补强加固技术（精选8篇）
补强加固技术 篇1
随着社会经济和交通事业的飞速发展, 给道路桥梁工程的建设和发展带来和严峻的挑战。道路桥梁在长期使用过程中, 会出现不用程度的损坏, 严重的影响到道路桥梁的承载能力, 因此必须采取有效的措施进行缓凝土桥梁的补强和加固, 从而提高道路桥梁的承载能力, 进而保证车辆额的安全通行。
1 混凝土桥梁常见的缺陷
1.1 承载力不足。随着社会市场经济的飞速发展, 我国的交通行业发展速度也比较快, 道路上通行的车辆的数量也在不断的增多, 这极大的增加了道路桥梁的压力, 早年建设的道路由于使用年限时间比较长, 大多出现损坏的质量问题, 其结构的稳定也没有之前稳定, 从而不能够保证车辆的安全出行, 造成了一定的安全隐患, 因此需要对承载能力下降的道路桥梁进行施工补强加固处理, 从而增加道路桥梁结构的稳定性, 保证人们和车辆的安全出行。
1.2 桥梁局部产生破损。如裂缝、剥落等, 若破损严重, 已不能满足强度要求时, 应该尽快对个别受损构件进行加固。
1.3 桥梁因战争、车祸或遭受自然灾害 (如地震、洪水、飓风等) 而受损以及为保证超重车辆通过桥梁时的安全, 需对桥梁进行临时性加固。
2 混凝土桥梁补强加固技术的途径
2.1 桥梁薄弱构件的加强
构成混凝桥梁的部件有很多, 当混凝土桥梁的承载能力下降时, 说明其主体部分中的构件发生了很大的问题, 自身的作用不能够得到有效的发挥, 从而影响到整体道路桥梁的承载能力。因此要加强对道路桥梁薄弱构件的加固处理。主要的方式就是使用新材料增加主梁或主拱圈的截面, 而对于发生裂缝的地方要使用是高标号的水泥沙井和环氧树脂水泥砂浆进行填补抹平, 是外部后张预应力筋得到增设, 从而使外部预应力增强, 或者是使用化学粘结剂进行附加构件的粘贴, 从而起到加固的效果。
2.2 辅助构件的增加
多种影响因素的共同作用是造成道路桥梁承载能力下降的原因, 主要是由于道路桥梁受到了破坏, 这时候为了增加道路桥梁承载力的过程中, 可以增加新的受力构件在原有的结构上, 例如增设横梁和拱肋等辅助构件; 也可以将原有道路桥梁上遭到破坏的构件使用新型的辅助构件进行替换, 使原有部件存在的不足和缺陷能够得到很好的弥补, 但是要注意的是, 在替换原有部件的过程中, 临时支撑的承载能力一定要较高, 同时还要采用科学有效的措施进行构件的替换, 从而保证整个道路桥梁的机构稳定, 在替换施工过程中的安全也能够有保证。
2.3 桥梁结构体系的改变
在改变桥梁的结构体系过程中, 可以利用桥梁的连接作用和桥梁和梁板之间相互组合作用的方式, 同时也可以利用拱梁相结合的方式来进行, 从而使道路桥梁的受力情况发生改变, 使道路桥梁的承载能力极大的提高, 例如可以用连续梁替代简支梁, 用刚接替代铰接, 用多跨结构代替单跨结构, 同时也可以浇筑一层混凝土板在拱桥的桥面上, 将拱式结构转变为梁式结构的桥梁体系。
2.4 恒载减轻
将原有道路桥梁上部结构的恒载能力减轻, 可以使原桥的受力情况得到改善, 同时其承载能力是能够增加的, 尤其是道路桥梁的基础主体受到限制的桥梁, 通常情况下, 这种道路桥梁是不适用补强加固技术的, 因此为了增加其的承载能力, 可以减轻其的恒载, 从而有效的增加道路桥梁的荷载能力, 保证车辆的安全通行, 从而促进交通事业的蓬勃发展。
2.5 加固墩、台及基础
有相当一部分桥梁的缺陷和病害是因墩台或基础问题引起的. 对这类桥梁通常采取用钢筋混凝土箍套、用钢筋混凝土拉杆和钢拉杆施加外加预应力、增加桩基及顶推法等措施加固桥梁墩台和基础, 改善墩台和基础的受力状况提高桥梁的承载能。
3 混凝土桥梁补强加固方法
3.1 加大截面加固法
这种方法的操作方式较为简单, 操作流程也比较轻便, 因此其的适用范围也就比较广, 成熟的设计和施工经验也是该技术所具有的优势, 梁板柱墙的加固处理都可以采用这种技术方法。但是其也是具有一定的确定, 例如这项技术方法在使用的过程中会耗费大量的时间, 施工作业较长, 并且浪费了大量的人力和物力, 同时还增加了施工的成本, 是企业的成本支出较高, 影响了生产和生活, 并且经过这种方法进行道路桥梁的净空减少了。
3.2 置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近, 且加固后不影响建筑物的净空, 但同样存在施工的湿作业时间长的缺点, 适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
3.3 有粘结外包型钢加固法
该法也称湿式外包钢加固法, 特点是受力可靠、施工简便、现场工作量较小, 但用钢量较大, 且不宜在无防护的情况下用于60℃以上的高温场所.适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸, 但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
3.4 粘贴钢板加固法
该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业, 对生产和生活影响小, 且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响, 但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
3.5 粘贴纤维增强塑料加固法
除具有粘贴钢板相似的优点外, 还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点, 但需要专门的防火处理.适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
3.6 绕丝法
该法的优缺点与加大截面法相近. 适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固, 或需对受压构件施加横向约束力的场合。
3.7 锚栓锚固法
该法适用于混凝土强度等级为C20~C60 的混凝土承重结构的改造、加固, 不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
3.8 预应力加固法
该法能降低被加固构件的应力水平, 不仅使加固效果好, 而且还能较大幅度地提高结构整体承载力, 但加固后对原结构外观有一定影响.适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固, 但在无防护的情况下, 不能用于温度在60℃以上环境中, 也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。
3.9 增加支承加固法
该法简单可靠, 但易损害建筑物的原貌和使用功能, 并可能减小使用空间适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
4 结论
总而言之, 随着社会经济得快速发展, 我国的道路桥梁的发展速度也比较快, 极大的促进了我国交通事业的蓬勃发展。公路旧桥的补强加固是一项重要的工作内容, 有利于促进我国道路桥梁工程的快速发展, 与间建设新桥相比, 这项工作的难度比较大, 因此在施工过程中必须使用科学合理的加固方式, 提高道桥梁的承载能力, 进而保证道路桥梁上车辆和人们的安全出行。
摘要：本文首先论述了混凝土桥梁的常见问题, 并在此基础上进行了混凝土桥梁补强加固的途径的介绍, 最后综合探究了混凝土桥梁加固的方法。仅供交流借鉴。
关键词：混凝土桥梁,补强加固技术,问题,途径,方法
参考文献
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[4]郝晓燕.浅谈桥梁的加固技术及其应用[J].山西建筑, 2002 (11) .
