前言:中文期刊网精心挑选了加固工程技术论文范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
加固工程技术论文范文1
陈运河
徐闻县水利水电勘测设计室 广东 徐闻524100
摘要;文章结合了本县风山水库的现状,针对实际存在的除险问题进行了分析,提出了有效的除险加固对策,希望能给同行带来一定的参考价值。
关键词:病险水库 水库现状除险加固技术分析
0 引言
由于水库多年的运用,使部分水库陆续出现了堤顶高程不足、堤坡冲蚀严重、堤身裂缝以及穿堤建筑物结构强度不够等问题,给水库运行埋下了安全隐患。为进一步完善城乡防洪体系,增强水资源调蓄能力,需对各类水库进行了全面普查和安全鉴定,对带病运行水库,亟需实施除险加固。
1风山水库简介
风山水库位于徐闻县锦和镇境内,坐落迈草溪上游,集雨面积26平方公里,总库容264.2万立方米,正常库容183万立方米,死水位68米,死库容17.65万立方米,该工程于1970年开始兴建,1976年建成投入运行,土坝为粘性土均质坝,原设计坝顶高程为77.26米,坝顶长415米,坝顶宽3.5米,迎水坡比为1:2.5,背水坡比1:2.0。
风山水库主要由土坝,输水涵,非常临时溢洪道等组成,土渠自流式溢洪道位于主坝东北部尾端,底宽20米,堰顶高程75.2米,最大泄流量53.56M3/S,原输水涵管为钢筋混凝土圆涵,涵管内径0.8米,进口高程为68米,最大泄流量2.0M3/S,闸门型式为转动门盖,采用手动卷扬机启闭,
风山水库枢纽布置如图1所示。
风山水库枢纽布置图
2 风山水库的病险情况
根据广东省水利水电科学研究院进行风山水库大坝安全鉴定,鉴定结论为:
(1)安全复核计算表明正常蓄水位稳定渗流期主坝下游坡、校核洪水位骤降至溢洪道堰顶高程不稳定期渗流期副坝上游坡的抗滑稳定最小安全系数不能满足规范要求。
(2)主坝后坝坡在左坝头与山体结合处68m高程附近有散渗现象,坝体填土较疏松,密实度较差,大坝表层约5m范围、右坝头填土和坝基透水性较强;水库原土坝是在期间开始兴建的,工程质量较差,水库多年运行表明,当水库水位达到正常水位74.20米时,原河床段20-60米的范围内有较大面积的渗水。这主要是由于当时施工质量差,坝基清基不好,及土坝填土压密不实。
(3)溢洪道为土渠式临时溢洪道,且尾水渠还未开通,而且过水能力不够,而且带来的水土流失现象严重,放水涵启闭过于原始,涵身情况不明,涵进口及启闭设备已报废。
3风山水库的加固对策
3.1 大坝加固
1、坝顶高程复核
本水库土坝工程等级为4级,坝顶高程的确定,根据《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》第5.3.1、5.3.3条规定,坝顶在静水位以上的超高按下式确定:
坝顶超高(y)=最大风壅水面高度(e)+最大波浪在坝坡上的爬高(R)+安全超高(A);
安全超高:正常运用工况(P=2%)取0.50m,非常运用工况(P=0.2%)取0.30m;
风山水库土坝均质土坝,现状主坝迎水坡为干砌石护坡加固后均为混凝土块护坡。
2、大坝加固方案优选
(1)坝体防渗处理
由地质勘察报告我们可以看出风山水库的坝体、坝基渗水都比较大,本次加固设计,拟在坝体加高培厚前,对其进行灌浆处理,对于坝基渗水我们采用帷幕灌;对于坝体渗水,我们采用进行劈裂充填灌浆。
考虑到资金筹措困难,本次灌浆设计主要是针对坝体、坝基渗水较为严重的部位,即输水涵两侧至主河床段,灌浆从桩号0+450起至0+550共100米范围内,在坝轴线下游1m处布置第一排坝基帷幕灌浆孔,孔距 2.5m,同时在坝体顶沿坝轴线布置两排坝体劈裂灌浆孔,排距1.5m,第一排在坝轴线下游1.0m,第二排位于坝轴线上游0.5m处,孔距5m。
(2)坝高
