重型机械的运输车队也曾多次经过该桥。
桥位在汛期河床处有冲刷,但无明显变化,其孔径可满足泄洪要求。
该桥曾经进行过外观及桥面的修整,但拱圈及墩台等受力结构未做处理。此桥在荷载作用下的沉降已完成,地基趋于稳定。
2 敖汉桥的病害状况及原因分析
2.1 敖汉桥的病害状况
桥面纵向变形呈波浪形,除桥两侧桥面沉陷达30cm外,其余幅度不大,但桥面铺装碾压破碎较为严重,集中在墩顶附近。路缘石及安全带因受挤压而整体外移,最大处达40cm。桥面栏杆损坏严重,已残缺不全。
主拱圈拱肋无明显破损,在拱脚3m范围内发现纵向微小裂缝,拱顶下沉10cm;拱波纵向裂缝严重,尤其表现在桥梁跨中位置,几乎贯通全拱。且纵向裂缝较宽,达4mm,检查中两孔情况相似;在各孔拱波与拱肋连接处,大部分都有裂缝,拱肋上有的地方有水迹,说明拱板拱波有渗水的地方;有的横系梁破损露筋。
腹拱拱圈外侧有被压碎的现象,内侧混凝土有局部脱落,腹拱拱脚及拱顶处有拱圈石相对错开,立墙未发现明显鼓肚及裂缝。
桥墩墩身的浆砌片石被水冲刷严重,无鼓肚裂缝现象。桥台处沉降缝不均匀的开裂,表明桥台或桥墩有不均匀下沉现象。
2.2 病害原因分析
(1)重车交通量的不断增长:
重车的日益增加,病害则日见严重,且随着交通量的增加,桥上会车的机会变多,经常性的重车偏载对桥中心线附近拱圈进行反复交替的剪切。
(2)施工原因:
限于历史原因和当时的施工管理方法,在质量控制环节存在着一定问题,表现在施工工艺的先进性、建材的质量上及施工人员的整体素质上等。
(3)自然条件原因:
阜新地区昼夜温差较大,温差的变化给结构带来很大的内力,对拱圈的影响是很不利的。除此之外桥梁主体受自然风化较为严重。
2.3 加固维修的目标
根据所分析情况,针对性的对该桥各个部位进行病害处理与结构加固,在充分发挥原桥潜在的承载力,延长桥梁原有使用寿命,并将桥梁的设计荷载标准由汽-13、拖-60,提高至汽-20、挂-100,以适应日益增长的交通量和车辆轴载。
3 针对各部位的处理方案
通过对该桥的检查和分析的情况来看,尚未发现墩台基础出现病害,不管墩台是否在基岩上,都没有发现有位移的现象。虽然有迹象表明桥梁的墩台基础有不均匀下降的现象。但该桥在使用多年以来,墩台基础的沉降已完成并趋于稳定。桥墩台身除了表面冲刷和风化外,也没有发现鼓肚、各种方向裂纹等结构性的破坏。所以,对该桥的加固主要针对上部结构。
3.1 主拱圈加固
由于原横系梁尺寸偏小,提载后横向刚度相对较小,属薄弱构件。对此将全桥8根横系梁由104cm×9cm×9cm加大截面尺寸至104cm×13cm×17cm,以加强横向整体性,使全拱宽共同受力。
增大拱圈截面是拱桥加固一种偏于安全的方法,但如何使新旧混凝土很好结合并共同受力,是一个值得研究和探讨的课题,我们在敖汉桥的加固过程中,在拆除原拱上建筑后,在拱背上浇筑C30膨胀混凝土补强层,膨胀混凝土膨胀过程中产生的自应力,在抵消混凝土收缩徐变的同时与原拱圈很好地结合在一起,主拱圈加固断面如图1所示。
加固设计时,将拱肋、拱波、护拱的旧混凝土换算成等效面积的C30混凝土,按汽—20荷载标准计算,膨胀混凝土补强厚度为19cm。在桥梁的承载力检算时,拱脚截面出现了大偏心的受力情况,也就是说拱脚截面上边缘出现了拉应力。为了加强拱脚截面抵抗负弯矩的作用,在拱脚至1/4跨径处,配置了钢筋网,如图2所示。
3.2 腹拱和实腹段的处理