补强加固技术 篇2
关键词：带半地下室;砖砌体结构;抗震加固;补强措施
1、引言
在带半地下室施工中，通常人们都会采用多层墙砖墙体作为施工中所使用的主要材料，这样的施工方式一方面使得建筑结构的强度和稳定性都得到了非常明显的提升，同时建筑自身的使用寿命也会在这一过程中得到有效的延伸，但是因为这种砖体结构自身的脆性非常强，所以在使用的过程中虽然能够表现出非常好的强度和耐久性，但是在外界作用力的影响下，这种结构非常容易产生质量上的问题，这也就使得建筑结构本身的抗震性能也非常的差，所以在带半地下室的施工中需要采取有效的措施进行加固，从而也可以更好的提高了建筑住宅的抗震性和耐久性。
2、抗震鉴定
2.1一般原则
当前，人们对建筑结构进行抗震鉴定的过程中主要是根据房屋的抗震性能鉴定的基本原则来进行相应的检验，通常可以将房屋抗震鉴定分成一级鉴定和二级鉴定，在鉴定的流程方面主要体现在三个方面，以下笔者根据自己的经验来对原则进行详细的阐述。首先是对建筑房屋结构的高度和宽度的比值和间距和施工材料的强度等因素进行详细的检测。其次是要对墙体结构之间的连接质量进行严格的检查和研究。第三是对部分特殊的建筑设施的尺寸以及质量进行相应的检测
要对一些特殊的建筑设施的尺寸和质量进行详细的检测，按照我国相关的原则和规定对建筑结构的抗震性能进行严格的鉴定，如果在鉴定的过程中建筑自身的抗震性能已经通过了一级检验，那么就不需要对其进行二级检验，但是如果不能符合一级检验的相关标准和要求，鉴定人员就要通过相应的技术和方法将建筑结构的抗震性能的相关数据计算出来，这样才能更加准确和科学的对建筑本身的抗震性能进行分析。
2.2第一级鉴定
在对建筑结构进行第一级鉴定的时候，鉴定人员主要是从建筑的整体结构和施工材料的强度，建筑结构整体性的强弱以及建筑局部结构的稳定性等进行相应的判断，这种鉴定方法在应用的过程中主要就是要对建筑结构本身的特性予以一定的了解和分析，具体来说其主要体现在以下几个方面。
2.2.1结构体系。对建筑结构整体的体系进行详细的分析，这也是建筑第一级抗震性能鉴定的一个十分重要的内容，在鉴定的过程中主要是对建筑结构的高宽比进行计算和检验以及对墙体结构之间存在的距离进行判断的，按照我国的相关规定，在对建筑结构进行第一级鉴定的时候，房屋的高度和宽度比必须要控制在2.2左右，同时其建筑高度业必须要控制在建筑结构平面地面的最大尺寸之内，另外在鉴定的过程中还要对建筑结构的刚度和稳定性的变化进行有效的分析，鉴定其是否可以达到第一级的鉴定标准。
2.2.2材料强度。对建筑结构材料的强度方面也有着十分严格的要求，因为施工材料的强度和质量是保证建筑结构施工质量的一个非常重要的标准和前提，只有其符合相关的要求，才能更好的保证建筑结构整体的抗震性能。
2.2.3整体性连接构造和局部构造。纵横墙交接的位置应该具备一个强度比较高的连接结构，楼和屋盖构件的支撑长度、圈梁的布置和构造以及局部的尺寸以及非结构方面的要求一定要符合建筑抗震鉴定中相关的要求。
2.3第二级鉴定
在第二级鉴定的过程中，鉴定人员主要是通过计算公式对建筑楼层结构的抗震指数进行计算，这样才能根据相应的计算结果把第二级鉴定分成甲乙丙三个重要的等级，对带半地下室住宅建筑抗震的相关指标进行计算之后，带半地下室建筑结构通常在第二个级别当中，在第二级中还处在了丙级的位置，所以其抗震性能也十分的薄弱，需要采取有效的措施对其进行加固。
2.3.1楼层平均抗震能力指数-第二（甲）级鉴定。结构体系、整体性连接、易引起倒塌部位符合第一级鉴定要求，而横墙间距或房屋宽度超过限值时，不能得出房屋不符合抗震鉴定要求的结论，需采用第二级鉴定的楼层平均抗震能力指数再做判断。
2.3.2楼层综合抗震能力指数——第二（乙）级鉴定。 当结构体系、整体性连接、易引起倒塌部位不符合第一级鉴定要求，可采用楼层综合抗震能力指数方法进行第二级（βci）鉴定。
2.3.3墙段综合抗震能力指数——第二（丙）级鉴定。当横墙间距超过刚性体系规定的最大值，有明显扭转效应和易引起局部倒塌的结构不符合第一级鉴定要求、当最弱的楼层综合抗震能力指数βci小于1.0时，则要进行第二级（βcij）鉴定。
3、加固方法
针对房屋抗震承载力不足、整体性不足、易倒塌部位和明显扭转效应采用不同的加固方法。半地下室的稳定性本来就比较弱，所以一定要采取一定的措施对半地下室的刚度进行及时有效的提高，这样才能够起到一定的防震作用，具体要求应按建筑抗震加固技术规程规定进行设计和施工操作。可采取的加固方法有：
3.1房屋抗震承载力不足时，可采取外加柱、面层或夹板墙加固、拆砌式增设、修补和灌浆以及包角钢镶边和增设支撑等方法提高强度和承载能力。
3.2房屋整体性不足时，应找出不足部分，采用增设圈梁、钢拉杆、锚杆、外加壁柱和圈梁、增设托梁等方法弥补。
3.3加固易倒塌部位以及防扭转效应。对易倒塌部位针对具体情况采取措施增加强度和拉结;防扭转可先在薄弱部位增砌砖墙或浇筑混凝土墙体，增加刚度。
4、加固处理中的注意事项
4.1地下室底板清理：在各项工作进行之前要认真的清理地下室底板的杂物，这些杂物虽然看起来微不足道，但是在具体的工作中会因小失大，仔细地清理才能避免给施工工作带来不便。
4.2锚固段灌浆。内锚固段、自由段灌浆在锚索入孔后即可进行灌浆，水泥浆用P042.5普通硅酸盐水泥（水灰比为0.45w0.5）加早强减水剂、膨胀剂，高速搅拌均匀，并以0.6w0.8MPa的压力全段注浆，直到锚索口处串冒浓浆1min方后闭浆。注浆时对每一批预应力锚索的灌浆浆液均取样做抗压强度试验，并要求在进行张拉时试块的强度不得低于设计强度的75%。
4.3锚具安装。锚具在使用前要做好相关的工作，对于其表面的防锈油脂要进行认真的清理，而且要经过正规的验收检验才能投入使用。下一步的工作就是要将锚具的各个组件依次安装好，确保锚垫板与锚板的吻合。
4.4质量控制措施。对于施工质量要进行有效地控制，锚索的孔位放线不能存在超过5厘米的误差，孔径也要在2毫米之内;同时要确保钢铰的整齐，不要有油污残留，并且要注意其平直和均匀，不能有生锈和弯曲的现象发生。在具体的工作中，如果遇到弯曲或是受到损伤的钢铰要拒绝使用。最重要的是要保证孔壁有至少1厘米的注浆。以上都是在对质量进行控制时需要注意的问题。
4.5水泥浆严格控制加水量和水灰比，确保浆体质量。自由段注浆必须待浆液溢出孔口稳定1-2min后，方可停比注浆，24小时后还需补浆，以确保注浆饱满。
5、结语
在抗震鉴定之后发现：带半地下室结构的抗震性能十分的薄弱，所以为了能够更好的保证地质灾害对其不会造成无法挽回的损害，需要采取有效的措施对建筑结构的抗震性能进行适当的加强，这样才能提高结构自身的抗震性能。
参考文献：
[1]金涛.多层砖混住宅楼半地下室设计问题分析[J].基建优化.2002（01）
补强加固技术 篇3
关键词：水库大坝,固结灌浆,加固施工
1 固结灌浆技术的基本施工原理和方法
固结灌浆技术在施工的过程中一般都是通过钻孔压入到岩层的裂缝中, 为了提高整个岩层的硬度, 需要采用胶结和硬化等措施。固结灌浆的施工技术是针对岩石施工中整体性和抗渗性来操作的, 水利水电施工中, 这种方法能够得到广泛的应用。
1.1 固结灌浆技术施工措施
1.1.1 分段施工
分段灌浆的施工方法是一种由上到下的灌浆技术, 水电工程在施工的过程中一般都是使用分段灌浆的施工方法。分段灌浆主要的施工特点就是能够达到想要的深度, 并且能够达到合适的条件, 在灌浆即将结束的时候, 就可以完成下一个施工阶段。
1.1.2 止浆塞灌浆
利用止浆塞灌浆这种方式从下到上进行灌浆的实施, 在灌浆之前, 可以进行一次性的成型工作, 并且按照设计深度来施工, 根据水压的试验, 从顶的底部开始向上灌浆, 利用止浆塞对灌浆进行控制与分段, 将灌浆段分为若干段, 直到达到底部。
1.1.3 分期灌浆
