房屋沉降（精选7篇）
房屋沉降 篇1
1 前言
建筑项目沉降量的计算通常是以从施工完成开始对建筑基层的下沉数据进行计算, 土质为沙土的项目一般可以视为沉降已经完成, 土质为地压缩粘土的项目一般可以视为沉降程度达到了整体的0.5-0.8, 土质为中压缩粘土的一般可以视为达到整体沉降的0.2-0.5, 土质为高压缩粘土的项目, 通常认为其沉降过程只达到了整体沉降的0.05-0.2。根据以上标准, 我们不难对紧邻的建筑沉降情况对新项目的沉降反映进行监测和判断, 同时也能给新旧建筑项目之间的影响作用力进行估算, 为安全施工提供数据信息。
深基搅拌加固法是通过运用石灰粉、水泥等物质固化的特点, 以专用机器对基层土壤和以上物质进行搅拌处理, 以各物质间的相互作用使其产生凝固效果, 从而达到建筑地基安全需要的整体性、坚固性和稳定性。此方法能够使增强项目地基的负重能力 (数据显示, 深基搅拌加固可使地基承重能力增加一倍到一倍半) , 并且能有效的控制项目地基后期的沉降程度, 增加项目边坡的稳定安全性能, 同时也能起到阻挡水害的作用。
但是要注意的是深基搅拌加固指的是工程的浅层搅拌, 应用的工程也主要是公路桥梁项目地基使用中, 对于冻土土地以及边坡的稳定有极好的效果。相对而言, 深层的搅拌加固则主要以水泥、石灰粉对土地进行深层搅拌。
2 水泥加固土的原理
通过机械的深层搅拌将项目所在地原有的软土与施工水泥浆胶结在一起, 以水泥凝固成结的物理性质对项目地基进行加固处理, 虽然同样是运用水泥的物理特性, 但是与单纯的混凝土凝固机理不一样, 搅拌加固方法的水泥掺加量是很小的, 一般只占地基加固土壤总重量的百分之七到百分之十五。而且水泥的水化全程都是在活性土壤的包围之间, 所以加固过程要较普通的混凝土强度增长更慢更复杂一些。
2.1 水泥的水解和水化作用
硅酸盐水泥的主要成分是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫组成, 而这些氧化物又分别组成了不同的水泥矿物;硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。其中, 硅酸三钙在水泥中含量最高 (50%左右) , 是决定强度的主要因素;硅酸二钙含量较高 (25%) , 主要产生后期强度;铝酸三钙占水泥重量10%, 水化速度快, 能促进早凝;铁铝酸四钙占水泥重量10%, 能提高早期强度;硫酸钙占水泥重量3%, 能和铝酸三钙一起与水发生反应, 生成一种水泥样菌, 对高含水量的软土强度增加有特殊意义。
2.2 粘土颗粒与水泥水物的作用
2.2.1 离子交换和团化作用
通过离子交换, 较小的土颗粒结合可形成较大的土团粒;土团粒的进一步结合形成水泥土的团粒结构, 并封闭各土团之间的空隙, 形成坚固的联结, 也就使水泥土的强度得到大大提高。
2.2.2 凝硬反应
凝硬反映是由于伴随水泥粉的加入, 进行水化反映后产生的一些结晶颗粒, 他们不能够溶于水中, 但是却在空气中和水中渐渐变硬, 进而使土质的强度增加, 同时也将土质的密实度有所增加, 能够有效的防止水害现象, 达到基层水稳性的加强。
3 工程实例
3.1 工程概况
某写字楼建筑面积近一万平方米, 层数九层, 结构型式为框架结构, 柱网尺寸为6.3m×7.2m (纵向) 、6.3m×3.6m (纵向) 、2.4m×7.2m (纵向) 、2.4m×3.6m (纵向) , 地表土层为1.9m~2.0m厚的人工填土, 以下为第四纪沉积层, 地层从上到下分别为:第 (1) 层粉土, 湿至很湿, 疏松到稍密, 承载力标准值fk=115KPa, 压缩模量平均值Es=11 (MPa) 、层厚3.9~4.0m;第 (2) 层粘土夹粉土, 饱和, 软塑至可塑状, 承载力标准值fk=110KPa, 压缩模量平均值Es=7.0 (MPa) 、层厚2.3~3.7m;第 (3) 层粉土, 很湿, 中密, 承载力标准值fk=120 (MPa) , 压缩模量平均值Es=15.42 (MPa) , 层厚1.0~1.3m;第 (4) 层粘土饱和, 可塑至硬塑状, 承载力标准值fk=120KPa, 压缩模量平均值Es=6.5 (MPa) , 层厚3.5~3.8m;第5层粘土, 饱和, 硬塑状, 承载力标准值fk=140KPa, 平均压缩模量Es=7.5 (MPa) , 本层揭示最大厚度4.2m。场地地下水属孔隙潜水类型, 地下隐定水位14.5m, 但由于粘性土的隔水作用。上部土体已达饱和状态。经检测, 地下水无侵蚀性。
3.2 加固方案的比较
3.2.1 灌注桩。因场地土呈软塑~流塑状态, 成孔很困难, 需要有较高施工技术水平来保证施工质量, 且造价高、工期长。
3.2.2 碎石桩。工期短, 施工简单, 造价低;因受场地条件的限制而不能采用。
3.2.3 预制桩。能较好地满足所需要的承载力, 但工期长, 施工噪音大影响周围居民的正常生活;其造价经测算约54万元。
3.2.4 深层搅拌桩。施工速度快, 工期短, 施工方便, 能较好地保证施工质量, 造价约23万元, 仅是预制桩的42.6%。
经方案比较, 决定选用深层搅拌桩处理地基。地基处理后的承载力标准值F=250KP。
3.3 深层搅拌桩的施工
3.3.1 室内试验
目前我国的软土地基加固法尚停留在实验室阶段, 实际的操作还没有建立规范的体系。不仅对施工数据无法做到准确掌握, 对施工工艺的纯熟程度也远远不够。所以, 我们施工中要从大量的实践经验上摸索真理。室内的实验操作步骤如下:在现场取土密封以保证土壤含水量的真实, 保证数据准确性;实验步骤要准确, 依次进行取土、承重, 将外加剂与水陆续放置容器中再进行搅拌操作, 并且震动效果要按照标准进行, 进行适当的放水保湿养护措施。经过实验室的实验操作我们可以看到, 试验后的水泥容重量比原来的原土只增加了2.7%左右, 由此可见, 对地基进行加固不会使加固层以下的土质产生过于沉重的压力, 水泥土的无侧限抗压强度为2.12MP, 大于设计要求的F=2.0MP的要求, 满足设计要求。
3.3.2 施工要求
我国近年来工程深基搅拌施工缺少统一科学的检测手段和检测标准。目前最有权威性的就是对建筑地基施工有明确规定的《JG79-91》技术规范。所以施工时要以此规范为标准, 做到以下几点: (1) 深基桩的送灰量不能太少而且要保持均匀分布, 在送灰操作时一定要注意电子秤计量值的准确, 送灰过程要连续不断; (2) 考虑到与基础接触部分的搅拌桩顶部受力较大, 因此, 要求对桩顶1.5m范围内复搅、复喷。因设计时考虑桩端承载力, 因此, 应确保桩端质量, 除应复搅、复喷外, 钻头至桩底时, 应原位旋转1~2分钟, 以便叶片对土的压实及水泥的充分拌和, 并以慢档提升0.5~1.0m。
4 结语
经过对采用此技术的工程实践操作观察, 以深基搅拌加固方法对建筑基坑进行施工, 建筑的基础沉降满足安全的沉降标准, 呈现稳定的状态, 写字楼总体的沉降量只有5.9厘米, 对建筑的质量安全影响微乎其微。而且在施工工艺上, 深基搅拌加固方法更适用于项目所在地土质含水量高、土质较软的环境。从经济效益上看, 深基搅拌加固方法施工工艺更加简便, 成本的投入也相对较小。
参考文献
[1]陆培毅.土力学[M].北京:中国建材出版社, 2000.[1]陆培毅.土力学[M].北京:中国建材出版社, 2000.