拆除后的腹拱立墙及实腹段侧墙按原结构尺寸以M7.5号砂浆砌块石重新砌筑。更换腹拱圈中破坏的预制块,按原结构尺寸和结构形式安装。拱上填料改为C10混凝土,以改善砂石填料不易夯实的情况发生。
3.3 桥面
由于原桥面没有桥面钢筋混凝土铺装,这很容易因桥面缺乏整体性而造成破坏,为增加全桥的整体刚度,对桥面铺装的加固采用铺设钢筋混凝土铺装层,路缘处厚10cm,桥中线上厚17cm,预留向两侧的2%横坡。然后在铺装层上修筑3cm厚沥青混凝土耐磨层。如图3所示。
钢筋混凝土桥面根据文克来地基板理论,采用间距为25cm的构造配筋,混凝土材料选用C30、钢筋为Φ12(II级)和Φ8(I级)。
3.4 桥墩台
桥墩除外观表现为浆砌片石的砌体外,无法考证桥墩内部尺寸与构造,对结构的验算带来很大困难。但从调查情况来看,桥墩台没有结构性损伤,只是在水冲刷下,浆砌墩身大部砂浆冲空。针对这种情况,所以采用类比法,即同类工程中,破坏程度更高,提载幅度更大的桥梁为加固经验,以保守的方式处理该桥墩台。
沿墩身下挖至沉井基础顶面,采用预应力锚索喷射5cm厚混凝土的方法。预应力锚索用Φ20的螺纹钢筋制造,从基础顶部一直到拱脚位置每隔50cm设置一箍,总共设置6道。桥墩的加固如图4所示。
4 膨胀混凝土在加固中的应用
一般普通混凝土在硬化之后,其体积是收缩的。膨胀混凝土的使用,是为了补偿混凝土的这部分收缩,使新旧混凝土更好结合。而且,拱波下的水迹说明上部拱板有渗水的地方,使用膨胀混凝土也能够很好的防渗。普通混凝土本身抗拉强度低,在硬化收缩时,自身也会产生拉应力。补强的混凝土在外侧产生不利于结构的拉应力。膨胀混凝土产生的自应力在一定程度上或完全抵消这两种拉应力。这就更降低了混凝土的受拉破坏的可能性。《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ50119中规定,补偿收缩混凝土的应用范围为:构件补强、渗漏修补等。所以,在此类旧桥加固中在普通水泥里掺入膨胀剂是有必要的。
拱圈的加固所使用的补强混凝土的标号是C30,为了使新旧混凝土更好的结合,设计中在混凝土中掺入一定量的膨胀剂。根据试验结果,本次加固中膨胀剂的掺量确定为10%,膨胀剂型号为UEA—W。
5 结束语
本文介绍采用膨胀混凝土增大拱圈截面的方法,对双曲拱桥进行提载加固,为延长目前仍大量现役使用的双曲拱桥的使用寿命提供了一种现实可行的方法,经动静载检测实验,完全达到汽—20技术标准。
摘要：双曲拱桥是我国上世纪6080年代大量采用的一种桥梁结构形式,因其具有节省钢材,可无支架施工等特点而倍受推崇,但由于受当时经济、技术等多方条件限制,设计荷载普遍较低。目前普遍面临加固提载的问题,以国道G101线的敖汉桥为例,介绍对双曲拱桥进行了加固提载的实例。
贴钢法加固桥梁试验与研究 篇6
21世纪以来, 公路交通量增大, 重载、超载车辆不断增多, 对桥梁结构伤害较大, 许多桥梁出现裂缝、挠度加大等现象, 严重影响桥梁的运行安全, 需要维修加固。目前, 我国桥梁上部结构加固方法主要有5种:增大梁截面和配筋加固法, 桥面补强层加固法, 预应力加固法, 改变结构体系加固法, 外贴法加固法。其中, 外贴加固法中有一种是在钢筋混凝土结构物表面粘贴钢 (钢板、钢筋或玻璃钢) 质材料以达到加固补强, 提高结构承载能力的方法。
