既有建筑地基加固技术范例6篇

既有建筑地基加固技术

既有建筑地基加固技术范文1

【关键词】:隔震技术;既有框架结构建筑;加固;使用

地震是属于一种具有非常大随机性和危害性的自然灾害,对人们的生命和生活带来了极大损害。在长期和地震对抗的过程中,人们对抗震经验进行不断总结,为抗震减灾寻找更加完善的补救措施。尤其是在既有框架结构建筑加固中,隔震技术扮演着非常重要的角色[1]。下面本文就对隔震技术的发展及其在既有框架结构建筑加固中的应用进行分析。

一、隔震技术的发展和应用

(1)隔震技术的发展

在20世纪初期日本对静力理论的提出到后来对结构体系的大大减小,进而逐渐形成一种柔性的抗震结构体系,后来又对工程建筑上部结构刚度的加大,减少工程建筑结构底层的柔性的抗震结构体系,最后发展到现在世界上普遍使用的延性结构建筑工程抗震体系。从传统的既有框架结构建筑加固隔震技术发展到现在,已经逐渐形成了一套相对比较完整的工程建筑防灾抗争体系,这种很多既有框架建筑中都是行之有效的[2]。

(2)隔震技术在建筑加固中的应用现状

现阶段,我国在耗能减震和基础隔震技术方面的研究已经逐步走向成熟,而且已经发展到了推广应用与试点应用时期,而其它的在建筑工程中的减震控制技术到目前为止还处于理论研究和前期试验或者探索阶段。

二、隔震技术在既有框架结构建筑加固中的合理使用

(1)既有框架结构建筑加固中使用隔震技术的发展

工程建筑加固中的隔震技术作为一种抗震减灾思想已经在我国占据了非常悠久的历史,先前在明成祖永乐年间通过煮后糯米石灰膏所建造的紫禁城地基,在18世纪末日本修建的纵横交错的具有多层次性的原木地基,在河合浩藏发生地震时并没有受到特别大的震动,在19世纪初期,英国的JA.calantarients医生就已经对工程建筑物与结构基础之间滑移云母层隔震专利的开设进行了申请。这一系列的既有框架结构建筑隔震技术使用的例子充分说明了:对隔震技术的运用于思考方法在很早时期就已经开始存在[3]。此外,后来发明的叠层橡胶隔震支座又将现代化的建筑加固隔震技术带入了一个比较实用化的阶段。

最早使用叠层橡胶隔震支座的建筑工程是19世纪中期南斯拉夫的一所小学,在地震重建后,将这种隔震装置运用在了小学建筑工程当中。后来,既有框架结构建筑加固中的隔震技术被世界上各个地区的学者进行深入而广泛的探索和研究,而且成果令人瞩目,并作为一种比较现代化的学科运用到当今的工程建筑中[4]。既有框架结构建筑加固中的抗震技术以其安全性、适用性、经济性以及很好的隔震效果,逐渐成为一场防震减灾技术的革命,隔震技术不但在新建房屋的设计中比较适用,同时也开辟了对珍贵的历史文物的保护以及对工程建筑进行加固与改造的新途径。到目前为止,在世界上,已经大大小小的修建了成千上万座既有框架结构加固隔震工程建筑,而且还在每年以上千座的速度增加。这些隔震建筑中,很多已经切实抵抗住了实际地震的摧毁,在我国,最全新的建筑抗震设计规范也已经将工程建筑隔震技术归入了本设计规范内部,这就标志着我国已经将最基础的工程既有框架结构建筑隔震技术推广到了抗震应用阶段。传统的工程建筑抗震思路在基础隔震技术的运用中做出了很大改变,变硬性抗震转化为柔性隔震的方法,属于一种动态地震防护手段,而且一定会成为发展耐震结构技术上一个新的发展趋势[5]。

(2)隔震技术在既有框架结构建筑加固中的使用原理

既有框架结构建筑加固中的隔震技术主要是在结构物基础和上部结构底部之间进行柔性隔震层的设置,在小地震或者风荷载作用时,建筑中的隔震层通常都会产生一定的刚度,而且不会发生任何位移情况,如果地震的发生比较强烈时,建筑中的隔震系统就会发生变形以及水平位移的情况,对地震所产生的能力进行大量的吸收,建筑物上部结构对其能力的吸收是比较有限的,这就使得地震的反应得以降低。基于建筑隔震层将基础顶面和结构物进行了分开,在对地震进行阻隔时,就会传递到建筑物上部,建筑工程隔震系统对结构周期进行了延长,避免了因为地震周期和工程建筑结构物自振周期向邻近而出现的共振情况,此外,对地震的阻隔也大大减弱了建筑结构工程的加速反应,建筑工程上部结构的地震加速反应的降低是古代传统建筑工程结构反应的1/5-1/13,此外,因为既有框架结构建筑加固中的隔震装置的刚度比上部结构的装置要小得多,因此,建筑工程上部结构中,在发生地震时的水平变形由原来的结构晃动放大型发展到后来的整体平动型[6]。隔震技术上的进步使用一方面能够保证建筑工程结构的安全性,另一方面,也很好的保护了建筑内部的贵重仪器、设备以及室内装饰,保证了人们的生命财产和工程建筑的结构在地震发生后的安全和正常使用。

(3)隔震技术的设计流程和内容

在进行隔震技术使用的时候,一定要详细对建筑现状进行检测和调查,对其进行隔震分析和施工顶撑设计,同时还要对不同的节点进行精细的计算,其设计流程为:对检测报告和原设计图进行分析-选择隔震方案-进行力学计算-进行专业隔震分析-进行隔震力学设计-对各节点设计进行优化-进行施工图审查-完善施工图-设计施工顶撑-施工现场进行指导-对特殊情况进行处理。其内容主要包括4部分,分别是隔震层设计、顶撑设计以及上下部结构改造设计。其中隔震层设计需要对确定隔震层位置、验算支柱承载力和变形力、选择制作布置和型式以及选择隔震缝构造等;顶撑设计需要对钢支撑的力学进行计算,对建筑支撑梁、钢管顶梁方式等均需要进行多次试验,确保其合理;上下部结构改造设计则主要是要对隔震支座新增楼板和对地震作用和抗震进行验算。

总结

隔震技术在既有框架结构建筑加固中广泛而成熟的使用与推广,标志着人类已经过上了确保发生地震时房屋完全时代,为人类地震灾害的减轻找到了一条更安全、更合理的新抗震途径,此外,隔震技术也被广泛应用到了生命线工程、防灾指挥中心、救护中心、避难中心、民用建筑以及量大面广的现代化工业中,对防震减灾工作有非常重要的影响。

参考文献:

[1] 刘立柱,隔震技术在既有建筑改造中的应用实例[J], 山西建筑, 2011, 37(24):428-429

[2] 甄进平,张亚英,隔震技术在既有框架结构加固中的应用[J], 工程抗震与加固改造, 2012, 34(4):185-186.

[3]周德源,张辉,施卫星,余楠.建筑结构抗震技术[M].北京,化学工业出版社,2009,12(45):159-160.

[4]Kitagaway Y,Midorikawaz M.Seismic Isolation and Passive Response-control Buildings in Japan,Smart Mater[M].Struct,2008,7(84):581-582.

