加固设计方案

加固设计方案（精选12篇）

加固设计方案 篇1

摘要：四川科伦药业有限公司仁寿分公司1#和2#成品库房位于仁寿县工业园区, 由于地基结构松散, 为欠固结土, 具有湿陷性, 后续自重固结过程中沉降变形大。因此需要进行地基加固处理。因此, 本文作者主要就强夯法加固地基处理的设计方案进行探讨。

关键词：强夯,地基加固,设计措施

1. 工程概况。

四川科伦药业有限公司仁寿分公司1#和2#成品库房位于仁寿县工业园区, 层高一层 (H=7.80m) , 上部采用钢结构, 拟采用独立基础, 基础埋深-1.20m (±0.00以下) 。现场区域基本已经达平场标高, 上部新近填土没有严格按规范分层碾压, 其结构松散, 为欠固结土, 具有湿陷性, 后续自重固结过程中沉降变形大。因此需要进行地基加固处理。

2. 场地工程地质、水文地质条件

2.1. 场地岩土工程地质条件。

该工程位于四川盆地的西南腹地, 场地地形平坦、开阔。在钻探深度范围内的地层由素填土和第四系全新统冲洪积物以及白垩系上统灌口组泥岩组成, 现从上而下按地层顺序 (编号) 描述如下:

⑴素填土 (Q4m L) :紫红色、稍湿、松散。以粘性土、强风化泥岩块、岩屑为主, 局部地段含少量建渣, 场地内除少量地段未分布外, 其余地段均有分布, 揭示厚度0.50m~12.80m, 系人工堆填, 堆填时间小于1年, 自重固结未完成。⑵粉质粘土 (Q4al+pl) :灰黑色、褐灰色、浅黄色, 软塑~可塑、湿~饱和, 由粉粒和粘粒组成。根据土工试验以及现场标贯测试表明该层可分为软塑 (2) 1和可塑 (2) 2两个亚层, 软塑状粉质粘土含有机物与腐植物, 有嗅味, 稍有摇振反应, 稍有光泽, 切面较光滑, 干强度较差, 韧性较差, 该层分布不连续, 呈透镜体状产出, 揭示最大厚度3.00m。可塑状粉质粘土成分较纯, 局部地段见少量铁锰质氧化物及结核, 干强度中等, 韧性中等。该层分布较连续, 呈层状或透镜体状产出, 在场地大部分地段有分布, 揭示最大厚度12.80m。⑶泥岩 (K2g) :紫红色, 强~中风化, 由粘土矿物组成, 泥质结构, 中~薄层状构造, 泥质胶结。易风化, 遇水易软化, 失水易干裂, 属及软岩。分布于整个场地, 该层未揭露穿。

2.2 场地水文工程地质条件

2.2.1 地表水。

场地地表水主要为罗板桥河河水, 该河自西向东从场地南侧通过。勘察期 (2009年8月) 该河水面宽约3.00~4.00m, 水深约1.00~1.50m, 流速约0.10~0.20m/s, 现河水面低于场地约6.00m。根据现场踏勘及走访调查表明:该河历史最大洪水涨幅约1.00~2.00m, 对场地不构成直接威胁, 但由于场地临河侧为新近填筑层, 密实程度差, 易被河水冲刷掏空, 故应在临河侧修筑人工河堤, 以保证场地的安全。

2.2.2 地下水类型及其赋存条件

⑴孔隙潜水。场地内地下水主要为赋存于素填土中的上层滞水, 不具统一的水位, 它主要补给来源为大气降水的下渗补给以及场外过水断面的侧向地下迳流补给, 以地下迳流方式通过含水层下部排出场外, 少部分以蒸发方式排泄, 其水量小, 勘察时仅仅在场地局部钻孔中有揭露, 切断其补给来源后易于疏干。

⑵基岩裂隙水。根据钻探以及附近基岩出露地段观察表明:基岩裂隙水水量小, 仅以点滴状产出, 其流通途径差, 故对场地影响小。

2.2.3 地下水渗透性及地下水、地表水腐蚀性评价。

⑴地下水渗透性试验:根据现场调查以及区域水文报告, 该地区基岩裂隙水渗透系数k=0.10~0.50m/d;孔隙潜水渗透系数约k=20m/d。⑵地下水水化学类型及其腐蚀性评价:根据区域水文地质资料, 该地区地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性, 为了验证此结论, 在场地内取水样以及在罗板桥河河内取水样进行水质分析, 其腐蚀性按环境类型Ⅱ类并结合地层的渗透性, 对照《岩土工程勘察规范》GB50021-2001第12.2节的评价标准进行评判, 场地地下水水化学类型为HCO3--Ca2+型水, 对砼、砼中钢筋及钢结构具微腐蚀性, 但在干湿交替的气候条件下, 按工程经验, 土对钢结构具弱腐蚀性, 应对钢结构进行防腐和防治。

2.3 场地地震效应

场地抗震设防烈度为6度, 设计基本地震加速度值为0.05g, 设计地震分组为第一组, 特征周期值为0.35s。

本工程根据地勘报告, 结合现场实际情况, 我公司拟采用强夯法地基加固处理方案对地基进行加固处理。强夯处理后地基承载力特征值为fa≥120k Pa, 地基压缩模量为Esp>6MPa。具体加固处理设计方案措施如下。

3. 设计总体技术要求。

本工程拟采用强夯施工对该填土地基进行处理, 作为基础的持力层。强夯主要分为有库房区域和附属设施 (过道、围墙、室内地坪等) 区域两个部分。经强夯处理后, 地基承载力特征值fa≥120k Pa, 地基压缩模量Esp>6MPa。根据规范要求, 地基处理工程在正式施工前, 通过现场试夯确定施工参数及证明加固效果满足设计要求后方可进行正式施工。待地基处理后均进行检验, 检验合格后方可进行下一步的施工, 地基检测都是具有资质的独立设计和施工的第三方来完成, 地基处理的方案设计、现场试验、现场施工和施工后的质量检测均按照相关规范的要求和规定进行。

4. 地基处理设计方案

4.1 地基处理方案的选择

勘察报告显示场地素填土最大厚度为12.80m, 平均厚度为4.67m, 厚度中小平均值为2.34m, 中大平均值为8.74m。根据《建筑地基处理技术规范》 (JGJ 79-2002) 提供的强夯法有效加固深度, 我方对本工程场地依据素填土进行强夯设计, 其中素填土厚度大于7.0m。

4.1.1 强夯设计。

该场地为素填土厚度大于7m, 设计时分两层进行夯实, 即开挖5.0~6.0m后进行第一遍强夯施工。采用3000k N·m的单击夯击能进行一遍点夯 (每个夯击点击数为5~10击) , 点夯夯点按正方形插档布点, 夯点间距5.0m×5.0m;点夯采用铸铁圆锤;强夯范围大于建筑物边线外延4~5米宽度范围。

待该层强夯施工结束检测合格后回填, 回填土方至高出±0.00标高70~80cm后进行第二遍强夯施工:采用3000k N·m的单击夯击能进行点夯 (每个夯击点击数为5~10击) , 点夯夯点按正方形布点, 夯点间距4.0m×4.0m;点夯采用铸铁圆锤;强夯范围大于建筑物边线外延4米宽度范围。最后采用低能级1000k N·m的满夯2遍, 满夯夯击锤印1/4搭接。

4.1.2. 围墙地基强夯设计。

围墙地基强夯设计采用1000k N·m的沿线满夯一遍, 一点2~3击, 夯印1/2搭接。点夯采用铸铁圆锤;强夯范围围墙沿线。

4.2. 强夯加固地基设计方案

4.2.1. 强夯加固地基设计方案简述

本工程夯前填土标高应高出夯后标高50~60cm。强夯采用3000k N·m、1000k N·m两个能级。采用3000k N·m和1000k N·m的夯击能, 围墙地基采用1000k N·m的夯击能, 各能级强夯施工区域详见施工图。施工图划分各区域的施工能级时, 已经考虑了强夯后填土将会被夯沉的因素。强夯施工参数根据试验性施工确定在进行正式施工前应进行试验性施工。

4.2.2. 隔震沟设计。

隔震沟位于强夯区域外15m, 沟深2.0m, 沟宽度1.5m。

4.2.3. 强夯试验性施工参数。

本次强夯加固地基试验性施工的施工区域选择在夯击能3000k N·m的施工区, 其参数如下:采用1遍3000k N·m点夯进行夯击的点夯方案和一遍低能级满夯的满夯方案。夯点按正方形插档布点, 间距4.0m×4.0m, 且最后连续两击的平均夯沉量≤50mm, 若不满足夯沉量要求可适当增加击数。点夯1遍后用1000k N·m满夯一遍, 每点2~3击。满夯夯印搭接1/4, 不得留有空白。

4.2.4. 强夯加固地基试验性施工方案设计

试验性施工试夯区的布置为12.5m×12.5m的正方形区域, 本工程选择在场地上方、围墙范围内。试验性施工的具体要求:确定夯点的最佳夯击次数;地基变形沉降测试;主要确定强夯后的有效加固深度;承载力和变形模量。本次试验的主要检测设备可采用承压板、千斤顶、力传感器、百分表、数据采集仪等。为了满足设计文件对强夯地基的技术要求, 评价强夯地基加固的效果, 需要对夯前和夯后的地基沉降变形和土体物理力学参数进行测试分析, 主要进行的测试项目有:

(1) 夯点的最佳夯击次数。按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定, 通过该曲线 (如图1) , 可以确定夯点的夯击次数, 并同时满足最后两击的平均夯沉量不大于50mm;夯坑周围地面不应发生过大的隆起;不因夯坑过深而发生提锤困难的条件。

(2) 地基变形沉降测试。测试点布置见图2, 在进行强夯试验之前应对以上各点高程进行统一测量, 并在各测点上撒上石灰做标记。在每次夯击后进行一次测量, 以便绘制观测点夯击次数与地基沉降的关系曲线; (3) 动力触探对比检测主要确定强夯后的有效加固深度; (4) 承载力和变形模量。

4.2.5. 强夯加固地基检测设计方案

本工程强夯加固处理后进行检验, 待检验合格后方可进行下一步的施工。检测工作由具有资质的独立于设计和施工的第三方来完成。检测时间视地基土孔隙水压力消散的时间而定, 要求强夯法施工结束7-14天后进行检测工作。采用静载荷试验和圆锥动力触探检测承载力、灌水法检测密实度。检测方法满足设计和规范的要求。经强夯处理, 地基承载力特征值fa≥120k Pa, 密实度≥95%。

5. 结论

结合本工程的实际情况, 强夯处理后的地基经检测, 达到了预期的强夯加固效果, 主要检测参数和频率如下: (1) 承载力值和变形模量:检测频率为每个建筑物场地不少于3个点, 承压板面积不小于1.0m2。 (2) 大容重试验或灌水法:检测密实度, 根据实际情况选择多个点进行检测。 (3) 动力触探 (N63.5或者N120) :根据实际情况选择多个点进行检测。

参考文献

[1]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002.

[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002, J220-2002.

[3]《岩土工程勘察规范》GB50021-2001.

[4]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002.

[5]《成都地区建筑地基基础设计规范》DB51/T5026-2001.