贴钢法加固桥梁一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板, 钢筋或玻璃钢等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面, 使之与结构物形成整体共同受力, 从而取得抗弯, 抗剪能力, 改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态, 限制裂缝的进一步发展。该加固方法, 具有施工简便, 极小破坏原结构, 粘钢所占空间小, 施工周期短, 消耗材料少, 加固部位可以灵活布置等特点。所以, 贴钢法是常用的旧桥加固技术。
本文就钢板加固所做相关试验, 来验证其实用性。主要通过对9根缩尺梁进行不同预加荷载幅值的重复抗弯加载试验, 使其有不同的开裂损伤, 以模拟实际公路桥梁不同超载开裂损伤状况, 然后对其中6根粘贴钢板加固, 进行加固后的梁的抗弯性能对比试验。
2 试验准备
本次试验梁为普通钢筋混凝土梁, 采用C30混凝土, 受力钢筋采用HRB335钢筋, 试验梁截面尺寸为b×h=150mm×250mm, 梁长L=2700mm, 设计跨径L=2400mm。在试验前把试验梁分别以0.85、1.0和1.2倍的构件承载能力设计值作为预加荷载幅值进行预裂, 超载重复次数为20次[1]。
对每一加载幅值的预裂梁加载的程序为:第一次逐级加载至预裂荷载, 并逐级记录各测点的应变及挠度值;以预裂加载幅值的荷载反复加载20次, 记录第21次逐级加载至预裂荷载的各测点应变及挠度值。不同加载幅值的预裂荷载如表1, 试验梁基本参数见表2。
k N
加固材料:按照《混凝土结构加固设计规范》中对混凝土结构加固用钢板材的要求, 选择Q235级热轧钢板, 板实际厚度2.8mm (公称厚度3mm) , 钢板未进行材料性能检测;粘钢胶用金草田系列胶, JCT-2B粘钢胶[2]。
3 加固施工工艺
粘贴钢板加固分为单条钢板加固和双条钢板加固, 单条钢板宽10cm, 长2.2m, 双条钢板每条宽5cm, 长度为2.2m。图1为加固示意图[3]。
1) 加固前梁底处理, 打磨梁底面, 用环氧砂浆修补梁的损伤, 缺损部位 (本次试验, 梁预裂后无损伤部位) , 打孔植内爆胀管 (粘贴钢板后设置抗剪连接螺栓) 清理梁底粉尘, 保持表面干燥清洁。
2) 打磨钢板粘贴面, 清除铁锈并使表面呈现粗糙状。
3) 按比例配制粘钢胶并搅拌均匀, 将配制好的粘钢胶涂于梁底和钢板表面, 将钢板贴在梁底已涂好的胶上充分挤压, 直到将粘钢胶从钢板边缘挤出, 拧紧螺栓使钢板充分与胶接触, 确保内部没有空气和孔洞。
4) 用钢制小锤敲击表面听其声音, 以检验粘贴质量, 当有异样声响的数量小于敲击总数的1/10既为合格。
5) 黏贴后天然养护8h (本次试验实际超过24h) 方可进行加固后试验。
4 试验设备及仪器
本试验梁采用三分点对称加载, 加载装置为液压千斤顶 (见图2) 。
试验中应变检测用D3815静点应变采集系统, 挠度测试用百分表, 裂缝观测用放大镜及读数显微镜[4]。
5 实验结果和分析
5.1 承载能力极限状态分析
从表3中可以看出:
1) 在所设定的预裂荷载幅值范围内, 预裂荷载的大小对梁正截面的承载能力影响不大, 对钢板加固梁其实测承载力均在50k N·m左右。