既有建筑地基加固技术范文2

关键词:桩式托换、施工技术、应用

当今,各大城市的规模不断地扩大,建筑物如雨后春笋般拔地而起,新老建筑物如星罗棋布地装点着城市的每个角落。城市里存有大量保留下来历史悠久的建(构)筑物,而这些老建(构)筑物面临着不同程度的破损,然而由于基础不均匀下沉的缘故尤为凸显。同时,目前各大城市为缓解交通拥堵的瓶颈制约,相继在繁华的地段建设地下交通网络,不少地铁区间的隧道紧临既有建(构)筑物基础,有时还需下穿建(构)筑物基础,这些建(构)筑物的基础同样面临着不均匀下沉的考验。

为了根治或预防既有建(构)筑物基础局部变形影响,加强既有建(构)筑物基础和改善地基的承载能力,有效地传递建(构)筑物荷载,从而有效地控制沉降,使建(构)筑物恢复基础承载受力体系,确保建(构)筑物安全使用,本文结合施工经验,着重分析桩式托换基础加固施工技术,总结锚杆式静压桩托换基础加固施工技术和应用经验。

一、托换加固前准备工作

在制定托换工程技术施工方案前,一般应进行周密的调查研究。主要调查对象是:既有建(构)筑物地基、基础和结构的受力体系,并做出相应评价。同时,还要收集为分析基础沉降原因和确定托换工程技术施工方案所需的资料。调查一般包含既有建(构)筑物地基调查和基础调查两大类。

既有建(构)筑物地基调查

对既有建(构)筑物地基调查的内容应包括:搜集场地岩土工程勘察报告资料、既有建(构)筑物的地基基础设计资料(包含设计变更材料)和施工图纸、工程施工各工序隐蔽记录及竣工技术资料,以及结构沉降实测等材料。

1、查阅原有地质勘察报告。其目的在于掌握现场的工程地质和水文地质资料,在制定托换施工方案之前,需要有比较准确、完整的勘察资料,以摸清地基的持力层、下卧层和基岩的性状和埋深;地基的物理力学性能;地下水位及其变化和补给等情况。当查阅工程地质资料过程中,发现原岩土工程勘察资料不完整、不准确,这就必须进行现场补勘工作,在重点部位布置采取补充钻孔或探井措施,取土分析或进行原位测试,以获得较为完整、真实而准确的资料,掌握地质实际情况。否则,不能进行施工,这对托换工程尤为重要。

2、复核原有建筑结构设计图纸。这是为了清楚地了解被托换建筑物的结构、构造用受力特征。其主要内容有荷载分布、上部结构刚度和整体性、基础形式、受力状况及其计算与构造等方面是否合理。若为不良地质条件,还应查明地基是否做了必要的设计处理、处理是否恰当、考虑是否周密。有时还需进行重点的复核验算,作为分析地基、选择方案的初步资料。

3、检查施工隐蔽记录及竣工技术资料。众所周知,地下隐蔽工程的施工质量,对工程建设的影响取着决定性作用。调查整个施工过程中新发生的问题,包括核查是否按图施工以及现场变更记录,曾遇到的施工技术方面的问题与解决办法,施工中的各项原始记录及质量检查验收资料,施工期挖土、排水、雨雪、气温影响等,这些对查清地基承载也是十分重要。

4、收集分析沉降和随荷载与时间而变化的实测资料。通过比较完整系统的实测资料中,直接掌握建筑物沉降的主要部位及严重程度,判定工程整体质量现况,有助于采取相应的有力措施。

5、查明生产、使用及周边环境的实际情况。重点查明生产或使用情况是否与设计相符,施工中与竣工后的周边环境变化状况,如地下水位升降、地面排水条件变迁、气温变化、环境变化、邻近建筑物修建和相邻深基坑开挖、增减荷载、振动等条件的影响。

为了真实而准确地评价地基,可根据既有建(构)筑物的场地条件选用以下方法进行检验:以钻探、井探、槽探等方式进行勘探,以载荷、静力触探、标准贯入、旁压等试验进行原位测试。根据地基检验结果与上部结构现状,对地基进行综合评价,为选择加固处理方案提拱科学依据。

(二)既有建(构)筑物基础调查

对既有建(构)筑物基础调查的内容应包括:搜集既有建(构)筑物的基础和上部主体结构设计资料(包含设计变更材料)和施工图纸及竣工图纸、工程施工各工序隐蔽记录及竣工技术资料。了解既有建(构)筑物各部位基础的实际荷载。通过开挖探坑验证基础类型、材料、尺寸及埋深,检查基础腐蚀或损坏程度,若有桩基,还应查明桩基入土深度、持力层和桩身质量等情况。

为真实而准确地综合评价基础,可选用钻孔取芯法判断基础强度、选用钢筋扫描仪核查基础内部钢筋数量、型号以及分布位置。对于桩基,还可通过沉降观测,测定桩基下沉情况。

二、地基承载力与地基变形计算

在制定托换施工方案进行基础加固前,应按基础实际承受荷载和变形特征进行地基基础承载力和变形验算。

(一)地基承载力计算

当轴心荷载作用时,应符合:þ≤ƒ。

当偏心荷载作用时,还应满足:þmax≤1.2ƒ。

(Þ ―基础加固后基础底面处的平均压力设计值;þmax ―基础加固后基础底面边缘的最大压力设计值;ƒ ―地基承荷力设计值,按现行《建筑地基基础设计规范》确定)

(二)基础加固后基础底面的压力计算

当轴心荷载作用时,应按þ=(F+G)/A进行确定。

当偏心荷载作用时,应按以下计算公式进行确定:

þmax=(F+G)/A + M/W þmin=(F+G)/A - M/W

(F―基础加固后上部结构传至基础顶面的竖向力设计值;G―基础自重和基础上回填土重设计值,并减去地下水位以下部分的浮力;A―基础底面面积;M―基础加固后作用于基础底面的力矩设计值;W―基础加固后基础底面的截面模量)

(三)地基变形计算

既有建(构)筑物基础加固后的地基变形计算不得大于现行《建筑地基基础设计规范》规定。其基础最终沉降量按s=s0+s1+s2公式进行计算。

(s0―基础加固前已完成的基础沉降量,可通过沉降观测资料确定;s1―基础加固后的基础沉降量,可通过加固后经检测得到的压缩模量计算确定;s2―原建筑荷载下沉降尚未稳定时,通过沉降观测数据推算得出,若沉降已稳定,则该值为0)

三、锚杆式静压钢管桩托换基础加固施工

(一)锚杆式静压钢管桩托换基础适用范围与加固原理

1、适用范围

该托换基础加固技术,适用于粉土、粘性土、人工填土,淤泥质土、湿陷性黄土等地基土(一般要求静力触探比贯入阻力þs80MPa),以及由于地基不均匀沉降引起上部结构开裂或预防上部结构倾斜的基础托换加固工程。

2、加固原理

锚杆式静压钢管桩是利用螺栓锚杆承受反力,通过设置的反力架和千斤顶进行压桩。当压桩力达到单桩设计承载力的1.5倍且桩长达到设计规定时,则可判定满足要求。在不卸载条件下,立即将钢管桩与既有建(构)筑物基础在压桩孔部位采用早强微膨胀砼浇筑锚固处理,当砼达到预期强度后,该钢管桩便能承受上部荷载,迅速起到托换基础的效果,及时阻止或预防建(构)筑物不均匀沉降。

(二)锚杆式静压钢管桩承载力计算

单桩垂直承载力标准值,一般采取现场桩的载荷试验确定,也可以根据现行《建筑地基基础设计规范》以下公式计算确定:

Pa=Pp(ι)/Kp

(Pa―设计单根钢管桩垂直承载力标准值;Pp(ι) ―桩最终入土深度ι时的压桩力;Kp―压桩系数,此系数的取值是由桩与土质、桩材、桩截面形状、压桩速度等因素确定,在粘性土中,当钢管桩长小于20m时,Kp一般取值为1.2,在黄土或人工回填中,Kp一般取值为1.5)

