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xagcc 2012-06-29 17:51:30 | 陜西省 其他專業 | 422查看 1回答
建筑物糾傾技術
建筑物糾傾技術
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l.支(硬)架托板與恢復梁模支撐系統互不干擾,目的是在拆鑿與恢復梁的過程中,減少相互干擾而產生的弊病。如:支(硬)架時變形造成樓板的水平位移變形或塌陷,對恢復梁尺寸有影響,所以對托板支架要保證其整體剛度,支架立柱大小及間距應根據材質情況計算確定,梁模板支撐系統自成體系,立柱的大小間距亦應計算確定,支設方法見圖9-12-2。
本地區模板支承多采用方木或圓徑木,故支承單根承載力的計算如下:
1)托樓板的支承按木構件穩定計算:
式中N——軸向壓力設計值(N);
fc ——木材順紋抗壓強度設計值(N/mm2);
Ao——受壓構件截面的計算面積(mm2);
¢——軸心受壓構件穩定系數。
2)梁模板支承按木構件受壓強度計算
式中N——軸向壓力設計值(N);
fc ——木材順紋抗壓強度設計值(N/mm2);
An——受壓構件的凈截面面積(mm2);
計算支架時的荷載設計值N,應采用荷載標準值乘以相應的荷載分配系數(《混凝土結構工程施工及驗收規范》GB50204一92附表1.3規定)。
(2)支撐間距的確定:在根據式(9-12-1)、(9-12-2)計算的單根支撐允許的情況下,應考慮施工安全,在計算確定的支撐之間均應加設一根支撐,以防某一支撐松脫,造成樓板變形或塌落而影響恢復梁的斷面。
2.支架立撐上下均設通長30mm厚木板,沿梁平行鋪設,以將立撐造成的集中荷載變均布荷載傳開,立撐沿梁的位置距埋梁處的板端不宜過大,以免鋼筋混凝土梁拆除后空心板的懸挑部分在施工荷載作用下折斷,支點的位置在300~500mm之間,以不影響恢復梁所支設模板需要的工作面為宜。
3.樓板的斷鑿。為保證空心板水平不位移,空心板間隔破壞,寬度為80~100mm,以能灌入混凝土和振搗棒插入為宜。.
4.拆鑿板及梁混凝土前,在該梁下幾層的同部位設支架,將施工荷載傳至首層地面。拆除混凝土梁時,施工人員應站在圖9-12-1中所示的1、2板架上,不得站在空心板的懸挑處(3處)施工。
5.恢復鋼筋混凝土梁?;炷亮簲嗝嬖O計為矩形,空心板的錨固長度為10cm,鑿板后部分板的錨固長度不足,達不到規范要求。為此將梁斷面改為T形,所改的T形梁是在原設計斷面的基礎上增加挑出部分(見圖9-12-3),以彌補空心板錨固不足。由此增大了梁模板支設難度,在設托板支架時應考慮梁模板支設時需用操作面。
1.地基軟弱,如持力層為飽和軟粘土、淤泥或淤泥質土等欠固結土層,在建筑荷載(特別是偏心荷載)作用下,極易發生過大的沉降或傾斜。
2.兩建筑物相距過近,使地基中附加應力疊加,地基沉降量加大而導致建筑物的相互傾斜。