[2]H.F.文特科恩, 方晓阳.基础工程手册[M].北京:中国建材出版社, 1983.[2]H.F.文特科恩, 方晓阳.基础工程手册[M].北京:中国建材出版社, 1983.
房屋沉降 篇2
【关键词】房屋建筑基础；不均匀沉降；原因；对策
一、房屋建筑基础不均匀沉降的危害
在房屋建筑工程项目中，不均匀沉降是一种不可避免的普遍现象，但是其能够通过采取有效的应对措施加以解决。房屋建筑基础的不均匀沉降，不但会造成建筑区倾斜，还会由于基础不均匀沉降超出建筑物的承受极限时，导致建筑墙体、楼面开裂，甚至还会导致整个建筑物发生严重倾斜，从而影响房屋建筑功能的充分发挥，最终影响人们的生命财产安全。
二、房屋建筑基础不均匀沉降的原因
（一）设计漏洞
在进行房屋建筑设计时，低估结构的承重能力，在设计时，所用的材料刚度无法抵抗整个建筑物重量。没有选择恰当的基础结构，在进行计算时，由于涉及到的计算参数和相关尺寸太过繁琐，及时其中出现错误，也会导致整个计算出现较大的漏洞，以及具体的测量尺寸误差过大，从而造成设计失败，最终使得施工过程中发生各种问题。设计是将所有建筑物变成现实基础，如果设计出现偏差，那么隐患将不可估量。
（二）勘察失误
在设计和施工前，地勘单位要积极组织相关人员勘察施工现场和周围的土质情况，以此避免存在地下隐患，导致基础发生不均匀沉降。在掌握工程地质勘察资料时，不仅要关注土质情况，还要十分注意地下水情况，主要是指地下水位和地下水质。地下水位的升降会改变地基持力层的附加应力，地下水渗流会发生流土、侵蚀和管涌等现象，很容易导致地下室发生渗水，或使地下空心结构物浮起等。如果勘察出现失误，就会导致设计缺乏准确性，即使施工过程中没有出现问题，依旧会让建筑物在使用过程中埋下安全隐患。
（三）施工过程中出现的问题
施工地区的地下水位置比较高，在施工过程中就需要在基坑周边设置排水沟和降水井，做好排水工作，并在基础结构底部做好防水。还有，一些施工企业为了施工方便，不按地勘单位和设计单位的要求施工，简化施工步骤，这不仅会给建筑物在使用中造成极大的安全隐患，还会对施工人员的生命财产安全造成威胁。在基础部分墙体砌筑的过程中，施工单位偷工减料，砂浆的强度等级过低、灰缝不饱满、不设拉结筋、没有按照规定要求布置圈梁等都会引起地基的不均匀沉降。
（四）使用过程中的突发事件
在使用过程中，地下水管道突发大量漏水，导致房屋建筑基础的局部被地下水浸透，由于地下水的浸泡，土质变松软，承载力降低，导致局部塌陷，很容易造成不均匀沉降。而且，部分房屋建筑在施工过程中，没有与既有建筑物保持距离，在基坑周围堆放过重的物品，这都会导致建筑基础开挖过程中对既有建筑物的基础结构造成影响，促使基坑周边建筑发生不均匀沉降。
三、防治房屋建筑基础不均匀沉降的有效策略
（一）建筑措施
1.设置沉降缝。
用沉降缝将建筑物分割成独立单元，其体型简单、场高比小、整体刚度大、荷载变化小、地基均匀、自成沉降体系，所以能够有效避免不均匀沉降的危害。
2.合理布置纵横墙。
房屋建筑基础不均匀沉降很容易发生在纵向挠曲上，所以要避免纵墙开洞、转折、中断降低纵墙刚度。同时还应该使纵墙尽量和横墙向连接，缩小横墙之间的间距，以此提高房屋的整体刚度，提高抵抗不均匀沉降的能力。
3.控制与调整建筑物各部分标高。
基础变形会造成房屋建筑的组成部分标高发生改变，导致无法正常使用。为了减轻不均匀沉降的使用影响，可以适当提高室内地坪和地下设施的标高，或对结构和设备间的连接部分适当提高沉降标高，在结构物和设备间预留足够的空间。在有管道穿过建筑物时，预留足够尺寸的孔洞，或者采用柔性管道接头。
（二）结构措施
1.设置圈梁。
设置圈梁，能够增强砖石承重墙房屋的整体性，提高墙体的抗剪和抗拉能力，从而有效防止墙体裂缝产生，在地震区还能够起到良好的抗震作用。房屋建筑的楼层越多，圈梁数可以适当增加。圈梁在平面上应该成闭合系统，贯通外墙、称重内纵墙和内横墙，由此提高房屋建筑的整体性。
2.增强基础刚度。
在软弱和不均匀基础上，采用整体刚度较大的交叉梁、筏形和箱形基础，提高基础抗变形能力，以此调整不均匀沉降。
3.减小或调整基底的附加压力。
在进行地下室或半地下室设置时，利用挖除的土重进行部分或全部补偿，以此减少基底的附加压力，实现均匀沉降或减小沉降的目的。而且也可以通过调整建筑与设备荷载的部位，以及改变基底尺寸，实现对基底压力的有效控制和调整，改变不均匀沉降量。
（三）施工措施
1.逆作法。
逆作法能够减少排土量，和主体结构重量平衡，促使沉降量大大降低。逆作法施工主要是沿建筑物的外墙位置施工地下连续墙，作为地下室外墙，同时也作为挡土围护结构。在建筑物的内部选取合适的位置，打下中间支撑桩，如果是桩箱基础，中间桩可以选定在相应的桩上。
2.后浇带法。
为了解决高层建筑主楼和低层裙房基础之间的差异沉降引起的结构内力，可以在高低层相连的位置留有施工后浇带。后浇带应该设置在裙房一侧。先将高层建筑主楼和低层裙房分开进行施工，从基础到裙房屋顶各构件的钢筋断开，到灌后浇带前将钢筋焊接。后浇带应该采用浇筑水泥或硫铝酸盐水泥等早强快硬无收缩的水泥配置混凝土进行浇灌。后浇带施工措施比较适合在变形稳定快和沉降量小的建筑基础应用。
3.应力解除法。
应力解除法是应用土力学原理，在建筑物沉降小的一侧按照规定角度打斜孔，解除基础的局部应力，以此使基础土中的应力发生重分布，局部沉降量增大，从而有效控制不均匀沉降。在施工过程中，边打孔边用高压水冲孔，促使泥浆随水流流出，钻孔使得承载面积减小，局部应力增大，再加上外界条件的变化，导致应力重分布，形成塑性区，导致整个建筑基础的土体产生沉降，且速率明显外侧明显大于内侧。因为饱和软黏土的灵敏度较高，触变性大，钻孔后严重扰动土体，土体的抗剪强度降低，钻孔后在基础土内部形成空腔，土体在自重作用下沿孔的径向移动，采用降水措施将孔内的水排出，土体在自重和水的渗透压力作用下，沿孔的径向变形，导致房屋建筑发生局部下沉。
四、结语
综上所述，房屋建筑基础发生不均匀沉降的案例屡见不鲜，但是由于我国人口不断增长，人均居住面积越来越小，楼层建筑成为了房屋建筑的必然趋势。因此找出房屋建筑基础不均匀沉降发生的原因，对其进行具体分析，并制定相应的有效策略，不仅能够保证房屋建筑的整体质量，还能够确保人们的生命财产安全不受损失。
参考文献：
[1]罗超.关于建筑地基不均匀沉降的施工技术的研究[J].低碳世界.2016（22）.
