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地基沉降修复技术

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地基沉降修复技术

地基沉降修复技术范文第1篇

Key words: highway and bridge connection; design; bumping at bridge head

中图分类号:[TU997] 文献标识码:A文章编号

公路运输作为我国经济发展中的重要运输形式,其建设质量对于我国经济发展有着重要的影响。行车安全性及舒适性是验收公路施工质量的重要指标,行车安全性及舒适性主要由施工中沥青路面的平整度及桥梁连接处施工质量所决定。桥头跳车现象是我国省级以下公路常见问题之一,其产生的原因主要是由于公路路基沉降与桥梁地基沉降系数不同所造成。针对这样的问题,我国公路桥梁建设施工单位及研究人员不断对公路桥梁连接处的设计与施工进行研究,找出了桥头跳车现象的解决办法。为了更好的分析公路与跳梁连接处的设计与施工,首先要对桥头跳车现象产生的原因进行深入分析,找出解决办法。

1.公路与桥梁连接处“跳车”现象的原因分析

找出公路与桥梁连接处跳车现象的原因是解决跳车现象的关键。产生公路跳梁连接处跳车最主要原因有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等几个方面。其中以不均匀沉降为最主要原因,我国公路路况调查显示,产生公路与桥梁连接处跳车的最为主要的原因是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降,产生错台所致。找出原因,然后根据这一原因进行相关的调整,调整设计方案,施工方案等,才能最终解决这一影响公路行驶安全性的跳车现象。

2.针对公路与桥梁连接处跳车现象的施工设计

刚性结构的桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异,且桥头连接处受力时易形成集中应力,在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下,桥梁与道路同时发生沉降,但两者的沉降量有很大差异,道路的沉降量远大于桥梁的沉降量,形成错台,导致行车时发生桥头跳车。针对这样的情况,在施工前的设计阶段,要详细勘测路基情况,针对软土路基、冻土路基等不同路基进行不同的工程设计与施工设计,解决桥头跳车现象。

2.1针对桥台与路堤间的沉降差导致桥头“跳车”现象的原因分析与设计

传统公路与跳梁连接处的施工中,在桥台施工中其基础一般都作了加固处理,沉降量很小。建成后的桥台沉降可视为零。而路堤填土因其固有的压缩续变性质,即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素造成的沉降,需待通车较长一段时间后才能趋于稳定。台后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降两部分组成。在路堤自重和车辆垂直荷载及冲击振动荷载作用下,路基填料逐渐被压缩,孔隙率降低,密实度逐渐增大,从而在一定期限内产生路堤填土沉降。针对这样的情况在设置桥涵构造物应允分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题,选择恰当的桥涵位置、跨径及桥台后部防护工程,尽量避免大河面小跨径桥涵。通过科学的设计减少桥头跳车的情况发生。

2.2针对排水不畅及填土流失,连接部路基沉陷导致桥头“跳车”现象的设计重点

在桥涵与路堤的连接部位存在的缝隙,雨水会沿缝隙渗透,下渗水对桥台对土类填料易产生浸蚀和软化,特别对填方体压实不够,易产生侵蚀和软化,降低强度,导致填方体变形。在外部车辆荷载冲击作用下,必然造成桥头路基沉陷。针对这样的情况,在工程设计初期,要详细勘察路堤情况,针对路堤情况进行公路排水设计,通过科学化的排水设计,减少填土流失,减少路堤沉降,减少桥头跳车情况的发生。

2.3采用新的施工设计方法,杜绝桥头跳车现象

试验表明搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上,使车辆通过时跳跃现象大为减少。因此在施工中是要注意桥台搭板的设置。同时为了避免二次跳车现象的出现应在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板,其长度一般取3~5 m,对于水泥混凝土路面,也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。当然影响影响路面桥涵连接质量还有许多不确定因素,这还需要根据工程实际施工地点的地质情况判断而定。通过对工程的设计改革,以及施工方式减少桥头跳车现象。