3.由于管道漏水、地面積水、室外污水井倒灌等,使房屋地基浸水濕陷,建筑物傾斜。這種情況在填土或濕陷性黃土地基發生的頗多。山西長治某工廠的100m高煙囪,因一側的黃土地基浸水濕陷,煙囪傾斜達153cm。
4.在已有建筑物附近施工并降低地下水時,引起相鄰房屋地基失水固結,建筑物發生傾斜。在地下水位較高的各類土中(除砂卵石地基外)均易發生,如蘭州某住宅樓因相鄰建筑物施工降水而發生39cm的傾斜。
5.地下洞穴如石灰巖溶洞、土洞、墓穴、地下巷道以及地下鐵道工程等,其地面可能發生沉降,使建筑物發生傾斜甚至開裂。山西某車站水塔由于基礎附近有基穴且長期積水,使水塔傾斜64cm。
6.地基勘察工作失誤,地基主要受力層范圍內有厚薄不均的軟弱土夾層,使建筑物下沉量大小不均,發生傾斜。
7.基礎設計方面的錯誤,如選型不當以及施工質量低劣而使建筑物傾斜。青島某煙囪,設計時選擇錯誤基礎方案,樁數過少,并有許多斷樁,導致50m高煙囪傾斜112cm。
8.山區或丘陵地區,有大面積回填土時,由于地基土層軟硬不均,引起建筑物傾斜,甚至開裂。
9.在建筑物內外大量堆載,使地基承受較大的附加壓力,引起基礎沉降,建筑物發生傾斜。
10.由于山體滑坡、地震液化等自然災害引起建筑物的傾斜。如日本神戶大地震使位于山坡上的大批建筑物滑胡破壞。
11.在深基坑開挖中,由于支護結構破壞,使相鄰建筑物傾斜或倒塌。如廣州市東風路一建筑的深基坑(17.5m),因支護結構破損,引起相鄰三幢兩層樓房相繼傾斜和倒塌。
12.由于建筑施工放線錯誤,使相鄰建筑物的基礎重疊相壓,引起建筑物傾斜。圖9-24-l為三河市一居民樓基礎和相鄰水塔基礎重疊相壓,使水塔傾斜40cm。
13.在淤泥或飽和軟粘土地區,由于拆除建筑群中某一棟舊建筑物,使得已經平衡穩定的地基因局部卸載,在周圍建筑物地基的側向擠壓下發生隆起,從而引起相鄰建筑物的傾斜。圖9-24-2是汕頭市某廣場上原有一座古建筑拆除后,使周圍建筑發生嚴重傾斜的情形。
14.修建在河流、湖泊、水塘岸邊的建筑物,如在地基土層中含有淤泥、軟土夾層,受壓后發生側向流動擠出,造成地基下陷,建筑物傾斜、破損。
此外,如在軟土地基上施工時,加荷速率過快,導致地基擠出破壞而引起房屋的傾斜;采用樁基礎的建筑物,樁尖持力層軟硬不均時,造成樁基礎的差異沉降而引起建筑物的傾斜;或者由于上述多種原因綜合作用,均可導致建筑物傾斜或破壞。
根據傾斜原因,選擇合理的糾傾方法,是制定好糾傾技術方案、確保糾傾工程成功的重要前題,選擇糾傾方法時,應注意以下各點:
1.為避免采用迫降法(圖9-24-3)造成的室內凈空減少、室內外管線標高改變所帶來的一系列問題,并降低工程造價,應盡可能選用抬升法(圖9-24-4)。
2.對因管道漏水或其他原因地基滲水而引起建筑物的傾斜,可采用浸水法或掏土法。浸水時要控制浸水量,掏土時要避免突然下沉現象。
3.對飽和軟粘土或含水量較高的砂性土地基上由基坑開挖、降水引起的傾斜,可在建筑物的另一側降水(井點管、濾水管、沉井、大口徑井),使建筑物回傾。
4.在軟土地基上傾斜的建筑物,可用軟掏土法糾傾(如應力解除法),但應控制回傾速率。
