呂秀蘭　袁克建

摘 要:建筑物交付使用后,隨著使用年限的增加各種建筑質(zhì)量問(wèn)題便逐漸展現(xiàn)出來(lái),為了延長(zhǎng)建筑物的使用年限,各種加固技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文僅針對(duì)幾種結(jié)構(gòu)的加固方法簡(jiǎn)略介紹了一下,著重介紹了缺陷樁基的加固措施——復(fù)合注漿法。

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu);加固;方法

1 幾種建筑結(jié)構(gòu)加固方法簡(jiǎn)述

1.1 作用于梁外側(cè)的預(yù)應(yīng)力加固方法

預(yù)應(yīng)力技術(shù)一般用于混凝土或鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部,但在加固工程中預(yù)應(yīng)力用于梁外側(cè)改變梁上荷載的傳遞路徑,轉(zhuǎn)嫁于主梁或柱上。體外預(yù)應(yīng)力方法是一種主動(dòng)加固技術(shù)。

應(yīng)用范圍:應(yīng)用于橋梁、建筑、軌枕、電桿、樁、壓力管道等,而且也擴(kuò)大應(yīng)用到高層、大跨、重載與抗震結(jié)構(gòu)、土木工程、能源工程、海港碼頭工程等許多新領(lǐng)域。

優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單,對(duì)原結(jié)構(gòu)損傷小,不影響交通、節(jié)省投資,能提高結(jié)構(gòu)的抗彎承載力和抗裂度,減少構(gòu)件的撓度改善結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)。

缺點(diǎn):主要是提高構(gòu)件正彎距承載能力,不利于抗震。

1.2 增強(qiáng)建筑物截面承載承載力的加固方法擴(kuò)大截面法

即采取增大混凝土結(jié)構(gòu)(常用于梁、柱)或構(gòu)筑物的截面面積,以提高其承載力和滿足正常使用的一種加固方法。

應(yīng)用范圍:可廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱等構(gòu)件和一般構(gòu)筑物的加固。

優(yōu)點(diǎn):應(yīng)用范圍廣,取材方便,配合植筋加固方法,能顯著提高建筑的承載能力,造價(jià)適中;

缺點(diǎn):加固施工對(duì)環(huán)境影響較大,柱擴(kuò)大截面后有損建筑物使用面積。

1.3 改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固:

主要可分為兩種,增設(shè)支點(diǎn)法:通過(guò)增設(shè)支點(diǎn)以減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度和變形,提高其承載力的加固方法,該方法主要適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)加固;

托梁拔柱法:通過(guò)加固梁或增設(shè)支撐,在不拆或少拆上部結(jié)構(gòu)的情況蝦拆除、更換、接長(zhǎng)柱子的一種加固方法,主要使用于要求廠房使用功能改變、增大空間的老廠改造的結(jié)構(gòu)加固或因設(shè)計(jì)變更以及使用用途變更須拔柱增大空間的改造。

1.4 建筑的抗震加固法耗能框架抗震加固:

傳統(tǒng)的抗震加固方法是以強(qiáng)制強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法,但不能降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),付出的代價(jià)是很大的,同時(shí)對(duì)已有結(jié)構(gòu)的核芯節(jié)點(diǎn)未能采取有效的加固措施。耗能減振即在結(jié)構(gòu)中根據(jù)結(jié)構(gòu)的特征設(shè)置一些耗能裝置,當(dāng)?shù)卣鸬孛孢\(yùn)動(dòng)引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí),耗能器發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而消耗掉部分能量,即增加了結(jié)構(gòu)的阻尼,從而減小結(jié)構(gòu)的變形,也即間接地增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力,它一般由支承和耗能器組成。耗能框架抗震加固是目前國(guó)外流行的已有建筑抗震加固方法。

應(yīng)用范圍:能廣泛應(yīng)用于已有建筑的抗震加固。

優(yōu)點(diǎn):其減震效果好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、適用范圍廣、維護(hù)方便。

1.5 應(yīng)用于地基承載力不足的建筑加固方法錨桿靜壓樁加固

錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁結(jié)合形成的一種新樁基工藝,通過(guò)埋設(shè)錨桿固定壓樁架,用千斤頂將樁段逐節(jié)壓入土中,再將樁與基礎(chǔ)承臺(tái)澆筑在一起,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

應(yīng)用范圍:可廣泛應(yīng)用于地基承載力不足建筑加固,同時(shí)可結(jié)合機(jī)械掏土進(jìn)行建筑物糾偏和止沉降。

優(yōu)點(diǎn):錨桿靜壓樁的施工機(jī)具輕便靈活、作業(yè)面小、無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染、施工時(shí)不停產(chǎn)不搬遷等優(yōu)點(diǎn)。

2 缺陷樁基的加固措施——復(fù)合注漿法

2.1復(fù)合注漿法的施工工藝

2.1.1 注漿鉆孔施工:對(duì)樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進(jìn)行加固時(shí),先采用地質(zhì)鉆機(jī)在樁中進(jìn)行鉆孔抽芯或在樁側(cè)進(jìn)行鉆孔,對(duì)樁身缺陷加固時(shí)需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1m左右,對(duì)樁底持力層缺陷加固時(shí)需根據(jù)設(shè)計(jì)樁底持力層要求從樁中或樁側(cè)鉆孔抽芯至完整持力層以下3m左右。鉆孔孔徑一般開(kāi)孔為110mm或101mm,終孔直徑為101mm或91mm,鉆孔垂直度保證<1%。