加固设计方案 篇2

3.1.1 混凝土梁、板承载力不足的原因及表现

梁、板承载力不足，是指梁、板的承载力不能满足预定的或新的使用要求，必须经过补强加固，才能保证构件的安全使用。承载力不足的外观表现是构件的挠度偏大，裂缝过多、过宽、过长，钢筋严重锈蚀或受压区混凝土有压碎迹象等。引起梁、板等受弯构件承载力不足的主要原因有以下几个方面：

(1)施工方面原因。钢筋少配或误配;截面尺寸不满足设计要求;施工中，材料使用不当或失误;混凝土强度等级不满足设计要求;施工工艺不按规范执行。

(2)设计方面原因。计算简图与梁、板实际受力情况不符合;荷载漏算、少算。

(3)使用方面原因。使用过程中严重超载;使用功能的改变;使用过程中擅自拆除或破坏承重构件且不进行加固处理。

3.1.2 混凝土梁、板加固的方法

(1)增大截面加固法。增大截面法，是指在原受力构件的单侧或双侧浇注一层混凝土来增大原混凝土构件的截面面积，同时加配一定数量的钢筋以达到提高原构件承载能力的方法，

增大截面法的加固效果与多种因素有关，如原结构在加固时的应力水平，新旧混凝同工作情况，结合面的构造处理，材料的性能;而加固时的施丁工艺以及是否对原结构进行卸荷处理将直接影响到加固丁作的成败。

(2)黏贴加固法。黏贴加固法是用黏结剂(结构胶)将钢板或其他高强材料(如碳纤维、玻璃纤维)黏在需要加固的部位，以提高构件的抗弯、抗剪承载能力，亦可提高构件的刚度和整体性。该方法始于20世纪60年代，它不仅用于建筑，同时也用于桥梁、公路的加固。

(3)增补受拉钢筋法。对于承载力要求增加不大、经验算其截面高度满足要求的梁，只须适当增设受拉主筋即可。后补的钢筋可以直接焊在原梁的钢筋上。增补受拉钢筋法可分为全焊接补筋和半焊接补筋和黏结法三种。

3.2 混凝土柱的加固

3.2.1 钢筋混凝土柱常见问题及原因分析

一般来说，柱子的破坏往往是突然的，破坏之前的征兆不明显，属脆性破坏。

(1)混凝土柱破坏特征。钢筋混凝土柱受力后的破坏形态可分为受压破坏(包括轴心受压破坏和小偏心受压破坏)和受拉破坏即大偏心受压破坏。

(2)混凝土柱承载力不足的原因。在实际工程中，引起钢筋混凝土柱承载力不足的原因多种多样，主要有如下几种：设计考虑不周或失误;施工质量低劣;施工管理混乱，现场组织无序，质量自保体系等失效;施工技术人员业务水平低下，不能正确理解设计人员的意图，不能读懂图纸;地基沉降不均匀;建筑物使用功能改变;意外灾害，如火灾或遭外力碰撞等。

3.2.2 混凝土拄的加固方法

了解了混凝土柱的破坏特征后，应根据柱子外观表现、现场调查结果以及室内的工作结果。判明混凝土柱破坏的原因，从而采取各种不同的加固方法，及时对受损坏的混凝土柱进行加固处理。

(1)增大截面法。增大截面法又称外包混凝土加固法，是一种使用最广泛的加固柱子方法，在条件允许的情况下，是一种最可靠的传统加固方法，它可以同时增加原有柱的截面面积和配筋量，能较大幅度的提高原有柱的承载能力和刚度，尤其是原柱加固后更符合规范所倡导的强柱弱梁的设计原则，具有更好的抗震性能。

(2)外包钢加固法。所谓外包钢加固，就是在混凝土的四角或两面包以型钢的一种加固方法，它的优点是构件的截面尺寸增加不大，但原柱的载力能力提高较大，这种方法特别适用于构件外形受限制，不宜增加太多的情况。对于方形或矩形柱采用四周包角钢并在横向加缀板的方法，而对于圆柱或其它弧形柱则用扁钢加套箍的方法进行加固。

(3)置换加固法。置换法是一种针对柱子混凝土部分进行处理而提高承载力的方法，采用这种方法时一般不考虑原钢筋利用率的折减。该方法普遍用于混凝土柱因火灾或其它破坏而导致混凝土强度下降引起柱承载力不足的情况。

(4)预应力撑杆加固法。预应力撑杆加固框架柱是种简单又快速的加固方法，能有效地提高轴心受压或偏心受压柱的承载力，预应力撑杆有单侧和双侧两种：单侧撑杆适用于受压筋配筋量不足或混凝土强度过低、弯矩不变号的偏心受压柱加固;双侧撑杆适用于需变号的偏心受压及轴心受压柱加固。

4 结束语

某厂房墙体基础加固方案 篇3

【关键词】概况；现状；地质情况；处理方法

Reinforcement scheme of wall foundation of a factory building

Huang Xing-wan

（China Energy Construction Group Yunnan Electric Power Design Institute Co.， LtdKunmingYunnan650000）

【Abstract】In this paper， how to crack a plant in detail the status quo， and analyze the causes and treatment methods.

【Key words】Geological conditions；Treatment methods

1. 概况

该厂房结构形式为地上一层的砖混结构，建筑占地面积为891.64m2，建筑面积为875.44m2，建筑总高度为6.300m。

2. 现状及原因分析

2.1现状。

据现场观察，该厂房的墙体有多处裂缝，裂逢宽0.1～0.5cm，长0.5～1.5米。根据发展趋势，裂缝大致可分为三种类型：斜向裂缝、水平裂缝及竖向裂缝。如下图所示：

2.2原因分析。

2.2.1斜向裂缝主要发生在软土地基上的墙体中，由于地基不均匀下沉，使墙体承受较大的剪切力，当结构刚度较差，施工质量和材料强度不能满足要求时，导致墙体开裂。由裂缝发展趋势可知，裂缝右侧墙体基础沉降较大。

2.2.2水平裂缝产生的原因是由于地基沉降量较大，沉降单元上部受到阻力，使窗间墙受到较大的水平剪力，而发生水平裂缝。由裂缝发展趋势可知，靠近窗口处墙体基础沉降较大。

2.2.3窗台下的竖直裂缝是由于窗间墙承受荷载后，窗台墙起着反梁作用，特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下（如礼堂、厂房等工程），建在软土地基上的房屋，窗台墙因反向变形过大而开裂（裂缝上宽下窄），严重时还会挤坏窗口，影响窗扇开启。

3. 地质情况

经地质人员现场实地坑探，开裂处墙体基础持力层为褐黑色可塑状态的有机质黏性土②-1，基础为毛石基础，埋深在1.5～1.6米之间，基础内部现已存在大量裂缝，裂缝内无水泥砂浆等充填。此外，在斜向裂缝LK2（位置参见勘探点平面布置图）处见一直径约50cm的树根插入基础内部。坑探照片如下（图4）：

4. 处理方法

4.1基础的处理方法。

鉴于墙体基础为毛石基础，且基础内部现已存在大量裂缝，裂缝内无水泥砂浆等充填，现采取以下的处理方法：在裂缝对应位置，挖除墙体两侧回填土，直至基础底部，同时沿墙体长度方向，向两边各开挖0.5m（具体的施工人员的操作空间由施工单位确定），然后清除毛石基础中的泥土，最后用有微膨胀性的C30细石混凝土将基础灌实。基础回填时，墙体两侧应同时进行，且分层夯实，每层厚度不宜大于300mm，机械施工时由施工单位根据施工机械设备现场试验确定，压实系数不应小于0.90。

对于斜向裂缝LK2处，应先将插入基础内部的树根清除，然后用有微膨胀性的C30细石混凝土把空洞灌实，最后进行基础回填。

4.2墙体的处理方法。

对开裂墙体的加固，可结合灌浆及钢筋网砂浆面层两种加固方法。

4.2.1灌浆加固法。

灌浆用的材料为有微膨胀性的纯水泥浆和水泥砂浆。在砌体修补中，裂缝度为3mm左右时，可用纯水泥浆，因纯水泥浆的可灌性较好，可顺利地贯通外露的孔隙；裂缝宽度为大于5mm时，可采用1：2的水泥砂浆；裂缝细小时，可采用压力灌浆。灌浆的施工顺序为：

（1）步骤一 清理裂缝，使裂的通道贯通无堵塞。

（2）步骤二 用加有促凝剂的1：2水泥砂浆嵌缝，以避免灌浆时，浆体外溢；

（3）步骤三 用电钻或手锤在裂缝偏上端制成灌浆洞孔，或灌浆嘴；

（4）步骤四 用1：10的稀水泥浆冲洗裂缝一遍，并检查裂缝通道的流通情况，同时将裂缝周边的砌体润湿；

（5）步骤五 灌入纯水泥浆或水泥砂浆；

（6）步骤六 将裂缝补强处局部养护。

施工压力灌浆时，其顺序与上述相仿，但须增加在嵌缝后，用0.12MPa～0.125MPa的压缩孔气检查通道泄漏程度，如泄漏太大，应补漏封闭。

对灌浆加固的强度，必要时可做试验。试验的方法是，用同样的材料做两个或四个试验体柱。分为两组，一组用压力机先压浆，再灌浆。然后对两组砌体柱作破坏试验，进行对比，如灌浆补强的砌体与原砌体强度基本相同，则认为补强合格。

4.2.2钢筋网砂浆面层加固法。

4.2.2.1钢筋网砂浆面层加固法是指把需要加固的砖墙表面除去粉刷层后，在砖墙表面铺设直径4～8的钢筋网片，然后抹水泥砂浆面层。

4.2.2.2对于该工程，采用双面加钢筋网砂浆面层的加固方法。钢筋网的钢筋直径为6mm，网格尺寸为300mmX300mm，且钢筋网片仅布置于有裂缝的区域。钢筋网片应采用梅花状布置的穿墙筋固定于墙体上，钢筋网四周应采用锚筋与墙体可靠连接；钢筋网外保护层厚度不应小于10mm，与墙面的空隙不应小于5mm。

4.2.2.3面层的材料和构造应符合下列要求：

（1）面层的砂浆强度等级宜采用M10；

（2）钢筋网砂浆面层的厚度宜为35mm；

（3）双面加面层的钢筋网应采用直径为6的S形穿墙筋连接，间距为900mm；锚筋形式为L形，直径为6，间距600mm。

（4）钢筋网的横向钢筋遇有门窗洞时，两侧在洞口闭合。

（5）在室外地面下的面层宜加厚并伸入地面下500mm。

4.2.2.4面层加固的施工应符合下列要求：

（1）面层应按下列顺序施工：原有墙面清底、钻孔并用水冲刷，孔内干燥后安设锚筋并铺设钢筋网，浇水湿润墙面，抹水泥砂浆并养护，墙面装饰。

（2）原墙面碱蚀严重的，应先清除松散部分并用1：3水泥砂浆抹面，已松动的勾缝砂浆应剔除。

（3）在墙面钻孔时，应按设计要求先画线标出锚筋（或穿墙筋）位置，并用电钻在砖缝处打孔，穿墙孔直径宜比S形筋大2mm，锚筋孔直径宜采用锚筋直径的1.5～2.5倍，其孔深宜为100mm～120mm，锚筋插入孔洞后可采用水泥基灌材料、水泥砂浆等填实。

（4）铺设钢筋网时，竖向钢筋应靠墙面并采用钢筋头支起。

（5）抹水泥砂浆时，应先在墙面刷水泥浆一道再分层抹灰。且每层厚度不应超过15mm。

（6）面层应浇水养护，防止阳光暴晒，冬季应采取防冻措施。

5. 后续观测

（1）后续观测应由专业的、有资质的观测单位进行，若发现裂缝有继续发展的趋势，应及时与设计院联系。建议观测如下：

（2）除特殊要求外，可在第一年观测3～4次；第二年观测2～3次，第三年后每年观测1次，直至稳定为止。在观测过程中，若有墙体基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，应及时增加观测次数。当墙体发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或2～3天一次的连续观测。