[2]刘仕茂.浅析地基不均匀沉降的原因及预防措施[J].四川水泥.2016（07）.
[3]曹宇.建筑结构基础不均匀沉降的危害及防治措施研究[J].科技创新与应用.2014（34）.
浅析处理房屋地基沉降的措施 篇3
深层搅拌法是通过使用水泥石灰等作为固化剂的原料来加固软粘土地基方式的方法。这种固化剂需要通过特殊的搅拌机在地下对软土层和固化剂进行强制的混合, 这时固化剂会和软土层里的物质发生物理或者是化学反应, 使得整个深层地基的软土层固化成一个整体, 加深水稳性, 成为具有设计要求强度的地基。地基的稳定性是通过地基的承载力。边坡的稳定性以及地基的挡水性来衡量的, 这种标准应当也包括沉降差。通过利用深层搅拌处理后的软土层地基这些性质都要相对的稳定, 承载力可以提高一到一点五倍。
这种所谓的深层搅拌其实是对于浅层搅拌来说的, 浅层的搅拌时适用于路基的处理。而深层搅拌又分为水泥或者是石灰搅拌。
1 工程实例
1.1 工程概况
某写字楼建筑面积近一万平方米, 层数九层, 结构型式为框架结构, 柱网尺寸为6.3m×7.2m (纵向) 、6.3m×3.6m (纵向) 、2.4m×7.2m (纵向) 、2.4m×3.6m (纵向) , 地表土层为1.9m~2.0m厚的人工填土, 以下为第四纪沉积层, 地层从上到下分别为:第 (1) 层粉土, 湿至很湿, 疏松到稍密, 承载力标准值fk=115KPa, 压缩模量平均值Es=11 (MPa) 、层厚3.9~4.0m;第 (2) 层粘土夹粉土, 饱和, 软塑至可塑状, 承载力标准值fk=110KPa, 压缩模量平均值Es=7.0 (MPa) 、层厚2.3~3.7m;第 (3) 层粉土, 很湿, 中密, 承载力标准值fk=120 (MPa) , 压缩模量平均值Es=15.42 (MPa) , 层厚1.0~1.3m;第 (4) 层粘土饱和, 可塑至硬塑状, 承载力标准值fk=120KPa, 压缩模量平均值Es=6.5 (MP a) , 层厚3.5~3.8m;第5层粘土, 饱和, 硬塑状, 承载力标准值fk=140KPa, 平均压缩模量Es=7.5 (MPa) , 本层揭示最大厚度4.2m。场地地下水属孔隙潜水类型, 地下隐定水位14.5m, 但由于粘性土的隔水作用。上部土体已达饱和状态。经检测, 地下水无侵蚀性。
1.2 方案比较
1.2.1 灌注桩加固法。
这种办法需要超高的施工水平, 技术保证要求高, 因为图纸原因, 灌注桩成孔困难, 因此造价高。并且由于工程本身的特征, 工程时间也相对较长。
1.2.2 碎石桩加固法。这种办法对于场地的限制非常苛刻, 但是其优点在于工期短, 且施工简单, 成本低廉。
1.2.3 预制桩加固法。预制桩的施工工期较长并且由于施工的特殊原因对于周围居民会造成较大的影响。
1.2.4 深层搅拌桩加固法。
经过测算这种方法需要的投入资金大约是二十三万, 相对于预制桩加固法不仅投入小并且施工技术要求低, 速度快。由于施工方便, 对于工程的质量保证也较为容易。
如此比较后, 应当综合考虑各方面原因, 选取最合适的方式, 也就是深层搅拌桩办法对地基进行加固。经设计后的地基承载力应当在250千帕。
1.3 施工
1.3.1 深层搅拌桩的室内试验
由于深层搅拌加固主要是对于软土层进行地基加固的办法, 这种办法目前还属于一项新的技术, 在设计和施工上都没有趋于完善。而加固法的的主要加固料是水泥, 因此对于水泥进行室内试验是非常重要的。而室内试验所要注意的是对于实验材料的采取和保存, 这是确保试验的准确的重要条件。天然软土的含水量的天然性的保持是对试验影响最大的, 在现场挖取后应当立刻封存。这个步骤一般为:现对于试验所需要的材料也就是软土样本、水泥样本进行称重, 选取实验所需的量, 然后对于外渗剂和水进行选取, 将上述实验材料放入容器里充分进行混合震荡。凝结成块后盖上防水布, 以防材料水分蒸发, 并按照试验设计要求来养护。
1.3.2 施工要求
深层搅拌加固的办法固然方便, 但是由于技术的不完善, 目前还缺少对于工程质量结果可靠的检验办法。这就要求对于施工的过程需要严格规范, 我们提出了如下要求: (1) 每根桩均应确保均匀和足额的喷灰量, 送灰时要密切注意电子称计量变化, 如发现喷灰量不足, 应及时采取复喷或补喷等措施, 每根桩应保证送灰连续、均匀、不得间断; (2) 考虑到与基础接触部分的搅拌桩顶部受力较大, 因此, 要求对桩顶1.5m范围内复搅、复喷。因设计时考虑桩端承载力, 因此, 应确保桩端质量, 除应复搅、复喷外, 钻头至桩底时, 应原位旋转1~2分钟, 以便叶片对土的压实及水泥的充分拌和, 并以慢档提升0.5~1.0m。
2 相邻建筑物基础的处理
2.1 新旧房屋基础之间只设沉降缝时, 一般低层办公、住宅房屋
若地质均匀, 持力层地耐力标准值fk≥80~100kpa, 地基沉降量很小, 只需加强相邻最外一开间房屋刚度, 地基可不作加固处理。多层办公、住宅房屋若地质均匀, 持力层地耐力标准值fk≥120~180kpa, 地基沉降很小, 只需加强相邻最外一开间房屋刚度, 地基可不作处理;否则, 应处理地基或调整新旧建筑物的距离, 建议采用悬挑基础或灰土挤密桩加固处理。
2.2 桩基础适用于软弱地基处理, 但应考虑群桩效应和桩基下软弱下卧层的验算。
2.3 悬挑基础:当地质情况或旧建筑物自身条件不满足上述第
1条的要求, 两楼之间又不允许留距离时, 应采用悬挑基础的方式解决。
2.4 地基强度不满足上述几条要求可采用如下局部处理方法:
2.4.1 若原设计局部为条形基础, 可把基础局部扩大为整体基
础, 以满足上部荷载对地基的要求, 亦可在局部基底下采用地基加固, 原地基的净反力与现地基的净反力越是接近与相邻建筑的影响越是小。
2.4.2 若原设计为筏基, 可在局部基底下采用地基处理使满足承载力的要求, 不论选择哪种处理方法都必须满足pmax≤1.2f。
2.4.3 局部桩基处理, 由于深浅基础混用, 一般这种情况下不建议使用这种处理办法, 但是如若使用时, 应当选取直径较小的桩。
并且对于桩只需考虑摩擦阻力, 不需要计算端承力, 而桩长的计算范围从基地计算大约三到四米。
3 结语