原设计土坝坝顶高程为77.26米,现场实测结果表明现坝顶高程位于76.945―77.84米之间,坝顶高度参差不平;原设计坝顶宽3.5米,实际坝顶宽度为2.38―4.02米,宽度大小不等。而本次水库除险加固按照粤府[1997]86号文的要求,由此计算出坝顶高程为80.00米,现坝高无法满足新的设计标准的要求。所以,该水库土坝必须加固培厚。
(3)坝坡
水库加固后,大坝坡度上游坡约为1:2.5,下游约为1:2.5。坝坡稳定计算表明,上下游边坡均满足设计要求,为了节约工程投资,本次加固设计拟维持原上游设计边坡1:2.5不变,仅原浆砌石护坡上现浇12厘米的C15砼覆盖。坝体加高部分上游护坡按原1:2.5的边坡延长至坝顶,现浇12厘米厚C15砼。下游护坡在土坝培厚至原坡比1:2.5后铺草皮防护。因土坝最大高度达17.77米,所以拟在原河床段坝体经常渗水的部位设置反滤体,反滤体顶高程为65.235米,反滤体顶宽1米,两边以1:1.5的坡度往下延伸。在下游坝坡人蓄经常上坝的坝段,设置步级供人蓄行走。
(4)坝身排水
本次加固设计拟在二级平台及坝脚均设置排水沟,同时下游坝坡每隔200米设置一道纵向排水沟,以把平台排水沟的水流引向坝脚排出,以免下游边坡及二级平台被水流冲刷。同时在河床渗水较多的坝段坝脚设置反滤体排水。
3.2溢洪道重建
(1)溢洪道现状
现溢洪道为开敞自流式土渠,堰顶高程74.20米,原设计底宽20米,边坡系数为1,比降1/120,现土渠溢洪道的最大泄洪流量为80.85m3/s,而按照粤府[1997]86号文的要求,该水库本次采用50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,由此而计算出50年及500年一遇的最大来水流量分别为Qmax=163.83m3/s、245.25m3/s。由此可以看出现土渠溢洪道的泄洪流量无法满足新标准的要求。本次水库加固须新建溢洪道。
(2)溢洪道的进口断面及结构型式
溢洪道的进水口为喇叭形进水口,两岸边墙的高度随着土坝的边坡坡比逐渐减低,两岸的挡墙均为重力式混凝土挡土墙,因水库洪水期泄流量较大,最大可达213.1 m3/s,大于10 m3/s,溢洪道堰底及豆粕不宜采用浆砌石或干砌石衬砌,所以设计溢洪道堰底及陡坡段底板均采用混凝土底板。
3.3 输水涵加固
(1)输水涵现状及加固设计方案
现输水涵位于土坝桩号0+503米处,涵底高程为68.00米,涵管内径为0.8米,长47米,设计正常放水量1m3/s,满足灌溉要求。其内径也符合有关标准的规定,运行经验表明涵管的结构,强度满足要求,对于涵管轴线两侧的渗水现象我们拟对其进行灌浆处理。由于该水库土坝坝体加高培厚,固须接长原涵管,接长涵管长16米,管内径0.8米,管壁厚0.22米。原进水口采用转动门盖控制,现该设备已严重老化,无法进行启闭,转动门盖也已破损,涵管漏水严重,水库已无法正常蓄水。本次加固设计拟拆除原转动门盖,在涵管进水口新建放水塔。
3.4接长输水涵管结构设计
(1)水力计算
输水涵水力计算采用XL-1程序计算,其计算结果为:斜坡长度6米,消力池长度3.0米。本次设计取斜坡长度6米,消力池长度4米设计。
3.5输水涵涵身结构计算
(1)基本资料
接长涵管为钢筋混凝土结构圆管,管内径r0=0.4m,涵管厚h=0.22 m,外半径r1=0.62 m,管平均半径r2=0.51 m,混凝土座垫(2a=135º)管中心处,接长管处内水水头H1=5.42m,外水水头H1=2.51m,管顶填土高度H=5.4 m,回填土为粘土,饱和容重γt=1.72t/m3,管上水平土压力系数取η=tg2(45°-22.4°/2)=0.448,制管材料采用Ⅱ级钢筋(Rg=2400kg/cm2),C25混凝土(Rw=180kg/cm2)建筑物等级Ⅳ级,安全系数k=1.35。