（3）建筑沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。当最后100填的沉降率小于0.01～0.04mm/天时可认为已进入稳定阶段。具体的取值宜根据土的压缩性能确定。

（4）沉降观测点的施测精度应满足《建筑变形测量规范》3.0.5条的要求。

桥梁加固设计及其施工方案解析 篇4

近年来, 为配合区域经济的发展, 我国建设了大量的桥梁, 并相继投入了使用。随着车流量及车辆的载重量不断的增加, 加重了桥梁的荷载, 再加上受自然环境的侵蚀, 大部分早期建设的桥梁产生了不同程度的破损, 如果不能及时有效地处理这些破损的部位, 就会给桥梁带来不可逆转的伤害, 严重威胁着人们的生命和财产安全。

本文着重阐述了桥梁加固的设计方案及施工工艺, 同时简要说明了桥梁加固的常见方式及原则, 最后通过施工实例, 分析了桥梁加固过程的基本步骤和关键点。

1 桥梁加固概述

1.1 造成桥梁加固的原因

对桥梁进行加固是系统性工程, 主要任务是对桥梁破损位置进行有效修复, 提高桥的载荷能力, 延长桥梁使用周期。在我国, 造成桥梁需要加固的主要因素有如下几点:

(1) 原有桥梁设计水平不高, 不能适应通行量非常大的现代化社会交通需要。

(2) 早期桥梁设计时, 由于技术水平的限制, 存在设计缺陷或者在经过了长期恶劣环境侵蚀, 造成桥面的混凝土结构出现了严重的损坏, 或者钢筋已经被自然环境腐蚀坏了。

(3) 早期建设桥梁时, 材料较为匮乏, 且材料的最佳性能年限较短。

(4) 一些意外事故, 如交通事故或者爆炸等对桥梁造成非常严重的损害, 同时载货量的增加也加速了桥梁的损害。

(5) 新建桥梁并不能完全替代原有桥梁所能承担的作用, 也是需对原桥梁进行加固的一个重要原因。

1.2 桥梁加固的基本方法

桥梁加固主要是对两部分进行加固:上部结构和下部结构。上部结构加固的方法主要有:增加横截面积、优化受力体系、施加预应力、粘贴FRP等[1]。下部结构加固的方法主要有:加大基础受力面积、选择护套进行加固、钢混套箍、增加桩基等。

上述加固的方法都能够在一定程度上对桥梁进行加固, 能够增强桥梁结构。在选择施工方案时, 必须要综合现场条件、桥梁损害程度以及自然环境等因素进行全面考虑, 选择合适的加固方式, 才能让加固后的桥梁达到最佳状态。

1.3 桥梁加固的基本原则

在进行桥梁加固施工过程中, 应尽量减少对交通的影响。在选择施工方案时, 应选择资金投入少、施工效果最佳、施工方式简便以及寿命最长的方案。方案选择过程中, 必须要严格结合桥梁实际使用情况, 组织相关技术人员进行详细的勘察和计算, 尤其需对桥梁的损害情况以及承载力进行科学评估, 还要充分考虑今后桥梁周边的交通变化, 经过反复验证及讨论后, 最终确定施工方案[2]。同时应注意, 新增加的桥梁加固设施必须要和原有结构进行紧密结合。

2 桥梁加固设计

下面以某桥梁为例, 着重介绍桥梁加固的设计过程。

某桥梁上部结构为为3×15 m的宽腹T梁形式, 其横截面设置了两条人行道、行车道以及中央隔离带, 宽度分别为1.45 m、0.5 m和2 m, 整座桥梁全长15.32 km。该桥在1995年建成使用, 在2004年进行了一次加固措施, 但是由于近年来此桥梁通行的车流量非常大, 桥面的载荷持续攀升, 桥面、墩台、防撞栏等部位遭到了不同程度损害, 为了保证桥梁的正常使用, 必须要对其再进行加固。

2.1 桥梁加固设计分类

(1) 上部结构实施方案。上部结构加固设计方案主要是将原有的桥梁上部和刚性横梁拆掉, 然后加上一个3×15 m的C50简支式预应力宽腹T梁。主梁的设计宽度为15 m, 梁高1 m, 每个孔中插入16根中梁, 总共是42根中梁和6个边梁, 这两个结构的宽度尺寸必须严格限定在1.6 m和1.67 m以下, 主梁中需预留0.4 m宽度的浇接头[3]。

(2) 桥面加固。桥面铺设混凝土厚度至少为20 cm, 桥面底部铺上10 cm厚的桥面混凝土, 之后再铺设6 cm厚的AC-20沥青混凝土, 最上部铺设4cm厚AC-13沥青混凝土。铺设混凝土时, 应该适当的铺上一些钢筋网, 还应该在沥青混凝土和桥面混凝土两种结构中间铺设一层防水层。

(3) 桥墩加固方法。桥墩的表面粘上双层碳纤维布, 以期加固桥墩。

(4) 盖梁加固。盖梁加固最常用的方法是采取在其结构上黏结钢板的方式, 从而提高其承载力;如果盖梁一旦遭破损, 必须及时进行修补;保养时如果发现裸露在空气中的钢筋已经遭到锈蚀, 则必须涂上防锈剂, 同时将出现的裂缝进行真空灌浆处理。

(5) 辅助设施加固。主要包括内容为防撞栏和隔离带, 施工中, 要根据实际情况进行返修或者更换[4]。

2.2 桥梁加固标准

加固施工前, 根据实际需要, 桥梁的上部设计标准为Ⅰ级, 设计载荷为30 k N/m2。先保持旧横梁不变, 桥面的混凝土施工厚度为20 cm, 还要保证维修前后的抗洪能力。

3 桥梁加固施工

3.1 修复破损盖梁

加固过程中, 必要时需对盖梁进行修复。修复前, 应首先清理盖板表面裂缝并灌注树脂, 然后进行封缝的密封检查, 完成对封口的固化, 详细操作步骤如下:

(1) 运用裂缝放大镜, 对裂缝进行评估和情况确定。

(2) 清理基层表面的油污和灰尘。

(3) 设置注入口, 每隔20~30 cm设置一个, 注入口通常会选择在裂缝比较宽的区域, 最好用胶带贴好[5]。

(4) 将注入口胶带撤掉时, 要使用密封胶安装塑料底座。

(5) 准备好灌注树脂, 以备注入裂缝。

(6) 观察注入情况, 当液体回流, 浆液不再下时, 即对表面进行封胶处理。

(7) 拆除注浆器, 并使用堵头堵住底座。

(8) 一段时间放置后, 树脂完全固化, 去掉堵头和底座, 并进行封胶。

3.2 桥梁支座加固

支座安装前必须要核对产品信息, 保证设计图纸和实物相对应, 如果不相符合, 应及时查找原因并采取弥补措施;安装前保证支座表面清洁, 还要保证表面载荷均匀;控制好支座标高, 其误差必须控制在2 mm以内。

3.3 钢筋混凝土T梁

如在进行桥梁加固施工中使用了钢混结构的T梁, 则需安排专门的管理部门对其进行管理, 要对T梁进行严格检验, 如不合格, 不能投入使用, T梁的生产必须符合国家以及相关行业标准, 确保其质量。

(1) 安装支座。支座的安装必须要完全符合图纸, 安装后确认是否安装牢固, 达到要求后才能进行下一步施工。

(2) 确定安装方案:使用两台大吨位的吊车, 吊起T梁后, 在距离板大约20 cm时停止运行, 然后撤走运输车。在距离地面大约50 cm时进行下落试验, 并且保证吊车的绳索、支腿、吊钩等设备已经安全, 保证吊车各个部件都运行正常后才能进行下一座T梁的吊运。吊车的转臂在旋转时, 信号工应根据施工地点进行合理的指引。T梁吊装到位之后, 根据预定位置进行安放。

(3) 吊运质量控制:吊运开始前要确定T梁尺寸、质量等是否和图纸相符, 核查施工现场是否与设计相同。吊装时应做好现场管理和指挥, 保证施工按期进行下去。

4 结语

综上所述, 在设计及建设现代化桥梁的同时, 还要对已经投入使用、状态不佳的桥梁进行定期加固和修复, 保证原有桥梁能够继续投入使用。伴随着使用时间的增长以及交通流量的不断增大, 以前所建设的桥梁已经处在病害多发阶段, 必须要提前给桥梁进行“体检”, 如有问题应及时进行修复处理, 这样不仅能提高经济效益, 还能有效防止安全事故的发生。

参考文献

[1]黄健.桥梁加固维修施工技术及质量保证措施[J].建材与装饰, 2016 (13) :203-204.

[2]何伟丽.粘钢技术在桥梁加固中的应用[J].江西建材, 2016 (15) :47-48.

[3]张坤, 杨桂杰.改变结构体系方法在T形刚构桥梁加固中的应用[J].山西交通科技, 2016 (02) :69-71.

[4]杨长征.桥梁加固技术的应用研究[J].交通世界, 2016 (14) :78-79.

围挡加固方案 篇5

一、编制说明..............................................1

二、工程概况..............................................1

三、施工工艺要点..........................................1

四、质量控制措施..........................................2

五、安全文明施工保证措施..................................2

围挡加固方案 中国建筑一局（集团）有限公司

连云港港逸花园小区项目

一、编制说明

为更好的保障施工安全以及便于内部管理，对外树立良好的企业形象，加强工程施工管理，满足集团CI的相关要求，根据现场平面布置图制定此围挡加固方案。

二、工程概况

该项目为江苏省连云港的港逸花园小区，位于开发区金桥路以东，龙桥路以西，银台路以南，距离新海连大厦约300米，用地呈现规则矩形，南偏西19.3。本工程主要包括高层住宅楼17栋（15-21层，带一层地下室），三层幼儿园1栋，二层会所1栋，沿街商业、诊所6栋，以及地下车库，总建筑面积约为24.15万平方米。

三、施工工艺要点

1、施工工艺流程

测量定位→基础立杆预埋→横杆搭设→斜撑、扫地杆搭设→压型彩钢板安装

2、围挡定位

施工现场除南侧外，其余三侧采用彩钢板围挡，总长约1030米。根据施工现场平面布置图，对临时围挡进行测量定位。放线完成后由业主进行确认，与图纸不符部位及时进行调整。

现场西侧围挡设置在金桥路东侧路牙石以里1m，东侧围挡设置在龙桥路西侧便道上，北侧围挡设置在银台路北侧便道上。

3、围挡标准

围挡面材主要采用0.4mm厚蓝白压型彩钢板，高2米，采用φ48×3.5型钢管支撑连接，立杆间距3米。

4、围挡基础

根据弹设好的围墙位置线开挖基础，间距3米设置一道基础墩，基础采用C15混凝土浇注，尺寸为400mm×400mm×600mm，混凝土浇筑严格按照国家标准施工。立杆采用φ48×3.5型钢管进行预埋，锚入混凝土深度不小于400mm。