分期灌浆的方法与分段灌浆的方法有点类似, 首先在施工中对内部设计的范围要有一定的规定, 要测量灌浆深度, 灌浆的位置可以从岩石的顶部进行, 一般采用的灌浆方法就是低压灌浆, 直到最上面的灌浆达到预计的强度结束。在固结灌浆进入到第二个阶段钻孔时, 就要从岩层的顶部, 利用高压的技术进行灌浆, 尽管都是施工, 但两个阶段有两种方法。根据钻孔的深度再组织进行第三次的钻孔与灌浆, 直到达到要求的深度为止。
2 固结灌浆技术在水电站的应用
固结灌浆是比较简单的水利施工技术, 相对于一些其他的施工成果, 固结灌浆的技术施工能够满足一些中小型水电站的基本固结要求, 因此, 此种方法普遍运用于水电站的施工中。
2.1 水电工程施工的基本措施
水利电站的基本固结灌浆措施, 是根据在施工前期勘探的结果来决定分段灌浆的技术与施工, 以及施工中所采取的基本措施的。所以, 在固结灌浆的过程中需要对灌浆孔进行布置, 按照一定的顺序进行排序, 孔间距也需要规定为一定的大小, 要按照一定的顺序进行施工, 并且将其设置为一定的形状, 具体的施工根据实际的情况来调整。
2.2 按照孔径进行控制
在施工的过程中, 需要确定进入到岩层孔深的位置, 经过检测一般都是8 m左右。并且要按照成孔的方向来进行设计, 对于设计的区域进行标记。在放样的过程中能够保证开孔的位置与设计不出现偏差, 保证开孔的角度在一定的误差范围之内。固结灌浆钻孔也是施工中必要的程序, 在钻孔结束后, 需要通过监理工程师检验。检验合格之后, 需要采用适当的保护措施, 钻孔的顺序要求与灌浆的顺序保持一致, 不论是否是在一个区域, 相邻的位置都是可以施工的, 下一次的成孔需要在上次钻孔完全结束后再进行操作, 这样才能够避免对岩层产生破坏的作用。在钻孔的过程中若是遇到特殊情况必须要及时停工, 向上级报告情况, 需求解决措施。
2.3 固结灌浆施工的安全设计
施工过程中, 最好按照同排固结灌浆控制进行分次序的加密, 然后按照顺序进行排列, 对于1号的钻孔进行灌浆, 然后是2号孔。2号孔在施工中周边不能有其他的桩孔进行, 必须在1号孔施工结束后, 完成封口再进行施工。固结灌浆在施工的过程中采用的都是一孔一泵的原则。并且灌装孔与其他的孔是相通的, 灌浆的条件必须要同时满足, 这样才能够同时的灌浆。但是, 有一个数量的限制, 并且不能超过3个, 施工中, 可以随时对压力进行控制, 并且采用分段灌浆的原则进行灌浆。一般灌浆的程序都是按照分段的原则来的, 设计分段, 基础长度大约是3 m左右。若是1个7 m的孔, 就可以分成3 m、4 m两段, 在灌注的方式上, 采用自下到上的技术。
2.4 清孔和压水实验的灌浆在钻孔时进行清理
在灌浆之前, 需要对钻孔进行清理, 分段灌浆一般都采用自上到下的灌浆方式, 每一个灌浆段在完成灌浆之后, 必要的工作就是对孔内进行清理, 利用导管向孔内注入大量的清水, 对孔内进行全面的清洗, 直到孔内流出的水变清澈为止。施工结束后, 孔内部必然会残留一些物质, 这些物质必须要有个很好的控制范围, 在30 cm以内。对于分段灌浆, 对裂缝也要进行清理, 采用合理的清理方式, 对钻孔裂缝的处理最好是在半个小时左右, 这样配合简单的压水试验就比较完美。在施工中空隙比较多的区域可以增加水压和风压, 这样才能够保证其清理的质量。通常在清理的过程一定会出现压力的控制, 但是压力的控制范围必然会小于灌浆的压力, 并且要在一般压力以下, 完成钻孔的清理之后, 钻孔可以进行灌浆作业, 但是不能够出现长时间的搁置, 这样再次施工之前, 必然要重新清理裂缝。
2.5 灌浆压力的控制
整个灌浆的过程, 对于压力的控制很重要, 压力控制得好与坏直接影响到灌浆的过程, 并且在施工的过程中必然要按照其指标进行操作。在孔的接触段和注入水的过程中, 需要按照增压的方式和比例进行施工, 并且压力控制最好能够达到设计的压力值。
2.6 钻孔灌浆的灰水按照一定比例控制
对钻孔施工之前, 对于施工需要的灰水的比例要进行测试, 在测试的现场必须要有相关的控制人员进行监督, 保证测试的数据准确, 能够达到相关的控制标准, 同样也能要求制备按照相关的比例来配置水泥浆液。
3 施工工艺的控制要点
固结灌浆的技术比较简单, 但是施工的过程相对难以控制, 必须要对相关的环节进行全面细致的监督, 这样才能达到固结灌浆加固的目的。
3.1 成孔的施工工艺控制
成孔是对放样的一种质量控制, 在施工的过程中要保证施工的位置与其图纸的位置相同, 开孔的位置与设计的位置不能够出现太大的误差, 若是由于一些其他的因素导致孔的位置发生改变, 必须要及时上报相关的管理部门, 采取及时有力的治理措施, 对钻孔详细的位置进行勘查, 根据勘查的结果来改变。固结灌浆的钻孔倾斜角度也是有一定的要求的, 必须要将其控制在一定的范围之内, 对施工的要求全面的满足, 一旦在钻孔中出现缺陷等问题, 或是由于地质原因和外界原因, 就需要对孔内的情况进行记录, 并上报, 按照相应的规定进行操作。
3.2 灌浆要点
固结灌浆在结束后, 必要的工作就是对孔内部进行清洗, 在清洗的过程中, 必须按照相关的清洗技术标准来操作, 若是在施工中出现堵塞的现象, 最好能够测量一些段长, 灌注管与底部的距离, 灰水的比例等, 这些都是需要按照事先计划好的来进行操作。若是发现问题, 可以及时处理, 这样才能够保证质量的合格率。
4 施工中常见问题
在灌浆的过程中, 一旦发现冒浆的现象或是外漏的现象, 需要将表面进行堵塞或降低压力等处理方法。在灌浆的过程中孔与孔之间是相通的, 若是发生串浆, 要采用并联的方法进行灌注。一般的孔内串通的设置是不具备灌浆的基本条件的, 基本的做法就是将串孔堵上, 在灌浆结束后再打开, 进行冲洗, 清洁。
5 结语
固结灌浆的检查, 首先就是要对孔内部压力进行检查, 对检查的结果进行记录, 结合灌浆的基本资料, 对综合的结果进行评定, 一些检查中的细节, 需要在灌浆结束的一周内进行检查。一般检查分为几步, 首先, 对岩石破碎、断层等基本的地质条件进行检查;然后, 对注入量比较大的钻孔部位进行检查, 对其位置的附近也要检查;再次, 对灌浆情况出现不正常分析的部位进行检查。对水压的检查就是用单点法, 对于一些不合格的段长, 透水率一般也存在一定的问题, 设计的规定值会超出范围, 这样并不能将其作为灌浆质量合格的产品, 需要进一步的处理。
参考文献
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补强加固技术 篇4
为实现煤炭资源的高效合理开发, 采区巷道沿空掘进技术得到了较为深入的研究和推广。但多数沿空煤巷由于受到采深、采动、时间及空间效应的综合影响, 其工程力学环境复杂化, 巷道局部开帮维护高达3~4次[1]。卧底扩帮的修复工作使得围岩扰动加剧, 围岩破碎、裂隙发育更为明显, 巷道产生非对称性收缩, 支护问题凸显。研究卧底扩帮沿空巷道加固补强支护技术, 可解决一些制约沿空巷道发展中的瓶颈问题, 有效拓宽沿空巷道的应用范围。
1巷道概况
开采巷道位置关系如图1所示。
白庄矿11071工作面位于该矿北一采区, 东部以北翼轨道大巷保护煤柱线为界, 南至一区段11煤底抽巷, 西部以11煤岩浆岩侵蚀边界为界, 北部尚未开拓。该矿地面平坦, 标高+28.9~+31.6 m。 11071工作面井下标高-510~-520 m, 无煤与瓦斯突出危险性, 围岩原生结构破碎, 裂隙发育, 强度较低。工作面机巷长848.5 m, 风巷长867.6 m, 工作面长155 m。煤层结构较简单, 无夹矸, 煤厚0.9~4.8 m, 均厚2.5 m, 倾角平均8°。老顶以灰色粉砂岩为主, 厚度8.8~15 m, 均厚10 m。直接顶为岩浆岩~砂岩, 岩浆岩厚0~3 m, 均厚2.5 m, 砂岩层均厚2.5m。底板为深灰色泥岩、粉砂岩, 直接底厚度1.0~3.1 m, 局部底板为岩浆岩。