经过多方的研究和观测, 本写字楼的建筑已经使用了一年多时间, 沉降问题基本已经稳定, 沉降距离为5.9厘米, 综合多方考虑认为选取深层搅拌法对于地基进行加固最为合理。首先建筑沉降情况完全满足深层搅拌法的使用要求。另外, 楼体的软土层地基含水量较高, 利用深层搅拌法加固地基施工程序简单且投入成本相对较少, 又能够达到期望的效果。因此, 综合考虑应当选用深层搅拌法加固。
摘要：地基是一个房屋的基础, 地基的稳固与否决定了房屋的稳固性。因为近年来用地紧张, 房屋一般都是紧邻着建设的。因此, 在建设中, 由于地基的沉降原因往往会造成新老房屋的损坏。如何加固地基解决这个问题就是本文探讨的核心问题。笔者通过对深层搅拌法进行工艺介绍和效果研究, 通过实际说明这种方法工艺简单投入低廉并且效果显著, 应当在合适的条件下被优先选用。
关键词：深层搅拌法,加固,地基沉降
参考文献
[1]陆培毅.土力学[M].北京:中国建材出版社, 2000.[1]陆培毅.土力学[M].北京:中国建材出版社, 2000.
如何处理房屋地基沉降的问题 篇4
新旧建筑物沉降计算一般建筑物在施工期间完成的沉降量, 对于沙土, 可认为其最终沉降已基本完成;对于低压缩粘性土, 可认为已完成最终沉降的50%~80%;对于中压缩粘性土, 可认为已完成20%~50%;对于高压缩性粘性土, 可认为已完成5%~20%。因此, 可以根据相邻建筑物的预估沉降量已完成的情况, 得出房屋各种力作用所引发的沉降, 沉降导致建筑物相互影响, 而几个地基的沉降也受到其他力的影响, 对于沉降的效果不同, 以深层搅拌法为例, 讨论其所控制的沉降问题。
深层搅拌法的目的是为了使软土地基得到有效的加固, 它把水泥, 石灰, 经过搅拌机械的加工, 把上述两种材料和地基成分进行直接搅拌, 利用这几者交互作用后产生的效果, 形成状态稳定, 坚固, 强硬, 能承受约定重量的可利用的地基, 这种方法使得地基承受能力差的状态得到改变, 降低沉降数值, 促进边坡稳固, 提升挡水效果等, 通过该方法处理过的地基, 其承受能力能够超过原状态一倍以上。深层搅拌和浅层搅拌相对, 后者作用的目标包括路基, 冻土状况以及边坡的加固, 而前者从状态分, 可以分成水泥系和石灰系两种情况。
2 水泥加固土的原理
利用机械加以搅拌, 是根据水泥和软土相融合之后会发生一系列反应带来的, 这种介质和混凝土的稳定原理不大一样, 水泥加固图因为水泥比例较小, 只占总量的7%到15%, 水泥本身的分解和固化与土壤本身的活性密不可分, 所以固化流程较为复杂, 速度较慢, 因此, 硬度的增加是一个慢性过程, 与水泥的强化效果不同。
2.1 水泥的水解和水化作用
硅酸盐水泥的主要成分是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫组成, 而这些氧化物又分别组成了不同的水泥矿物;硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。用水泥加固软土时, 水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应, 生成氢氧化钙、含水硫酸钙、含水铝酸钙和含水铁酸钙等化合物。其中, 硅酸三钙在水泥中含量最高 (50%左右) , 是决定强度的主要因素;硅酸二钙含量较高 (25%) , 主要产生后期强度;铝酸三钙占水泥重量10%, 水化速度快, 能促进早凝;铁铝酸四钙占水泥重量10%, 能提高早期强度;硫酸钙占水泥重量3%, 能和铝酸三钙一起与水发生反应, 生成一种水泥样菌, 对高含水量的软土强度增加有特殊意义。
2.2 粘土颗粒与水泥水物的作用
2.2.1 通过离子反应, 颗粒较小者通过团结变大, 而土颗粒与水
泥颗粒结合, 成为所需要的水泥土状态, 而团与团之间的间隙被封堵, 形成完整的个体, 通过这个过程, 水泥土最终形成强度高而稳定结实的状态。
2.2.2 凝硬反应。
伴随水化反应程度的加强, 出现了与水不相容的结晶物, 这种物体性状稳定, 接触空气和水会变硬, 而整个泥土的硬度因此上升, 并且, 它的结构稳定和严密, 防水性好, 进而保证了水泥土对水的抗侵蚀程度。
2.3 碳酸化作用
水泥水化物中的氢氧化钙, 吸收水中和空气中的二氧化碳发生碳酸化反应生成不溶于水的碳酸钙。这种反应能提高水泥土的强度, 但速度较慢, 幅度较小。
3 工程实例
3.1 工程概况
某写字楼建筑面积近一万平方米, 层数九层, 结构型式为框架结构, 柱网尺寸为6.3m×7.2m (纵向) 、6.3m×3.6m (纵向) 、2.4m×7.2m (纵向) 、2.4m×3.6m (纵向) , 地表土层为1.9m~2.0m厚的人工填土, 以下为第四纪沉积层, 地层从上到下分别为:第 (1) 层粉土, 湿至很湿, 疏松到稍密, 承载力标准值fk=115KPa, 压缩模量平均值Es=11 (MPa) 、层厚3.9~4.0m;第 (2) 层粘土夹粉土, 饱和, 软塑至可塑状, 承载力标准值fk=110KPa, 压缩模量平均值Es=7.0 (MPa) 、层厚2.3~3.7m;第 (3) 层粉土, 很湿, 中密, 承载力标准值fk=120 (MPa) , 压缩模量平均值Es=15.42 (MPa) , 层厚1.0~1.3m;第 (4) 层粘土饱和, 可塑至硬塑状, 承载力标准值fk=120KPa, 压缩模量平均值Es=6.5 (MPa) , 层厚3.5~3.8m;第5层粘土, 饱和, 硬塑状, 承载力标准值fk=140KPa, 平均压缩模量Es=7.5 (MPa) , 本层揭示最大厚度4.2m。场地地下水属孔隙潜水类型, 地下隐定水位14.5m, 但由于粘性土的隔水作用。上部土体已达饱和状态。经检测, 地下水无侵蚀性。
3.2 加固方案的比较
3.2.1 灌注桩。
由于现场的土的状态为软塑到流塑的情况, 不容易成孔, 为了达到理想效果, 需要操作水准较高的作业团队, 并且花费高, 时间长。
3.2.2 碎石桩。这个办法时间短, 操作简便, 价格便宜, 但是, 某些地形条件无法使用此工艺, 限制性大。
3.2.3 预制桩。
采用这一工艺能够达到满意的承载能力要求, 不过时间较长, 并且产生噪声, 对四周居住者产生不利影响, 经测验, 它的花费在54万左右。
3.2.4 深层搅拌桩。完工快, 操作简单, 施工效果好, 花费在23万元, 远低于预制桩。