彩钢板下砌筑180mm高、240mm宽小灰砂砖，表面抹20厚1：2.5水泥砂浆收光。

5、围挡架体搭设

待基础砼达到一定强度后，进行横杆、斜撑搭设。横杆设置三道，底部横杆距

围挡加固方案 中国建筑一局（集团）有限公司

连云港港逸花园小区项目

离地面300mm，中间横杆距地面1米，顶部横杆距围挡顶部300mm。

沿围挡间距每3米设置45度斜撑及扫地杆，端部设立杆锚入土中，深度不小于800mm。

固定好的架管都要进行防锈处理，涂刷两遍防锈漆。

6、围挡板块安装

压型彩钢板通过金属燕尾钉与横杆拉结，燕尾钉间距300mm，彩钢板一侧垫设直径3cm垫片。

7、围挡的维护

围挡的安全作用的发挥以及良好的外部形象的体现关键在于日常的维护。安排两名维护工人进行日常维护，日常维护包括：破损的维修，对污染部位进行清洁，警示标志的清洁。

在台风季节要随时留意天气变化情况，在台风来临前，可按要求拆除部分彩钢板，并对围挡后背钢管进行加固。

四、质量控制措施

1、围挡的搭设应整齐、严密、牢固、美观。

2、围挡施工过程中，彩钢板不能出现锈迹，要涂有保护材料。

3、围挡施工完毕，彩钢板与钢管之间、钢管与钢管之间必须连接牢固，不得有松动现象。架管防锈漆涂刷到位。

4、围挡施工完毕，板与板之间衔接平顺，直线段要在一条直线上。板与板之间搭接不小于50mm。

5、基础混凝土应振捣密实，做好养护，埋入的架管不得松动。

6、灰砂砖砌筑灰缝饱满，无通缝。

五、安全文明施工保证措施

1、对所有进场的工人都要进行三级安全教育。

2、合理选择材料堆放场地，减少噪音对周边环境污染。

3、认真执行工完场清制度，每一道工序完成以后，必须按要求对施工中产生的垃圾进行清理。拌制砂浆要使用垫板，防止污染路面。

4、做好临时保护措施，避免对市政道路，现场绿化造成破坏，减少不必要的损失。

岩土工程地基加固处理方案分析 篇6

关键词：地基处理；加固；技术方案；质量控制

一、工程概况

某市一住宅小区5#和6#居民楼，建筑层高分别为20层和18层，其建筑等级为二级，目前还处于详细勘察阶段，主体建筑面积分别为7853m2和6985m2，均为框架结构设计，根据相关勘察资料，该工程所在地区地层主要为沉积层，粉质粘土层为承重层，地籍承载力特征值为180kPa。

二、工程所在地地质条件

2.1地层、通过对现场地层勘察，工程所在地钻探深度范围内其地层由下到上可以分为以下四种地层：（1）基岩层（C）。经过勘探，施工现场范围内的基岩主要为灰岩和石炭系细砂岩，发育强-微风化带。（2）沉积层（Q4d）。沉积层主要由颜色不同的粉质粘土组成，可塑性较强，且含有少量的强风化灰岩碎片和铁质结核，少部分地区夹有粉土层，湿度较高。（3）第四系冲击层（Q4al）。根据性状不同，该层从上至下依次为粉质粘土、淤泥质粘土、中粗砂、淤泥质粉砂、粉质粘土、中粗砂、粉质粘土、淤泥质粘土。（4）第四系人工填土层（Q4ml）。该层主要由颜色不同的素填土组成，结构较为松散，含有少量碎石和碎砖块，其底部夹有一层较薄的灰褐色耕土。本层厚度约1.6～2.0m，分布于整个施工场地。

2.2地下水。通过对该工程水文地质情况进行勘察研究，发现工程所在地地下水主要存在于冲积层内的粗砂岩和灰岩缝隙中。粗砂岩缝隙地下水主要来源于大气降水，属于地下空隙水，在该地层中含量比较丰富；而灰岩裂缝地下水在该地层中的分布非常不均勻，其水质属于基性岩体裂缝水。

2.3对岩土工程的分析和评价。2.3.1场地、场地土类别。根据《建筑抗震设计规范》中的有关要求，工程所在地的抗震设防烈度为VI度，整个工程均处于该区范围之内，因此建筑物需按照国家有关标准的要求设防。根据施工现场土层的平均厚度计算出等效剪切波速值Vse=168.4m/s，场地土的类型为中软土，基岩埋深11.7m～15.6m，属II类，根据场地类别对其进行分组，设计特征周期等于0.35s，建筑物抗震为可进行施工建设的一般场地。对工程施工现场地质条件进行分析，其地震烈度为VI度，确定其基本加速度为0.05g，并结合《建筑抗震设计规范》中的要求方法，将此建筑按照相关规定进行抗震设计，对于其中砂土的地震等级及其液化问题先不进行考虑，通过对后期岩体工程地质情况进行勘察，认为该建筑施工场地为中等复杂型地质，可进行下一步地基稳定性评估。2.3.2施工现场的适宜性和稳定性。通过对施工现场进行钻探勘测，结果显示工程现场属于石灰岩替代层，虽然在工程地层范围内没有勘测到存在断裂构造，但在下伏岩地带中存在部分溶洞，是一种非常不稳定的地层，对施工地基稳定性产生一定的威胁。因此，必须对其采取相应的加固措施，进行处理后才可进行地面施工。

2.4地基稳定性验算方法。对于非均匀地基，除了要按照有关标准和规范的要求对地面建筑物的倾斜、差异沉降和沉降等特征进行分析外，还要根据建筑物重要性的具体情况对其进行稳定性验算，通过圆弧法对相关数值进行验算，也就是最危险的滑动面上的力对滑动中心所产生的抗滑力矩MR与滑动力矩MS应符合以下关系，对于一般的非均匀地基的勘察，除了对相应的建筑倾斜、差异沉降等特征按照相关标准规范进行分析，还要对其地基稳定性进行相关验算，以确保地基的稳定性符合建筑施工要求。地基稳定性验算可根据圆弧法进行数据分析验算，滑动面上的力对滑动中心所产生的抗滑力距MR与滑动力矩MS应根据以下公式进行验算，即：K=MR/MS≥1.2

图1 地基稳定性计算简图

根据图1所示，其稳定性安全系数可按下式计算：

式中：（P-PC）—基底附加压力平均值； bx——附加压力重心到滑弧圆心的水平距离； Wi—土条重量；li—土条内滑弧长度；Hz—水平外力；Ci——土的抗剪强度；R—圆弧半径。

运用该式进行整体稳定性计算时，仅适用于小偏心荷载的建筑物，其关键是滑弧浓度的确定，滑弧浓度确定了其地基土整体破坏范围也就确定了，根据多项工程地基土圆弧滑动稳定性验算及塑性区展形范围，认为基础外角点底面以下1/4基础宽度范围浓度内，且该点与地面的连线呈45?— /2 夹角的验算范围可满足建筑物安全使用要求；若经上式验算所得地基稳定性安全系数小于1.2，则应加大基础埋深，继续验算直至满足要求止；或采用增强滑带土抗剪强度的办法重新验算地基稳定性安全系数。

三、岩土勘察分析

因该小区所建楼梯建筑层数较高，其地基荷载要求比较高，对于建筑设计和施工难度比一般的低层建筑大，因此必须加强对该建筑地基岩土低层的勘察分析。如果将该建筑地基直接建在沉积层粉质粘土层上，该低层无法满足建筑荷载要求，将导致非常严重的塌陷事故。如果采用钻孔灌注桩技术进行地基加固，在一定程度上可满足该建筑地基设计的基本要求，但对地基施工泥浆会带来严重污染。最后经过多方分析研究，最终确定了使用长螺旋钻管内泵压CFG桩技术进行地基加固。在工程施工时，可将长达18m的CFG桩直接放进沙层中，不仅可以满足建设地基承载基本要求，而且还可将地层承载力得到良好发挥。CFG桩地基设计需要确定好多参数，可结合地基设计和建筑要求进行相应设计，主要参数有桩径、桩长、桩身强度、褥垫层厚度以及桩间距设计。根据该建筑工程施工具体要求，CFG桩地基设计桩长为17m，桩身混凝土强度为C25，桩径设计为450mm，褥垫层的厚度为350mm，桩间距为4-6d。

四、岩土工程地基加固处理施工中的质量控制

通过工程试验桩加固实践证明，在地基加固过程中适当的将试验桩长度加长，使得桩体能够很好的进入粉质粘土层中，这样不仅可以达到很好的地基承载要求，而且还可以对桩底土干扰因素起到有效的避免作用。在施工过程中要注意场地局部桩端的持力层变化情况，尽可能避免其进入沙层深度过大现象的发生，可以很好的起到避免涌砂现象的出现，以确保工程施工保质保量的完成。

参考文献：

[1]杨凯，冯江，赵利军.概论岩土工程地基加固处理方法.城市建设理论研究，2013（11）.

论旧桥加固方案设计 篇7

1 桥梁加固的理论基础

目前国内外对桥梁的检查与加固维修的方法和技术研究较多, 对相关理论基础的研究却相对较少。王光远院士曾指出, 当前力学工作者与结构工作者的精力主要集中于研究结构分析、设计和施工的理论和方法 (其目的是提高结构设计和施工的质量) , 而对于结构系统的方案论证以及服役后的评估和维修理论则研究较少, 这是力学界与结构工程界研究的一个薄弱环节。可以预见, 从基本理论角度对既有桥梁加固方案进行研究, 是今后桥梁研究工作中的一个重要方向。

2 旧桥加固基本方法

2.1 加大截面加固法

加大截面加固法也称外包混凝土加固法, 是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重, 能够提供更高的承载力。通常情况下, 以加厚桥面板或者加大主梁的梁肋宽度为主[3]。该法施工工艺简单、适应性强, 并具有成熟的设计和施工经验, 适用于较小跨径的T梁桥或者板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高, 承载能力也取得较好的效果。但现场施工的湿作用时间长, 对生产和生活有一定的影响, 且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2.2 预应力加固法

采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法, 预应力技术能大大缩短施工工期, 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。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后所占用空间小的桥梁[4] (见图1) 。

2.3 改变结构受力体系加固法

此法是改变桥梁结构受力体系, 达到提高桥梁承载能力的目的。改变结构体系的方法有多种, 但往往都需要在桥下操作, 或设置永久设施, 因而减小桥下净空, 或施工时会影响通航, 所以必须考虑通航及桥梁排洪能力。但是, 该法由于加固效果较好, 是目前常用来解决临时通行超重车辆的一种加固措施。重车通过后, 临时支撑可以随后拆除。

2.4 粘贴FRP加固法

此法是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料, 用专门配置的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件表面, 使之与原构件形成整体共同受力的加固方法。目前, 结构工程中常用的FRP材料有玻璃纤维 (GF剂) 、碳纤维 (CFRP) 和芳纶纤维 (AFRP) 3种, 其中以碳纤维增强复合材料 (CF剂) 应用最多。该方法的主要特点是:高强高效, 可设计性强, 基本不改变原结构外观, 不会对原结构造成损害;运输、储存、施工更方便、快捷, 容易保证施工质量, 而且后期维护费用低 (见图2) 。

2.5 喷混凝土加固

该法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土, 以恢复对钢筋的保护, 提高已剥离或变质的混凝土的强度, 提供美观表面的功能, 是目前常用的维修加固方法, 但只能用于结构破坏非常轻微的桥梁构件中。

2.6 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 (见图3, 图4) 。

2.7 扩大基础加固法

扩大基础加固法即扩大桥梁基础底面积。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅, 而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础的情况。扩大基础底面积应由地基强度检算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时, 采用扩大基础底面积的加固, 主要由地基变形计算加以选定。

2.8增补桩基加固法

增补桩基加固法即在桩式基础的周围补加钻孔桩, 或打入钢筋混凝土预制桩, 扩大原承台, 以此提供基础的承载力, 增强基础的稳定性, 主要用于当桥梁墩台基底下有软卧层, 或墩台基础未下至坚硬层时, 墩台发生沉陷以及桩的深度不足, 或由于水流冲刷等原因使桩发生倾斜的情况。