2.1.2 建立孔口注漿裝置:注漿鉆孔施工完成以后,在注漿孔口建立注漿裝置?？卓谧{裝置采用預(yù)埋設(shè)的方式固定在樁頂注漿孔口,采用水泥漿或水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封?？卓谧{裝置既要滿足靜壓注漿要求又要滿足高壓旋噴注漿管可以從其中下鉆的要求。

2.1.3 采用高壓旋噴方式噴射清水進(jìn)行沖洗擴(kuò)孔:孔口注漿裝置埋設(shè)1～2天后,先采用高壓旋噴方式噴射清水對(duì)缺陷位置進(jìn)行沖洗,噴射清水時(shí)需按設(shè)計(jì)規(guī)定的工藝參數(shù)(噴射壓力、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度)進(jìn)行噴射,將注漿管分段下入孔底,每段注漿鉆桿需連接緊密并采用麻絲密封。旋噴清水采用從下而上的方式。旋噴清水一般采用單管旋噴注漿方式,清水一般噴射1～3遍,經(jīng)噴射清水后,可擴(kuò)大噴射直徑和增加固結(jié)體的強(qiáng)度。

2.1.4 采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行注漿:按要求進(jìn)行清水噴射洗孔和擴(kuò)孔后,再采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后,從下而上進(jìn)行旋噴注漿,旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。

2.1.5 采用靜壓注漿方式進(jìn)行注漿:高壓旋噴注漿結(jié)束后,利用孔口注漿裝置封住孔口進(jìn)行靜壓注漿。靜壓注漿開(kāi)始時(shí)采用較稀的漿液和較低的注漿壓力,隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力,直至設(shè)計(jì)注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進(jìn)行2～3次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。

2.1.6 封孔:靜壓注漿結(jié)束后,若注漿孔口冒漿,需對(duì)孔口進(jìn)行封閉處理,防止?jié){液流出;若注漿結(jié)束后孔內(nèi)漿液有流失,需補(bǔ)灌漿液到注漿孔內(nèi)漿液飽滿為止。

2.2 復(fù)合注漿法的漿液材料

2.2.1 主劑:采用水泥漿為主劑,對(duì)既有建筑物地基加固注漿時(shí)水泥一般采用425 # 早強(qiáng)型硅酸鹽水泥。對(duì)樁基礎(chǔ)缺陷進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)注漿時(shí),為了獲得較高的固結(jié)體強(qiáng)度,采用高標(biāo)號(hào)的525#普通硅酸鹽水泥。

2.2.2 外加劑:常用外加劑為速凝劑、早強(qiáng)劑等。速凝劑常采用水玻璃,水玻璃加量一般為水泥用量的2%～4%。采用雙液進(jìn)行靜壓注漿時(shí),水玻璃用量可為水泥用量的10%～100%。早強(qiáng)劑為氯化鈣和三乙醇胺,用量一般為水泥用量的2%～4%。

2.3 施工工藝參數(shù)

2.3.1 旋噴注漿壓力:采用單管高壓旋噴法時(shí):漿液或清水噴射壓力:20～30MPa;采用二重管高壓旋噴法時(shí):空氣壓力為0.7MPa,漿液壓力為20～30MPa;采用三重管高壓旋噴法時(shí):水壓力為:20～30MPa,空氣壓力為0.7MPa,漿液壓力為2～5MPa。在既有建筑物地基加固注漿時(shí)常采用單管高壓旋噴,其壓力常用20～25MPa;在對(duì)樁基缺陷進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)注漿時(shí)采用單管高壓旋噴或三重管高壓旋噴,注漿壓力常用25～30MPa;

2.3.2 噴射提升速度:10～20cm·min-1;在既有建筑物地基加固注漿時(shí)采用20cm·min-1;在對(duì)樁基缺陷進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)注漿時(shí)采用10～15cm·min-1;

2.3.3 噴射旋轉(zhuǎn)速度:20～40r·min-1;

2.3.4 靜壓注漿壓力:在既有建筑物地基加固注漿時(shí)采用0.3～2.0MPa;對(duì)樁基缺陷進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)注漿時(shí)采用0.3～5.0MPa;注漿壓力需根據(jù)每個(gè)工程的不同土質(zhì)條件及注漿部位進(jìn)行注漿壓力設(shè)計(jì)。

2.3.5 漿液水灰比:旋噴注漿時(shí)采用1∶1～1.2∶1;靜壓注漿時(shí)采用0.5∶1～1.2∶1。

2.4 加固效果的檢測(cè)復(fù)合注漿法加固缺陷樁基后的效果檢測(cè),應(yīng)主要以承載力檢測(cè)為主,因此檢測(cè)方法主要采用高應(yīng)變法和靜載試驗(yàn)法,抽芯法和低應(yīng)變法主要作為直觀檢測(cè)方法。通過(guò)檢測(cè)經(jīng)過(guò)加固后缺陷樁的主要缺陷是否已經(jīng)充分注入水泥來(lái)判斷加固效果。