经方案比较, 决定选用深层搅拌桩处理地基。地基处理后的承载力标准值F=250KP。
3.3 深层搅拌桩的施工
3.3.1 室内试验
深层搅拌桩办法是利用了软土与水泥混合, 发生反应后的坚固状态, 但是这一办法在我国的应用还不算成熟, 在计算和操作上有缺陷, 所以, 要尤其注意对水泥土的测验, 测验流程:把现场采集的软土入袋, 动作及时, 使其成分不因空气的变化有所改变。根据测验所需要的步骤和成分, 设定水泥, 掺和剂, 软土以及水的比例, 充分搅拌, 根据规定振动, 得到固体, 放上塑料布, 阻止水分蒸发, 依据正常步骤进行养护, 通过实验室中的测验可以得出, 经过加工的固体的质量比天然土质量大2.7%, 负重增加不明显。水泥土的无侧限抗压强度为2.12MP, 大于设计要求的F=2.0MP的要求, 满足设计要求。
3.3.2 施工要求
现在, 深层搅拌工艺的效果检验办法较为麻烦, 需要寻找新的检验办法, 所以在正式施工方面应当严格依据相关处理规范进行, 不可随意变动流程和数据。并有下列要求: (1) 要保证单个桩的喷灰量的充足和均质, 喷灰的过程应当观察电子称数值的变化, 如果总量不足, 要通过再次喷洒的方式进行补救, 每一根桩的送灰状态都要稳定, 平均, 不中断。 (2) 考虑到与基础接触部分的搅拌桩顶部受力较大, 因此, 要求对桩顶1.5m范围内复搅、复喷。因设计时考虑桩端承载力, 因此, 应确保桩端质量, 除应复搅、复喷外, 钻头至桩底时, 应原位旋转1~2分钟, 以便叶片对土的压实及水泥的充分拌和, 并以慢档提升0.5~1.0m。
4 结语
一般, 超过一年使用的写字楼, 通过研究可以发现沉降已经进入上限, 沉降数值为5.9cm, 变形和损伤可以接受, 从施工角度来说, 含水充沛地地方, 以及软土地基适宜使用深层搅拌法, 并且操作简单, 价格合理, 效果良好。
参考文献
[1]陆培毅.土力学[M].北京:中国建材出版社, 2000.[1]陆培毅.土力学[M].北京:中国建材出版社, 2000.
[2]何金辉, 张立新, 陈孝培.软土地基测试指标的实际应用[M].北京:地质出版社, 1997.[2]何金辉, 张立新, 陈孝培.软土地基测试指标的实际应用[M].北京:地质出版社, 1997.
房屋沉降 篇5
1地基不均匀沉降对房屋造成的危害
在房屋的建筑过程中, 管理人员必须对地基做好严格的检查工作, 保证地基在房屋施工中能够符合建筑工程的设计要求, 尽量防止发生地基不均匀沉降的现象。在一些建筑企业由于工程前期管理检查工作做得不到位, 在房屋建设完成之后, 地基土层较为软弱, 内部存在有一定范围的压缩空间, 同时在水平方向上土层的硬度不同, 房屋荷载压力过大导致土体结构发生下沉变形, 从而能够引起地基的不均匀沉降现象, 对房屋造成一定程度的危害。当地基不均匀沉降超过房屋建筑的承受能力时, 房屋自身在地基上的稳定性不足, 时间一长, 就会导致建筑物墙体上出现裂缝, 地基沉降现象严重时就会使建筑物结构发生倾斜, 危及到人们的生命安全。
2地基不均匀沉降发生的原因
2. 1地质勘测工作不到位
在建筑工程施工前期, 地质的勘察工作是建设好房屋整体质量的基础, 但由于在建筑工程施工中, 建筑企业出于对工程进度的要求和地质勘察意识的薄弱, 导致对勘察工作不够重视。勘察人员如果不具备专业的勘测知识和技术方法, 勘探点的深度达不到位, 在施工管理设计中, 对于地质剖面图的连续性出现偏差, 而施工工程的土质质量报告未能有效的反映土层性质, 就会导致土质结构中出现地下水情况[1]。在房屋建设超过地基承受的负载范围之后, 就会引起地基不均匀沉降现象的发生, 从而进一步影响房屋的质量。同时在地基出现软土层时, 必须对其进行加固处理, 保障地基位置的整体性强度, 尽量提高地基在建设中的稳定性。另外, 地质勘查人员在工作中, 不只是参考勘察资料, 更要对实际建设工程要求考虑, 没有对建筑施工的土质状况进行科学合理的检测、分析、试验, 导致工程在实际建设中与设计人员的勘察结果不符, 在软土层的施工处理上达不到要求, 进而出现了地基不均匀沉降现象。
2. 2地基处理和施工存在问题
在建筑工程的施工中, 对于地基处理的方式很多, 压密注浆、粉喷桩、深层搅拌桩等都能对地基进行处理, 但是相同的处理方式在施工建设要求的处理效果不相同。在实际的地基施工处理中, 对于不同软土层地基采用相同的施工处理方法, 就会引起地基出现差异沉降。同时在地基的施工处理作业中, 对施工人员的技术要求较高, 必须要求施工人员具有一定的专业素质和施工技术。如果在地基处理施工过程中, 工作人员作业态度不够谨慎, 工作过于散漫, 缺乏专业的施工知识, 就会导致软土地基的压缩性不够, 从而引起地基不均匀沉降现象, 对房屋建筑的质量产生影响。
2. 3建筑物设计存在问题
在对建筑结构进行设计时, 要考虑到其对于地基的影响, 建筑设计是建筑工程施工的基础[2]。在建筑设计过程中, 如果建筑结构复杂多样且长度太长, 未能合理有效的设置沉降缝, 建筑层高度不一、荷载差异过大, 就会引起地基的不均匀沉降现象。
3地基不均匀沉降现象的预防措施
3. 1保证地质勘察报告的真实性, 做好地基处理
在建筑工程施工之前, 必须保证地质勘察报告的准确性和真实性。 施工单位应安排具有专业技术的勘查人员对施工场地的地质进行综合性分析, 在工作过程中要结合资料和实际情况多方面的考虑, 一定要满足施工建设的要求。如果建筑场地属于软土地基, 则根据具体的工程需要, 选择科学合理的施工方法, 对地基进行加固, 从而能够保障地基结构的稳定性。要加强地质勘察报告的准确性, 可以安排信誉度高专业的地质勘察机构进行作业, 确保勘察报告的可靠性和准确性。
3. 2加强建筑结构设计
在房屋工程建设中, 要根据地基的勘察结果和施工条件, 加强对建筑结构的设计, 保障地基的稳定性。在建筑结构设计的过程中, 设计人员要结合地质的检测报告减少建筑物的自重, 降低在地基上承受的压力, 同时能够有效的预防地基发生沉降现象。由于现在建筑物功能的加强, 施工单位要保障建筑物的各个位置对地基的荷载处在一个平衡的状态上, 防止因结构问题导致不均匀沉降。在建筑结构设计过程中, 设计人员应该注意下面几个问题: ( 1) 结构设计合理。在建筑物的结构设计上减少转折和弯曲的地方, 保持简单的设计, 同时又不影响建筑的使用功能。立面之间的高差不易过大, 在整体的结构安排上追求简单, 减轻建筑物的自重, 有效的防止地基不均匀沉降现象的发生; ( 2) 减轻地面的附加压力, 保证地基在一个稳定的水平上, 有效的对地面的变形进行控制。在基础设计中, 可以扩大基础地面的面积, 降低地基的承受力; ( 3) 对建筑的标高进行合理的设计, 因建筑的标高会随着地基的沉降现象而发生着改变, 设计人员在对标高进行设计时, 要选取适当的范围, 保障建筑标高设计的合理性。