2.9钢筋混凝土套箍或护套加固法

当桥梁墩台由于基础埋置深度不够, 或因施工质量控制不严等原因导致墩台开裂破损时, 有时会出现贯通裂缝, 可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。加固时一般在墩身上、中、下分设三道围带, 其间距应大致相当于桥墩侧面的宽度。

2.10墩台拓宽方法

利用旧桥基础, 靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分, 以便安装加宽的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁, 墩身和基础则不需予以加固。采用此法加宽墩台时, 旧桥墩台基础必须完好、稳定, 且需经过承载力验算后才能采用。否则, 应在老桥的墩台旁, 另新浇筑拓宽部分的墩台及基础。

3桥梁的加固与管理

除了探索桥梁维护加固补强的施工工艺与技术外, 研究桥梁检测与安全性评估方法, 建立有效的桥梁检测与预警系统, 都是桥梁加固工程中的重要内容。事实上, 设计应该和管理相配合, 在设计的过程中, 就应该规定安全性评定的标准以及日常管理的一些内容, 包括桥梁的预期使用寿命、日常运营和定期检测加固等等, 使得加固更有针对性, 而管理更有目的性。

4结语

桥梁加固是随着日益增长的交通运输业而产生并随其发展的新课题, 它很好地处理了新工程与旧工程的衔接, 是实现可持续发展的物质保障。因此, 桥梁加固技术的发展意义相当重大。同时, 各种新型材料以及粘结剂的发展, 新方法的运用, 使得桥梁加固的对象更广, 施工更方便快捷, 效果更明显。

摘要：针对现有公路桥梁中相当一部分已不能满足使用要求的现状, 介绍了多种旧桥加固方案, 以恢复和提高这些桥梁的承载能力, 使其继续为现代交通运输服务, 给国家带来巨大的经济效益。

关键词：旧桥加固,承载能力,正常使用

参考文献

[1]叶吉军.桥梁加固技术的研究与应用[D].上海:同济大学硕士学位论文, 2007.

[2]郭健.粘钢法加固桥梁结构浅析[J].甘肃科技, 2003, 19 (10) :8-11.

[3]金凤温.桥梁加固技术的发展及其应用[J].工程管理, 2003 (8) :11.

西堡水库除险加固设计方案 篇8

关键词：病险水库,除险加固,设计

1 工程概况

西堡水库位于壶关县城西南13km的西堡村南陶清河干流上,原设计总库容3 364万m 3,是一座以防洪为主,兼顾灌溉及人畜生活用水等综合利用的中型水库。西堡水库枢纽由大坝、溢洪道、输水涵洞组成。水库始建于1958年9月,1959年9月竣工。兴利水位和汛限水位为1 085.5m。水库设计洪水重现期为20年,无校核洪水。现水库防洪仅满足50年一遇(P=2%)洪水要求。

2 工程存在的主要问题

水库存在的主要问题为:大坝防洪能力达不到现行有关规范的规定;大坝下游坝坡过陡;右岸坝基坐落在湿陷性黄土台地上,坝体填土质量差,蓄水以来陆续发生多次裂缝;迎水坡护坡塌陷严重,护坡下无反滤层;溢洪道建在近代冲积、坡积的湿陷黄土状粘土上,存在安全隐患;缺乏雨情、水情自动测报系统,大坝安全监测设施需补充更新;水库防汛抢险道路标准低,雨季无法正常运行。经大坝安全鉴定认定,水库大坝属三类坝,水库带病运行严重影响了水库效益的正常发挥,除险加固,改建达标,是工程建设的主要任务。

3 工程任务和规模

西堡水库工程规模为中型,工程等别三等,其主要建筑物级别为三级,次要建筑物为四级,临时建筑物的级别为五级。其永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水标准为50年一遇,非常运用洪水标准为1 000年一遇。

水库除险加固改造后设计死水位为1 078.00m,对应有效库容481m 3(原设计死水位为1 067.40m,现水库已淤积1 243万m 3,坝前淤积高程为1 070.85m);正常蓄水位为1 080.20m,对应有效库容763.20万m 3,则兴利库容为282.20万m 3;汛限水位为1 080.20m。

水库改建方案一:设计洪水位为1 085.94m,对应库容1 642.35万m 3,防洪库容为879.15万m 3,入库最大洪峰流量为1 214m 3/s,最大出库泄流量314.78m 3/s;校核洪水位为1 089.57m,对应库容2 299.56万m 3,防洪库容为1 536.36万m 3,水库入库最大洪峰流量为2 748m 3/s,最大出库泄流量1 058.41m 3/s。

水库改建方案二:设计洪水位1 084.67 m,对应库容1 453.29万m 3,防洪库容为690.09万m 3,入库最大洪峰流量为1 214m 3/s,最大出库泄流量161.45m 3/s;校核洪水位为1 089.96m,对应库容2 382.67万m 3,防洪库容为1 536.36万m 3,入库最大洪峰流量为2 748m 3/s,最大出库泄流量591.25m 3/s。

水库调度运用方式为:水库水位在1 080.20m以下水库蓄水运用;汛期水库水位达到1 080.20m以上输水洞(或泄流底洞)预泄,水库超过1 083.00m(或1 085.50m)溢洪道敞泄。

4 工程布置及主要建筑物

4.1 大坝除险加固设计方案

西堡水库大坝建在西堡村西,此处为石灰岩出露区,此段主河槽长约160m,底宽最窄处9.8m,最宽处24.5m,平均17.3m。主河槽的右岸非常陡峭,最大岸高39m,左岸平均1∶0.5的坡度,最大岸高30m。坝体建在石灰岩陡坎的上游处,坝下游边坡正好建在与坝轴方向基本一致的岩石陡崖上,陡崖最高处达17m,陡崖构成了大坝下游坝址,由于现状条件的限制,造成大坝下游坝坡过陡。经计算下游坝坡在原设计兴利水位下运行不满足稳定要求,但由于坝址处特殊的地理位置,对大坝进行加高、培厚的改造措施实施困难比较大,只有在保持大坝现状断面的基础上,对大坝采取加固措施,同时限定兴利运行水位。

现状坝顶浆砌块石防浪墙,高度1.20m,墙厚0.8m,长度与主坝顶长度相等,但大坝右岸为1 089.52m～1 090.61m高程的台地,水库在非常情况下运行时洪水位1 089.57m,加上波浪高度,将会漫上台地从坝右岸出水。西堡村正好位于坝右岸,水库非常情况下出水也会给西堡村造成损失。设计在坝右岸台地边缘修筑防浪墙,并与大坝防浪墙连接。

水库建成以后,方便了河道两岸居民的交通,现乡镇公路从坝顶通过,为保护大坝坝体,在坝顶铺设混凝土路面,左岸与溢洪道交通桥连接,右岸与上坝道路相连,同时方便水库枢纽管理和库区开发利用,更便于汛期水库的防汛抢险工作。

水库大坝上游坝坡在1 069.40m高程以上,原干砌块石护坡,塌陷严重,有较多鼠洞,且护坡石下未铺设反滤料。1980年曾对护坡进行过返修,返修面积约占总面积的2/3,已返修过的护坡大部分完好。设计对原未返修的部分护坡进行拆除重修,已返修过的护坡局部维修改造。下游坝体护坡采用混凝土预制空心块与草皮结合护坡,并设纵横向混凝土排水沟以利坝坡排水。

4.2 溢洪道除险加固设计方案比较

水库改建方案比较主要是溢洪道改建方案的比较。要使西堡水库除险加固满足防洪要求,需增大溢洪道泄量,降低汛限水位,在考虑现状溢洪道和新建泄洪底洞的可能中,形成了两个方案:1)对现有溢洪道进行挖深、拓宽改造;2)新开挖一个泄洪洞,完善现有溢洪道,利用泄洪洞和溢洪道同时泄洪。

方案一:降低堰顶高程,增加堰顶和泄槽宽度,以增大溢洪道泄洪流量,满足泄洪要求。经过几个方案的计算比较,确定本方案为:将原堰顶高程1 085.5m降低到1 083.0m,原控制段总宽27.4m拓宽为35.0m,采用开敞式驼峰堰。溢洪道总长496m,其中引渠长36m,底宽35m～55m,边坡1∶1的梯形断面,用浆砌块石和混凝土衬砌,底板纵坡-1%;控制段长10.8m,堰顶净宽为4×8m,总宽35m,钢筋混凝土结构,顶部修建交通桥;泄槽段长379.2m,底宽18m～35m,纵坡1%～37%;消能防冲段长70m,前为消力池,长35m,宽25m,后为海漫段,长35m。

方案二:经过初步勘测,根据左、右两岸地质条件,泄洪洞布置在水库左岸,进口选在大坝左岸上游100m处,泄洪洞全长691m。0+000～0+290段洞轴线与大坝轴线夹角73°,在0+290处洞轴线向右转50°,0+500处再向右转40°,最后在0+602处进入下游消能段。

泄洪洞进口底板高程1 076.0m,进口0+000处先设拦污栅一道,拦污栅与底板夹角67°。进口闸门段长5m,设高3.25m、宽3.25m的平板闸门两扇,供检修隧洞时使用。主洞段长541.6m,该段全线采用内径6.5m的圆形断面。出口闸门段长5.0m,横断面为高3.25m、宽3.25m的两个矩形断面,内设高3.25m、宽3.25m的平板闸门两扇,出口闸门段的底板高程为1 074.8m。消力池长35m,宽15m,深5.6m,池坎高2.0m。消力池后依地形进行衬砌,将洪水引入自然河道。

两种改造方案均是在同样的汛限水位1 080.20m时开始起调泄洪的,方案一在汛限水位1 080.20m时由输水涵洞泄洪,水位超过溢洪道控制段底板高程1 083.0m时溢洪道开始泄洪;方案二在汛限水位1 080.20m时由泄洪洞泄洪,水位超过溢洪道控制段底板高程1 085.50m时溢洪道开始泄洪。

设计认为上述两种方案各有优缺点,其中方案一具有结构简单,施工方便,造价较低,节省材料,运行管理方便的优点,但同时存在开挖量较大、溢洪道现护砌工程不能利用等缺点;而方案二能部分利用溢洪道现控制段工程,但新开挖泄洪洞结构复杂,覆盖层薄,岩层破碎,施工难度大,造价较高,运行管理难度较大。

分析对比认为:方案一设计、施工经验成熟,造价较低,检修管理方便,适合于本地区修建,因此推荐挖深、拓宽溢洪道改造方案。

4.3 输水洞维修加固

现卧管有纵横裂缝多条,砂浆多处剥落,需整修。卧管的孔口盖板部分损坏、丢失,设计对卧管和输水涵洞进口采用浆砌块石整修,并用混凝土衬砌。考虑输水涵洞要承担一部分汛期泄洪的任务,设计对输水涵洞出口和干渠渠首段进行整修,安装渠首泄水闸闸门和节制闸,护砌泄水渠消能段。

5 结语

西堡水库正常运行中的隐患和问题,为每年的水库度汛带来了工作难度。近年来,水库下游防洪保护区内铁路、公路等基础设施,工矿区,以及下游大型水库的区域联合调度等对其防洪安全性的要求也越来越高。改造水库,消除隐患,使其过关脱险,充分利用现有水利设施,延长其正常运行期限,发挥其最佳效益,促进当地农业经济发展,是很必要和紧迫的。