2) 预裂加固梁的实测值均比预裂加固梁的理论值高, 对钢板加固梁高40%左右。比未加固的预裂参考梁, 钢板加固梁约高50%, 比实测值高, 这反映出梁经过粘贴加固后承载能力有较大的储备安全度。
5.2 应力分析
表4列出了不同预裂荷载钢板加固后的截面随加载不同的实测应力变化值。应力是由实测应变分别乘以各自弹性模量而得。混凝土弹性模量为3.0×104MPa, 钢筋弹性模量为2.0×105MPa, 粘贴钢板弹性模量为2.06×105MPa。
表5为试验预裂梁在经钢板加固后的跨中截面理论计算应力值。
MPa
从表中可以看出如下两点:
1) 任何预裂荷载幅值下的预裂梁, 加固后应力增长随荷载的增加均为线性增长, 当加载至极限承载力的1.2倍时截面混凝土, 钢筋及钢板的应力均未达到屈服应力, 这表现出粘贴加固后的良好效果。
梁的预裂程度在梁加固后, 在正常使用荷载作用下几乎不产生影响, 这表明二次受力后加固材料滞后应力对梁的受力状态不正常使用荷载作用下影响很小, 依规范说明可以不考虑滞后应力影响。但当荷载大于正常使用荷载以后预裂程度对应力增长明显。
2) 比较表4表5可以看出除个别点处理论计算应力均大于实测应力, 反映了实验的安全度和准确度。
5.3 加固前后梁挠度和刚度研究
在预加荷载幅值荷载作用下, 参考量跨中截面实测挠度和挠跨比 (f/L) 列于表6。
表7为预裂梁在粘贴钢板加固后梁跨中截面的实测挠度值和按上述抗弯刚度理论计算的挠度计算值。
1) 从6表中可以看出, 梁虽在接近或超过理论计算极限承载力作用下, 一次加载时梁挠度均小于梁的容许挠度 (1/600) L, 但反复20次预加载幅值荷载作用下, 梁的挠度均大于梁的容许挠度, 这说明超载幅值和超载次数对梁抗弯耐度和寿命的影响。
2) 预裂加载幅值的大小对梁加固后的抗弯刚度影响不大, 亦即表明梁加固后明显的限制了裂缝开裂, 并使裂缝闭合参与抗弯工作。
3) 从表6、表7看出, 经加固后, 挠度不同程度的减小。
6 小结
通过对缩尺梁梁抗弯性能试验研究, 可以得到以下结论:
1) 采用高幅值预裂荷载 (0.85Mu~1.2Mu) 对试验梁进行预裂, 超载幅值不仅符合我国桥梁的超载现状, 而且在预裂加载试验中证明, 在预裂加载幅值范围内对预裂梁加载, 试验梁仍在弹性范围内工作, 并符合平截面假定, 对以后的加固梁受力状态不会产生负面影响。
2) 当加载至设计极限承载力的1.2倍时, 在正常加固条件下, 其截面混凝土、钢筋和加固材料的应力均未达到屈服, 表现出预裂粘贴加固梁的良好抗弯性能, 反映出高幅值预裂梁加固的可行性。
3) 在高幅值预裂荷载作用下的预裂梁, 对加固后的承载能力影响很小, 承载能力仍有较大提高, 对加固梁极限承载能力实验值比理论计算值大约可提高30%~40%。
摘要：通过对9根缩尺梁进行不同预加荷载幅值的重复抗弯加载试验, 使其有不同的开裂损伤, 然后对其中6根粘贴钢板加固, 通过对贴碳钢板的缩尺梁和参考梁进行抗弯性能对比试验, 验证其加固性能, 为危桥加固研究提供可靠的试验参考。
关键词：钢板,加固,桥梁,试验
参考文献
[1]JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范[S].
[2]GB50367—2006混凝土结构加固设计规范[S].
[3]朱伟.粘贴钢板法在桥梁加固工程中的应用[J].山西建筑, 2009, 35 (4) :306-307.