3. 3加强施工管理水平
在建筑工程施工中, 建筑企业要加强对施工的管理工作, 做好图纸的设计工作。基坑施工过程中, 尽量避免扰动基土, 针对土层松软的地方进行回填夯实, 保障地基能够符合施工要求。制定严格的施工计划, 保障工程的进度能够有序进行, 对建筑先施工重、高的部分, 使产生一定的沉降后再对低、轻的部分进行施工, 能够有效的缩短沉降差, 保障基层能够达到建筑结构的要求, 提高建筑工程建设的质量。
4结束语
房屋建筑结构的裂缝和倾斜是由地基不均匀沉降现象引起的, 对房屋的建筑质量和住房的安全产生了严重的影响。建筑施工企业应该在施工之前做好地质的检察工作, 制定合理有效的施工方案, 并且分析地基不均匀沉降现象产生的主要原因, 做好防范和应对措施, 保障房屋的建筑质量, 促进建筑企业的发展。
参考文献
[1]周逢源.针对我国高层建筑施工沉降观测技术问题探讨[J].中国高新技术企业, 2012 (10) :102-103.
房屋沉降 篇6
关键词：框架结构,房屋地基,不均匀沉降,危害,对策
房屋地基基础的不均匀沉降严重威胁着房屋的质量与安全, 是目前影响我国建筑物质量与安全的一个重要因素。要想实现房屋的质量与安全, 为人们的生命与财产安全提供可靠保障, 就必须对框架结构房屋地基基础不均匀沉降的危害表现以及解决框架结构房屋地基基础不均匀沉降的对策这两个问题进行一番了解与把握。不过, 在对框架结构房屋地基基础不均匀沉降的危害表现以及框架结构房屋地基基础不均匀沉降的对策这两个问题进行深入分析之前, 我们要先来了解一下框架结构房屋地基基础不均匀沉降的原因。
一、框架结构房屋地基基础不均匀沉降的原因
引起框架结构房屋地基基础出现不均匀沉降的原因有很多, 不过对于这个问题, 为了理解与阐述的方便, 我们可以从地基、基础和上部结构、建筑物周围条件的人为改变等几个方面来进行分析与把握。首先, 是地基。由地基原因造成其基础出现不均匀沉降的表现还是比较多的, 比如粘土侧向位移、粘土层的干燥与收缩、软土层的厚度不均、建筑物接近倾斜地段和山崖地段以及建筑物跨建在不同类型的地基上等, 这些地基方面的问题都会导致其基础出现不均匀沉降的现象;其次, 是基础和上部结构。基础和上部结构导致地基出现不均匀沉降的表现主要有不同基础结构的采用、同类型基础结构的采用以及建筑物的改扩建所造成的原有基础结构的改变等。除此之外, 不容忽视的一点是, 在满足房屋使用要求的基础上对其结构进行部分拆除时, 因各种条件的改变而带来的地基基础的不均匀沉降;最后, 是建筑物周围条件的人为改变。这个方面的原因造成地基基础出现不均匀沉降的表现主要有三个方面, 即对原有地下水位的改变、因新建筑物的建造而带来的地基应力重叠以及各种机械振动所带来的影响。
二、框架结构房屋地基基础不均匀沉降的危害表现
框架结构房屋地基基础不均匀沉降的危害有很多表现, 不过对于这个问题, 为了理解与阐述的方便, 我们主要可以从不均匀沉降导致建筑倾斜、不均匀沉降导致建筑物严重下沉、不均匀沉降导致混合结构房屋墙体开裂以及不均匀沉降导致建筑物基础断裂等几个方面来进行分析与把握。首先, 不均匀沉降导致建筑倾斜。最典型的就是意大利的比萨斜塔, 其塔身侧移达5.8 m, 其地基基础出现不均匀沉降主要在于它是建造在不均匀的高压缩性上;其次, 不均匀沉降导致建筑物严重下沉。这方面比较典型的就是上海锦江饭店了, 它是由于建造在软土地基上, 才造成了地基基础的不均匀沉降, 对使用带来了很大影响;第三, 不均匀沉降导致混合结构房屋墙体开裂。这方面也有例子, 比如清华大学的供应科库房楼, 仅竣工一年就出现了墙体开裂, 使用三年后竟然出现了几十条大裂缝;最后, 不均匀沉降导致建筑物基础断裂。这方面比较典型的是东南大学的教工住宅楼, 它在完成基础浇筑之后、砌墙之前, 出现了相对严重的地基基础断裂, 缝长和缝宽均超出了一定的范围界限。
三、框架结构房屋地基基础不均匀沉降的对策
对于框架结构房屋地基基础的不均匀沉降这一问题, 我们必须给予高度重视和关注。具体来看, 可以从地基处理、基础加固以及结构修复加固等几个方面对以上危害加以避免。首先, 是地基处理。在对基地进行处理的过程中, 比较重要的就是对桩基础的处理。桩基础处理方法不仅可以保证技术上的安全可靠, 而且还能保证经济上的节约与合理。换土方式主要有软换硬和硬换软两种, 不管采用哪种方法, 其目的都是为了减少地基基础出现不均匀沉降的概率, 降低不均匀沉降的危害;其次, 是基础加固。在对地基基础进行加固的过程中, 通常采用加宽或者是加大基础底面积的方法, 这种方法的好处与优点就在于它可以有效保证新旧基础很好的进行结合。除此之外, 混凝土围套加固、加厚加固以及灌浆法加固等也是经常采用的方法;最后, 是结构修复加固。结构修复加固的方法有很多, 不过出于实际情况的需要以及恢复地基基础的目的, 主要可以采用以下几种方法, 比如梁端包套方法、梁柱包套方法以及型钢捆扎包裹方法等。只有根据具体的沉降情况, 采取有效的措施与手段, 才能更好地减少地基基础不均匀沉降事故的发生。
四、结语
地基基础不均匀沉降是在房屋框架结构处理中非常常见而又极易出现的问题, 特别是在当今社会人们对房屋建筑质量要求越来越高的背景下, 加强对框架结构房屋地基基础不均匀沉降问题的研究很有必要。本文从框架结构房屋地基基础不均匀沉降的原因、框架结构房屋地基基础不均匀沉降的危害表现以及框架结构房屋地基基础不均匀沉降的对策这三个方面进行了分析和阐述, 希望可以为以后的相关研究和实践提供某些有价值的参考和借鉴。在具体进行阐述的过程中, 由于各种各样的原因, 可能还存在着这样那样的问题, 在以后的研究和实践中要加以规避。
参考文献
[1]张红雁.207国道少林涵地基不均匀沉降处理[J].科学之友, 2007.