2.4公路与桥涵连接处的设计标准分析

目前我国路桥分别有各自的设计指标,这就导致两者之间的差异使得连接处容易出现“跳车”现象。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定高速公路、一级公路的容许工后沉降为:桥台与路堤相邻处≤10cm,一般路段≤30cm,两者不同。设计时对桥下地基地质研究比较仔细,往往是将桥台基础置于承载力较高的土层上,并对基础进行布桩或扩大基础等予以加固处理,故沉降量较小,而台后填方段地基未进行加固处理,碰到软土又难以处理彻底,引起土基固结压缩,产生沉降差。根据观察和对驾驶人员的调查表明,在高速公路上,当错台超过1.5cm时,就会出现跳车。 因此,在对应两者的设计时必须考虑到这一点,针对两者的差异进行必要的分析,充分考虑到可能使连接处产生“跳车”的因素,在设计时将这个可能降至最低。

3.桥头跳车现象连接处的修复设计

加强路基控制是解决桥头跳车主要控制措施之一,在进行施工前要对施工方式方法进行有效的设计,以减少路基沉降、、提高路基刚度,减少桥头跳车现象。通过对台背回填处理施工方式、台背回填压实方式、回填材料的选择与设计等方法,减少公路与桥梁连接处跳车现象。对于已经产生跳车现象的桥梁连接处,可以采用新的修复方法进行修复,但是在进行修复前还要对连接处的修复进行一定的施工设计,以保障修复效果。利用现代修复技术可以有效的修复“桥头跳车”,“混凝土注浆加固台背填土快速修复技术”是修复技术中比较成熟的一种修复方式。“混凝土注浆加固台背填土快速修复技术”是采用高分子聚合物加拌水泥而成的浆液,在跳车的桥头50米至70米处即开始打上间距为1.5米至2米的梅花桩式孔,每个孔直径约7.5厘米,深度从十几米至二十几米不等,再向孔里灌注这种新材料浆液,以增加土质强度,增强地基的承载力。针对路面沉降情况的不同,梅花桩式孔的深度、距离、孔径都不相同,要根据勘察结果进行设计,计算各阶段的应力,最终确定修复方案。

4.结论:

公路与桥梁连接处的跳车现象是我国公路常见病害之一,对于跳车现象的防治,一方面要从设计着手,通过对勘察数据的详细分析,确定最佳施工设计方案,减少路基沉降,减少跳车现象。另一方面要从施工着手,通过对施工过程中各个质量控制点的控制与加强,确保施工质量,提高路基、桥台的抗压能力。同时还要对施工各个阶段的施工方式方法进行设计,通过合理的施工设计,确保施工质量。通过多方面的有效结合,减少公路与桥梁连接处的跳车现象。

参考 文献

1.刘佳 《公路、桥梁设计与施工》建筑资讯2007.12.

2.江波 《公路与桥梁工程病害防治及检测修复实用技术大全》1999.7

地基沉降修复技术范文第2篇

关键词:路桥;施工;软土路基;处理

中图分类号:U448.14文献标识码: A 文章编号:

在路桥施工中经常会遇到软土路基。所谓软土,一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土,其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。在软土地基上修筑路基,若不加处理或处理不当,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。其主要特性表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%-72%之间,孔隙比在1.0-1.9之间,饱和度一般大于95%,液限一般为35%-60%,塑性指数为13-30。

一、软土地基的特点及危害

特点:软土地基的天然含水量和空隙比大,亲水性较强而透水性差;土粒间连接结构不稳定,导致压缩性高;不排水剪切时,内摩擦角接近于零,抗剪程度低;软土一经扰动,强度就会迅速的降低,触变性和蠕动性大;软土地基的强度低、固结慢、变形大。