11071工作面上下顺槽均为矩形断面。上顺槽净断面规格:宽×高=5.1 m×3.2 m=16.32 m2;下顺槽净断面规格:宽×高=4.6 m×3.2 m=14.72 m2。 上顺槽长2 088 m, 下顺槽长为2 130 m。11071工作面下顺槽为小煤柱沿空掘巷, 与相邻的11050工作面上顺槽之间小煤柱宽度为3~5 m。11071工作面上下顺槽受工作面超前压力和相邻11050工作面采空区扰动双重应力影响, 围岩破碎、裂隙发育, 煤柱整体性遭到破坏, 巷道顶板下沉、两帮收缩严重。当基本支护不足以承受采动压力影响时, 为保证工作面正常回采, 需进行卧底扩帮。施工过程中面临低强度破碎围岩巷道的支护问题。
2卧底扩帮巷道补强支护技术分析
2.1卧底扩帮沿空巷道变形失稳模拟分析
根据该矿11071工作面现有地质采矿条件和数值模拟研究的重点, 建立了平面应变模型。模型尺寸为130 m×74 m, 共划分38 480个有限差分单元。模型底边界为固定边界, 水平边界为支承边界, 上边界为应力边界。在模型的顶部加13 MPa的等效载荷, 相当于约520 m厚的上覆岩层, 侧压系数取1.3。通过岩样的单轴、三轴压缩及剪切试验, 应用岩体强度参数分析软件Roc Lab, 选取模型主要岩体的力学参数如表1所示。
经FLAC2D数值模拟计算分析看出, 工作面开采前后, 沿空巷道受多因素扰动影响, 关键岩块在从破断到形成“砌体梁”结构的过程中, 顶板回转下沉, 实体煤帮以及窄煤柱各作为梁的一个支点[2], 根据侧向支承压力分布规律, 巷道实体煤帮帮角及窄煤柱支承位置会产生应力集中, 应力集中系数可达到3倍以上, 如图2 (a) 所示。窄煤柱一侧塑性区发育明显, 围岩受到较大的剪胀变形, 如图2 (b) 所示。实际中窄煤柱岩体本身较破碎, 承载能力弱, 受高应力作用易发生帮鼓内移, 产生推垮型破坏。而实体煤侧边缘煤体受高应力作用会产生不同程度的变形而更加破碎, 该区域内形成压力卸载区。回采工作面顶板的冒落将造成卸载区内的顶板出现离层、断裂, 离层、断裂后的岩体承载能力也大大降低。这些围岩体强度薄弱区和变形凸显区也成为支护设计控制的关键部位。
2.2卧底扩帮沿空巷道支护技术分析
如何提高窄煤柱强度, 减小煤柱内移, 提高实体煤帮及顶板的稳定性, 成为控制巷道变形的关键。巷道支护时面临如下问题:1卧底扩帮将对弱强度围岩产生二次扰动, 巷道围岩整体性进一步遭到破坏。2受工作面超前支承压力和采空区侧向支承压力的双重应力影响, 煤柱松软。3采用普通注浆方式加固煤体时, 浆液渗透性差, 加固效果不理想。4由于普通锚杆、锚索缺乏支护着力点, 易发生脱锚、断锚现象。为解决上述问题, 试验矿首先通过大量的现场试验, 最终将波雷因材料确定为岩体注浆加固材料。波雷因材料是一种新型有机高分子双液型注浆材料, 双组份材料通过专用气动注浆泵和混合枪, 注入破碎岩体后迅速反应与岩体凝固生成高强度、有韧性的固结体, 从而达到对岩体的加固或涌水裂隙的封堵[3,4,5,6]。在采用新型注浆材料加固围岩的同时, 为维护沿空掘进巷道围岩系统的整体稳定性, 必须采取巷道围岩补强支护措施, 通过布置高预应力锚索、增强护表构件刚度、提高锚索及锁具的匹配度等措施, 控制实体煤帮及煤柱内位移, 维护留巷巷道顶板的完整性, 防止切顶和冒落失稳, 以及局部位置因应力集中和结构不稳定而造成的强烈不均匀变形。这样既可以强化围岩强度, 又可以使应力集中向深部转移并维持巷道稳定。
3加固补强技术方案及支护参数
加固补强方案:采用锚杆配合钢带加大巷道围岩表面的封闭面积, 防止围岩压力的卸载;用组合锚索替代单体锚索, 配以高抗弯性能的钢梁, 形成对顶板的整体式、组合式支护。补强支护方案及参数如图3所示。
3.1补强支护技术方案
根据巷道变形特点及支护补强技术分析, 首先在窄煤柱侧帮部及顶部钻打注浆孔, 通过注浆管向3 m岩层范围内注射波雷因化学浆液, 可实现锚固区域内岩体的峰值强度和峰后强度的强化, 围岩内摩擦角及内聚力都将得到提高。在锚杆、锚索主支护有完整和较高强度的着力基础后, 顶板采用锚索+ 工钢梁支护方式, 帮部采用锚索+槽钢梁支护方式。支护方案及相关支护参数如图3所示。
补强支护分为顶板工字钢梁锚索支护和帮部槽钢梁锚索支护, 其中工字钢梁及槽钢梁均为二次利用的废旧材料。顶板补强支护为人工采用锚杆机在超前支护范围内打设, 工字钢梁垂直于巷道中心线布置, 打设在超前支护2根 π 型梁中间。下帮煤柱侧打设3排槽钢梁锚索作为补强支护, 具体布置方式见帮部补强支护断面图3 (b) 。 第一排和第二排锚索超前综掘机卧底打设, 第三排锚索待综掘机卧底后再进行补打。
3.2下顺槽卧底扩帮技术施工要点
(1) 下顺槽下帮只进行卧底, 不进行扩帮, 上帮进行扩帮卧底。扩帮卧底后断面要求净宽4.5~ 5.5 m, 净高4.2~4.5 m。
(2) 扩帮时按照由上至下的顺序进行施工, 采用前探梁进行支护时, 前探梁采用D60×6 mm的无缝钢管制做, 前探梁长度3.8 m, 前探梁用专用吊环固定在顶板锚杆上。
(3) 扩帮后打设1排工钢梁锚索支护, 并按照原巷道设计间排距, 打设锚杆支护。
(4) 扩帮卧底过程中, 采用叉子棚施工技术对巷道进行临时支护。
(5) 综掘机卧底后, 及时补打叉子棚:叉子棚采用DW45/250-110X型单体柱, 顶梁使用1200 mm长铰接梁, 柱底配大铁鞋, 单体液压支柱活柱伸缩量不得低于400 mm。沿巷道方向打设。
3.3现场实测结果分析
采空区侧窄煤柱及顶板是巷道变形观测的重点, 为此对窄煤柱横向和垂直位移及巷道整体位移变化情况进行现场的长期观测。从观测结果来看, 窄煤柱上部和下部横向变形量相当, 最大变形量在32 mm左右, 横向变形为1.1%, 远低于支护体的极限变形量。采空区侧窄煤柱垂直变形量较小, 最大变形量为28 mm。从巷道整体位移情况来看, 受影响范围内两帮位移量最大在200 mm, 顶底板位移量最大在165 mm。在采动影响期间巷道变形量在许可范围内, 满足安全使用要求。
4结论
(1) 受时间效应、空间位置效应、采动效应及支护强度、支护结构完整性及稳定性方面的影响, 卧底扩帮沿空巷道整体产生不均匀扭曲变形, 实体煤侧易片帮, 顶板围岩破碎, 而采空区侧小煤柱在3倍原岩应力作用下多发生帮中内移, 进而导致推垮型破坏。这些也成为支护设计控制的关键因素。
(2) 波雷因注浆材料可实现对破碎煤、岩体的加固补强作用, 可应用在围岩破碎的沿空巷道窄煤柱及顶板的变形控制当中。
(3) 锚杆、锚索配合工字梁、槽钢梁的使用, 可有效阻止巷帮煤体变形、破坏, 提高小煤柱对顶板的支撑能力, 减小顶板离层、旋转下沉量, 减小巷旁支护体载荷, 为实现切顶提供有利条件。
(4) 卧底扩帮沿空巷道加固补强技术研究与实践, 改善了沿空煤巷的支护效果。废旧材料的二次利用, 使支护成本减少近20%, 成功地解决了沿空掘巷推广过程的中面临需多次维护的瓶颈问题。
摘要：在煤炭开采过程中, 为实现煤炭资源的高效合理开发, 优化开采巷道布局, 采区巷道沿空掘进技术得到了较为深入的研究和推广。但对于受多因素综合影响的沿空巷道的稳定性控制及已受破坏沿空巷道的二次补强问题依然存在。结合FLAC2D模拟分析结果对沿空巷道的变形特征及稳定性进行分析, 提出了卧底扩帮沿空巷道新型加固补强技术, 并在白庄矿11071工作面下顺槽成功应用, 解决了制约沿空巷道技术推广过程中需多次维修支护的瓶颈问题。
关键词：沿空巷道,卧底扩帮,新型化学浆全长锚固,加固补强支护
参考文献
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补强加固技术 篇5
关键词：碳纤维,技术,施工
1 概述
碳纤维因其具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点, 近年来在国内混凝土结构修复补强工程中正得到越来越多的应用。国家建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会于2002年6月颁布了《粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土工程施工与验收暂行规定 (修订本) 》来规范指导该加固技术的应用和推广。