建筑软土地基强夯法加固处理分析 篇7
在建筑工程中由于地基不良导致建筑物沉降甚至倒塌的事故很多, 特别在软土地区。因此, 在实际工程中应重视和加强对不良地基的处理, 应根据不同建筑物、不同的地理环境、不同的土质采用不同的方法进行地基处理, 从而使地基承载效果达到最佳, 为建筑物提供安全的保障。
1.1 地基承载力
当地基允许承载力大于建筑物对地基的压应力时, 地基工作是安全的、正常的, 在建筑物荷载的作用下是不会遭受破坏的。然而, 当建筑物产生的压应力大于地基允许承载力时, 在地基四周的地面会出现隆起, 地基土体甚至会沿滑动面开始滑移, 这时地基已经发生了整体剪切破坏, 会造成建筑物倾斜或倒塌。因此, 在建筑基础设计中, 必须认真考虑地基承载力这一问题。
1.2 地基沉降
引起基础沉降的原因很多, 主要是地基土的可压缩性。土体在外部压力作用下, 土颗粒和水自身压缩量是很微小的, 地基土真正被压缩的原因是在外力作用下土体中的孔隙被压缩和孔隙中的水被挤出。如果地基的沉降量不满足规范的要求, 会造成建筑物整体下沉或倾斜甚至倒塌。
1.3 土坡失稳
土坡失稳是指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其原来的稳定性, 即改变了原来的平衡状态。影响土坡失稳的原因有:1) 内部因素:土坡土质;土坡外形;土坡结构。2) 外部因素:人为影响;振动的作用;降水或地下水的作用等。
因此, 地基在建筑物中起到举足轻重的作用, 地基的好坏与建筑物的安危有着密切的关系, 地基的事故一旦发生, 就很难进行补救, 因此必须对地基给予足够的重视。
2 压实与夯实法处理
压实与夯实法以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结。
表层压实法:采用人工夯, 低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实, 使土体得到加固。
重锤夯实法:重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基, 使其表面形成一层较为均匀的硬壳层, 获得一定厚度的持力层。
强夯:强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落, 对地基施加很高的冲击能, 反复多次夯击地面, 地基土中的颗粒结构发生调整, 土体变为密实, 从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。
强夯产生很大的冲击能 (一般在1000-8000k J) , 由此在地基土中形成强大的冲击波与动应力。强大的冲击波与动应力能降低土的压缩性、改善土的振动液化条件、提高了土层的均匀程度, 从而达到提高地基强度的目的。
3 强夯法加固地基在建筑施工的应用
3.1 施工工艺分析
一般情况下夯锤重可取10~20 t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定, 锤底静压力值可取25~40 k Pa, 对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔, 孔径可取250~300 mm。
强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时, 可在臂杆端部设置辅助门架, 或采取其它安全措施, 防止落锤时机架倾覆。
当地下水位较高, 夯坑底积水影响施工时, 宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。
强夯施工前, 应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等, 并采取必要的措施, 以免因强夯施工而造成破坏。
当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备产生有害的影响时, 应采取防振或隔振措施。
强夯施工可按下列步骤进行:1) 清理并平整施工场地;2) 标出第一遍夯点位置, 并测量场地高程;3) 起重机就位, 使夯锤对准夯点位置;4) 测量夯前锤顶高程;5) 将夯锤起吊到预定高度, 待夯锤脱钩自由下落后, 放下吊钩, 测量锤顶高程, 若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时, 应及时将坑底整平;6) 按设计规定的夯击次数及控制标准, 完成一个夯点的夯击;重复步骤3) 至6) , 完成第一遍全部夯点的夯击;7) 用推土机将夯坑填平, 并测量场地高程;8) 在规定的时间间隔后, 按上述步骤逐次完成全部夯击遍数, 最后用低能量满夯, 将场地表层松土夯实, 并测量夯后场地高程。