5.對于粉土、粉質粘土、粘土等地基上的傾斜建筑物,用其他方法難于奏效時,可采取輻射井糾傾法。
6.位于砂土或砂性填土地基上的建筑物發生傾斜時,可采用局部振搗液化法使地基發生瞬時液化,造成基礎下沉而達到糾傾的目的。
7.由于建筑物自重偏心引起傾斜時,可采用增層(或加載)反壓糾傾法。
8.當采用樁基礎的建筑物傾斜時,可用樁體卸載法或樁頂卸荷法糾傾。
9.如地基下沉量過大,軟土層較厚,建筑物又具有較好的整體剛度時,要采用頂升法或橫向加載糾傾法。
10.對于傾斜量較小的建筑物,可采用水平雙灰樁法糾傾。
11.對在煤礦開采區或土層易發生斜向滑塌變形地區修建房屋時,施工時應預留糾傾條件,如預留砂墊層、頂升孔或錨桿靜壓樁孔等。
12.建筑物糾傾時,并不只是采用一種方法,根據其傾斜和地基土層特征,可采用兩種或多種并用的糾傾方法,如錨桿靜壓樁及壓重法,注水法和掏土法,輻射井法和應力解除法或雙灰樁法等。
13.建筑物防止復傾加固,應選擇有效的方法與糾傾同時進行。防復傾可采用雙灰樁、灌漿、擴大基礎底面積以及地坪纜板法等。
當建筑的傾斜量已達到甚至超過允許傾斜值,且該建筑物尚具有糾傾扶正的經濟價值和使用條件時,應進行建筑物的糾傾扶正。建筑物的允許傾斜值是重要的界限值,根據經驗并參考有關規范的規定,本文提出建筑物允許傾斜值(表9-24-1)供糾傾工程借鑒。
建筑物糾傾水平變位設計控制值S’h可按下式近似計算:
式中
S’h------建筑物糾傾水平變位設計控制值;
Hg-----建筑物自地面算起的高度,如圖9-24-3、9-24-4;
b-----糾傾方向的建筑物寬度;
ΔS’-----建筑物糾傾時需調整的沉降差值,ΔS’=ΔS±a;
ΔS----建筑物的實際沉降差;
a-----考慮施工因素預留滯留后的回傾量,常取a值為(1/10~1/12)ΔS 。
1.在制定糾傾方案前,應對傾斜建筑物的上部結構、地基基礎狀況以及傾斜、裂縫產生的原因進行調查分析。2.對整體結構剛度差的建筑物,糾傾前要對原結構進行加固,以防止糾傾施工時破損甚至倒塌。
3.在制定方案時,要考慮建筑物地基在糾傾施工時可能產生的附加沉降,在糾傾施工時要加強現場觀測。
4.在制定方案時,要考慮糾傾后再復傾的可能性,應采用有效加固手段做好防復傾的地基處理。
5.在制定方案時,選擇的糾傾方法既要安全可靠、施工簡便,又要經濟合理,盡可能降低工程造價和縮短工期。
6.糾傾扶正施工前要進行現場試驗性施工。以便選定施工參數,驗證糾傾方案的可行性,進行必要的調整與補充,使其更加完善。
7.糾傾方案中應規定現場監測方式,監測點的設置,監測內容和手段,以便通過監測控制回傾速率和掌握糾傾復位結束的時機,預留出滯后回傾量。
8.糾傾方案中應有安全防護和報警措施,以確保糾傾施工的正常進行。
9.糾傾方案應對建筑物復位后房心土的回填、奔實、地坪做法以及墻體裂縫的修補等做出規定,這些都有利于建筑物整體剛度和抗傾復的能力,要通過分流措施降低原基礎底面壓力。.
10.房屋回傾后,應有3個月的穩定觀察期,確認建筑物穩定后,再進行加固與修繕工程。.