碳纤维加固补强技术仅仅依靠碳纤维本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能, 只有通过粘结剂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作, 才能达到补强的目的。其主要特点如下:
1.1 材料特性。
1.1.1高抗拉强度、高弹性模量。碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍;碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材。1.1.2施工方便, 无需任何夹具、模板。碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面不改变构件外形尺寸, 可多层粘贴, 并能有效地封闭混凝土的裂缝。1.1.3耐腐蚀及耐久性能、耐疲劳性能好。碳纤维复合材料的疲劳强度高于高强钢丝, 金属材料在交变应力作用下, 疲劳极限仅为静荷强度的30%~40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展, 以及存在纤维内力再分配的可能性, 复合材料的疲劳极限较高, 约为静荷强度的70%~80%, 并在破坏前有变形显著的征兆。1.1.4不增加结构自重。
1.2 适用范围。
适用于各种形式的钢筋混凝土结构或构件的加固补强, 并且加固后均可保持物体原状, 不影响表面装饰。
1.3 加固机理。
利用专用粘结剂将抗拉强度极高的碳纤维片粘贴于混凝土结构表面, 并与之形成整体, 共同工作。
2 工程概况
该工程为改造工程, 地上有三层、四层、五层, 地下一层。最高为五层水箱间29.55m, 四层为23.40m。总建筑面积57914.10m2, 其中地上52581.95m2, 地下5332.13m2。本工程利用原有建筑, 保持外立面造型不变, 对内部进行改造。原来的会议展览功能改为以商业为主的建筑。工程地上设有商场、餐饮、书城、证券交易所、办公等。地下一层设有发电机、变配电室、风机房、消防水箱间、消防泵房、制冷机房、丙类机房, 于2006年底竣工。本工程在改造前经过结构鉴定部门进行结构检测后认为, 原有的部分楼层剪力墙水平钢筋配筋率低于现行抗震规范要求, 因此决定采用剪力墙表面粘贴碳纤维进行加固处理。
3 设计方案及使用材料
3.1 设计方案:
本加固工程采用在需加固的剪力墙表面的水平和竖直双方向粘贴双层碳纤维的方法进行加固。
3.2 材料:
要求材料质量过关。a.针对个别厂家用玄武岩纤维, 芳纶纤维染上黑色来冒充碳纤维布, 会造成工程质量的不合格, 所以要首先学会辩认碳纤维。简单的说, 好的碳纤维丝束比较黑亮, 用火烧一下, 不会卷曲, 会象细铁丝一样发红, 用手摸平滑, 柔光, 丝束均匀, 导电性能好。b.本加固工程用碳纤维材料采用上海同砼碳纤维布有限公司生产的同砼牌型号为CFS2的12K碳纤维 (碳丝为T700SC) , 粘结剂采用华东理工大学华昌聚合物有限公司生产的华昌牌HCJ碳纤维胶粘结剂。上述产品均通过了建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会安全鉴定办公室的鉴定, 质量合格, 可以用于建筑结构承重构件的加固。施工前按规定在现场抽样送市建筑科学研究院建材质量检验站进行检测, 检测结果为拉伸强度大于3000Mpa, 与其他特性均符合《粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土工程施工与验收暂行规定 (修订本) 》的技术要求。
4 施工流程与现场施工方法
碳纤维加固施工流程为:混凝土基底修补、打磨处理→涂底层HCJ碳纤维胶粘结剂→用HCJ碳纤维胶粘结剂进行残缺修补→贴第一层碳纤维片→粘贴第二层碳纤维片→表面涂装→养护→完工验收。
4.1 混凝土基底修补、打磨。
4.1.1表面裂缝及孔洞处理。该工程需加固剪力墙混凝土质量较好, 无裂缝现象, 仅局部有少量细小蜂窝, 采用HCJ碳纤维胶粘结剂进行修补填充密实, 表面平整。4.1.2将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净, 达到结构密实部位, 使其表面平整。4.1.3对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分, 用专用黏结剂进行修补、复原, 达到表面平整。4.1.4将构件表面沿碳纤维粘贴结合面打磨平整, 要求平整度应达到5mm/m, 保证修复后的段槎要尽量平顺;棱角的部位, 用磨光机磨成圆角, 圆角半径须≥20 mm。4.1.5结构或构件表面打磨后, 用压缩空气将表面灰尘和杂物清理掉, 用脱脂棉蘸丙酮进行擦拭清洗残留粉尘, 并使表面充分干燥。
4.2 涂底层HCJ碳纤维胶粘结剂。
4.2.1把碳纤维胶粘结剂的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内, 用低速搅拌均匀去除气泡, 并应防止灰尘等杂质混入;一次调和量应在可使用时间内用完。4.2.2用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面, 指触干燥后才能进行下一道工序的施工。4.2.3底层涂料指触干燥或固化后, 表面上的凸起部分 (一般类似结露的露珠一样) 要用砂布或角磨机磨平并丙酮清洗支尘。
4.3 用HCJ碳纤维胶粘结剂进行残缺修补。
4.3.1构件表面凹陷部位应用粘结剂填平, 并修复至表面平整、顺滑。4.3.2内角 (段槎、起拱等) 要用粘结剂填补, 使之平顺。腻子涂刮后, 表面仍存在的凹凸糙纹的, 应再用砂纸打磨平整。
4.4 粘贴碳纤维片。
4.4.1把粘结剂的主剂和固化剂应按规定的比例称量, 装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用进间内用完。4.4.2按设计尺寸裁减纤维布, 纤维顺长方向片材的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结剂, 在片材宽度方向不需要搭接, 裁剪完成后用脱脂棉蘸丙酮把表面擦拭清洗干净。4.4.3将裁剪好的碳纤维织物敷在涂好粘结剂的基层上, 贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用粘结剂, 称为下涂。贴片时, 在纤维片和树脂之间尽量不要有空气。可用特制滚筒沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次, 使树脂渗浸进纤维中并挤除气泡。滚压时要小心操作, 不得损伤碳纤维布。4.4.4纤维片粘贴施工完毕30分钟后, 再用滚筒刷在表面均匀抹粘贴用粘结剂, 使粘结剂能充分渗透到碳纤维里面, 称为上涂。4.4.5第二层碳纤维布粘贴则重复1至4步骤, 并保证底层粘贴的碳纤维片上涂黏结剂已指触干燥, 才能粘贴第二层。4.4.6第二层碳纤维织物的表面应均匀涂抹一道粘结剂应涂刷均匀、周边整齐。碳纤维的粘贴质量要求符合《碳纤维施工验收规范》, 以保证粘贴质量的合格。
4.5 表面涂装。
由于该剪力墙后期需要进行抹灰施工并进行内部装修, 所以粘贴后的碳纤维表面最后一道涂粘结剂后用干燥黄沙覆于表面, 增加与将来抹灰面的粘结力。
4.6 养护。
4.6.1碳纤维片施工后, 应进行养护, 保证养护期间的温度不低于专用粘结剂的允许使用温度。4.6.2养护期一般在1~2周内。4.6.3对施工部位应进行遮挡封闭养护, 防止风吹、雨淋或有可能人为扰动造成损坏。
