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用預應力粗鋼筋加固膨脹土地基中磚混結構房屋添加時間:2018-01-23
 
  膨脹土具有吸水膨脹,失水收縮,再吸水再膨脹,再失水再收縮的特性。這種特性使房屋基礎受到膨脹力的循環作用,結構薄弱部位首先開裂,特別是磚混結構,其裂縫會迅速擴展,貫通整個墻體甚至基礎,嚴重的會造成墻體傾斜、錯位。下面以一幢鍛壓車間(圖9-3-l)為例,介紹用預應力粗鋼筋對膨脹土地基中磚混結構房屋的加固方法。
     1.采用¢l8鋼筋作為預應力主筋。
  2.先在房屋四角制作鋼筋混凝土墊塊,墊塊內設φ6@200鋼筋網片。
  3.在墻上打洞并埋入鋼筋,用1:1水泥砂漿灌實,并與第二步同時施工。 
      4.待鋼筋混凝土墊塊達到28d齡期后,將預應力鋼筋按房屋尺寸焊接好,安放在施工圖所示位置及標高,無螺紋的一端與預埋角鐵焊牢,擰緊2號螺母使預應力主筋拉直即可,然后將有螺紋一端也焊于角鐵一側,同時取下1號、2號工作件,并將伸出角鐵的預應力筋趁烤熱瞬間迅速打彎焊于角鐵一側,見圖9-3-2、9-3-3。
  5.將3號撐桿所示位置焊好。
  6.將拉緊螺栓放置。
  7.待上述各項工作完畢后,即可擰動拉緊螺栓。注意應同時擰動螺栓上的螺母,待擰到張拉圖所示位置后,預應力鋼筋上的預應力即達到設計要求。此時施加預應力的工作即告完成。    8.構造要求。按規范要求用C30號細石混凝土將鋼筋封閉形成鋼筋混凝土圈梁。
  利用上述方法還成功地對其他幾幢房屋進行了加固處理??⒐ず?,建筑物不再出現裂縫,取得了較好的技術經濟效果。
   地梁下用鋼筋混凝土壓入樁進行基礎托換
采用直接將設置在地圈梁下的鋼管樁逐節壓入地基的方法進行基礎托換,費用很高,在土中(尤其在地下水往復升降區段),由于鋼管樁被腐蝕而影響耐久性;且鋼管壓入樁在封頂時沒有進行預壓,需待建筑物進一步下沉后,才能參加工作。為克服上述缺點,在某房屋基礎托換施工中采用鋼筋混凝土樁代替鋼管樁,并在封頂時對樁進行預壓,使樁立即參加工作擴有效地阻止了基礎繼續下沉。
  1、 工程概況
  該工程為新建5層辦公樓,驗收時發現西端山墻窗臺下產生了豎向裂縫和水平裂縫,水裂縫寬達10mm。緊連山墻開間的底層縱墻均有上寬下窄的斜裂縫,最大縫寬3mm。由于此處屋頂有一個20m3的水池要裝水,因此必須加固才能確保安全。
  地質資料表明,工程場地內粘土與亞粘土并存,雖為較厚的勻質土(6~9m),但其工程特征有明顯差異,見表9-4-1。西端有裂縫的山墻基礎處在亞粘土區域中,埋深僅為1.2m,地基土含水量受地表水影響較大。亞粘土較粘土透水性強,當它含有一定水分時,上部荷載主要由亞粘土中固體顆粒和孔隙水壓力來承擔;當天氣連續干旱時,地基土失水,孔隙水壓力逐漸消失,同時固體顆粒壓力逐漸增大,亞粘土被壓縮,而粘土的含水量相對穩定,
  對地基影響并不明顯,因而造成地基不均勻沉降。下雨后,地表水很快滲入亞粘土中,孔隙水壓力得到補償,固體顆粒壓力減少,亞粘土出現回彈現象,山墻上裂縫便呈現閉合的趨勢。因此,地基土含水量的變化,是造成房屋開裂的主要原因。