11.糾傾方案中應明確竣工文件所包括的內容,如原糾傾設計方案、施工日記、試驗性施工小結、現場監測及裂縫變化記錄、鑒定和驗收結論等,作為糾傾建筑物的技術檔案予以保存。
近年糾傾技術有較大發展,常用的建筑物糾傾新技術有:浸水法、輻射井法、錨桿靜壓樁法、頂升法、應力解除法飛觸變法、樁身卸荷法、降水法、靜力壓樁法等。
9-24-5-1浸水糾傾法
這是在建筑物傾斜的一側地基中注水,引起地基濕陷的糾傾方法。浸水糾傾法適用于含水量低于20%,濕陷系數(coefficientofco11apsibility)δs大于0.05的濕陷性黃土或填土地基上建筑物的糾傾工程,可選用注水坑、孔或槽等不同方式注水;注水糾傾前,應進行現場注水試驗。注水試驗坑(槽)與傾斜建筑物間距不小于5m,試驗坑(槽)底部低于基礎底面以下0.5m,通過試驗確定滲透半徑、注水量與滲透速度的關系。一棟建筑物的試驗注水坑、槽不宜少于2處。
9-24-5-2輻射井法
這是通過在傾斜相反一側的室內外設置輻射井進行人工射水、排土糾傾的方法。該法適用于粘性土、粉土、砂性土或填土等地基上的獨立、條形基礎的建筑物的糾傾工程。此法是經過工程實踐證明有廣泛適用性的有效糾傾方法。
輻射井一般可采用圓形混凝土或磚砌沉井,井的內徑不小于0.8~1.0m,井身的混凝土立方體抗壓強度標準值不低于15MPa,磚的抗壓強度不應低于7.5MPa,水泥砂漿標準立方體抗壓強度不應低于5MPa。
輻射井應設置在建筑物沉降較小一側的室內外,其數量、下沉深度和中心距應根據建筑物的傾斜情況、基礎類型、埋深、場地環境以及基底下土層性質等因素確定。通過試驗性施工取得本法所需的施工參數,是取得糾傾成功必不可少的條件。
輻射井應在井壁上設置射水孔與回水孔,射水孔為12cm×12cm,回水孔為6cm×6cm,射水孔位置應設在距基礎底面下50~80cm左右,回水孔宜在射水孔下交錯布置,沉井應封底,井底標高宜低于射水孔標高1.0~1.2m。
通過高壓射水槍的射水排土,在基礎下地基中,形成若平水平孔洞,使部分地基應力被解除,可引起地基土不斷塌落變形,迫使建筑物沉降小的一側地基不斷沉降。由于成孔大小、深度、間距的可調性,該法能有效控制建筑物的回傾速率和變形量。該法的排土范圍廣,施工安全,不受天氣變化影響?糾傾方法可靠。
高壓射水泵工作壓力及流量,一般應根據需要沖孔的土層軟硬,在現場進行試驗確定,每棟建筑物應不少于兩組射水施工設備及人員同時施工,沖孔排土范圍應貫通基礎底下全寬度。在射水、排土過程中,應根據建筑物的整體剛度、基礎類型、工程地質和水文地質等因素,確定建筑物的最大沉降速率,一般回傾速率應控制在5~15mm/d;完工后應繼續對建筑物進行沉降觀測,其時間一般不應少于l~2個月。射水井尚應回填337灰土分層夯實。在室內地坪標高1m以下范圍內的射水井井壁應拆除。
9-24-5-3錨桿靜壓樁糾傾法
這是在傾斜一側建筑物基礎上設置壓樁架,鑿樁孔,將樁壓入地基中的糾傾方法。錨桿靜壓樁法適用于地基地層較軟弱,沒有孤石、樹根以及持力層埋藏較淺的地基;設計鋪桿靜壓樁前應對糾傾建筑物地基進行靜力觸探,Ps值應小于8MPa,查明地層分布情況,確定樁端持力層的位置。
錨桿靜壓樁的設計應包括錨桿直徑、錨固長度的設計,樁尺寸選定,壓樁孔,樁數及其排列,壓樁力的確定,以及反力架、千斤頂等(圖9-24-6)。
錨桿靜壓樁法還可分別與掏土、降水以及壓重等輔助措施相配合進行糾傾。
9-24-5-4頂升糾傾法
這是在傾斜相反一側的墻或柱體上,設置若干千斤頂,以其頂升力進行糾傾的方法,它適用于建造在深厚的軟土地基上建筑物的糾傾工程。頂升糾傾法是在建筑物的首層的柱或墻上設置頂升點,根據建筑物的總荷重與頂升力(千斤頂)的大小來確定頂升點的數目;頂升力是按墻體或柱承載能力來設計,對于多層磚混結構,一般頂升力控制在200kN左右;