危害:软土地基的特点因地而异,因层而异,不可预见性大,在设计和施工中稍有疏忽就会出现质量危害。若勘察设计不详细或不准确,导致对应该作软基处理的地段未作处理设计;未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物;未按分层进行填筑,填土过快,碾压不当也会造成路堤失稳;扰动硬壳层,会使硬壳层遭受破坏,导致路堤失稳。

二、 路桥工程软土地基处理施工中的控制原则

众所周知,在路桥工程的建设过程中,无论从管理角度还是从经济角度,软土地基的处理施工都应该遵循防治结合并且以预防为主的原则,即坚持预防性控制,并在出现病害时及时修补。而其施工控制工作应分两种:预防性控制和修复性控制。预防性控制工作旨在保护路基路面并减小路基路面质量下降速度,修复性控制工作旨在修复特定的软土地基破坏或损坏区域。及时的预防性控制能延缓在交通与环境施加的荷载作用下路基路面损坏的时间。而一旦该施工控制没有做好,则会增加缺陷数量并增大其严重程度,以致在改建时修补费用增加,缩短罩面与改建之间的时间间隔,因而显著增加路基路面寿命周期费用。为了降低软土地基处理的控制成本,提高路基路面的经济效益,许多国家大力发展预防性控制技术,提高软土地基的处理施工控制水平。预防性控制措施的种类较多,不同地区、不同管理部门、不同承包方针对不同的路况所用的预防性控制措施不尽相同。但是,一个完整的预防性控制计划应该包括整个软土地基处理施工的全过程。总之,在路桥工程的施工过程中,当路基路面出现了工程质量问题以后再来进行修复性的控制工作,虽然也是有效的,但是毕竟就落了下乘,而且也是治标不治本的控制方法,只有在其施工的全过程中进行严格的预防性控制措施,才是对路基路面施工进行科学控制的根本所在。

三、 软土路基常用加固方法

当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固的方法很多,常用的方法有:

1、塑料排水板

施工前应清除地面上的淤泥、树根、草皮及杂物;打设塑料排水板不得采用锤击法或水冲法施工。板头应露出地面不小于0.5m;排水板的技术指标应符合设计要求,材料进场堆放应置于干燥通风处,并加遮盖;当地面软弱时宜先铺设0.3m 厚的砂垫层;打设塑料排水板宜顺线路方向分段逐排进行,分段长度不宜大于100m;应严格按照设计位置、深度和孔数施工,板位允许偏差为15cm,深度不应小于设计值,垂直度偏差不应大于1.5%;打设时排水板不应扭曲,滤膜不应破损和污染;排水板接长时应拆开滤膜对准芯板槽口、再包好滤膜,用钉固定,搭接长度不应小于0.2m;严禁浮放搭接。

2、 砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m 左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用。同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。这样,在路桥施工中,进行填土和地基的施工时,为施工的机械创造了良好通信的条件。而对于砂垫层的确定,应考量机械重量、轮胎对于地面的接触压力、软土地基的表层强度、偏心的程度等,在砂垫层铺设时应尽可能做到均匀一致。而用透水性较差粉土作为填料时,要妥善处理防止其坡脚的附近砂垫层被土覆盖,阻碍侧向的排水。

3、砂井

砂井是利用各种打桩机具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5 m 时。最大有效处理深度1 8 m 。

4、袋装砂井

井径对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井径太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8 c m 左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度1 8 m 。

5、预压和超载预压法

在拟建桥涵在修筑路堤时可预先把土填得比设计高度高一些,或加宽填土宽度,以加速地基固结下沉,以后再挖除超填部分,这种预压和超载预压法简单易行,但需较长的固结时间。并常需配合采用砂垫层、砂井等排水措施方能满足工期要求。