4.7 按粘结剂生产供应商规定的固化时间养护至固化后, 及时进行施工质量检验、验收。
5 施工注意事项
5.1 气温在5℃以下、相对湿度RH〉85%、
混凝土表面含水率在85以上、有结露的可能时, 无有效措施不得施工。5.2由于碳纤维片为电的良导体, 应使其远离电源。5.3施工用各种树脂远离明火, 并避免阳光直射。5.4施工及检查人员应穿防护工作服, 配戴器口罩、手套、防护眼镜等防护用品。5.5粘结剂的配制应在室内进行, 施工现场保证通风状况良好。5.6当树脂粘附在皮肤上时, 应立即用肥皂水冲洗, 溅入眼内用清水清洗或及时就医。5.7施工过程中要注意严格按照设计方案中的位置进行粘贴碳纤维, 如有偏差应根据实际情况画图留底备查, 并注意告知后续施工人员在装修过程中注意保护, 严禁钻孔、打钉等可能损坏碳纤维的作业。
砌体结构裂缝加固补强措施探讨 篇6
关键词：砌体结构,裂缝,加固
建筑物中出现的裂缝很重要的一种情况就是墙体裂缝, 导致建筑物出现裂缝的原因有很多。比如, 有的是因为地基不牢稳产生不匀称的下降, 其构件受力情况产生变化出现缝隙;有的是因为温度差别, 产生干缩或者收缩缝隙, 有结构设置的节点不适宜形成缝隙, 也有因为配件强度或者刚度达不到标准形成缝隙, 还有的是因为使用的材料质量差, 有的是因为建筑技术不符合标准形成缝隙, 最严重的情况是因为建筑用料以及程序达不到标准产生缝隙。原因里面既有客观因素也有主观因素。比如, 我们知道混凝土具有脆性, 其混合物并不是匀称的含有配比材料, 所以内部会有很多细小的缝隙以及孔洞, 因为这些原因一起产生影响, 导致混凝土强度较低, 抗裂性不好, 因此混凝土构造物体会比较容易出现缝隙, 也能说, 混凝土出现缝隙是必然存在的。
1 砌体结构培体裂缝产生的主要原因
1.1 建筑的地基不匀称下降导致砌体出现缝隙
当建筑物中间下降的幅度比两端下降的幅度大时, 会因为正向弯曲出现正八形状的缝隙;当建筑物两端下降的幅度比中间下降的幅度大时, 就会因为反向弯曲形成倒八形状的缝隙;当建筑物一端下降幅度比另一端下降幅度大时, 或者两端承载的负荷不一样的情况会出现倾斜的缝隙;如果同时出现正八以及倒八形状的裂缝, 如果房屋的刚度不足, 伴随着下降的幅度, 会在八字形状中间出现竖直方向的裂缝, 普遍是因为墙体内部的拉应力比墙体的抗拉性大产生的。另一种状况就是地基下沉不匀称时, 下降幅度大的部位比下降幅度小的部位墙体产生的移动情况大, 致使墙体出现剪力或者拉力, 如果产生的剪力或者拉力比墙体的强度大时, 墙体就会出现缝隙, 大多都是倾斜的缝隙, 经常会在门框以及窗框位置出现。这种缝隙大多是倾斜的就是因为墙体内部拉力太大使砌体出现缝隙;缝隙大多出现在竖直方向的墙体上, 横向砌体上很少会有缝隙, 表明了竖直方向的墙体在刚度较弱的地方, 会出现比较多的缝隙。
1.2 因为温差产生的裂缝
这种类型的缝隙大多在砌体和其配件连接的地方出现, 如砌体和圈梁连接的地方。这是由于混凝土和平时使用的墙砖之间的线膨胀因数之间的差别太大, 在一样的条件下, 混凝土出现的伸缩情况就比普通砌砖多一倍, 因此, 温度变化较快时, 建筑物的砌体和建筑物顶部都早中会因为限制力出现附加应力, 当附加的应力处在较大的情况下就会在砌体部分地方出现竖直方向的缝隙。除此之外, 因为建筑物顶部结构温度发生改变也会导致墙体出现缝隙, 这种类型的缝隙大多出现在楼顶尤其是长度比较长的楼顶两侧竖直方向的墙面上, 呈倾斜形状。出现的主要缘故是因为混凝土建筑的建筑物墙体伸缩变形的力度下对下层的墙体的强度产生作用。如果没有采取相应的方法, 必然会出现上面所说的缝隙。当建筑物墙体两侧热膨胀时, 下层的墙体就会出现正八形状的缝隙, 两侧因冷收缩时, 就会出现倒八形状的缝隙, 在冷热的交替下, 容易出现X形缝隙。还因为温度升降不相同, 出现的膨胀和收缩力度不同, 主要体现在建筑物太长, 房间内外温度差别太大, 钢筋混凝土构造的楼顶和砌体之间温度变化不同, 很容易就在竖直方向墙面的门框窗框周围以及楼梯镀金刚度比较弱的地方出现竖直贯穿正面砌体的缝隙, 这类缝隙可能会导致楼顶相应的地方出现断裂, 产生内外连通的圆圈形缝隙。还有, 如果建筑物空间较高较大的情况下, 砌体会在门框窗框的墙体上形横向缝隙。有的地方因为承载的重量较大、建筑技术和建筑措施也会导致砌体缝隙的出现。
1.3 当建筑品质出现事故时, 砂浆密度大, 吸收水分之后会出现
干缩, 砂浆含水量不足时, 会导致平拱砖穿过梁的地方产生倾斜状的缝隙。砖的品质不达标, 砂浆粘稠度不足, 这些原因都会导致墙体的强度不达标, 砂浆粘稠度不达标主要是因为水泥不符合建筑标准, 建筑配比不达标, 建筑时砖块不够湿润。如果墙体品质不好时, 墙体灰缝填充不足也都会导致墙体强度不足。这些原因在墙体构造中存在就会出现缝隙。
2 砌体结构加固施工
2.1 温差变形裂缝常用的处理方法
2.1.1 覆贴钢板网片法。
沿裂缝铲除墙面抹灰层, 宽度不小于30cm宽, 扫刷冲洗干净。先用水泥浆填嵌缝隙, 再用水泥砂浆抹头度灰, 随即将钢板网铺平钉牢, 分层用与原抹灰面层相同的材料和配合比的砂浆抹平压实。
2.1.2 皮砖缝将砂嵌锚拉钢筋法。
沿裂缝的水平砖缝, 每隔5皮砖缝将砂浆剔除长1000mm、深50mm, 埋入一根Φ6钢筋 (钢筋端部加直钩, 直钩伸人砖墙竖缝中) , 用1:2.5水泥砂浆填嵌密实。注意:必须防止因扰动过多影响墙体的安全度。
2.1.3 采用压力灌浆法。
浆液可用聚合物水泥浆液、化学浆液, 要用专用设备、工具将浆液灌满缝隙。灌注前先将裂缝内外用水泥砂浆嵌补、上下各留一个小孔, 从上面孔中压注浆液, 当下孔流出浆液时封闭。
2.1.4 在条件许可时, 可采用拆砖重砌法, 即在裂缝处拆500-
1000mm长的砖块, 铲除干净粘结的砂浆, 扫刷冲洗干净, 用比原设计强度等级高一级的砂浆重新砌筑, 新老砌体要结合密实。
2.1.5 采用钢拉杆、扁钢或角钢, 将裂缝两边的砖墙拉成整体。
2.2 地基不均匀沉降产生裂缝的防治方法
2.2.1 增加对建筑物下降幅度的观察:
如果地基不匀称下降每天超过零点五毫米时, 就代表着地基还在下降。当出现的缝隙超过一点五到二毫米时, 而且缝隙的长度是建筑物整体高度的一半, 或者超过三分之一同时裂缝比较多时, 就算作是危险建筑, 一定要全部撤出, 禁止使用此楼房, 立刻进行研究探索弥补措施。
2.2.2 若查明因地基局部土层软弱而产生沉降时, 宜根据建筑
物结构情况及软弱土层的范围和厚度, 研究合适的加固方法, 如采用锚杆静压桩、树根桩等加固, 也可用灌浆法、托换法处理, 确保建筑物的稳定与安全。
2.2.3 加强地基的勘察工作, 详细查明地下软弱土层的分布情况。
2.2.4 在设计砖混建筑时, 必须对建筑物的体型、荷载、基础类型与地基进行综合分析。
建筑平面要力求简单, 避免不必要的曲折变化;内外墙力求贯通, 合理布置纵横墙, 横墙间距不宜超过建筑物宽度的1.5倍。建筑物的长高比一般控制在3:1以下。在适当位置设置沉降缝, 合理布置圈梁。根据具体情况选用合适的基础类型, 加强基础刚度和强度。
2.2.5 加强施工管理与监督。
发现基础底有不能满足持力层的土层时, 要先挖除持力层中的软弱土层或作必要的加固处理, 确保不留隐患。
3 结束语
墙体缝隙是建筑物中最常见的一种威胁, 一定要在设计以及建筑方面仔细研究, 探索出有效防止墙体断裂的方法, 为业主建筑出安全舒适的生活工作居所。对于已经出现缝隙的墙体构造, 一定要做好监测, 必要时做出弥补方案。伴随着国内市场经济的快速发展, 人民生活水平的持续上升, 人们对房屋的建筑品质要求也越来越高。所以, 一定要十分重视墙体构造的缝隙问题, 整改要求标准, 制定出适合我国实际发展状况的最佳掌控缝隙的方案。
参考文献
[1]赵宏海, 张皤.浅谈砌体结构裂缝的形成原因及其控制方法[J].科技促进发展, 2009.[1]赵宏海, 张皤.浅谈砌体结构裂缝的形成原因及其控制方法[J].科技促进发展, 2009.