若按摩擦桩施工时,还应结合当地经验适当考虑桩基承台下桩间土与桩的共同作用。

(三)锚杆式静压钢管桩施工工序

钢管桩、锚杆制作加工――清理现场――测量放线,确定钢管桩准确位置和安装反力架所需螺栓孔位置――开凿压桩孔及螺栓孔――螺栓锚杆埋设与养护――安装反力架――插桩――安装千斤顶――压桩与接桩――桩长达到设计要求――注浆――灌注砼――拆卸千斤顶――钢管桩与既有基础锚固养护――拆除反力架――切割锚杆

1、钢管桩的制作

钢管桩采用直径150~300mm,厚度不小于6mm的焊管,每节长度根据施工场所的空间大小和反力架高度所决定,一般可加工成1.5~3m/节,每节钢管桩接桩部位施焊一个外套管(长0.25m,壁厚不小于5mm)。钢管桩上部(3~5m范围内)对称开出浆孔,竖向间距500mm,孔径直径40mm。最后一节钢管桩顶部(即:嵌入既有基础部位),采用直径8mm的钢筋,间距150mm,环向焊接。

2、开凿压桩孔及螺栓孔:根据测量放线,确定钢管桩准确位置和安装反力架所需螺栓孔位置,在既有基础上开凿压桩孔及螺栓孔。压桩孔可由人工或风动机具成孔,并应凿成上小下大的截头锥孔形(即:上口尺寸为钢管桩直径+50mm,下口尺寸为钢管桩直径+100mm),以利于既有基础承受冲剪。螺栓孔宜采用风凿岩机成孔。

3、锚杆式静压钢管桩工作示意图如下:

4、注浆及灌注砼。灌注钢管桩内砼之前,采用优质泥浆通过砼导管对桩孔进行清孔,若水下砼灌注之前还须检查孔底沉渣,泥浆比重和含砂率。要求沉渣厚度控制在5cm以内。清孔完成后,先注水灰比为0.5水泥浆置换钢管桩孔内泥浆,然后按施工配合比投放粒径1cm~3cm碎石,使钢管桩内填充水泥浆与碎石固结形成C30的混凝土,从而完成钢管桩灌注桩的施工,并通过钢管桩上部3~5m范围内所开的出浆孔进行桩外四周土体压浆处理,使得钢管桩上部形成摩擦桩效果。

5、钢管桩与既有基础锚固连接养护,压桩满足设计要求后即,采用快硬微膨胀砼进行浇筑养护到位。钢管桩与既有基础锚固连接构造图如下:

四、托换基础加固施工过程主要注意的事项

(一)压桩顺序应从软弱土层厚处开始,逐步向软弱土层薄处过渡,同一承台应对称施工。千斤顶顶升时,托换梁两端的千斤顶须均衡加载,均匀顶升,防止基础受力不平衡。

(二)插桩与压桩过程中,反力压架要保持竖直,锚固螺栓螺帽或锚具应均衡紧固,压桩过程中应随时拧紧松动的螺帽。

(三)桩节应保持竖直,千斤顶、桩节及压桩孔轴线应重合,严禁偏心施压,桩节垂直度偏差不得大于1%桩节长。接桩时要使上下桩面对齐套严,防止桩面错位。

(四)压桩前,应对被托换基础的实际轴力进行现场测试,验证预估轴力,并确定钢管桩基千斤顶预顶力的分级荷载。且应一次连续压桩至设计标高,如需停压应保证桩端停在软土层中,并不得超过24h。同时,严格控制压桩力,使其不得大于建筑物自重,如发现基础上抬时,应通过千斤顶同步缓慢地降低压桩力。

(五)封堵压桩孔前,为保证新、旧混凝同协同工作,应对压桩孔旧混凝土界面进行凿毛和洗刷干净顶侧表面处理。封堵压桩所选用的砼应比既有基础砼强度高一标号并加入早强和微膨胀剂的砼。同时,采取可靠措施保证砼振捣密实和养护到位。

五、托换基础加固的施工监测

桩基托换是风险性、技术性很高的工作。施工监测是决定工程成败的重要一环。由于桩基托换对结构的受力和变形有特殊要求,监测工作应贯穿托换全过程,及时反馈监测信息,根据监测信息及时调整沉降变形及施工方法。监测应重点注意以下内容:

(一)对建筑物初始状态的观测

桩基托换前应对被托换建筑物的先期变形、结构裂缝等状况进行周密调查及现场录像,以确定被托换桩的最终沉降控制标准,确保上部结构的正常使用。桩基托换施工过程中应随时监测托换结构上部结构的变形和结构开裂情况,如遇变形和结构开裂趋势增大,应立即停止托换施工,采取措施予以控制。

(二)钢管桩

托换施工每一操作过程均应对钢管桩的桩顶沉降进行监测;需在钢管桩桩顶、桩身及桩底预埋应力测量装置,以测定托换施工及盾构隧道施工过程中,钢管桩的轴力变化。

(三)托换建(构)筑物的梁板应力

托换施工过程中,须对托换建筑物的被托换桩相邻结构层、相邻跨的梁板应力变化进行监测。监测点布置在被托换桩相邻跨梁板的柱底及跨中受拉区。

(四)建(构)筑物沉降和倾斜

桩基托换过程中,紧邻被托换桩周边三跨范围内的结构柱或承重墙均需进行建筑物沉降和建筑物倾斜监测,同时在建(构)筑物顶部角部均应布设沉降和倾斜测点

(五)施工监测其它应注意事项

1、桩基托换前应对托换建筑物的先期变形、结构裂缝等状态进行周密调查及现场录像,以确定被托换桩的最终沉降控制标准,确保上部结构的使用。

2、量测数据必须完整、可靠,及时分析量测数据,对施工工况应有详细描述,为施工过程中判断支护状态提拱真实依据,使之真正能达到施工监控的目的。同时,所有测点均应反映施工中该测点受力或变形随时间的变化,直至测试数据趋于稳定为止。

六、结语

(一)该施工技术在某地下两层、地上七层框架结构的商场应用,加处理至今已有三年时间,后续沉降及裂缝观测表时建筑物沉降已稳定,未出现新的不均匀沉降,达到了预期的处理效果。

(二)锚杆静压钢管桩用了桩长和压桩力双控的措施,大大提高桩身的抗压、抗拉、抗剪强度。并通过高压可使浆液横向渗透到桩侧土层中起到加大桩径的作用,不但改良固结了基础地基,还提高了地基承载力。

(三)施工所需场地较小,适合于狭小空间的应用。同时具有施工机具轻便灵活、施工方便、可在室内施工、无振动、无噪音、施工时不停产和不搬迁等优点,取得了良好的技术经济效益。

参考文献:

1、JGJ123-2000,既有建筑地基基础加固技术规范

既有建筑地基加固技术范文3

关键词:既有建筑;抗震加固;节能改造;一体化

目前,按照国家相关政策法规的出台,关于既有建筑抗震加固与节能改造已经做出一些改善,但是二者缺乏有机结合,针对这一现状本文提出抗震加固与节能改造一体化技术的新策略,一体化技术的实施可以有效提高工程的改造效率,为国家节约大量的人力、物力和财力,从而为我国城市既有建筑的抗震减灾与节能事业做出贡献。

1 我国城市既有建筑抗震加固与节能改造的现状

1.1 城市既有建筑抗震加固的紧迫性

国外对既有建筑的抗震加固十分重视,已建立了较为完善的标准法规。据不完全统计,我国现存大量既有建筑虽然采取抗震加固措施,但存在大约20%~30%的建筑其抗震性能不满足现行规范要求。此外,我国位于抗震设防区的7亿多平方米需进行抗震鉴定的既有建筑中,尚有70%以上未进行抗震鉴定。由此看见,我国城市既有建筑抗震加固任务日益紧迫。