(1) 预压和超载预压的填土高度应符合图纸或监理工程师的要求。

(2) 用于预压与超载预压的土方应分层填筑并压实。

(3)预压和超载预压沉降后应及时补方,一次补方厚度不应超过一层填筑厚度,并适当压实。对地基稳定性较好的路段,亦可按预测沉降量随路堤填筑一次完成到位。

6、土工织物铺垫

在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。

地基沉降修复技术范文第3篇

【关键词】混合结构;房屋地基;地基沉降

1 引言

当前建筑工程仍然存在着很多质量问题,有些问题直接影响着建筑物的使用,浪费国家财产危及人民生命安全。在工程建设中常常遇到地基基础不均匀沉降的问题,这一问题一直影响着工程的使用。许多砌体结构、混凝土结构等建筑物在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝,这是一个相当普遍的现象[1,2]。本文主要分析了混合结构房屋地基基础不均匀沉降危害相关问题。

2 地基基础不均匀沉降对混合结构房屋的危害

建筑物通过基础把竖向体系传来的荷载(轴向力)传递给地基,地基产生的反力作用在基础底面上。只有当其与轴向力平衡时,才能保证建筑物结构的稳定与完整性。如果因某些原因造成基础下局部地基土发生剪切、下沉、土层滑移等变位,破坏了轴向力与地基反力的平衡,地基与基础之间就成松散接触或不接触,建筑物将出现不均匀沉降,结构内部将产生附加应力。此时,基础的附加应力可近似于悬臂端。附加应力为剪切应力和负弯矩。松散接触的一侧将受到建筑物

荷载(轴向力)产生的剪切应力作用,从而造成局部结构体系产生竖向相对位移,结构受到意外的应力(应变)。当结构抵抗不住应力(应交)时,将会出现剪切破坏,常见的如墙体产生的剪切裂缝;紧密接触的一侧受到旋转力矩(负弯矩)作用,对建筑物竖向结构体系产生附如斜拉应力。不均匀沉降引起的墙体裂缝,系结构性破坏裂缝,所造成的危害,轻者影响建筑物的美观,重者墙体渗水和灌风,影响建筑物的使用功能,造成房屋使用者心理上的不安;严重的会引起墙倒屋塌,出现伤人事故和财产损失。

3 混合结构房屋不均匀沉降事故原因分析

下面对地基不均匀沉降引起混合结构房屋墙体开裂进行深入分析:以往工程事故表明,混合结构房屋由于地基基础不均匀沉降造成的损伤破坏主要来自三大方面的因素,即地基、房屋结构本身及人为因素[3]。

(1)地基的不均匀沉降

主要存在以下几种情况:①建筑物邻近有基础施工或其它机械设备振动,地基因震动而产生压缩变形,局部下沉;②建筑物邻近有大开挖工程,固水土流失,造成地基滑移或沉陷;③建筑物邻近地面大量堆积重物,使得土层压密变形。带动地基沉降:④建筑物邻近有交通要道,地基常年受到车辆振动而引起振密变形:⑤建筑物未经正确验算,改建加层,变更使用,增加荷载或超载,造成基础承载力不足引起不均匀沉降。

(2)混合结构房屋本身的原因

房屋的全部荷载最终通过基础传给地基,而地基在荷载作用下,其应力是随深度而扩散,深度愈大,扩散愈大,应力愈小;在同一深处,也总是中间最大,向两端逐渐减小,也正是由于土壤这种应力的扩散作用,即使地基地层非常均匀,房屋地基应力分布仍然是不均匀的,从而使房屋地基产生不均匀沉降。在地质较好、较均匀,且房屋的长高比不大的情况下,房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的,一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响,但当房屋修建在淤泥土质

或软塑状态的粘性土上时,由于土的强度低、压缩性大,房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降耋可能都比较大。