桩基事故分析及补强加固措施 篇7
桩基础在工程中应用越来越广泛, 数量逐年增加, 但是在桩基施工技术取得不断创新进步的同时, 实际工程应用中也发现了一些问题, 近年来桩基施工事故时有发生。本文针对预应力混凝土管桩的桩位偏移、桩身倾斜等问题, 提出了相应的解决措施, 并进行了论证分析, 以供同类工程设计和施工参考。
1 工程概况
该项目地块整体呈三角形, 用地总面积为61 750.34 m2, 项目拟建为大型高层商住社区。
本文以该项目中出现桩基质量事故的8号楼为研究对象, 8号楼主楼为框架剪力墙结构, 其主楼西面为近1/4圆的内凹扇形裙楼, 剪力墙最大设计轴力值在11 400 k N左右, 分布于电梯处。依据地质勘察报告的建议可选用预应力管桩和钻孔灌注桩, 根据上部结构的荷载情况和8号楼的地下土层分布情况, 选用PHC预应力管桩, 因此基础形式为预应力混凝土管桩基础。以第 (8) 层为桩端持力层。PHC预应力管桩的尺寸采用PHC-A500-100型桩。主楼下设计桩位111根, 预应力混凝土管桩的配筋详图见图集《04ZG207》。原设计承台为柱下独立承台和墙下独立承台, 各承台之间设拉梁连接来保证承台基桩的整体性。
2 桩基事故及原因分析
2.1 桩基事故
8号楼在所有基桩施工完成后进行了施工验收检测, 从验收报告中发现其主楼基础有大量基桩不符合规范和设计要求, 主要表现为以下几类质量事故:1) 基桩水平偏位超过规范要求;2) 基桩垂直度超标, 且其斜率在1%~4%之间;3) 低应变检测判断为Ⅱ类工程桩。
问题基桩统计表见表1。
根
2.2 事故原因分析
根据工程地质勘察报告以及原有设计的设计依据及参数, 笔者从桩型及基础形式的选择、单桩承载力特征值取值、基桩承载力、承台抗冲切以及基础沉降等方面对桩基础的设计进行验算, 承载力和变形都符合规范要求, 因而判断问题出现在施工阶段。
该工程在进行深基坑的开挖过程中, 发现了大量不同程度的偏位和倾斜的基桩, 其中, 有的基桩桩顶最大偏位值达880 mm, 在进行低应变动力检测后发现有13根Ⅱ类工程桩。偏位及倾斜在桩群中的分布情况为:基坑中一边的桩偏位值较大, 另一边的桩偏位值相对较小, 整个基坑中桩的偏位方向基本向一个方向倾斜、偏移。
通过对施工现场的观察、对施工人员的了解以及基桩的偏位情况进行分析判断, 造成桩基发生偏位和倾斜的原因主要有以下几个方面:
1) 对基坑范围内的软弱土层未采取相应的加固处理措施。
根据《建筑桩基技术规范》规定:“当承台周围为可液化土或极限承载力小于80 k Pa的软土时, 宜将承台外一定范围的土进行加固。”该基坑开挖深度的土层处于淤泥质粘土层, 由工程地质勘察报告可知, 其地基承载力特征值为65 k Pa, 应对该承台范围内的土层进行加固处理。由于该工程没有采取恰当的软土固化措施, 使得基桩在较厚软土层中的抗侧承载能力不能满足要求, 从而导致在机械开挖基坑过程中产生边坡变形, 由此引起的侧向土压力会造成桩身倾斜和偏位。
2) 土方开挖的顺序和方式不当。
该基坑采用机械开挖方式, 但其开挖方法没有按照设计及规范要求的分层开挖的顺序进行, 特别是对于像8号楼基础所处的流塑状态的较软土层, 在进行开挖时, 相对高差较大, 不符合《建筑桩基技术规范》“先沉桩后挖基坑时, 必须考虑挖土顺序、坑边土体侧移对桩的影响”及“软土地区的基坑开挖, 基坑内土面高度应保持均匀, 高差不宜超过1 m”的规定。一般情况, 18层以上的民用建筑均设有地下室。当地下室土层为淤泥质土等软土层时, 基坑开挖应特别小心, 基坑土层应对称开挖, 挖出余土, 要及时清运, 不能堆在基坑周围, 工程桩挖出后, 要设法固定其位置, 开挖土层要大致保持一致, 不能相差太高, 否则容易造成管桩偏移或倾斜。
3) 基桩定位时, 测量放线偏位。
该桩基工程在开始测量时, 由于场地没有较为明显固定的引测点, 使得最后测量的环形闭合差远远大于规范规定值, 再加之施工人员在放线时的疏忽, 使基桩定位出现问题, 使得基础一边的基桩定位出现大量偏位。
3 补强加固措施
基桩出现质量事故后, 桩基承载力已不能满足上部荷载的要求, 需通过补桩来提高其基础承载能力, 同时, 基桩质量事故使基桩承载力降低, 而基桩的承载力降低的大小不一, 因此必然会产生沉降的差异, 消除这种不均匀沉降的后患的最好方法就是在预计承载力消减严重的地方加桩, 在此基础上, 还应增强结构的抗倾覆能力和桩基的整体稳定性。
补桩桩位的确定需要考虑以下几点:
1) 为了使外荷载对已施工的基桩现状不产生附加荷载, 应注意:a.在柱底弯矩值较小的方向进行补桩;b.对称的补桩, 即废1根对称补2根;c.在补桩的过程中使纵向和横向两个方向的群桩中心有一个不变;d.根据需要补桩的位置, 减小承台平面尺寸, 必要时可采取不规则的几何形状;
2) 注意控制已有桩与要添加的桩的桩间距。对预制桩进行补桩时, 所补的桩和报废桩的中心距不应小于1.5倍的桩径;补桩和已有桩的直径不同时, 桩间距的控制直径以大直径桩为准;
3) 注意外力的转化。外力的变化主要有以下几个方面:a.桩轴力N产生偏心弯矩值, 由补桩后群桩静力中心的偏移所引起;b.承台自重产生偏心弯矩值, 由于承台尺寸增大后自重增加使得其重心与群桩静力中心产生偏离;c.结构自重以及自重弯矩值增加;d.上覆土体的自重以及土体产生的自重弯矩值增加, 由承台面积增大所引起。在该桩基事故处理的补桩过程中基本上按照以上补桩思路和原则来确定需添加基桩的位置。
根据以上补强加固的原则, 鉴于锚杆静压桩在桩基工程加固补强方面的优势, 对8号楼的基础问题采用锚杆静压桩来进行基础加固。
具体采取以下措施:
1) 将原设计基础承台均联合为平板式筏形基础, 板底标高为-3.300 m, 混凝土强度等级为C35。
2) 低应变检测判定为Ⅱ类的工程桩均采用补偿收缩混凝土灌芯进行加固处理。灌芯混凝土及钢筋配筋要求同一般工程桩, 桩顶灌芯要求同一般工程桩桩顶灌芯要求, 灌芯范围延伸到检测报告所显示的缺陷下2 m。
3) 采用锚杆静压桩进行布桩设计, 共补桩位92处。锚杆静压桩桩身采用PHC-A300-70, 选第 (8) 层粘土层作为桩端持力层, 单桩承载力特征值700 k N, 最终压桩力不小于1 200 k N。桩长以最终压桩力和持力层进行双控, 以最终压桩力作为主要控制条件, 桩身采用焊接接头。锚杆静压桩的压桩反力由上部结构荷载提供, 因此上部结构施工至第四层时开始进行锚杆静压桩施工, 在进行锚杆静压桩施工时, 应先中央后周围, 由里向外压桩。
4) 预留锚杆桩洞口处对应墙柱上增加沉降观测点, 锚杆静压桩施工后每次加载后均应进行沉降观测, 观测延续时间应参照观测结果同有关各方协商确定。
4 加固补强后沉降观测和分析
基础部分施工完后, 按照设计沉降观测点进行沉降观测。沉降观测点位示意图如图1所示, 主楼四个角点的高程随时间的变化曲线如图2所示。
经计算, 各项沉降指标是符合规范沉降要求的。
由变化曲线可以看出, 四点的变化趋势相似, 在开始段其沉降变化的速度较为缓和, 而后随着锚杆静压桩的施工, 其整体高程有上浮的趋势。待锚杆静压桩施工完的一段时间, 随着上部荷载的继续增加, 高程出现了下降的趋势, 并且其沉降的变化速率渐渐趋于缓和, 出现这种变化的原因主要是由于主体结构施工至第四层时才开始进行锚杆静压桩的施工。在锚杆静压桩施工之前, 由于上部结构的荷载相对桩基的承载力较小, 因此相对的沉降量也较小。锚杆静压桩施工时, 锚杆静压桩的压桩力通过上部荷载来提供, 相当于锚杆桩施工过程会给上部结构增加向上的荷载, 因此主体结构出现了上浮的趋势。待锚杆静压桩施工完毕后的一段时间, 也即锚杆静压桩施工引起的向上的荷载作用取消, 随着上部结构继续施工, 主体结构的上浮趋势减弱, 沉降显示主体结构开始回落, 并最终趋于稳定。
5 结语
本文以实际工程项目为背景, 主要以其中某栋框架剪力墙结构的主楼基础工程部分为研究对象, 叙述了该主楼基础工程从设计到施工详细过程。
通过该桩基事故案例, 有以下几点体会:
1) 对于有挤土效应的工程桩而言, 其施工一定要考虑施工顺序, 以免施工中的挤土效应给建筑物本身以及周围建筑造成影响。
2) 在进行基坑开挖时应特别注意, 基坑土层应对称开挖, 开挖土层要大致保持一致及时清运余土, 必要时, 应做好基坑开挖监控工作。
3) 对主要以粘性土、人工填土、淤泥质土、残积土、坡积土等作为地基土的新建或已建多层建筑物, 其地基加固处理或基础托换、纠偏工程可以采用锚杆静压桩处理问题工程桩。
参考文献
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[2]JGJ 106-2003, 建筑基桩检测技术规范[S].