强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作:1) 开夯前应检查夯锤重和落距, 以确保单击夯击能量符合设计要求;2) 在每遍夯击前, 应对夯点放线进行复核, 夯完后检查夯坑位置, 发现偏差和漏夯应及时纠正;3) 按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。
施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。
3.2 质量控制措施
施工前应通过试验确定强夯施工技术参数。夯击前应先平整场地, 周围作好排水沟, 并应先对夯点放线定位, 标出第一遍夯点位置。起重机就位时, 夯锤应对准夯点位置。发现因坑地倾斜而造成夯锤歪斜时, 应及时将坑地整平。强夯施工前应检查夯锤重和落距, 以确保单击夯击能符合要求。每遍夯击前, 应对夯点放线进行复核, 夯完后检查夯坑位置, 发现偏差和漏夯应及时纠正。应按设计要求检查每隔夯点的夯击次数和煤机的夯沉量, 施工过程中应对各项参数及施工情况作好详细质量记录, 包括强夯地基的允许偏差和检验方法。
4 工程实际
4.1 工程概况
某变电站主要由主控制楼、综合楼、220 k V和500 k V继保楼、220 k V和500 k V构支架等建构筑物组成。站址内大部分地段为剥蚀性山丘, 站内利用挖方区域挖出来的土料来回填山间洼地, 设计采用了强夯法来处理新回填粘土地基, 以满足建构筑物的要求。
4.2 强夯地基处理设计要求
强夯地基处理后设计要求地基承载力Pk: (1) Pk构架基础———200 k Pa; (2) Fk (支架基础) ≥150 k Pa; (3) PL (道路、电缆沟) ≥120 k Pa。质量缺陷的处理。
4.3 施工特点
根据现场的实际情况和建构筑物的荷载特点, 针对不同情况, 分别采取了技术上可行、成本较低的两种处理方案。 (1) 西南角、东南角的支架点区域, 由于支架的体型尺寸较小, 所承受的荷载较小, 决定直接采用补夯的方案来补强, 补强面积约2000 m2。补夯过程中, 施工单位按规范要求自行进行抽样检验, 经检测补夯后的地基满足设计要求。 (2) 西南角、东南角区域的9个构架的基础, 考虑到构架的体型尺寸较大, 所承受的荷载较大, 为慎重起见, 将基础下面平均2500 mm厚的土体全部拄掉, 用石粉来置换, 置换时, 严格按500~600 mm厚度分层回填, 利用强夯锤夯实, 经检测置换后的地基满足设计要求。
5 结束语
强夯产生很大的冲击能, 由此在地基土中形成强大的冲击波与动应力。强大的冲击波与动应力能降低土的压缩性、改善土的振动液化条件、提高了土层的均匀程度, 从而达到提高地基强度的目的。本文结合某工程地基采用强夯法加固处理的设计与施工过程实践结果表明:对于软土地基, 采用强夯置换法进行加固, 并辅以有效的排水措施, 效果是比较明显的。
参考文献
[1]乔兰, 丁余慧, 于德水.强夯法处理路基的加固效果[J].北京科技大学学报, 2005, (6) .
[2]蒋洋, 孙文彬, 柴贺军.填方路基强夯加固效果及影响因素研究[J].工程勘察, 2007, (12) .
[3]徐长节, 张政伟.回填土地基的强夯大变形分析[J].工业建筑, 2004, (6) .
强夯置换法加固软弱地基应用实例 篇8
强夯法多年来广泛应用在建筑、港口、码头等多种工程的地基加固上。强夯加固非饱和土,效果显著已经得到大家的认可,加固饱和砂土地基,夯后效果也很明显,对于厚层的淤泥质土,由于土体渗透性差,土体内的水排出困难,因此对夯击工艺和施工参数要求更加严格,本文介绍采取强夯置换与排水板结合使用的加固方法,取得了较好的效果,值得类似地基加固借鉴。
2 工程地质概况