(3)人为因素

(1)勘察方面的原因。在土木建筑工程中,勘察工作是工程设计的基础,为设计提供有关水文、地质等方面的数据数据。如工程未勘察就进行施工,或勘察数据错误,这些都会给工程造成严重后果。具体体现在:忽视勘察资料的作用,勘察工作粗糙,资料不精确。(2)设计方面的原因。①任意确定基础:设计者盲目照搬另一建筑物的基础设计图作为该建筑物的基础设计,由此造成基础出现不均匀沉降,致使建筑物倒塌。②估算代替计算:结构没有按有关要求进行精确计算,上部荷载是凭经验估算的,基础底面积设计过小,基础边缘最大压力高出地基土容许承载力。因而部分结构及基础破坏,引起整体倒塌。(3)施工方面的原因。由于基础是埋入土中,其问题不易发现,属隐蔽工程。

4 整治对策思考

4.1 对不均匀沉降导致房屋开裂的整治对策

对于防止地基不均匀沉降引起墙体开裂的措施来说,对于新建工程,必须首先确立重在设防的指导思想。概括起来,预防地基不均匀沉降引起裂缝的主要措施有:1、合理设置沉降缝。在房屋体型复杂,特别是高度相差较大时,应设沉降缝,沉降缝应从基础分开,缝宽不得少于10cm,最好是三缝合一,施工中应保持缝内清洁,应防止碎砖、砂浆等杂物落入缝内。2、加强上部的刚度和整体性,提高墙体的抗剪能力,调整地基的不均匀沉降。不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上,如同一区段建筑,一部分用天然地基,一部分用桩基等。必须采用不同地基时。要妥善处理,进行必要的计算分析。3.加强地基验槽工作,发现有不良地基应及时妥善处理,然后才可进行基础施工。

4.2 对地基不均匀沉降引起墙体开裂的治理措施

对于已经发生的沉降事故,除个别确因结构或构件“元气”大伤而完全失去挽救价值外,多数均应经过适当整治,使建筑物完全或部分恢复功能而继续使用。整治处理。首先应对因沉降发生严重变形或损坏的结构、构件、进行矫正、修复、与此同时,大多尚须对地基进行以消除湿陷,加密固结、或以提高承载能力,减少变形等为目的的适当处理。其次大部分沉降,特别是不均匀沉降,都在墙面或构件表面,留下了大大小小的裂缝。处理这些裂缝,不仅是为建筑物外观美化的

需要,更主要是为了不留隐患。为了阻止不均匀沉降的继续发展,而进一步加剧混合房屋结构墙体裂缝的开展。必须对不均匀沉降房屋所处地基和结构构件进行维修加固。加固一般可从地基和结构两方面入手,具体有以下措施:(1)地基处理,混凝土灌注桩架梁法,钢管桩加梁法,三重管旋喷桩定向旋喷法,桩底架梁托底法等等。(2)结构修复加固在经过结构矫正复位和地基处理后,应采取适宜的方法,及时地对上部结构损坏部分进行加固、修补,恢复建筑物正常使用功能,以实现安全承载的目的。上部结构处理包括裂缝的处理和砌体承载力的处理。

参考文献

[1]鲍剑锋. 新建房屋地基沉降的控制与处理[J]. 中国高新技术企业, 2007(6)

地基沉降修复技术范文第4篇

[关键词] 骑楼;不均匀沉降;贯通裂缝;挤土置换法;筏板基础;型钢加固;

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

一、工程概况

位于钦州市中山路的一栋临街骑楼,为二层砖木结构住宅楼,采用砖放大脚基础,底层层高4.50m,二层层高3.0m,临街部分二层骑楼与内部主体(三层)为贴建关系。骑楼属于20世纪初期加建建筑,年久失修,骑楼部分及其与主体建筑接合部已出现结构局部损伤等影响正常使用和结构安全的情况:

1、基础:基础不均匀沉降且临街面下沉较大并有继续发展的趋势。

2、骑楼砖柱及其支承的砼梁:骑楼的四个砖柱因基础不均匀沉降而出现外倾鼓肚现象,梁支座下的砖柱身产生超过柱高1/2的竖向贯通裂缝(缝宽大于2cm)。砼梁底出现明显的纵向裂缝。