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[3]张然, 王康宁.框架结构房屋地基基础不均匀沉降危害及对策[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011.
房屋沉降 篇7
由于地基基础不均匀沉降产生的工程质量事故, 轻则影响建筑物的美观, 破坏室内外装修, 造成房屋使用者心理上的不安, 重则造成墙体渗水和灌风, 影响建筑物的使用功能, 更严重的会引起墙倒屋塌, 出现伤人事故和财产损失。因此有必要对这些事故原因进行深入的分析
从而提出科学可行的防止和治理措施。
2 原因分析
2.1 建筑结构倾斜的原因
造成框架结构房屋倾斜的原因是多方面的, 其主要有:基础埋置深度不够, 或重心不稳导致建筑物整体稳定性的削弱;地基承载力不够, 在建筑物垂直荷载下发生不均匀沉降或局部沉降, 使得建筑物随之沉降而倾斜;地下桩或基础发生破坏而使建筑物发生倾斜;上部结构受力不均产生扭矩。从而出现扭转倾斜;上部结构局部构件破坏导致倾斜;施工中构件定位偏移形成累计偏差导致重心偏移而发生倾斜;地基土质差或地下水位高等原因造成基底土蠕动而导致建筑倾斜等。
2.2 钢筋混凝土框架梁开裂的原因
地基下沉对上部结构的影响过程是一个复杂的应力重新调整的过程。不仅与地基的不均匀程度有关, 而且与基础和上部结构的刚度关系密切。根据对一些算例进行分析, 结果表明, 地基下沉一般可影响到上部5至6层框架结构的应力状态, 甚至可能出现正负应力反号现象, 导致梁、柱出现严重的裂缝。其影响顺序是从基础逐步向上反应, 影响程度逐渐衰减。当箱形基础或底层结构有较大的刚度时, 对上层框架的影响显著减小, 可以自动调整地基反力, 逐步趋近均匀沉降。沉降引起斜裂缝一般情况下是比较难察觉的, 它与热胀冷缩温度裂逢、受弯垂直裂逢不同, 形态变化多端, 通常根据梁受力特点, 裂缝数量、走向、宽度、深度以及裂逢发生部位, 来进行综合分析研究, 综合大量的己发现沉降引起斜裂逢, 其主要有下列几个方面的主要特征:
裂逢走向。一般裂缝的走向同主拉应力方向垂直, 沉降引起斜裂缝也是遵循主拉应力迹线准则。通常情况下, 裂逢往往由沉降小的一边向沉降较大一边倾斜延伸。如梁跨中沉降 (挠曲) 时, 裂缝由梁底开始逐渐向梁面倾斜伸展, 指向跨中沉降较大处。
裂缝变化。沉降引起裂缝, 使裂缝多样化, 表面看来缺乏一定规则, 较难解释清楚, 裂逢有时从梁面由上而下开展, 有时从梁底由下往上开裂, 有时也拌随着一些垂直裂缝, 甚至梁腹中间也会开裂, 同时有的斜裂缝发生在梁的受剪区 (或弯剪区段) 也有的发生在梁的弯拉区段。
裂缝数量。当主拉应力超过混凝土抗拉强度时。在梁支座附近或连续梁反弯点区段, 容易出现贯通性斜裂缝, 这些裂缝数量多少, 一般与下列几个因素密切相关:不均匀沉降量多少;荷载大小与振动干扰影响;有否产生挠曲扭矩而引起附加剪应力大小;混凝土性能微裂缝现象及徐变大小。
斜裂缝出现时间。根据有关梁斜裂缝试验研究表明, 由弯曲效应引起的垂直裂缝, 出现时间对应的荷载为 (0.14-0.16) Pu (Pu为极限荷载) , 而斜裂缝开始出现时间对应的荷载为 (0.38-0.42) Pu, 显然垂直裂缝出现比斜裂缝要早, 但是沉降引起斜裂缝, 没有经历垂直裂缝阶段, 而在荷载较轻情况下, 开始就出现斜裂缝, 一般难以说得正确时间, 只能大致把裂缝出现时间分为三个阶段:一是施工阶段出现裂缝, 梁从浇捣混凝土开始, 直到裂缝出现时间比较短, 甚至短少到3-5天发现梁斜裂缝, 这种情况往往是混凝土强度低时, 受到不均匀沉降与施工荷载共同作用, 影响比较严重:二是竣工阶段平时施工人员对梁斜裂缝不太注意, 当工程进入粉刷竣工验收时, 裂缝就明显暴露出来了。这种情况主要是梁内伤通过混凝土徐变逐渐反映出来了;三是使用阶段。有些框架结构大梁, 经过半年多使用时间才发现斜裂缝, 这种情况, 主要是梁损伤较轻, 虽然己经存在微裂缝, 在较长时间沉降、徐变、温度、外荷载联合应力作用, 慢慢地反映出来, 裂缝趋于明朗化。
3 防治措施
3.1 地基处理
桩基础。采用爆扩桩、灌注桩, 打入桩穿过软弱土层, 将基础支撑在坚硬土 (石) 层上, 使建筑物的沉降差满足设计要求。这种方法能同时取代或减少地基处理和开挖基坑的土方工程, 可以节约人力和缩短工期, 山区普遍采用此法。要使桩基础达到经济上合理, 技术上安全可靠, 必须做到精心设计和精心施工, 否则, 虽采用了桩基础也会发生问题;充分利用上覆土层, 尽量采用浅基础。当地基上部土层的强度较高, 并有一定的厚度, 其下分别为软弱土后和硬土层时, 应优先采用浅基础为经济合理;换土。换土有以硬换软或以软换硬两种方式。其目的都是为了获得整个建筑物的均匀沉降。一般来讲, 在一个建筑场地内, 硬地基少, 软地基多, 宜采用以软换硬的换土法 (又叫褥垫) ;若软地基少, 硬地基多, 宜采用以硬换软的换土法;若软、硬地基各一半, 宜采用设置沉降缝与局部换土相结合的方法。
3.2 基础加固
地基基础加固中, 常采用加宽或加大基础底面积的方法, 因其施工简单、所需设备少, 常用于基础面积太小而产生过大沉降或不均匀沉降事故的处理, 以及采用直接法加层时对地基础的补偿加固。这种加固方法基础直接加宽、外增独立基础加大两种。基础加深是将原基础下的软土、膨胀土、杂土等土层分段挖去, 换成混凝土或砖墩 (俗称墩式托换) , 使基础加深并置于较好士层上的一种加固方法。当基础发生裂缝、破损、侵蚀 (如受酸、碱等有害物质的侵蚀) 以及因加层而引起基础刚度不足时, 应对基础进行加固, 以满足其刚度及耐久性的要求。
基础直接加宽。基础直接加宽是对挖开原基础两侧的填土后浇筑新基础的方法。这种方法的优点是能使新旧基础很好结合、共同变形。