1.2 城市既有建筑节能改造的必要性

近年来,我国经济快速发展的同时能源和资源的消耗也逐年递增,其中建筑能耗所占比重巨大,据建设部统计数据得知建筑在建造和使用过程中直接、间接消耗的能源占全社会总能耗的46.7%,其中建筑直接能耗在我国社会能源消耗总量中所占的比例从1978年的10%上升到2003年的27.5%(图 1),并且这一比例还在逐年上升。

图1 我国社会能耗总量与建筑能

2 城市既有建筑抗震加固与节能改造一体化技术策略的提出

抗震加固与节能改造一体化的概念主要是针对我国既有建筑提出的,是结合新的历史时期既有建筑同时面临的抗震和节能双重迫切要求,一体化技术的提出适应我国现阶段社会发展需求,是解决城市既有建筑抗震和节能的一个新思路和新策略,该策略的实施将提高工程改造效率、节约成本,符合我国大力倡导的可持续发展战略。

本文主要从设计施工、质量验收、政策管理、材料选取等方面对城市既有建筑抗震加固与节能改造进行探析。

3 城市既有建筑抗震加固与节能改造一体化措施

3.1 设计施工一体化

既有建筑进行抗震加固和节能改造的实施过程中,虽然二者改造目的有所不同,但前期工作内容相近,大量前期准备工作都是共有的,如均需进行现场勘查,调查现状与原始资料的符合度、与现行规范的符合度,需要对重要结构构件的安全性进行评价,对建筑整体进行综合评价分析等等,工作繁杂,各项资源投入大。若能充分利用两项工作的共同点,实现抗震加固与节能改造设计施工的一体化技术,可将前期大量准备工作合二为一,避免分次重复作业造成的人力、物力等不必要的浪费,此外,在施工时作为同一单位的两个分部工程可以进行统一管理和有效衔接,在降低综合成本的同时还可确保工程的施工质量,两项工作相辅相成。

3.2 政策管理制度化

国家在宏观管理方面,可以对两项工作进行一体化并案管理,进行统一指挥安排,有利于加快我国城市既有建筑抗震防灾和节能的工作进程。在具体实施过程中可以从以下几个方面着手:(1)对于既有建筑在新形势下其抗震加固和节能改造应该达到的目标针对不同地区制定相应标准,使得加固和改造工作有可遵循的依据,又能避免“一刀切”的衡量标准。(2)对加固和改造成功的案例积极进行示范展示,将其经验进行推广,带动项目的进行。(3)国家应该组织相关部门研究出台相关政策,引导和鼓励城市既有建筑抗震加固和节能改造工作的实施。(4)对于城市既有建筑抗震减灾和节能改造项目相关部门应严把质量关,坚决杜绝验收检查过程的不良现象。

3.3 材料应用创新化

对既有建筑进行保温节能与抗震加固过程中,建筑材料是影响这两方面问题的重要因素。合理选用新型建筑材料,充分发挥其优良性能,对建筑的可持续发展意义重大。

玻化微珠是一种无机玻璃矿物材质保温材料,表面光泽平滑,理化性能稳定,具有隔热防火、耐高低温、抗老化等良好性能,该材料无毒无害、无辐射,是一种绿色、环保的高性能新型生态建筑材料。在对既有建筑进行抗震加固工程中可用于墙体的修复和补强,效果较好。

4 结语

随着我国可持续发展战略的提出和实施,城市既有建筑的抗震减灾和节能改造任务已经迫在眉睫,而一体化技术策略的落实和推行将会有效提高工程的改造效率,可以节约时间、节省人力和物力。城市既有建筑抗震加固和节能改造一体化技术在设计、施工和经济等方面的优势已充分显现,该项技术措施将很快被业界认同,全面应用于我国城市既有建筑的抗震加固和节能改造项目中。

参考文献

[1] Fema547.NEHRP techniques for the seismic rehabilitation of existing buildings[S].Washington D.C.:National Institute of Standards and Technology,2006.

[2] 冯琪.基于性能的既有建筑抗震加固方法[J].山西建筑,2013(12).

[3] 马云飞.山东省既有中小学教学楼围护结构节能改造技术研究[J].山东建筑大学,2009.

既有建筑地基加固技术范文4

关键词:房屋建筑;地基处理;技术应用

中图分类号:TU74 文献标识码:A

社会的发展和经济的进步,使得房屋建筑行业的步伐也逐渐加快,在施工工程中选择正确合理地基处理技术的重要性也日益显现,其不仅关系着房屋建筑施工工程的质量,更关系着人民的生命财产安全。因此,研究房屋建筑施工工程中的地基处理技术有着重要的现实意义。

1 房屋建筑地基处理的特点

1.1 地基处理中的复杂性。我国幅员辽阔,不同地域地质条件存在着很大差异性,例如冻土土质、软土土质和盐碱土质等。同时,不同地域的气候条件也不相同,如泥石流、塌方、滑坡和地震等各种地质灾害,也给房屋建筑施工的地基处理带来了很多的困难。

1.2 地基处理中的多发性。由于技术落后和野蛮施工等原因,房屋地基处理不符合要求的情况还较为普遍,因此房屋坍塌的事情也时有发生,既给人民的生命财产来来了危险,也使国家经济蒙受了巨大的损失。

1.3 地基处理中的潜在性。房屋建筑的施工过程环环相扣,彼此有着紧密的关联和影响。如果地基处理不得当,就会给整个房屋的质量和安全埋下隐患。同时,房屋地基处理问题有着潜在性的特点,其显现需要有时间的积累,有很多房屋都是在使用一段时间后才发现其地基处理存在问题。

1.4 地基处理中的严重性。地基是房屋建筑的基础,是房屋施工的前期工程,如果地基处理结束后再发现其存在质量问题,与预期的效果有较大出入,重新处理起来相当麻烦,并且还会造成很多不必要的资金支出。同时,房屋地基处理关系到人民的生命安全,如果一旦出现质量问题,后果将非常严重。

2 房屋建筑地基处理的技术

房屋建筑施工工程中的地基处理要依据其地下环境的实际情况而选择合适的施工方法,如冷热处理、夯实、排水固结和换填等,从而加固地基,保障房屋建筑施工的质量。在这些地基处理的技术方法中,有很多是通过改善地基土,以提高地基抗剪切的强度,降低地基压缩性和增强地基土透水性,最终使房屋建筑的地基土满足加固地基的要求。

2.1 粉喷桩和CFG桩的综合运用技术

粉喷桩与CFG桩的综合运用技术是地基处理中的常用技术,主要是通过复合地基实现地基加固的目的。复合地基将粉喷桩和CFG桩固结能力和地基土充分混合,既可以保证CFG桩的高承载力,又可以通过嵌入CFG桩提高粉喷桩侧限,进一步增强粉喷桩使地基土变形的能力,从而大大提升房屋建筑的抗剪切强度,并使嵌入的CFG桩对固结土地破坏的程度降到最低,使房屋建筑地基的承载能力处于最佳状态。

2.2 强夯法和碎石桩法的综合运用技术

强夯法和碎石桩法综合运用技术的原理是地基在施工前,先在填土层处理碎石桩体,尤其是将地基土进行排水固结与挤密处理,然后再以强大夯点撞击碎石桩体,使碎石由桩径直接进入到护土层,从而在房屋建筑地基上部形成由碎石与地基土构成的密实复合地基,进而增强房屋建筑结构的稳定性。