3、砖墙:墙体与骑楼砖柱相连处产生从上到下的竖向裂缝,缝宽大于2cm,墙体与砖柱明显分离,并有继续分离趋势。

本骑楼已经鉴定构成C级局部危房。

二、损坏原因分析

房屋建成使用多年(大于70年),基础自然且不均匀沉降,结构因风吹日晒雨淋而自然风化,年久失修,房屋严重老化。

三、处理措施

本工程可采取两种处理措施:一是对局部危房拆除重建;二是采用局部危房加固处理,使房屋结构达到安全使用状态。

根据业主及有关部门的要求,本工程暂不拆除重建,采用局部危房加固处理方案。

四、结构加固处理技术方案

1、骑楼四角原砖柱加固

考虑到原砖柱身产生超过柱高1/2的竖向灵通裂缝缝宽大于1㎝,原结构安全和稳定性极差,须先采用型钢加固骑楼四角厚砼柱。具体做法是用角钢包住柱的四角,角钢之间焊以水平扁钢,组成钢套箍,见图1。

2、骑楼二层楼面梁钢套箍加固

对骑楼二层楼面外侧的三根梁(厚L1、厚L2),为了确保新、旧结构共同受力的可靠性及耐久性,采取钢套箍加固:在厚梁顶附近砖墙用水铝钻孔@500,在钻成孔处插入直钢筋Φ14两侧各出墙面50㎜,在砖墙两侧直钢筋上分别点焊1Φ18与砖墙同长,角钢L60×6护厚L1和厚L2两下角,用Φ14@500套箍角钢L60×6,套箍Φ14用开口箍,上端与Φ18焊牢固,见图2。

3、基础加固

骑楼占地面积3.8m×3.2m,在确保加固原结构安全的前提下,轻挖开原骑楼砖柱地面(满堂开挖至骑楼四角柱外侧600范围),小心挖至地面下600左右,用原木轻轻打夯实原土,浇筑C10素砼垫层,安装基础筏板模板,筏板厚500㎜,配双层双向Φ14@150钢筋,配基础暗梁AL钢筋和预埋柱头GZ钢筋,浇筑S30砼。详见图。

施工中由于原地面下800㎜下仍为淤泥质土,现场采用了抛石挤土置换法进行了地基基础处理:即挖至600㎜深处后用10~15㎝大的石块挤压原地基土一层约20㎝素砼垫层,按上述工序继续基础施工。

4、浇筑新增砼GZ,详见图3。

5、浇筑新增梁砼,详图4。

6、装饰:

所有外露钢铁件及其焊缝均应按规范做好防锈,当新增加的梁柱砼达到设计强度后拆除模板,然后在新旧接合面及新增结构表面抹水泥砂浆,面刷防水腻子两度。

五、结语

二十世纪初期建成的临街骑楼,是典型的南洋建筑风格,由于年久失修,基础可能在各种因素作用下不均匀沉除,房屋结构老化,如何修复抢救地方某一时期代表性建筑群需要有关各方深入研究实施。本文提供了典型的地基基础处理、基础加固、砖柱加固、梁墙加固的实例性操作方法,经2009年4月下旬至5月中旬进行加固修复,目前该工程已完成加固修复投入使用,效果良好,可供工程技术人员借鉴使用。

参考文献

地基沉降修复技术范文第5篇

关键词:地基基础;混合结构;不均匀沉降;

中图分类号: TU47 文献标识码: A 文章编号:

0.前言

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。因地基变形使建筑物离开其建筑时的初始位置,沿重力方向移动的现象就称作建筑沉降。