(1) 单面加宽:当基础承受的荷载偏心距较大或产生不均匀沉降时, 应采用单面加宽的方法。新加部分应与原基础有很好的连接, 应将原基础表面凿毛, 每隔一定间距设置角钢挑梁, 且用膨胀混凝土将其牢靠地锚固在原地基上。浇捣混凝土前, 界面处应涂界面剂。 (2) 双面加宽:当基础承受过大的中心荷载或小偏心荷载时采用双面加宽方法。新旧基础的连接, 采用掏挖原基础灰浆缝并在原基础上凿凹坑以形成剪刀键的办法。 (3) 四面加宽:对于独立基础, 采用四面加宽的方法进行加固。当每边加宽不超过30cm时, 采用素混凝土围磁;当每边加宽大于30cm时, 则应在围套内配置钢筋。 (4) 增设筏板基础:在己有的基础间增设筏板, 以增大基础底面积, 减少地基反力, 是一种非常有效的加大基础底面积的办法。它常用于稳定软土或回填土上建筑物的下沉或不均匀沉降。新增筏板基础不宜设在房屋基底, 而应设在基底以上700-800mm处。板厚不宜小于200-250mm。为了增大筏板的刚度, 应在板上浇筑次梁 (高300-400mm) 和主梁 (高5OO-1000mm) , 次梁间距为2.5m, 筏板、梁与基础墙之间应有可靠连接, 板应嵌入墙中300-400mm。主次梁两端应按铰接考虑, 筏板可视具体情况按单向板或双向板计算, 并应注意构造钢筋的配置。
外增基础: (1) 抬梁法:抬梁法是在原基础两侧挖坑并做新基础, 通过钢筋混凝土梁将墙体荷载部分转移到新做基础上的一种加大基底面积的方法。新加的抬墙梁应设置在原地基梁或圈梁的下部。这种加固方法具有对原基础扰动少、调协数量较为灵活的特点。采用抬梁法加大基底面积时, 应注意抬梁的设置应避开底层的门、窗和洞口;抬梁的顶部须用钢板楔紧。对于外增独立基础, 可用千斤顶将抬梁顶起, 并打入钢楔, 以减少新增基础的应力滞后。 (2) 斜撑法:斜撑法加大基底面积, 与上述抬梁法不同之点, 是抬梁改为斜撑, 新加的独立基础不是位于原基础两侧, 而是位于原基础之间。
基础加固: (1) 混凝土围套加固:混凝土围套加固是指在己开裂、破损或因加层而需要提高刚度的基础外面浇筑钢筋混凝土围套的一种基础加固方法。这种方法不仅可使基础底面面积增大, 降低原基底的反力, 而且可使原基础受到围套的约束, 其刚度、抗剪、抗弯和抗冲切的能力得到提高。 (2) 加厚加固:这种加固方法是将原基础的肋加高、加宽。以减少基础底板的悬臂长度和降低悬臂弯矩, 使原基础的刚度及承载力得到提高, 尤其适合于旧房加层设计时的基础加固。 (3) 灌浆法加固:灌浆法加固是指用压送设备把水泥浆或环氧树脂浆压入原基础的裂缝内或破损处的一种加固方法。施工时先在基础中钻孔, 孔径应比灌浆管直径 (一般为25mm) 大2-3mm, 孔距取O.5-1.Om, 孔数对于独立基础应
3.3 结构修复加固
对钢筋硅结构的加固方法很多, 本论文只针对由于沉降而产生的问题进行的加固处理。一般是采用增大截面法进行加固处理。
钢筋混凝土梁修复加固。沉降对钢筋混凝土结构, 不仅可能因承受过大弯曲拉应力和主拉应力而产生一段裂缝, 有时还可能因突然受挤压、剪切而酥裂, 甚至掉块。此时如仅靠“补给”。就很难使结构恢复“元气”。必须根据结构的具体受损情况, 用钢筋混凝土对破损部位进行包套, 才能达到复原、补强的目的。主要有以下方法: (1) 梁端包套:梁裂缝和破损, 一般多集中在主拉应力较大的梁端。然而, 对绝大部分超静定结构的横梁来说, 近梁端处不仅主拉应力大, 而且上部弯曲拉应力亦大。因此梁近端上冀缘, 加固补强时, 不宜打开。欲保证梁上表面不破坏, 那么只有采用梁下加腋包套的办法来恢复正截面和斜截面的承载能力。这类构件在加固的承载力计算, 只能将新旧混凝土截面视为各自独立工作考虑, 其承担的弯矩按新旧混凝土截面刚度进行分析。 (2) 梁柱包套:根据许多沉降工程实例表明, 某些剧烈的差异沉降, 其破坏往往反映在梁柱交会的节点附近。此时最好把梁柱包裹在一起, 进行一次性加固。包套加固时, 首先把被加固的结构表面打毛。每隔5OOmm左右沿梁两侧钻孔, 以直径大于1Omm的半开口箍穿下, 并与下半开口箍搭焊在一起。 (3) 型钢捆扎包裹法:钢材是强度高、塑性韧性都比较好的材料, 用它来加固因沉降而破坏的砖石砌体、混凝土或钢筋混凝土构件, 由于加固体和被加固体二者特性上的明显差异, 捆扎后及易松弛、继续变形, 钢材强度也不可能充分发挥。用型钢进行捆扎加固, 操作简单、施工速度快。因此尽管存在上述缺点, 目前在处理沉降事故中仍广泛采用。由于梁柱断面多为方形或长方形, 因此用各类型钢加固其裂缝时, 只能采用包箍的型式。不论采取什么样的包箍的方法, 都必须通过拧紧螺栓对包箍件预加压力, 以使它们和梁柱表面充分接触、密贴结合。对于单梁, 可直接在梁上比较大的斜裂缝中部位置上设一道螺栓包箍。预先在梁两侧的楼板上钻孔, 用U形螺栓自上穿下, 固定在梁下表面的通常垫板上, 这样可以保持梁顶比较平整。如梁上铺板或搁置其它构件, 只须用高标号水泥砂浆抹面把钢箍覆盖起来即可。对于整体现浇钢筋混凝土框架结构, 梁柱裂缝大多集中在节点附近, 因此, 梁拴的捆扎包箍在构造上应形成互相联系的整体。施工时, 首先沿柱四角各打一穿过楼板的孔洞, 四只包角角钢同时穿下, 两端临时用钢夹板点焊固定。然后按预定位置, 一对夹板配一对拉紧螺栓, 逐次调整紧固后, 再把各夹板的端部和包角角钢焊接在一起。梁头包箍, 首先把下冀缘两只包角角钢, 与已经固定在柱上的角钢托点焊固定, 然后依次用U形螺栓, 自下而上经梁两侧钻孔固定楼板面上。最后用细石混凝土和高强度水泥砂浆, 将楼板上的全部孔洞填塞、抹平。
参考文献
[1]董军, 地基不均匀沉降引起上部结构损坏的非线性全过程分析.土木工程学报, 2000.
[2]吕鹏, 多层砖混结构建筑物地基不均匀沉降的原因及防治措施.内蒙古科技与经济, 2003.