建设施工人员在运用此技术的时候,要把握好强夯法的运用方法和技巧,选择合适的夯击强度、次数和深度,使夯击效果法与预期效果和施工要求相一致。因此,施工人员在开始夯击基本土之前,要结合土层厚度与缺陷,做好周密准确的计算,并依据基土性质选择夯击次数。在实际的施工过程中,施工人员通常采用的方法为先对基土夯击3遍左右,然后依据夯击过程中土层超静空隙的水压力消散时间确定夯击时间间隔,在最大限度上提高夯击质量和效果。

2.3 碎石桩和CFG桩的中和运用技术

为了尽可能的提高桩体承载能力和减慢地基沉降速度与沉降量,施工人员还要有效浇筑桩体。在浇筑前,施工人员要用水泵或者防水材料消除孔底与孔壁积水,避免积水对混凝土质量造成不利影响,提高混凝土的强度。同时,施工人员还要加强桩体混凝土的密实度,采取串流筒输送材料和分层振捣的浇筑方法,以最短的时间完成桩身浇灌,利用混凝土的自身重量阻隔水流渗入,使混凝土桩体的密实度得到有效的提高。

3 地基处理技术中的新方法

3.1 DDC灰土挤密法

DDC灰土挤密法的施工原理是对孔内深层进行强夯,并以螺旋钻机往孔中分层浇筑灰土,然后将其夯实成桩。同时,施工人员还要锤击桩体,使桩径逐渐扩大,最后与桩间土结合成复合地基。复合地基可以改变湿陷性黄土打孔结构,消除或降低地基土可能存在的湿陷性,从而防止地基土变形,提高地基土承载能力。DDC灰土挤密法虽然可以提升天然地基的承载能力和地基的处理深度,但是其使用范围具有一定的局限性,在湿陷性的黄土地地区效果显著,而对于其它土质地区的施工效果则无法达到预期目的。

3.2 粉煤灰吹填法

粉煤灰的透水性较强,如果在地基加固处理中吹填土地的地基 ,既可以使吹填土的固结程度大大加快,提高施工进度,缩短施工工期,又可以减少加固处理的费用支出,提高施工单位的经济效益。在实际的施工过程中,施工人员将淤泥和粉煤灰以恰当比重进行混合吹填,在保证吹填土结构均匀的同时,改善其固结性质,从而提高地基的稳定性。

3.3 IFCO强制固结法

IFCO强制固结法的目的是提高混凝土的固结效率,其主要环节为排水系统和加压系统。排水系统是以贯通的砂墙作为排水通道,加快混凝土的固结效率;加压系统是以真空压力,在缩短堆载时间的同时,促进砂墙底部水的渗流,从而加快固结速率。两个系统相辅相成,既能保证混凝土的质量,又可以缩短施工工期。

结语

总之,房屋建筑施工工程中的地基处理技术方法多样,施工单位只有结合施工环境的情况,做好技术准备,采用恰当的施工方法,才能真正的做好地基处理,提高房屋建筑的质量和安全性,进而降低工程成本。

参考文献

[1]祝成展.房屋建筑施工中地基处理技术探讨[J].科技应用与创新,2012(08).

既有建筑地基加固技术范文5

随着我国经济的发展、人口的增长、城市化进程的加快,城市建设用地紧张的矛盾日益突出,为了充分利用土地资源,科学、合理、可持续地开发地下空间已成为城市建设的客观要求。按照城市建设高质量发展的要求,人们对建设节约型社会的认识的提高,在城市建设中避免大拆大建的局面,既有建筑改扩建工程在建筑市场的市场份额稳步上升,成为市场的主流。我国城市建设发展方式正从“增量开发”建设向“存量更新”转变。2020年7月10日,《国务院办公厅关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见》印发。《意见》明确指出:“按照党中央、国务院决策部署,全面推进城镇老旧小区改造工作,满足人民群众美好生活需要,推动惠民生扩内需,推进城市更新和开发建设方式转型,促进经济高质量发展。”建设城市地下空间是转变城市发展方式、治理“城市病”、建设绿色城市的主要着力点。地下空间开发利用是提升城市发展品质、创造经济增长点、实现“城市让人民生活更美好”的有力抓手。

二、城市更新和开发建设转型下的地下空间开发

1.既有建筑地下空间开发需求许多既有建筑在设计时未考虑地下空间的利用,设计的先天不足为后续的使用带来不便,其中较典型的如老旧小区的停车问题。在既有建筑改造过程中,进行地下空间开发是节约建设用地、节省投资的有效途径。另外有一部分历史建筑,不允许拆除,但需要加大使用面积、改善使用功能,也需要进行地下空间开发。随着城市功能更新、既有建筑老龄化改造,对既有建筑地下空间进行扩展和功能提升,有巨大的市场需求和市场空间。2.既有建筑地下空间开发发展趋势由单一建筑地下增层向形成某一地下功能区的成片既有建筑地下空间开发发展,地下空间开发在平面和深度上的规模或体量越来越大。对地下空间开发的工程技术理论需求越来越大,对特种施工作业技术需求的难度越来越高。对地下空间开发的绿色环保需求越来越高,对施工技术、建筑材料等都提出了更高的要求。

三、既有建筑地下空间开发现状

1.既有建筑地下空间开发形式既有建筑地下空间开发的实现方式,主要包括竖向延伸式、水平扩展式、混合式、平移式等几种形式,如图1所示。前3种地下空间开发形式属于原位地下空间开发形式。原位地下空间开发可以采用多种方法实现,主要的方法可分为既有建筑整体托换后进行地下空间开发、既有建筑物内部采用托换加支护的方法进行地下空间开发。平移式地下空间开发使用的结构及岩土工程技术主要为建筑移位相关的技术。2.既有建筑地下空间开发工程技术及实践在既有建筑中增设地下室或增加地下室层数是一项复杂的技术,需要根据既有建筑的结构形式及使用要求,有针对性地采取托换、支护、桩基、地基处理等技术来实现地下空间开发,同时需要岩土工程和结构工程密切结合。既有建筑地下空间开发改造加固过程中,需要解决好建筑物荷载传递方式的转换、改造过程中的建筑物变形控制、新老结构连接等一系列问题,确保结构具有很好的安全、使用和耐久性能。同时,需要根据既有建筑的结构形式及使用要求,有针对性地采取托换、支护措施等,精心设计、精心施工,从而实现既有建筑地下空间的开发利用,为既有建筑赋予新的生命。各种地下空间开发工程技术在实践中得到了成功的应用。对既有建筑整体托换后进行地下空间开发的工程案例有奥地利维也纳人民剧院、德国柏林波兹坦酒庄、蒙特利尔大教堂、北京音乐堂、上海轨道交通9号线徐家汇换乘枢纽、淮安某商住楼、扬州工行办公大楼、济南某医院、上海黄浦区160街坊保护性综合改造项目等;在既有建筑物内部采用托换加支护的方法进行地下空间开发的工程案例有哈尔滨丝绒城商场、北京大学第二体育馆、北京望京某商业街地下空间开发项目等。