参考文献

既有装配式板桥加固设计方案研究 篇9

关键词：预制板,桥梁加固,桥面补强,粘贴钢板

0 引言

装配式钢筋混凝土板桥是我国高速公路中小跨径桥梁的主要结构形式。装配式预制板桥有构造简单、施工方便、用材经济、施工速度快、建筑高度小、易于实现标准化和工厂化生产等优点, 被广泛应用于现代公路桥梁中。随着交通快速发展, 大型载重车数量迅速增加;荷载的提高导致桥面铰缝过早损坏, 缩短桥面使用寿命, 同时降低了横向连接性能, 造成汽车荷载作用时的单板受力, 影响行车安全及桥梁的使用寿命。本文以国内某高速公路改扩建桥梁为依托, 以典型装配式钢筋混凝土板桥为研究对象, 针对此类板桥常出现的病害, 进行装配式钢筋混凝土板桥的加固设计方案研究, 对比桥面补强、粘贴钢板等加固方案及整体更换新板方案的技术可行性和经济成本优劣, 以选择最优的改造方案。

1 项目概况

国内某高速公路拟由四车道改建为八车道, 并根据“上连下不连”的桥梁改扩建方案, , 对对装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制板板桥桥进进行行改改扩扩建设计。该高速为1993年设计, 原设计标准为JTJ 1981公路工程技术标准[1]汽—超20, 挂—120。根据JTG B01—2014公路工程技术标准[2]第6.0.10条第3款, 拼接加宽利用的原有桥涵, 应进行检测评估并满足原设计荷载标准要求, 且其极限承载能力应满足或采取加固措施后的满足现行标准的要求。因此, 需按JTG B01—2014公路工程技术标准公路—Ⅰ级荷载标准, 对利用的旧桥进行承载力验算或加固设计。

预制板的一般构造参见表1:桥梁理论跨径L=5 m, 6 m, 8 m, 计算跨径L0=4.7 m, 5.7 m, 7.7 m。预制板长L1=4.96 m, 5.96 m, 7.96 m。中板宽1.03 m, 边板宽1.045 m。预制板高度h=0.3 m (5 m和6 m板) , h=0.4 m (8 m板) 。桥面铺装为10 cm厚C40混凝土整体化层+6 cm厚沥青混凝土层。板底配纵向受拉钢筋数量分别为6Φ25, 7Φ25, 8Φ25。Φ8双肢箍筋, 支点区段间距10 cm, 跨中区段间距15 cm。C25混凝土, 主筋HRB335, 箍筋R235。

m

原桥典型横断面布置图见图1。单幅桥梁全宽12.5 m, 净宽11 m;单幅桥共计12块板。车道荷载按JTG B01—2014公路工程技术标准执行。采用铰接板 (梁) 法计算板跨中弯矩的荷载横向分布系数, 用杠杆法计算板支点剪力的荷载横向分布系数。计算均以正交桥为对象。由于斜交板具有以下受力特征[3]:斜交板的最大纵向弯矩, 一般比与斜跨径相等的正交板要小;最大纵向弯矩的位置, 随着斜交角的增大从跨中向钝角部位转移。因此, 斜交板跨中弯矩的荷载横向分布系数偏安全的采用正交板。

2 加固方案

加固总体原则[4]:1) 设计科学合理, 经济环保;2) 加固方案的选择尽量不增加结构自重, 不对主要承重构件造成损伤, 且满足施工简便、快捷, 加固施工过程对交通影响小的要求;3) 加固后的桥梁能满足设计荷载标准的使用要求, 并有一定的安全储备。

2.1 桥面补强加固方案

本项目路面设计将在既有路面结构的基础上再加铺10 cm, 既有桥梁的桥面铺装为10 cm水泥混凝土+6 cm沥青混凝土。改建方案为将原有的6 cm沥青混凝土铣刨, 在原有的10 cm水泥混凝土铺装层上植筋, 再加铺6 cm混凝土, 将水泥混凝土铺装层厚度增加到16 cm后, 再继续加铺10 cm沥青混凝土, 这样改建后的桥梁标高与前后路基段标高保持一致。

计算考虑两种状况:1) 混凝土现浇层不参与板梁结构受力;2) 8 cm混凝土层参与结构受力, 即50%的混凝土整体化层厚度参与结构受力。

上部结构计算结果见表2和表3。

由表2可见, 在不考虑现浇层参与受力时, 中、边板的抗弯承载力均不满足要求。考虑8 cm现浇层参与受力后, 边板抗弯承载力满足设计要求, 其余均不满足设计要求。

由表3可见, 在不考虑现浇层参与受力时, 除8 m板的边板抗剪承载能力满足要求外, 其余均不满足设计要求。考虑8 cm现浇层参与受力后, 8 m板的边板、中板抗剪承载能力满足要求;但5 m和6 m板的边板、中板仍不能满足要求。计算表明, 仅通过增加现浇层提高抗剪承载能力的幅度较小。

2.2 粘贴钢板加固方案

对板桥的板底作粘贴钢板加固:5 m, 6 m, 8 m板每块板底粘贴2条宽10 mm, 厚6 mm钢板, 同时考虑8 cm现浇层参与结构受力 (即混凝土整体化层总厚度的一半) 。针对路面加铺方案和桥梁改造方案, 结合新标准和改扩建细则中的相关规定, 对加固拼宽后的桥梁进行整体验算。验算结果表明:

1) 5 m, 6 m, 8 m板在考虑8 cm (50%) 混凝土铺装层参与受力并在梁底进行贴钢板加固的情况下, 抗弯承载能力能够满足要求。

2) 5 m, 6 m板在考虑8 cm (50%) 混凝土铺装层参与受力的情况下, 抗剪承载力不能满足要求, 5 m中板欠缺33.8%, 6 m中板欠缺35.4%。抗剪承载力相差较大, 在保证不破坏既有梁体的前提下, 没有很有效的方式能够使抗剪承载力大幅度提高。

3) 既有8 m板设置了较多的斜筋, 所以在考虑8 cm混凝土铺装层参与受力的情况下, 抗剪承载力能够满足要求, 但中板仅富裕7.1%, 安全储备较低。

3 加固方案经济性比较

经过测算, 在不考虑更换支座的情况下, 每跨8 m桥加固后的拼宽扩建方案费用为187 630元, 拆除换板的费用为212 280元, 两者相差24 650元, 全线共计243跨, 差值总计5 989 950元。如果再考虑更换支座的施工措施费, 两种方案的费用相差无几。因此, 虽然8 m板可以满足现行标准要求, 但从结构受力的安全储备、结构耐久性、美观等因素看, 建议采用拆除换板方案。

综上所述, 5 m, 6 m, 8 m板的抗弯承载力能够满足现行标准要求, 但5 m, 6 m板的抗剪承载力不能满足现行标准的要求, 应采用拆除上部结构换板的方案, 8 m板的抗剪承载力虽然可以满足, 但安全储备较低, 另外结构耐久性较差, 加固后的桥梁美观较差, 考虑更换支座时, 也无经济优势, 因此8 m板的改建也应采用拆除换板的方案。

4 结语

验算表明, 5 m, 6 m钢筋混凝土实心板桥的上部结构抗剪承载能力不满足现行荷载等级的要求, 且目前缺乏有效的加固措施, 8 m板考虑现浇层参与受力的情况下, 其承载力能够满足现行规范要求, 但富裕度很小, 比较加固方案与换板方案两者造价相近, 从结构受力的安全储备、结构耐久性、美观等因素考虑, 建议更换5 m, 6 m, 8 m钢筋混凝土实心板的上部结构。

参考文献

[1]JTJ 1981, 公路工程技术标准[S].

[2]JTG B01—2014, 公路工程技术标准[S].

[3]徐光辉.公路桥涵设计手册——梁桥 (上) [M].北京:人民交通出版社, 1996.

加固设计方案 篇10

关键词：病险水库,隐患,加固,方案

1 概况

目前,钦州市有大、中、小型水库共395座,其中小(2)型水库285座[其中149座已列入全国重点小(2)型病险水库],占水库总数的72%,这些以灌溉为主的小(2)型水库曾对当地的农业生产和社会稳定发挥了重要作用。但钦州市绝大多数小(2)型水库建于20世纪六七十年代,由于种种原因,大部分水库都为“三边”(边勘测、边设计、边施工)工程,水文资料短缺、地勘工作不足、建设标准偏低、施工质量较差,再加上水库年久失修,运行管理落后等问题,导致相当一部分小(2)型水库安全隐患问题较为突出,迫切需要进行除险加固。本文结合实际工作,对钦州市小(2)型水库除险加固工程典型的加固设计方案进行了总结探讨。

2 大坝加固设计

2.1 大坝防渗处理方案

钦州市小(2)型水库大坝绝大多数为土坝,水库渗漏主要为土坝坝基渗漏和坝体渗漏。对于坝基渗漏,常用的防渗措施为水泥帷幕灌浆;坝体渗漏通常采用挖槽砼防渗墙、高压喷射灌浆、劈裂灌浆、充填灌浆和铺设复合土工膜等防渗措施对坝体进行防渗处理。由于挖槽砼防渗墙和高压喷射灌浆2种施工方案的施工过程比较复杂,对施工设备和技术等要求也较高,而且造价昂贵,一般很少用于小(2)型水库大堤防渗处理。土坝劈裂灌浆施工方案在理论上是可行的,但劈裂灌浆对灌浆技术参数的选择和灌浆过程控制等方面的要求较高,需要施工队伍具有丰富的施工经验,否则容易导致灌浆失败,不能将坝体劈裂形成连续的防渗墙,导致劈裂灌浆变成大孔距的充填灌浆。2011年,钦州市灵山县19座小(1)型水库除险加固工程的大坝防渗均采用了这种坝体防渗方案,从建设过程、参建各方的反映及劈裂灌浆施工记录资料来看,利用劈裂灌浆对水库进行除险加固效果欠佳。对小(2)型病险水库进行除险加固也不宜采用劈裂灌浆方案。

对于坝体、坝基存在一般渗漏的小(2)型水库大坝,钦州市一般采用投资较少、施工简易又较为实用的“充填灌浆+帷幕灌浆”和“铺设复合土工膜+帷幕灌浆”2种防渗方案。

(1)“充填灌浆+帷幕灌浆”防渗方案。该方案大坝采用“坝体充填灌浆+坝基水泥帷幕灌浆”的方法对大坝进行防渗处理。充填灌浆一般在坝顶布设1～2排灌浆孔,单排孔距为0.8～1.5 m,灌浆底部至坝基线以下1m,灌浆顶高程在正常水位以上。帷幕灌浆设1排,孔距为1.6～3.0 m,灌浆深度可采用坝前最大水头的0.3倍,并不小于3 m。由于充填灌浆能够有效地提高坝体填土压实度,提高坝体的防渗能力,同时帷幕灌浆能够在坝基形成防渗帷幕,而且该方案投资少、简易实用,是一种在钦州市小(2)型水库除险加固工程中得到广泛应用的大坝防渗方案。

(2)“铺设复合土工膜+帷幕灌浆”防渗方案。该方案采用“坝坡铺设土工膜+坝基水泥帷幕灌浆”的方法对大坝进行防渗处理。复合土工膜由土工织物、土工膜、土工织物3层组成,具有质轻,防渗性、延展性好,施工简单,造价低等优点,是一种理想的防渗材料。但该防渗方案也存在一些问题:一是土工膜需与坝坡脚及岸坡交接处衔接封闭,才能形成完整的防渗体系,处理土工膜周边的衔接,往往需要放空水库或修建围堰,施工导流问题突出;二是在内坡铺设土工膜后,在库水位骤降时坝体孔隙水难以排出,会对内坡稳定性产生不利影响。鉴于上述原因,该防渗方案宜用于大坝高度较小、水库水位骤降幅度不大或有放空条件的小(2)型水库。