钻孔桩基础补强加固处理方法 篇8
1 加固原因及方法
钻(冲)孔灌注成桩后经过抽芯检测发现桩端缺陷,这种缺陷致使桩端承载力不足,不能满足使用要求。对桩端缺陷加固有多种方法,可以在旁边加桩、冲掉原桩重新施工和注浆喷射压力注浆加固等,考虑到美观、经济实用、承载力高、无挤土、无振动、适应性强等优点,选择用复合注浆加固方法。
2 复合注浆加固方法
2.1 实现合理的桩端注浆条件
1)合理的注浆设计是实现注浆目的的前提。
为使桩端注浆施工合理、有效,有必要对注浆目标的岩土特性、地下水条件、地下埋设物分布状况和周围环境进行详细调查和分析,并在分析相关资料基础上进行桩端注浆设计。桩端注浆设计主要包括浆液配比、浆液浓度、注浆率、注浆量和注浆压力等参数确定。
2)合理的注浆工艺是实现注浆目的的保证。
a.注浆管的埋设。桩端注浆处理一定直径的灌注桩需在桩中心附近对称造四个注浆孔直至桩端持力层一定深度,然后埋入注浆管至孔底,并封闭孔口一定范围注浆管与孔之间的空隙。
b.压水试验。压水试验不仅起到疏通注浆通道的作用,而且注浆设计的有关参数也应根据压水试验结果作相应的调整。
3)合理控制注浆参数有利于提高桩端注浆效果。
在桩端注浆过程中,注浆压力、浆液浓度、注入率和注浆量是变化的。合理确定和控制其变化对提高桩端注浆效果十分重要。
桩端注浆压力随注浆进展呈现出由低到高的变化规律。若注浆过程中压力突然急剧下降,表明发生冒浆或漏浆现象,应在浆液中加入相应的添加剂和采取间歇灌浆措施以确保桩端注浆效果。
在桩端注浆过程中,浆液浓度经历了由稀浆向浓浆变化的过程。稀浆渗透性强可扩大桩端注浆加固范围,浓浆有利于提高桩端注浆加固区的强度。
2.2 桩端注浆提高单桩承载力机理
1)改善持力层条件、提高桩的端承力。
一定直径灌注桩成孔中,对桩周土体扰动降低了桩端土体的强度,水的水泡软化作用又进一步加剧其强度降低。桩端注浆通过渗透、劈裂和挤密作用使桩端持力层在一定范围内形成浆液和土的结合体,从而改善持力层的物理力学性能,恢复和通过了持力层土体强度。
2)大幅提高桩侧摩阻力。
钻孔灌注桩桩周泥皮和人工挖孔桩护壁与桩周土体间空隙降低了桩侧摩阻力。桩端注浆在压力作用下,浆液从桩端沿桩侧向上,通过渗透、劈裂、充填、挤密和胶结作用,对桩周泥皮置换和空隙充填,在桩周形成脉状结石体,如同树根植入土中,从而使桩侧摩阻力大幅提高。
3)改善持力层受力状态和荷载传递性能。
桩端注浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头增大了桩端受力面积,并且注浆对持力层加固又改善其受力状态。
2.3 施工方案及步骤
2.3.1 施工方案
1)处理方法。对该桩桩底缺陷段范围,应采用高压清水旋转喷射切割、高压水泥浆旋转喷射注浆及封口压浆等施工方法进行补强加固。2)补强孔。为达到最佳补强效果,一般要对称钻四个孔,钻孔深度达到桩底以下穿越到弱风化岩层或者微风化岩层不小于1 m。3)施工工艺流程。造孔→高压水洗孔→注浆管埋设→压水试验→制浆→注浆→达到设计预定注浆量和终压→封孔→钻孔检查。若检验合格,结束该桩补强加固。若不合格,重复上述步骤直至合格为止。
2.3.2 施工步骤
1)钻孔。采用直径91 mm～110 mm金刚石钻具,钻穿越缺陷段至所设计的持力岩层不少于1 m终孔。2)预埋孔口管。为保证补强加固水泥浆固结体的强度及补强质量,抽芯钻孔工作结束后,在桩顶预埋带有开关的孔口管,方便孔口压浆,提高孔内浆液渗透范围及补强效果。孔口压浆管耐压不小于5 MPa。3)高压清水喷射清洗。从各孔中分别装入高压喷射器,在桩底缺陷段上下反复进行高压喷射切割清洗,清洗切割长度范围自缺陷段底延伸一定深度。4)高压注浆。当确认各孔高压清洗彻底后,改用高压水泥浆在缺陷段范围内反复进行高压喷射,使孔内的碎石、岩块、混凝土块与浆液充分搅拌固结。喷浆到孔口返浆浓度与进浆浓度基本一致时,终止喷灌浆。5)孔口补浆。当孔底喷浆结束,提出钻具与喷射器,孔内液面下降,使用注浆管对各孔进行补充灌浆。6)孔口(憋)压浆。孔口补浆结束后,在各孔口管上安装好孔口开关,使用注浆泵分别对各孔进行(憋)压浓水泥浆,憋浆压力1 MPa～2 MPa,稳压5 min～10 min,关闭孔口开关,压浆结束。
2.4 旋喷压浆施工参数
1)高压清水旋喷。
喷射压力:25 MPa～28 MPa;排量:79 L/min～90 L/min;旋转速度:10 r/min～20 r/min;提升速度:10 cm/min～15 cm/min。
2)高压注浆旋转。
喷射压力:23 MPa～25 MPa;排量:60 L/min～70 L/min;旋转速度:15 r/min～18 r/min;提升速度:10 cm/min～15 cm/min。
3)浆液配制。
补强加固的水泥浆液采用42.5以上优质硅酸盐水泥与清水配制而成,水灰比为1∶1～0.8∶1,孔口压浆及补浆的水泥浆液采用浓浆,水灰比为0.5∶1～0.6∶1。
2.5 施工技术措施
1)钻探设备安装时钻孔定位要准确,钻机安装平稳牢固,机座水平(用水平仪测定),做到三点成一线(即孔位、立轴、天车),立轴垂直,保证钻机垂直不偏移。2)钻探施工时,钻进要稳定,保证取芯率,取出的混凝土岩芯样要依次从上至下从左到右摆好(特别是缺陷段岩芯),按要求做好施工记录,准确测定缺陷段的范围深度,钻孔液有无漏失情况和漏失量。3)旋转切割施工,要严格按设计要求的旋转、提升速度进行,对桩底缺陷段进行彻底喷射、彻底清渣,保证孔底无沉渣。清渣后要实测孔深。4)浆液配制所用的水泥要保证质量,不能用过期受潮结块的水泥,浆液要测定比重,浓度要达到要求,要过筛清除杂质。5)注浆喷射施工,要严格按设计要求进行,喷射注浆要四孔轮换进行,孔口返出浆液性能与注入浆液一致后才能关闭孔口开关。
3 工程实例
广东江门某宾馆大楼,桩基础是1 200 mm钻孔灌注桩,桩端持力层设计为中风化粉砂岩,成桩后,抽芯检测结果显示全楼83根桩基础有3根落在强风化粉砂岩上,这3根桩基础桩端承载力达不到设计要求,要进行加固。通过对检测资料和现场实际情况进行综合分析,确定用高压清水旋转喷射切割、高压水泥浆旋转喷射注浆及孔口压浆等施工方法来进行加固,加固施工工艺流程为:造孔→高压水洗孔→注浆管埋设→压水试验→制浆→注浆→达到设计预定注浆量和终压→封孔→钻孔检查。若检验合格,结束该桩补强加固。若不合格,重复上述步骤直至合格为止。各种施工参数和浆液配比按前文所述执行。加固后28 d抽芯检测结果3根桩基础落在中风化粉砂岩上且单桩竖向极限承载力都达到设计要求。
4 结论
1)复合注浆加固方法充分发挥了静压注浆法和高压旋喷注浆法这两种注浆加固方法各自的优点,克服了各自的缺点,是一种新型的桩基加固技术。该法处理桩底沉渣、桩底持力层存在相对软弱的夹层、桩底溶洞等桩基质量问题安全可靠、经济有效。实践证明,桩端注浆在桩基础加固处理、提高桩基综合承载力和减少沉降量方面不失为一种经济合理、技术先进的方法。
2)复合注浆加固方法施工中合理确定和控制注浆参数对桩端注浆提高单桩承载力效果十分重要,而这又完全依赖于现场工程师和工人的经验。
3)桩端注浆明显改善了桩端持力层和桩周条件,提高了桩的端承力和桩侧摩阻力,改善桩荷载传递性能,使桩的综合承载力得到很大的提高。
4)复合注浆加固方法合理,可操作性强,施工简便,施工噪声小,注浆材料对环境无污染;能节省施工时间和成本,施工范围小,对已经施工完成的桩基础不会挤土,无振动,能贴近已建建筑物施工,环境适应性强;可以灵活施工,不受施工场地的限制。其社会效益和经济效益显著,值得在国内大力推广应用。
5)复合注浆加固方法技术适用地层范围广,既可用于砂卵石层,又可适用于黏土、粉土和粉细砂层及淤泥层,同时可用于处理岩溶土洞;这种补强加固方法对不同地质条件下的岩土处桩基缺陷都能适用。
摘要：就复合注浆加固方法在提高单桩承载力机理、施工方案、施工参数和施工技术措施等方面作了详细介绍和分析,工程实例表明:用该加固方法能有效的提高钻(冲)孔桩的承载力,且加固效果明显,有一定的实用价值。
关键词：钻(冲)孔桩基础,补强加固,复合注浆方法
参考文献
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