四、既有建筑地下空间开发工程案例

1.混合式地下空间开发案例北京某历史保护建筑建造于上世纪30年代,东西向长约46m,南北向宽约19.1m,如图2所示。既有建筑地上3层,首层层高约3.66m,2层层高约6.4m,3层为坡屋盖,层高约7m。地下1层,基础埋深约3m,净高约1.8m。在主楼地下室东、西两端外部各有宽约5.3m的1层纯地下结构。既有建筑地上为钢筋混凝土、砌体混合结构既有地下结构平面如图3所示。地下室为素混凝土结构,基础为素混凝土条形基础。改造后地下室建筑平面图、南北向(中轴部位)建筑剖面图分别如图4、图5所示。主要建筑设计参数如下:(1)加固改造后建筑±0.000m为原首层室内建筑地面标高;(2)为实现地下空间功能需求,在既有地下室内部新建两个15.5m×14.5m的大跨度地下结构,为改善地下室的通行条件及内部景观,在既有地下室中部新建直径为13.5m的自首层通向地下室的环形楼梯;(3)为满足层高使用要求,将既有地下室向下增加层高,改造后地下室基底相对标高为-5.246~-6.960m;(4)在距既有建筑南侧5.05m处新建下沉庭院,基础底标高为-1.86~-7.20m,与改造后地下室之间设置宽4.8m的联络通道。按照施工方案,旋转楼梯两侧新建大跨度地下结构范围内,需将地下室内部承重墙、地下室顶部的梁和板全部拆除。旋转楼梯范围内,需将地下室与首层的承重墙、梁和板全部拆除。本工程采用既有内部承重结构整体托换与地下室内部地基基础侧向托换相结合的方法,实现地下空间拓展过程中的荷载托换及荷载传递(如图6所示):(1)整体性托换结构施工完成,建筑内部首层承重墙及其承担的荷载传递到托换结构上,并向两侧传递到地基基础侧向托换结构的托换桩上;(2)地下室内部土体开挖后,既有地基基础荷载、土体开挖引起的不平衡土压力、水压力传递到地基基础侧向托换结构上;(3)新建地下结构施工完成,由既有地基与新建地下结构共同承担上部结构荷载。既有建筑地下空间开发过程中,既有结构各监测点沉降值在-0.77~-4.48mm之间,表明既有结构的平均沉降及差异沉降均不大。改造后大跨度地下结构、南侧地下多功能厅建筑效果如图7、图8所示。2.竖向延伸式地下空间开发案例北京某建筑为2层混凝土框架结构,局部设1层地下室,建筑面积为2362m2,如图9所示。拟对其进行加固改造,使原来的局部地下室扩建至全部地下室,在原有结构上增建两层结构,将所有楼层在西侧扩建一跨为电梯井和门厅,加建面积约为2605m2,建筑总面积增至约5000m2。该工程采用对既有建筑整体托换后进行地下增层的方式改造,既有建筑为2层混凝土框架结构、独立基础、天然地基,采用桩基托换原建筑物荷载,托换桩采用直径250mm钢管桩,桩长约9m,桩端进入密实卵石层不少于1m,并在桩端采用后注浆技术,以提高单桩承载力、减小托换及结构施工过程中既有建筑的附加沉降,托换桩设计时考虑施工过程中的最不利荷载,以及地下室开挖后的压屈问题,每个原基础承台下设置4根托换图7大跨度地下结构建筑效果图桩,施工时先进行土方开挖将原基础暴露出来,在原基础上托换桩的桩位处开孔,然后施工托换桩,托换桩施工完成后,对原基础进行加固,以保证在地下室土方开挖后建筑物荷载能有效地传给托换桩,如图10所示。原基础加固完成后,需要进行混凝土养护,养护结束后,新的托换体系可以承担既有建筑的荷载,此时可进行土方开挖,开挖至新建地下结构的基底后,进行新建地下结构的梁板式筏形基础施工,基础完成后进行框架柱施工,并实现新老框架柱的连接,该工程地下室新增混凝土柱比已有混凝土柱每边扩出12cm,在对原基础进行加固时预先植筋,保证新增地下室柱纵向钢筋与原有柱加固用纵向钢筋拉通或有效连接。当新增地下室基础及柱与原结构有效连接后、混凝土达到设计强度后拆除原基础及托换桩,需拆除的托换桩见图11。该工程完成地下结构增层后,还对地上结构进行了加固并增建两层地上结构,目前已完工并交付使用。沉降观测表明在整个改造过程中,建筑物的沉降约为5mm,且已沉降稳定,完工后的建筑物见图12。图12改造后建筑物外观随着城市建设高质量发展、城市功能更新的要求,对既有建筑地下空间进行扩展和功能提升,有巨大的市场需求和市场空间。既有建筑地下室增层改造,需要根据既有建筑的结构形式及使用要求,有针对性地采取托换、支护措施等,经精心设计、精心施工,可以实现既有建筑地下空间的开发利用,可以有效地提升使用功能、延长建筑物的使用寿命,对建筑领域节能减排可持续发展有重大意义。

参考文献

[1]孙钧.国内外城市地下空间资源开发利用的发展和问题[J].隧道建设,2019,39(5):699-709.

[2]钱七虎.科学利用城市地下空间,建设和谐宜居、美丽城市[J].隧道与地下工程灾害防治,2019,1(1):1-7.

[3]朱合华,丁文其,乔亚飞,等.简析我国城市地下空间开发利用的问题与挑战[J].地学前缘,2019,26(3):22-31.

既有建筑地基加固技术范文6

关键词:特种加固,技术,市场容量。

中图分类号:TU472.7 文献标识码:A

前言:加固改造行业属于建筑行业中的特种专业工程领域,是最近兴起的新兴行业,特种加固工程领域广泛,可以涵盖房屋,道路,桥梁,隧道,涵洞等各个不同的工程领域。是一个新型的朝阳行业,有着广阔的市场前景。

一、加固改造现状

1、行业概况

建筑加固改造是随着建筑业的发展而发展起来的,其基础是巨大的既有建筑存量。据统计,我国现有一大批五、六十年代建造的老房屋因超过了设计基准期而有待加固,全国又有大约三分之一的住宅安全储备不足,且城市的住宅结构逐渐进入老龄化阶段,需要加固维修。同时,从节约成本考虑,利用很多老结构、老建筑的情况越来越多,需要进行加固处理的项目逐渐增加。

2008年以后,中国建筑的维护、加固和改造需求量年增长近50%。我国每年有一大批因生产规模及工艺等更新而需要技术改造和加层的建筑物,它们因结构超载而需要补强;同时,随着抗震要求、设防标准的提高和改变,许多地区现有房屋不能满足新设防的抗震要求,从而需要抗震加固;近年来社会上大量曝光的因工程质量低劣所造成的危房,它们也亟待加固处理。在杭州,上世纪80年代和90年代初建设的住宅楼有2000多幢,这些住宅抗震、结构都不符合现行标准,一些已成危房,必须予以加固改造。宁波已出现楼塌案例。这些情况,国内城市普遍存在。建筑加固改造行业巨大的发展空间对在这个行业注入新的技术、知识和力量提出了更高的要求。

从国际经验看,建筑及建筑服务行业经历三个大的阶段:

大规模新建阶段新建与维修改造并重阶段旧建筑改造维修加固为主阶段

欧美国家处于第三阶段,从上世纪60年代就进入大规模加固改造阶段。我国目前处于第一阶段,并逐步进入第二阶段。

目前国内建筑行业由于新建业务巨大,对建筑加固改造领域投入较少,加固改造行业处于发展初期,产业链上的多个环节均不成熟。在设计环节,,目前国内尚没有专业的加固改造设计院,而新建和加固改造设计存在显著差异,由其是涉及新工艺、新技术的应用时,现有的设计院往往无能为力。在检测、施工和服务环节,市场主体处于小而杂状态,国内规模位居前列的几家专业单位,如岩土科技、特希达、二航特种公司等,经营额都不过几亿人民币,不像国外的加固公司,可做到年营业额30亿美元。

2、行业特点

目前,加固改造行业具有如下几个特点:

(1)加固改造专业公司规模均不大,处于高速增长期。

(2)多数企业集中于房屋加固改造领域,能够同时掌握房屋、桥梁、隧道维修加固和改造的公司非常少,该类企业竞争优势较明显;

(3)服务和技术解决了一般建筑施工不可逆性

一般建筑企业主要从事新建项目为主,解决的是建筑从地基开始的逐步、逐层建设过程,是从下而上的建造过程,其受力和承重结构在设计和施工后,具有不可逆性;建筑维修加固和空间改造面对的是已经建成的既有建筑,在维修、加固、换托、增层等各项特种施工作业中,都需要事先全面检测、了解和计算建筑的整体受力承重等情况,并在进行特种维修加固和空间改造作业施工前,设计专业方案,运用专项技术解决建筑桩基的加固,确保整体建筑的稳定和安全后,进而改变受力和承重情况,并进行换托、增层、空间改造等特种工程作业,解决了不可逆性,与一般建筑企业存在显著区别。

(4)服务内容和跨度大。

一般建筑企业所施工服务的对象,包括房屋、桥梁、隧道、公共建筑、机场、码头等,均为特种维修加固和空间改造行业的服务对象。在施工服务内容方面,特种维修加固和空间改造行业可以在一般建筑施工内容基础上,对既有建筑从事加固、维修、改造、顶升、平移、换托、监测、支护、防震处理等,其施工服务内容更为宽广,跨度更大。

(5)技术要求高,技术应用更加多样,新技术和新材料的应用较多。

由于维修加固和空间改造面对的是整体的既有建筑,部分建筑往往处于使用过程中,因此,对于这部分建筑进行大范围的、结构性的维修加固和改造,安全性要求非常高,对检测、建模、设计、施工等各个环节的要求均非常严格。

因此,为了确保安全性、稳定性,并在此基础上增强建筑的承载能力、改善使用功能、延长使用寿命,维修加固和空间改造涵盖了一般建筑施工行业的技术特点,其具备一般建筑行业的技术特点外,还具有技术应用多样、技术要求较高、新技术新工艺应用较多、新材料应用较多等特点。

(6)工程量少,工期较短,检测和设计周期长。

与一般建筑工程相比,维修加固和空间改造企业除提供施工服务外,还可能集合了检测、设计等服务。并且,相对施工工期而言,由于维修加固和空间改造主要涉及既有在用建筑,直接关涉人身财产安全,因此其检测和设计周期相对较长,以确保安全性。

(7)人员和机械配置要求高。

人员配置少,机械配置比例高,对机械的要求高,很多专用机械设备,技术含量较高。

(8)资质要求特殊。

一般建筑施工企业应具备总承包资质,而特种加固及空间改造行业应取得特种工程专业承包资质。

总体而言,加固行业目前还是朝阳产业,随着进入者的增加,竞争会日趋激烈,我公司希望尽快做大做强,在未来的竞争中占据先机。加固行业利润相对其它建筑行业要高,

2.加固行业分析与前景预测

在欧美发达国家中,目前用于建筑加固改造的投资已占国家建筑业总投资的1/2以上,美国劳工部门在20 世纪末的一项产业预测报告中曾经预言:建筑维修加固和改造行业将是21 世纪最为热门的行业之一。

我国自建国以来,特别是自上世纪70 年代末实行改革开放以后,各种房屋,桥梁,隧道和公路以及城市设施数量急剧增加。据有关部门统计,截至2012年底,我国现存的各种建(构)筑物的总面积至少在500 亿m2以上,其中绝大多数是混凝土及砌体结构。建国初期建造的大量的工业与民用建筑,服役期大都超过50年,存在各种安全隐患。当前我国既有房屋,有的由于使用性质改变而导致荷载增加;有的为了增加使用面积,在层高较大的部位或在屋顶上进行加层;有的为满足节能有关规定,需将楼层周边凹凸部分补平改造;有的需要进行抗震加固;有的由于遭受火灾、超载、地基不均匀沉降等原因需要进行加固处理等。

同时,一些新建成的工程项目中,由于勘察、设计和施工中的技术和管理问题,导致工程在建成初期就出现各种质量安全隐患。对于这些建筑物,如果不及时采取加固措施,就有可能导致重大的安全事故。为此,国家每年要投入大量资金用于建筑的加固修复,促进了建筑加固修复业的发展,形成了一个巨大的市场空间。

一些现有建筑中,旧的结构设计在功能上不能满足当前使用的需求,这也刺激了建筑加固修复专业的迅速发展。特别是随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高,近年来旧城改造几乎成了各大、中城市的共同课题。这为建筑加固修复业带来了空前的发展机遇。

我国建筑市场巨大,当前土建结构的加固改造是我们面临的一项意义重大的任务。随着建筑业的蓬勃发展,建筑物的加固、维修、改造的应用领域和范围也将越来越广,各种新的加固技术必将不断地涌现,结构的加固技术也必将取得更长足的发展。

目前我国高速公路网已经已趋于饱和,但是随着社会的发展,机动车的保有量不断上升,原本设计的高速公路,桥梁,越来越承受不了现在机动车所照成的荷载,道路桥梁破坏加速,但是将原本的桥梁或者道路拆除重建的话,将会造成不必要的浪费,造成巨大的经济损失。

此时加固改造技术的应用,就可以利用极小的代价,维修并加固原本已经不堪重负的道路和桥梁,使之恢复到原设计强度,甚至超过原设计指标,不但大大增加的道路,桥梁的使用寿命,而且可以造成更多的市场价值,将损失和浪费减到最低。

我国自然灾害多发,地震、泥石流等自然灾害对建筑往往产生毁灭性打击,而地震集中地区的建筑抗震等级往往不能达标,急需抗震加固。汶川地震后全国中小学教学楼将在近三年内完成抗震加固施工任务,给加固行业带来巨大市场,近2年浙江省将投入至少100亿资金对中小学教学楼进行改造加固。例如,今年暑假温州下辖的县级市瑞安市就投入近亿元对辖区内131各中小学进行抗震加固,2011年又投入一个亿对另外一些学校进行加固纠偏。据测算,未来10年全国仅校舍抗震改造和加固每年市场容量就达300亿以上。

我国人均资源较少,节能减排和低碳环保是我国需长期坚持的基本政策取向。在建筑领域,对于市区部分老厂房,老工业区等不是拆除重建,而是进行改造加固,予以充分合理利用。例如杭州之江创意产业园,原是一个破旧老水泥厂,经过加固改造后现已变成了杭州之江创意产业园区,既低碳又环保,适应了现代社会发展的需要。

2010年1月,中国公路学会桥梁和结构工程分会与中国比较经济学研究会联合在昆明召开桥梁安全耐久性、检测、评定与加固技术研讨会,会上王永珩理事长透露,全国有超过10000座大中型公路桥梁不符合安全行车标准,须立即进行加固改造,如果三年内要求完成加固任务,现有的加固施工单位根本是杯水车薪。这意味着如果按每座桥梁平均维修费按400万计,光公路桥梁维修费用每年达到400亿。

城市桥梁、隧道经过多年的使用,出现不同程度的病害,政府每年都需要拿出大量资金进行维修加固已保证其正常运行。常规情况下,桥梁养护需三年小修五年大修。随着城市化的快速推进,目前城市桥梁保有量已接近公路桥梁数量。

可以预见,未来随着建筑存量的继续增长、既有建筑逐步进入老化阶段、汽车保有量的持续增长、抗震加固的需求增加、建筑结构改造需求的不断增加,建筑的加固改造行业将迎来巨大的蓝海市场,行业处于朝阳期。