1.混合结构房屋地基基础不均匀沉降的危害

建筑物通过基础把竖向体系传来的荷载(轴向力)传递给地基,地基产生的反力作用在基础底面上。只有当其与轴向力平衡时,才能保证建筑物结构的稳定与完整性。如果因某些原因造成基础下局部地基土发生剪切、下沉、土层滑移等变位,破坏了轴向力与地基反力的平衡,地基与基础之间就成松散接触或不接触,建筑物将出现不均匀沉降,结构内部将产生附加应力。此时,基础的附加应力可近似于悬臂端。附加应力为剪切应力和负弯矩。松散接触的一侧将受到建筑物荷载(轴向力)产生的剪切应力作用,从而造成局部结构体系产生竖向相对位移,结构受到意外的应力(应变),当结构抵抗不住应力(应变)时,将会出现剪切破坏,常见的如墙体产生的剪切裂缝;紧密接触的一侧受到旋转力矩(负弯矩)作用,对建筑物竖向结构体系产生附如斜拉应力。不均匀沉降引起的墙体裂缝,系结构性破坏裂缝所造成的危害,轻则影响建筑物的美观,重则墙体渗水和灌风,影响建筑物的使用功能,造成房屋使用者心理上的不安;严重的会引起墙倒屋塌,出现伤人事故和财产损失。此外,不均匀沉降还会引起房屋其它结构性问题,常见的有:水平结构体系因发生相对位移,产生额外的应力变形,造成结构构件承载力不足,以致出现险情;改变了建筑物结构构件设计要求标准,设计受力状态构件在已变化了的应力状态下工作出现强度不足;影响建筑物的稳定性,导致竖向结构体系倾斜。

2.混合结构房屋地基基础不均匀沉降的预防措施

2.1 工程选址及地质勘查

通过选择地基稳定好的区域,避过不良地质现象发育的区域,如断层带等。通过详细科学的地质勘查,可发现地基不均匀沉降的不良地质因素,如土洞、溶洞、软弱夹层等,针对性采取注浆、合理选择持力层等措施可消除或减轻沉降。

2.2 建筑物结构形式及基础结构形式

建筑物结构形式也就是荷载的调整,基础面积越大,建筑层数越少、对沉降的抵抗力越大。对于新建工程,必须首先确立重在设防的指导思想。概括起来,预防地基不均匀沉降引起裂缝的主要措施有:(1)合理设置沉降缝。在房屋体型复杂,特别是高度相差较大时,应合理设置沉降缝或后浇带,沉降缝从基础分开,缝宽不得少于10cm,尽量将伸缩缝、沉降缝、抗震缝三缝合一,后浇带宽80-100cm,待主体工程完成60天后采用高一级的混凝土浇筑后浇带。(2)加强上部的刚度和整体性,提高墙体的抗剪能力,调整地基的不均匀沉降。不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上,如同一区段建筑,一部分用天然地基,一部分用桩基等。必须采用不同地基时,要妥善处理,进行必要的计算分析。建筑物发生沉降,尤其是不均匀压缩沉降,除和地基及荷载两个主要因素有关外,还和建筑物本身(包括基础)的整体刚度有着十分密切的关系,在建筑物及其荷载作用下产生的地基压缩变形,与该建筑物自身刚度大小的关系不可忽视。一般的说刚度大的建筑物,其沉降比较均匀;比较柔弱的建筑物,容易产生不均匀沉降和墙体裂缝。(3)基础形式的选择。一般情况下,筏板基础和箱型基础抵抗不均匀沉降的能力强,桩基础其次,条形基础和独立基础最弱,设计的时候应该根据房屋形式,地基情况,综合经济性,选择最合适的基础形式,以减少裂缝的产生。

3.地基不均匀沉降引起墙体开裂等的治理措施

对于已经发生的沉降事故,多数均应经过适当整治,使建筑物完全或部分恢复功能而继续使用。整治处理。首先应对因沉降发生严重变形或损坏的结构、构件、进行矫正、修复、与此同时,大多尚须对地基进行处理以消除湿陷,加密固结、或以提高承载能力,减少变形等为目的的适当处理。其次大部分沉降,特别是不均匀沉降,都在墙面或构件表面,留下了大大小小的裂缝。处理这些裂缝,不仅是为建筑物外观美化的需要,更主要是为了不留隐患。为了防止不均匀沉降的继续发展,而进一步加剧混合房屋结构墙体裂缝的开展。必须对不均匀沉降房屋所处地基和结构构件进行维修加固。加固处理措施一般可从地基和结构两方面入手,具体如下:

(1)地基处理。①混凝土灌注桩架梁法:常规灌注桩直径,可能地基中的软弱回填土层会发生颈缩;大直径灌注桩,工程量大,造价偏高。②钢管桩加梁法:在室内分段打入,但此方法的连接作法不易,难以保证质量,而且造价偏高。③三重管旋喷桩定向旋喷法:在基础地面形成半径为0.6-0.8m的半圆桩,托住基础,增强地基的承载力。④桩底架梁托底法:直接在承重外墙两侧施工毛石混凝土柱墩,并且使毛石混凝土的柱墩坐落在持力层上;在柱墩上架设与承重外墙连为一体的钢筋混凝土主次梁,从而将原基础托起。该方案投资少,快速方便。⑤对原有地基和基础进行扩宽加固处理,以调整地基附加应力,增强建筑物的刚度整体性,防止不均匀沉降的继续发展。

(2)结构修复加固

在经过结构矫正复位和地基处理后,应采取适宜的方法,及时地对上部结构损坏部分进行加固、修补,恢复建筑物正常使用功能,以实现安全承载的目的。上部结构处理包括裂缝的处理和砌体承载力的处理。

对因不均匀沉降,在砌体和钢筋混凝土结构中产生裂缝的修补,将主要根据裂缝的部位、宽窄等情况,采用各种不同的材料予以修补。在修补砖墙裂缝前,应先分析开裂的原因,观察裂缝是否稳定等。对于除荷载裂缝以外、且已经稳定的裂缝可以采用如下的方法修补。①填缝修补,填缝修补的方法有水泥砂浆填缝和配筋水泥砂浆填缝两种。水泥砂浆填缝的修补工序为:先将裂缝清理干净,用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将1:3的水泥砂浆或比砌筑砂浆强度高一级的水泥砂浆或掺有107胶的聚合水泥砂浆填入砖缝内。配筋水泥砂浆填缝的修补方法,是每隔4/5皮砖在砖缝中先嵌入细钢筋,然后再按水泥砂浆填缝的修补工序进行。砌体填缝修补的方法,通常用于墙体外观维修和裂缝较浅的场合。②灌浆修补,灌浆修补是一种用压力设备把水泥浆液压入墙体的裂缝内,使裂缝粘合起来的修补方法。由于水泥浆液的强度远大于砌筑砖墙的砂浆强度,所以用灌浆修补的砌体承载力可以恢复如初。实际上,灌浆修补法不仅可以修实砖墙的裂缝,还可以用于因施工不慎,在混凝土结构物的骨科间存在空隙而不能用表面抹浆或填细石混凝土修补的较深的蜂窝或孔洞。水泥灌浆修补方法具有价格低、材料来源广、结合体的强度高和工艺简单等优点,在工程实际中得到较广泛的应用。局部更换和加强墙体。当墙裂较宽但数量不多时,可以采用局部更换墙体的办法,即将裂缝两侧的砖拆除,然后用砂浆补砌。局部修补的另一种方法是拉结法,即洞裂缝设置素混凝土或钢筋混凝土楔,当裂缝细而密时,可以采用局部钢筋网外抹水泥砂浆加固。

4.结语

总之,混合结构房屋目前是我们采用较多的结构形式,同时,也是发生质量事故较多的工程结构。通过分析研究,混合结构房屋不均匀沉降事故原因主要来自三个方面即地基的不均匀沉降、房屋结构本身及人为因素。需要我们在今后的工程实践中认真钻研和对待。

参考文献

[1]龚晓南.地基处理新技术[M].陕西科学技术出版社.2009.