9-24-5-5應力解除法(鉆孔排泥糾傾法)
這是在傾斜相反一側,用鉆機均勻鉆孔,造成地基側向應力解除,使基底下淤泥向外擠出,引起地基下沉的糾傾方法,它適用于建造在厚度較大的淤泥地基上建筑物的糾傾。
鉆孔的布置和直徑的選擇,應根據建筑物場地的工程地質條件、掏十的次序、糾傾量的要求以及施工機具條件確定,孔徑一般可選0.4~0.6m。鉆孔內由基底向下3~5m深度范圍內設置鉆孔的套管,保護基底下的土體不直接向側向流動,套管長度應根據掏土深度確定。施工時要根據建筑物回傾速率,有控制地鉆取出套管下擠入鉆孔的淤泥,促使地基沉降,建筑物回傾。
9-24-5-6淤泥觸變糾傾法
這是在傾斜相反一側地基中,采用旋噴、定噴或擺噴等高壓射水或振搗棒振動等引起淤泥觸變(thixotropy),使其瞬時喪失強度,造成建筑物回傾的糾傾法,它適用于淤泥或淤泥質粘土地基上鋼筋混凝土基礎的建筑物糾傾。觸變噴射孔位應選擇在建筑物沉降小的一側或直接設置在基底下。觸變噴射孔位的數量和距離選擇,應視建筑物糾傾量和地質情況確定,糾傾量小時可采用封閉式噴射孔;糾傾量大時選用連通式噴射孔。糾傾量可通過調整噴射孔距、觸變深度、控制噴射壓力和調整噴射時間等參數確定。
9-24-5-7樁身卸荷法
樁身卸荷糾傾法是采用壓力為20MPa高壓水,噴射建筑物沉降較小一側樁身的全部或部分,或沖松柱底土層,暫時破壞部分樁的承載力,促使樁基礎產生下沉。達到糾傾要求時,還可根據土質條件,采用合適的加固方法,恢復樁基承載能力。采用樁身卸荷法糾傾時,應驗算卸荷一側樁承臺的支承能力,防止建筑物產生不可控制的下沉。卸荷的樁數,可通過試算,結合現場施工和觀測資料調整。糾傾量較大時應采取分階段卸荷、分階段沉降法,防止次應力對上部結構產生較大的影響。
9-24-5-8降水法
適用于飽和土地基上的淺基礎,且上部結構剛度較好的建筑物糾傾,其方法是在室外傾斜相反一側地面上,通過設置沉井斗井點管、濾水管以及大口徑降水井等,用泵排水,強制降低地下水位進行糾傾。
沉井一般采用圓形磚砌沉井或預制混凝土井筒,內徑不于小1.0m,磚強度等級不應低于7.5MPa,水泥砂漿強度等級不低于5MPa;沉井下沉施工時,為減少井內積水,便于施工,可邊抽水邊挖土,水量較大時,可暫時用石灰砂漿封住淺水孔,達到設計標高后再啟封使用。
9-24-5-9靜力壓入樁糾傾法
靜力壓入樁糾傾法,適用于建在局部土坑、暗溝和古井等松軟填土、淤泥土、含有透晶體地質條件地基上的條形與單獨基礎建筑物的糾傾工程,該法是以基礎底面為反力支托,在基礎下地基中壓樁的辦法進行建筑物糾傾。壓人樁可選用15cm×15cm鋼筋混凝土方柱或圓樁,樁長可根據開挖坑底標高的凈空確定,采用分段接長的辦法用硫磺膠泥接樁。
壓入樁設計應包括樁徑、樁長、樁尖持力層選擇、樁的布置、單樁承載力確定、壓樁力大小等,一般壓樁力為單樁承載力的1.5倍。
建筑物糾傾是診治病害建筑物的風險工程。通過現場調查提出有效、可靠的糾傾方案;根據開工前的試驗性施工提取施工參數和在施工過程中的現場監測,調整施工進程和回傾速率;開裂嚴重的建筑物,糾傾前應做好建筑物的加固,防止糾傾過程建筑物嚴重破損或倒塌;糾傾后應做好防復傾的加固處理,恢復地坪工程也是防復傾、分流基底壓力的重要措施;糾傾扶正后要有不少于3個月的靜止觀察期,完全穩定后再進行裂縫加固和修繕裝飾工程。上述問題都是糾傾工程獲得成功的重要環節。
2012-06-29 17:51:30
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