二、特种加固的分类

特种加固根据施工工艺,以及加固方法的不同主要分为以下几种:

混凝土结构加固方法

砌体结构,钢结构加固方法

2.1混凝土结构加固方法

其中混凝土结构加固方法中分为:直接加固与间接加固两类设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套技术。

2.1.1直接加固

一般包括加大截面加固法、置换混凝土加固法、有粘结外包型钢加固法、黏贴钢板加固法、黏贴碳纤维增强塑料加固法、结构胶植筋加固法等。(以下列举几项常用加固方法加以说明)

加大截面加固法        增大截面法是钢筋混凝土结构加固方法中最为常见,通过一定程度地增大构件截面尺寸、加大受力钢筋,从而提高构件结构承载力的一种加固方法。它可适用于混凝土梁、柱、板凳多类构件。

优点在于:施工技术成熟,对施工人员无特殊的专业要求,施工方便,质量易于控制,可靠性高,可有效提高结构构件抗力,特别能够较大程度地提高柱的稳定性。但该方法也一定程度的受到空间、使用功能等要求条件的限制,

缺点在于:为一定程度上占据建筑物空间缩小正常使用面积,现场施工湿作业工作量大,养护时间较长,特别在使用过程中加固对生产、生活有一定影响,而且会影响建筑物的结构外观。

外包钢加固法        该法主要是利用钢板、角钢等钢型材将混凝土构件(主要用于柱构件)包裹起来,通过四周各种的约束来增加构件的抗压能力,适用于在不允许增大原构件截面尺寸,但又要去大幅度提高截面承载能力的混凝土结构,一般主要有干式外包钢法和湿式外包钢法两种。其中干式外包钢法主要是用焊接连接方式将混凝土构件外所包的型钢连接起来,实现对原构件的约束从而提高构件的承载能力和抗变形能力;湿式外包钢法是应用环氧树脂、水泥砂浆等粘结材料将钢材和原构件混凝土面层紧密连接,其湿作业工作量大但整体性较好。这种加固施工方法施工简便、易操作,能明显提高结构投机的承载能力,较为可靠,同时其对使用空间影响小、现场工作量也较小,施工时间较短,但存在用钢量较大的缺点,加固费用相对较高,另外该方法不宜在60℃以上高位场所且无防护的情况下使用。

粘贴钢板加固法        粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴固定于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位,使钢板与加固混凝土构件形成结构整体,来达到提高结构承载能力的目的。该方法近些年来被公路部门广泛采纳,多用于钢筋混凝土桥梁的加固维修,同时在建筑工程梁、板构件的加固中也较为常见。该法有基本不改变原结构截面尺寸、施工工艺较为简单、工期短、技术可靠性高、工艺成熟且短期加固效果较好等优点,特别随着该技术的推广应用,单位面积加固费用呈下降趋势,一般情况下,与增大截面法以及体外张拉预应力法等价格方法相比,总的加固费用是最低的,是当前一种前景十分看好的加固方法。

缺点在于:使用环境的温度有限制,耐腐蚀性差。节点部位不易处理等。然而,易被腐蚀是该加固方法面临的突出问题,粘贴钢板加固后表面均需进行必要的防护处理,如水泥砂浆保护或环氧砂浆层,但是钢板长期使用过程中的锈蚀程度较难估计,一定程度上降低了加固构件的可靠性,增加了后期养护费用。此外,为便于施工过程中对粘贴钢板加压及防治钢板剥离,粘贴钢板时需采用必要的螺栓固定锚固措施,不可避免会对原结构造成一定的损伤,故通常不宜用于钢筋密度较大且走向复杂的构件结点部位加固。

粘贴纤维复合材加固法        纤维复合材主要包括碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)和玻璃纤维(GFRP)三种,而目前加固市场上主要采用碳纤维材料。碳纤维加固法是近年来以迅速发展起来的一种混凝土结构加固技术,它通过将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面达到改善结构受力性能的目的。碳纤维布具有起稿的抗拉强度和弹性模量,并具有比钢材更好的抗疲劳性能,质量比钢材小很多,碳纤维材料具有优良的抗化学腐蚀能力和耐久性,且能适用各种复杂形状混凝土的粘贴要求,因此被广泛应用于钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构等各种结构形式的加固,主要用于受拉和受弯构件承载力不足的加固,而用其进行缠绕约束作用时,也可用于受压构件的加固,可以有效增强被加固构件的延性,适用于结构抗震加固。在施工方面,粘贴后对原结构自重和构件尺寸的影响较小,功效高,不需要大型施工机具。

结构胶植筋加固法        该法不是用于提高加固植筋构件的自身承载力,而是在既有混凝土结构或构件上钻适当深度的钻孔,把周边需加固或增加的构件的受力钢筋植入孔内,并用化学胶粘剂(俗称结构胶)使原构件混凝土与植入的钢筋粘结牢固,并使新增钢筋能发挥设计所期望的抗拉性能。结构胶植筋方法和操作工艺比较简单,锚固效果好,安全可靠,故方法应用于存在补埋钢筋、后埋钢构件的加固中。

2.2间接加固方法2.2.l、增加支承加固法    通过增设支撑点减小结构计算跨度、改变结构内力分布提高承载能力的加固方法被称为增加支承加固法;该法适用于对使用条件和外观要求不高的建筑物,抢险工程的临时性支顶,具有受力明确、易于安装拆卸、简单可靠等优点;缺点表现为显著影响使用空间,对建筑物的原貌和部分使用功能造成一定损害。 2.2.2、预应力加固法    设置外预应力拉杆或撑杆并施加预应力使拉杆或撑杆受力,改变原结构内力分布,达到降低结构原有内力水平,提高结构承载能力的加固方法是预应力加固法。该法具有三重效果——改变结构内力分布、卸载和加固,对其它加固方法中常见的应力应变滞后现象能较好地消除;因此在重型结构、大跨度构件或处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固中适用,但其缺点表现为:对原结构外观有一定影响,且在无防护的隋况下,不宜用于混凝土收缩徐变大的结构,也不能用在60℃以上温度环境中。

三、加固改造行业在国民经济的地位及重要意义

众所周知建筑行业在我国国民经济中具有举足轻重的地位,其具有如下特点:

1. 建筑业在国民收入中占有重要地位,能为社会创造新价值,提供积累。

2. 建筑业为社会和国民经济各部门提供生产用和生活用的固定资产。

3. 从整体看建筑业是劳动密集型部门,能容纳大量的就业队伍。

4. 建筑业涉及面广泛,能带动许多关联产业的发展。

5. 建筑业发展国际承包是一项综合性输出,有创汇潜力。

6. 建筑业向高空和地下施工技术的发展,为人类扩展了活动场所。

加固改造行业作为建筑行业中的一个细分行业,不但具有建筑行业的上述特点,还具有投入小,产出大,低碳环保,节能减排、新技术、新材料的广泛应用等一般建筑行业不具有的特点。加固改造行业是符合国家“十二五”规划,具有多重重要意义的新兴服务行业,是我国建设节能减排、低碳环保经济发展路径、建节集约型社会、实施可续发展的重要途径,对我国的经济和社会发展具有重要的影响和意义。

结语:在“十二五”规划要求,大力发展节能减排新技术,加固改造作为近几年的新型产业,具有低碳环保,低投入,高产出等特点。顺应形势,稳扎稳打,发展创新。将加固改造从劳动密集型向科技智慧型转变,必定会具有更好的市场前景。

参考文献:

【1】蓝宗建.混凝土结构设计原理[M].南京:东南大学出版社,2000

【2】唐安琪.夹板墙对墙体加固工程实例[J]贵州省勘察设计,2004.