2.2 坝坡稳定设计方案

导致钦州市小(2)型病险水库大坝坝坡出现稳定问题的常见原因有2个:一是由于大坝填土施工质量差,排水棱体失效致使坝体浸润线抬高所致;二是由于坝体单薄、坝坡陡所致。坝坡稳定性不满足规范要求时,应查明原因,综合分析并结合大坝防渗、大坝内外坡治理等措施进行处理。

(1)对大坝填土施工质量差,排水棱体失效致使坝体浸润线抬高等因素导致外坡出现稳定问题的大坝,首先要采取对大坝进行防渗处理、重建或修复坡脚排水棱体等综合措施,有效减少坝体渗漏并降低坝体浸润线,然后再根据处理后的坝体渗流场计算坝坡稳定,若仍不能满足规范要求,还需进一步采取对坝坡进行培厚加固等处理措施。

(2)由于坝体单薄、坝坡陡等导致坝坡出现稳定问题的,一般采取对坝体进行填土培厚加固的处理措施。如果内、外坡均需进行培厚加固,当坝顶较宽,可满足削坡放缓时,优先采取内坡上部削坡的方式将内坡削成稳定边坡,再在外坡采取培厚加固的方案;当坝顶宽度不满足削坡要求时,可采取对内坡坡脚抛石压坡的方案。若需对大坝外坡进行培土加厚处理,应充分注意2个方面的问题:第一,在满足坝坡稳定要求的前提下,应尽量降低填土培厚加固的高度;第二,应解决好新、老坝体填土的结合问题。

3 放水系统除险加固设计

钦州市已审批的70余座小(2)型病险水库的放水设施都是坝下埋管,这些坝内涵管结构主要有砌体结构、混凝土结构、混合(圬工)结构等。由于建设施工质量差、结构老化等原因,这些坝内涵管都存在不同程度的渗漏现象,长期的渗漏使涵管外壁周边土体不断被带走,形成渗漏通道,严重威胁大坝安全。目前,处理坝内涵管主要有以下几种方案。

(1)方案一:新建放水隧洞方案。对于渗漏严重的坝内涵管,有条件打隧洞的应优先采用绕坝新建放水隧洞替代原坝内放水涵管,并封堵原坝内涵管的方案。隧洞断面尺寸一般为宽1～1.2 m、高1.6～1.8 m。绕坝新建放水隧洞是最彻底的加固方案,但该方案造价较高,工期长,对施工技术的要求相对较高,在钦州市小(2)型水库除险加固中很少采用。

(2)方案二:坝肩附近明挖新建放水箱涵方案。对于没有条件打隧洞的水库,宜在坝肩附近岸坡地带选择合适的地方,采用明挖施工方法修建置于岩基或原状地基上的放水箱涵替代原坝内涵管,并封堵原坝内涵管的方案。这类水库大坝往往不高(一般在12 m以内),两岸地势平缓,新建放水箱涵断面尺寸一般取0.8～1.0 m×1.4～1.6 m (宽×高)。在钦州市已经审批的小(2)型水库除险加固工程放水系统的改建方案中,有不少水库采用该方案的。

(3)方案三:破坝原址拆除箱涵重建方案。对于不适合采用上述2种方案除险加固的水库,可采用破坝原址拆除重建的方案。该方案可省去原坝内涵管的封堵工程,在经济和技术上均可行,但该方案的实施需要解决好2个方面的问题,一是原大坝填土已经过多年沉降固结稳定,若对其进行扰动,必然会对坝体稳定产生不利影响,故施工中需要注意解决好新填土与原坝体的结合问题;二是要解决好施工导流问题,选择在枯水期进行施工。目前,钦州市已批复的小(2)型水库除险加固项目中,基于控制投资考虑,相当一部分水库坝内涵管的处理均采用该方案。

对于保留原坝内涵管的处理方案(方案三除外),原坝内涵管仍然留在坝体内,必须对其进行严格封堵,防止发生接触性破坏。具体做法是前半段采用混凝土堵头,然后对坝内涵管原结构及与其周边坝体接触带进行水泥充填灌浆。

放水控制建筑物建议采用梯级放水卧管,这种结构的优点在于分层取水能满足水稻生长对水温的要求,造价低,施工难度小,也适用于小(2)型水库当前的管理模式。

4 溢洪道加固设计

钦州市大多数小(2)型水库溢洪道均为开敞式溢洪道,大部分小(2)型水库溢洪道均存在泄洪能力不足的问题。溢洪道加固方案主要有拓宽溢洪道、降低堰顶高程、拓宽溢洪道与降低堰顶高程相结合等。

4.1 拓宽溢洪道

若水库的防洪水位较高,需要加高坝顶的,为节省投资,在尽量少占用土地的情况下,可采取拓宽原溢洪道溢流堰宽度的方案,该方案施工简单,可最大限度地发挥水库的效益,但拓宽溢洪道会占用土地。此外,水库下泄流量也会增大,可能会对水库下游产生不利影响。

4.2 降低堰顶高程

当坝顶高程不满足防洪要求,溢洪道两岸又不允许占用土地时,为节省工程投资,可采取降低堰顶高程方案。降低溢洪道堰顶高程,不涉及占用土地,水库调洪库容增大,提高了水库的防洪能力,但降低正常蓄水位,对有兴利要求的水库会有一定程度的影响。

4.3 拓宽溢洪道与降低堰顶高程相结合

对于两侧缺少拓宽溢洪道条件且对兴利要求不大的水库,可采取拓宽溢洪道结合下挖溢洪道并新建防浪墙的方案。该方案综合了上述2个方案的优点,同时最大限度地减小了2个方案缺点造成的不利影响,不但节约资金,而且提高了水库的防洪能力,该方案在实际工程设计中应用较为广泛。

对防洪达标水库的溢洪道进行加固,原则上应在现状基础采取相应的加固措施。对无衬砌的溢洪道采取现浇混凝土的措施进行衬砌,对稳定性不满足要求的边墙进行加固或拆除重建,对无消能的设施可新建底流消力池,对边墙高度不满足要求的,尽可能地在原边墙基础上进行加高加固处理。

5 结语

加固设计方案 篇11

1.衢州市乌溪江引水工程管理局；2.衢州市衢江区大洲镇水利员

摘要：首先对某水库的工程概况简要阐述，对某水库坝址所在地的地质情况做了相关分析，并根据地质分析情况和相关试验检测数据资料判断水库大坝的渗漏情况，并在几种一般处理方法中通过分析，选出二个较可行方案，最终经过技术、经济等方面综合评价，选择最优方案，并阐明方案实施的具体措施。

关键词：地质分析；防渗；混凝土防渗墙；方案比较

1、工程概况

1.1工程概况

某水库地处江山市南部，位于保安乡后坂村凉笠排自然村南面，据江山市区约53km，流域属钱塘江水系的江山港一级支流广渡溪支流某小溪上。

水库库容曲线根据2008年12月实测地形图重新量算，水库正常蓄水位359.60m，正常库容137.8万m3，设计水位360.94m，设计库容152.88万m3，校核水位361.60m，总库容160.67万m3，水库死水位336.30m，死库容3.94万m3。

1.2工程等别与建筑物级别

某水库为小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，大坝、溢洪道、输水涵管等主要建筑物级别为4级，消能设施、排洪渠及临时建筑物等次要建筑物级别为5级建。江山市属山地丘陵地区，且水库主、副高均大于15m、上下游水位差大于10m，建筑物洪水标准按山地、丘陵区标准确定，大坝、溢洪道、输水设施洪水标准为：50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核；消能设施、排洪渠按20年一遇洪水设计；临时建筑物按5年一遇枯水期洪水设计。

2. 大坝结构稳定分析

2.1坝体结构

某水库大坝为粘土斜墙砂壳坝，最大坝高36.5m，坝顶最低高程363.65m，坝顶最高高程364.10m，坝顶长度142m，坝顶最大宽度6.8m，坝顶平均宽度5.5m；大坝迎水坡设三级马道，上游坝坡设有干砌块石护坡，下游坝坡设有干砌卵石护坡。根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001，坝坡抗滑稳定计算应采用刚体极限平衡法，本次验算应用程序为河海大学工程力学研究所和黄委设计院共同编制的《土石坝稳定分析系统HH-Slope R1.3》，并用满足力和力矩平衡的摩根斯顿-普瑞斯（Morgenstern-Price）法计算。

坝体材料参数按地质勘察成果分两层分别取用，上层土层主要参数：

天然重度ω0=18.9kN/m3 干容重ρd=14.9kN/m3

土颗粒比重Gs=2.72g/cm3

快剪凝聚力c=18.0kPa 快剪内摩擦角φ=21.5°

下层土层主要参数：

天然重度ω0=18.9/m3 干容重ρd=14.9kN/m3

土顆粒比重Gs=2.72g/cm3

快剪凝聚力c=16kPa 快剪内摩擦角φ=23°

计算结果表明：在正常运用状态下，最大坝高断面下游坝坡最小滑动安全系数为1.860，上游坡最小滑动安全系数为1.515，均大于《碾压实土石坝设计规范》SL274-2001要求的的最小抗滑安全系数1.25，且余度较大，说明大坝坝坡整体稳定。

2.2 大坝渗流稳定分析

某水库大坝从近年来的坝脚观测资料分析，坝体与坝基存在渗漏现象。主要原因是：坝基与坝肩未挖至弱风化层，坝体材料与坝基接触渗漏严重；坝体填筑土料较差，坝体渗漏较大。

根据所取土样的室内土工试验成果为：第②层粉土质砂室内水平渗透系数KV=3.05E-4～5.06E-4cm/s，垂直室内渗透系数Kh=2.85E-4～6.15E-4cm/s。另据所取原状土样的击实试验表明，大坝心墙土料的平均最大干密度1.81 g/cm3、最佳含水量13.9%、压实度0.86～0.92（<0.96比例）。

坝壳：第①层粉土质砂位于大坝坝体中部，褐色、黄褐、紫红色，湿～很湿，可塑。粘性土含量60～75%，角砾含量5～10%，粒径一般在2.0～10.0mm之间。层底标高：323.56～357.42米，层厚：6.20～33.00米。

根据所取土样的室内土工试验成果为：第①层含砾粉土质砂室内水平渗透系数KV=2.50E-4～5.06E-4cm/s，垂直室内渗透系数Kh=3.40E-4～5.85E-4cm/s。另据所取原状土样的击实试验表明，大坝坝壳土料的平均最大干密度1.89，压实度为0.87～0.94。心墙水平渗透系数平均值4.46×10-4cm/s，垂直渗透系数平均值4.89×10-4cm/s，坝壳水平渗透系数平均值4.46×10-4cm/s，垂直渗透系数平均值5.00×10-4cm/s，渗透系数大于心心墙坝规范要求的1×10-5cm/s，甚至达不到均质坝构成坝规范要求1×10-4cm/s，坝体基底的土质为原山前残积形成的含角砾粘土。

综上所述，某水库坝体坝基渗漏存在渗漏。

3坝体及坝基防渗处理

3.1一般处理方法：

某水库大坝为粘土斜墙砂壳坝，坝体填筑土料渗透系数大，碾压不密实；坝基存在一定厚度具中等透水性的砾质粘土层未挖除，坝基渗漏主要途径为坝基上部砾质粘性土层与右坝肩浅上部的岩石层理，针对心墙土质差、渗透系数较大和密实程度低的特点，结合以往处理结果，并比照类似工程经验，大坝防渗处理方法主要有：