工程位置距长江约1 100 m,地貌单元属于长江冲积平原,主要为河流相的第四系冲积物。场区地下水位埋深0.1 m～1.6 m,地层结构简述如下:①耕土:黄褐色,松散,由黏性土组成,含有大量植物根系;主要分布在场区北半部分,厚度0.20 m～2.60 m,平均0.68 m;层底标高5.41 m～8.60 m,平均6.33 m。①-1杂填土:褐色,松散,稍湿～湿,主要由黏性土和建筑垃圾及少量生活垃圾组成。主要分布在场区南半部分,厚度2.50 m～3.50 m,平均3.00 m;层底标高5.64 m～5.65 m,平均5.65 m。②粉质黏土:局部为黏土,黄褐色,可塑～硬塑,在接近水位或水位以下多为软塑。切面较光滑,韧性、干强度较高,含有少量铁锰质结核。该场区分布普遍,厚度0.30 m～3.70 m,平均1.92 m;层底标高3.30 m～6.18 m,平均4.89 m;该层标准贯入平均值为2.2击,属中等压缩性土。②-1粉土:灰褐～灰黄,湿～很湿,稍密。切面粗糙,干强质、韧性低,摇振反应迅速,见有少量云母碎片和较多铁质氧化物。该层局部出现,厚度0.50 m～2.80 m,平均1.35 m;层底标高2.31 m～5.50 m,平均3.69 m。③淤泥质粉质黏土:灰褐色,软塑～流塑,干强度、韧性低,摇振反应中等～迅速。偶见钙质结核。场区普遍分布,厚度1.00 m～7.10 m,平均4.49 m;层底标高-3.65 m～2.85 m,平均-1.43 m。该层标准贯入锤击数平均值为4.9击。属中等压缩性土。③-1粉洗砂:灰色,松散～稍密,饱和,均粒,主要矿物成分为长石、石英,含有少量云母碎片,夹有大量粉土夹层,偶见白色螺壳及腐烂植物体。场区分布较普遍,厚度1.00 m～15.40 m,平均6.37 m,层底标高-12.79 m～3.66 m。
3 设计参数
1)在大面积施工前,先进行了试夯,试夯面积1 800 m2,设计要求:设计堆载为320 kPa。
2)试夯工艺参数选择如表1所示。
4 试夯施工过程简介
4.1 施工说明
强夯机械采用杭州产W200A型履带式起重机,点夯夯锤使用ϕ2.2 m铸钢锤,锤重16 t,满夯夯锤使用ϕ2.4 m混凝土锤。强夯前,场地回填石料1 m,一遍结束后再回填0.8 m左右,点夯结束后,填料厚度根据场地标高调整。
4.2 施工顺序
1)排水处理。对场地进行初平:在强夯区域内挖设100 cm×100 cm的盲沟,纵横布置,间距为23 m×95 m,经验收合格后进行石料回填,形成排水板顶层的横向排水通道(见图1)。
2)插塑料排水板SPBⅡ型,一般深度为5 m～12 m。
3)场地第一次铺废弃硬质粒料,厚度约为1 m,推平后用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压30遍。
4)进行点夯,夯能采用设计夯击能量和夯击数,采用三角形布点,分3遍跳打,每遍14击。夯完后填料整平场地。
5)最后采用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压60遍。
4.3 试夯小结
1)夯击时第1遍平均坑深1.55 m,最后两击平均下沉量3.5 cm;第2遍平均坑深1.35 m,最后两击平均下沉量2.5 cm ;第3遍平均坑深1.30 m,最后两击平均下沉量2.15 cm。强夯过程中可看到水从排水板处渗出,同时每个夯坑夯完后2 h左右有水渗出并形成积水,各夯坑积水高度不等,将坑内水抽干,2 d后不再有水渗出。2)局部夯击时,没有达到贯入度要求的,进行了填料补夯;施工过程中确保排水畅通,控制土体含水量,保证冲碾过程中不出现弹簧、翻浆现象。
5 夯后检测与试验结果
5.1现场检测
1)选取检测点。现场会同业主、监理选取6点进行静载荷试验,分别为A1区4832,A2十一区22-23,A10区K22,B1区701,B2区4015,B5区17。2)加载方式。现场试验最大加载量按复合地基承载力特征值的两倍即700 kPa进行,分为10级,每级加载量为70 kPa;静载荷试验承压板2.9 m×2.9 m,板底铺设10 mm中粗砂找平,采用油压千斤顶加载,工字钢搭设堆载平台,砂袋堆积提供反力,最大压重量700 t。
5.2检测结果
试验结果表明,6处试验点的P—S曲线均呈缓变型,承载力特征值取值按s/b=0.01取值,且取值不超过最大加荷值的1/2结果6处试验点的承载力特征值均满足设计要求的350 kPa。具体试验结果如表2所示。
6体会
1)本工程采取强夯置换饱和淤泥质土结合排水板加盲沟和明沟的降排水措施加固地基是有效的。2)强夯施工排水是关键,场区外围排水沟的积水控制在50 cm,夯坑内积水及时排走,不得超过24 h。3)强夯置换时,会产生很大的超孔隙水压力,造成软土的隆起和挤出,因此采取跳夯更有利于孔隙水压力的消散。4)强夯施工时,严格控制最后贯入量,达不到要求的,加料进行补夯,这样能起到调整深层软土层不均匀沉降的作用。
摘要：介绍了强夯置换法加固软弱地基的工程实例,工程实践表明:通过强夯置换法加固淤泥质粉质黏土,大幅度地提高了地基承载力,为类似地质的地基加固提供了一些经验。
关键词：强夯,排水板,地基承载力
参考文献
[1]YSJ 209-92,强夯地基技术规程[S].
[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].