該工程基礎加固,采用地梁下壓入樁進行基礎托換,不但可以把上部荷載直接傳遞到含水量相對穩定的深層土中(≥3.5m),避開大氣對土層的影響,同時可減輕原基底壓力,減少地基下沉,具有工程量小,費用低,結構性能可靠的特點。
  2、 壓樁的設置
  地梁下鋼筋混凝土壓人樁的設置根數,主要與單樁承載能力的大小有關。一般單承載力由樁的截面大小、樁長、地基特征值、地梁承頂能力、建筑物自重等諸因素確定。由于地基持力層較淺,承載力較高,預計壓入土中的摩擦端承樁不可能很長??紤]到施工簡便和經濟效益,采用了較小樁的截面(200mm×200mm)和較高的單樁承載能力(200kN)。要求壓樁封頂完成后,墻與地梁的空隙用泵壓入水泥砂漿填充密實,由于操作導坑也用毛石混凝土恢復充填,因此,可使原有地震承載力得到恢復,與壓入樁處于共同工作狀態。
原有地基的承載能力,可用輕便觸探儀測定,不足部分由壓入樁承擔。每米長地梁下需設置壓入樁的根數n可按下式計算:
式中G+P——每米長基礎上恒載與活載之和(kN);
[R]——基礎底面的地基承載力(kN/m2);
A——每米長基礎底面積(m2);
Pj ——壓入樁的單樁承載力(kN)。
  3、 地梁承頂壓能力復核
  在地梁下,通過千斤頂進行壓樁,其反力直接傳給地梁。由于一般民用建筑的地圈梁多按構造配置,其截面及配筋普遍偏小,在壓樁過程中,地梁被頂裂時有發生。因此,施工前應對地梁的承頂壓能力進行復核。
根據結構狀況,地梁可看成具有不間斷彈性支座的連續梁,以千斤頂反力作外力,直接作用在彈性地基梁上計算內力,并驗算其截面強度。但這種計算過于繁瑣,不適于施工現場應用。采用倒梁法簡化計算過程,一般施工開挖操作導坑寬度約0.8m,故近似取地梁長1.0m,并假定其上作用均布荷載,根據最大壓樁力和千斤頂上鋼墊板寬度,可求出地梁內力。當復核地梁截面強度為安全時,便可施工。否則,應在地梁下增設鋼托梁或鋼筋混凝土地梁。一般新增混凝土地梁長1.0m,截面取bh=300mm×250mm,當被加固房屋未設地梁時,在墻下設置這種短地梁,也可以進行壓樁作業。
  4、 接樁
  在壓樁過程中,如何逐節將樁連接起來,是基礎托換的關鍵。通常有硬接和軟接2種方法。
  1.硬接,即采用常規的硫磺膠泥漿錨接法。其頭節樁飛中節樁、頂節樁的構造見圖9-4-1。
  2.軟接,即用微膨水泥砂漿錯接法,砂漿采用525號普通硅酸鹽水泥和中砂,重量配合比為1:1。砂漿中含有水泥重量14%的膨脹劑,膨脹劑中生石灰膏與礬土水泥之比為1:1.1,并適量加入緩凝劑。要求在壓樁全過程中,砂漿不凝結。按此配方灌孔砂漿28d的錨固力可達0.9MPa。
軟接樁的構造,與硬接樁略有不同,系采用φ70鋼管作樺頭結合,見圖9-4-2。制作時,應將銅管內注滿混凝土。接樁時,將下節樁端面用砂漿找平,灌入下節樁預留孔的砂漿比空隙體積多3%,對孔安裝后,輕輕轉動上節樁,使砂漿充滿縫隙。
  5、 結語
  該工程地梁下用鋼筋混凝土壓入樁進行基礎托換,按上述設計,方法,只需壓人8根樁,共計38m長,現已投入使用兩年多,經復查該房屋基礎不均勻下沉已得到控制,原磚墻裂縫修補后閉合完好,未發現異?,F象,說明加固方案是成功的。
 
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