（1）粘土斜墙：上游侧加设粘土斜墙，前趾挖至中风化基岩，周边挖至相对不透水层或下部帷幕灌浆处理。但因当地坝址附近无粘土资源，据调查粘土料场运距在8km以上，运输费用较高；同时坝前淤积层较厚，不但开挖困难，施工围堰工作量较大、防渗要求高；施工时间长，质量较难控制；两岸坝肩绕渗需依靠帷幕灌浆，增加造价，而且难以保证防渗效果。

（2）土工布防渗：该方案用土工布代替粘土斜墙，前趾与周边防渗处理同粘土斜墙。主要优点是施工速度快；主要问题是土工布接头焊接质量难以保证，耐久性较差。

（3）套井回填粘土防渗墙：本工程坝高仅18m，适宜采用冲抓钻造孔与粘土回填，施工速度快，施工质量易控制，所需粘土方量较少，造价较低。但基岩与坝肩仍需进行帷幕灌浆。

（4）低弹模塑性混凝土防渗墙：可以在低水位时施工，施工速度较快，质量易控制，耐久性较好，基础与坝肩仍需帷幕灌浆。但造价较高，要求由技术较高的专业队伍施工。

（5）坝体粘土帷幕灌浆：可以在低水位时施工，施工容易，可与基础帷幕灌浆结合，节省投资。但因本工程大坝为粉质粘土，孔隙比大，块茎差异较大，可灌性差，帷幕效果难以达到预期。

（6）多方法组合：如在上游坝坡下部采用防渗墙、上部用粘土斜墙或土工布、周边水泥灌浆防渗。但本工程大坝不长，相互间施工干扰较大，施工工期较长，难以在一个枯水期完成。

根据本工程特点，以粘土斜墙和混凝土防渗墙方案较为合适。

3.2 方案综述

3.2.1 方案一

该方案坝体渗漏与基础接触带渗漏采用混凝土防渗墙，坝肩绕渗与坝基基岩渗漏则采用水泥帷幕灌浆防渗。在平面上坝体防渗墙与灌浆帷幕成一条直线布置在坝轴线上游侧，两岸坝肩山体沿防渗墙延长线布置一定长度的帷幕灌浆孔。

该方案的主要优点：

（1）坝体防渗效果好，施工质量能得到保证，耐久性较高。

（2）坝基与坝肩防渗帷幕直线布置，与防渗墙的连接较容易，接头防渗质量易控制；

（3）所有防渗施工场地均在坝顶进行，易于布置设备与材料；

（4）施工内容较单纯，且均为机械化施工，不同工种干扰较少，进度较快。

（5）根据外地经验，坝体防渗墙造孔后可以预埋坝基帷幕灌浆管，节省钻孔费用。

3.2.2方案二

加固设计方案 篇12

随着网络技术的发展, 各高校都建立了校园网络并投入使用, 这无疑对加快信息处理, 提高工作效率, 减轻劳动强度, 实现资源共享起着无法估量的作用。但在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时, 校园网络入侵事件也日渐频发, 如何保证校园网络安全运行, 成为迫切需要解决的课题。

1 校园网面临的主要问题

1.1 对信息化系统安全重视程度不足

由于校园教育机构的特殊性, 院校领导往往更加关注如何提高学校的办学质量等问题, 而很少关注IT安全可能会给学校的网络所带来的危害。学校的各级学院对计算机系统安全管理相对滞后, 计算机病毒、木马和系统蓝屏等一系列的计算机常见故障在一定程度上影响了日常教学工作的开展。如何规范计算机安全管理, 保障计算机安全稳定运行, 已经成为保障日常教学任务正常、高效运转的一项重要任务。

1.2 缺乏整体安全策略和组织保障

良好的安全防护水平离不开组织的保障, 而很多院校缺乏专业安全队伍, 即安全管理人员和技术维护人员。这种组织保障的缺失反映出院校对于整体安全策略的缺失, 体现在安全人才配备与实战技能方面均无法满足各级院校IT系统安全保障的需要。

1.3 安全制度和规范不健全

各级院校在信息安全制度及信息安全紧急事件响应流程等方面缺乏完整的制度和规范保证, 由此带来的后果是诸如随意使用U盘导致整个院校的网络受到病毒感染。同时在发生网络安全问题的时候, 也因为缺乏预先设备的各种应急防护措施, 导致安全风险得不到有效控制。

1.4 应用系统和安全建设相分离

在各级院校IT应用系统的建设初期, 由于所属的建设职能部门的不同, 或者是因为投资预算的限制, 导致在应用系统建设阶段并没有充分考虑到安全防护的需要, 为后续的应用系统受到攻击瘫痪, 或者大流量负载情况下响应缓慢设置了伏笔。

2 校园网渗透

由于建站速度快, 高校多数会使用统一的网站管理系统, 仅仅是根据不同机构特点进行修改, 所以渗透时会产生连锁效应。

2.1 踩点

基于搜索引擎进行Web信息搜索, 利用http://www.yougetsignal.com/tools/web-sites-on-web-server查找托管在同一Web服务器的域名或IP地址, 定位目标网站详细信息。以某高校网站www.*****.com为例 (本文均以该站点进行说明) , 发现八个域名存在同一服务器上, 如图一所示, 可以通过旁注的手段得到目标站点的Webshell。

2.2 扫描

扫描目标网段, 找出其中活跃的主机;扫描目标站点的端口, 找出其所开放的网络服务;扫描系统内容, 确定目标站点使用语言、数据库类型以及web服务器操作系统等;扫描漏洞, 包括主机或者网络服务上的漏洞及网站所使用的管理系统漏洞。

通过端口扫描软件Nmap, 发现该站点开放3306、25、22、110、21、8888、80端口, 如图二所示。3306端口说明该站点的数据库为MYSQL, 可以根据数据库版本信息了解是否存在漏洞;21、22端口说明存在ftp服务, 可以尝试性使用ftp账户登录;110端口为POP3 (邮件协议3) 服务, 可以通过社会工程学来实现入侵;8888端口较为特殊, 可能为某系统管理的端口。

通过扫描软件Acunetix Web Vulnerability Scanner 9, 发现数据库存在威胁、j Query跨站脚本攻击、配置文件/phpinfo.php暴露等高风险漏洞, 还有其余中风险、低风险漏洞, 如图三所示。可以获得后台管理页面、与站点的绝对路径等, 可以考虑从数据库、跨站脚本攻击、后台暴力破解等方式对该站点继续渗透。

2.3 查点

通过踩点和扫描, 识别出主机的活动与运行的服务, 针对其软肋进行更充分的探查, 查出用户帐号 (可用于蛮力攻击) 、具有漏洞的旧版本环境、错误的配置信息 (敏感信息共享) 等。

从后台管理页面继续渗透, 可通过暴力破解, 得出管理员账号为admin, 密码为admin20120204。成功登陆, 发现是帝国网站管理系统6.6版本, 通过乌云网了解到该版本的漏洞, 系统设置—>管理数据表->导入数据表, 可上传文件, 可通过此位置上传小马, 如图四所示。使用菜刀连接小马后, 可以上传大马, 进而控制整台服务器。

从扫描的结果试出, www.*****.com:8888, 打开发现是Lu Manager管理页面 (Lu Manager是一种基于Linux/Unix系统的网站服务器管理软件, 账户默认为zijidelu) 。攻击者可以寻找该软件漏洞或猜测该账户密码等。

而www.*****.com/skin/*****/js/jquery.js页面存在j Query跨站脚本攻击。往Web页面里插入恶意html代码, 当用户浏览该页之时, 嵌入其中Web里面的html代码会被执行, 从而达到恶意用户的特殊目的。

3 校园网的评估

以量化的方式, 将威胁建模方法应用到评估Web应用程序中, 可以根据对应用程序缺陷的充分理解来识别和评价现存的威胁。依据这些信息, 可以按照一定的逻辑顺序, 利用适当的对策来处理现存的威胁, 并从具有最大风险的威胁开始加固。

使用DREAD模型来协助计算危险, 考虑五个因素, 即潜在损失 (如果缺陷被利用, 损失有多大) 、重现性 (重复产生攻击的难度有多大) 、可利用性 (发起攻击的难度有多大) 、受影响的用户 (用近似的百分数表示, 有多少用户受到影响) , 匹配以上的问题, 计算给定威胁的值, 根据其值来计算危险程度。总分12~15的威胁评价为高度危险, 8~11的威胁评价为中度危险, 5~7的威胁评价为低度危险。威胁评价表如表一所示。

根据渗透该高校网站的内容, D (潜在的损失) 符合高风险情况, 攻击者可以暗中破坏安全系统, 获取完全信任的授权, 以管理员的身份运行程序、上传内容, 评定为3分;R (重现性) 符合中风险情况, 系统管理可以根据文件产生时间和管理员账户或者登陆时间来做相应的调整, 评定为2分;E (可利用性) 符合中风险情况, 较为熟悉的编程人员可实现跨站脚本攻击, 评定为2分;A (受影响的用户) 符合高风险情况, 所有的用户都受到影响, 评定为3分;D (可发现性) 符合中风险情况, 应用程序中很少使用部分的缺陷, 只有少量的用户可能遇到, 评定为2分。综合五个因素, 该站点评定分数为12分, 威胁评价为高度危险。

4 校园网的安全加固方案

对于校园网的渗透, 发现默认配置、默认口令是学校存在的最大威胁, 其次就是跨站漏洞、明文传输, 旧版本软件漏洞没有及时更新而造成的威胁也不在少数, 针对这样的状况, 为校园网安全提出加固建议。

4.1 避免跨站脚本攻击

输入验证 (服务器端) , 如长数据、非合法字符、JAVASCRIPT关键标签符号等;输出转义 (服务器端) 将单引号’%、&等当成html文档内容处理。清除危险的输入位置 (服务器端) , 避免直接在现有的Java Script中插入用户可控制的数据;客户端防范措施 (客户端) , 提升浏览器的安全设置, 如提高浏览器访问非受信网时的安全等级, 关闭cookie功能或设置cookie只读。

4.2 升级网站管理系统版本

使用开源的网站管理系统建设校园网站十分常见, 在使用时应充分考虑该系统存在的威胁, 比如帝国CMS6.6的上传漏洞, 解决的办法是升级该管理系统的版本, 升级至7.0版本。

4.3 强化密码

通过渗透发现, 该高校网站后台管理员密码较简单, 应增加密码的复杂度, 如Ax CX@2￥47。

4.4 修改默认路径、配置

帝国管理系统的默认后台管理路径是e/admin, 可以修改为e/e1/admin或者ed/admin, 建站完成后, robots.txt、/phpinfo.php暴露网站配置文件应该删除, 以免暴露信息。

4.5 配置防火墙策略

在防火墙策略上, 应该设置白名单, 限制非管理员用户访问该网站除80端口外的端口, 限制主机Ping网站域名、服务器的IP。

6 结束语

本文就目前校园网络的安全状况进行了分析, 指出现今各级院校所面临的网络安全的主要问题, 以攻击者的角度分析了渗透校园网络的过程, 提供了校园网络安全评估的方法, 并给出相应的网络安全加固方案。目前该设计方案已运用到某高校, 并取得了一定效果。

参考文献

[1]Dafydd Stuttard Marcus Pinto, 著.黑客攻防技术宝典——Web实战篇 (第2版) [M].北京:人民邮电出版社, 2012.

[2]诸葛建伟.网络攻防技术与实践[M].北京:电子工业出版社, 2011.

[3]Shon Harris, 张胜生.CISSP认证考试指南 (第6版) [M].北京:清华大学出版社, 2011.

[4]麦克克鲁尔.黑客大曝光:网络安全机密与解决方案 (第6版) [M].北京:清华大学出版社, 2011.