(2)内力计算
3.6.自动监测系统设计
水库自动监测系统亦称“超短波自动化综合参数监控系统”,其主要内容包括:①水库水位、水库集雨区雨量遥测及洪水预报系统,并包括大坝测压管水位及渗漏堰槽的监测;②大坝位移、沉降自动观测系统;③县区三防办中心站、水库管理处及水文处的分中心,二级计算机组网无线数据通讯系统。
4水库除险加固后基本情况
(1)水库库容
正常水位74.20米,正常库容183万立米;设计洪水位76.40米,相应库容为311万立方米;校核洪水位为77.03米,相应库容为373万立米;死水位68.00米,死库容17.65万立方米。
(2)挡水建筑物
加固后土坝为均质土坝,土坝全长732米,坝顶高程80.00米,最大坝高17.77米,坝顶宽4.5米;二级平台高程72.00米,二级平台宽5米。上游坝坡坡度1:2.5,采用C15砼护坡覆盖原浆砌石护坡,砼护坡厚度12厘米;下游坝坡坡度1:2.5,采用草皮护坡;在原河床段坝体比较高的部位,设置反滤体。反滤体顶部高程为65.235米,其平台宽1米。
(3)泄水建筑物
新建溢洪道采用宽顶堰型式,堰顶高程74.20米,溢洪道宽30米,斜坡长16米,消力池长12米,海漫长26米。溢洪道从正常水位74.20米开始自由溢流,最大排洪流量为213.1 m3/s。
(4)输水建筑物
水库加固后,由于土坝加固培厚,所以须接长涵管长16米,管内径0.8米,管壁厚0.22米。原涵管进口转动门盖已无法使用,须拆除重建,本次输水涵加固拟拆除原转动门盖,设置放水塔控制放水流量。放水塔高度为80-67.4=12.60米,其中工作室高度为3.5米,塔身为C20钢筋混凝土圆结构,塔内设置闸门,塔上安装启闭机,进水塔基本数据为:进水高程为68.00m, 塔工作台高程为80m,启闭机房顶高程为83.5m。
5 小结
加固工程技术论文范文2
二、勇于创新,总结经验。专来技术工作水平在实践逐步提高
一九九七年八月参与了南平至章庄二级公路路面改善工程建设,在该项目中,任技术负责人,总结并编写《水泥稳定砂砾层机械化施工要点》,对在水泥稳定砂砾机械化施工中,机械配备,材料用量及控制,工艺流程及工程质量控制起到了良好效果。在一九九八年孟溪大垸水毁调研工程后,总结了《沥青路面春季翻浆处治方法及要点》,在春季雨水过多,不利于沥青路行车的状况下,主要采取三种处理措施:(1)开挖路肩明沟:春初翻浆路段两侧路肩上每隔6-8开挖一道横向明沟。及时排降除路面水份。(2)挖横断面或路基明沟,不致使路面积水。(3)挖渗水坑,在易于翻浆的路段,挖成直径20-40cm左右的坑,人工定期掏出坑积水。同时还在市养护工作经验流会上作了《浅谈公路水毁的成固与防法》,总结经验。近几年工程水毁主要有路基沉陷,路基坍塌,桥梁破坏,防护与加固工程损坏等类型。公路水毁要以预防为主,及时清除水毁隐患,防患于未然,只要能从公路的设计、施工、养护等方面重视水毁,采取措施得当,公路水毁将会得到有效控制。
三、敢于探索,理论结合实践,专业技术工作成绩显着
一九九八年十月,担任水泥路养护工程队技术员,在公安县公路管理局列养里程中,国道二级水泥砼路面有49km,省道公石线有49.5km,为了交通行车舒适,找出一条即经济又合理的水泥砼路面破板修复办法,通过实践观察发现破板的主要原因是基层不稳定造成的,影响基层不稳定的主要因素是雨水渗透到基层,在荷载的作用下,基层开始变形发生唧泥,对这种现象,我们为市养护科提出要加强对水泥砼路面进行缝养的建议,采用科学的缝养和高密度缝养材料,对遏制水泥砼路面的破碎起到了明显的效果,受到了市局的领导表扬。
xx年2xx年国道黑狗当大桥工字梁生生位移,桥面铺装板破裂,桥梁伸缩缝损坏,被省市专家确定为危桥,需要加固维修。我担任该项目技术负责人,针对大桥各种病害,通过近十天观察,报省市批准,采用简支梁稳定工字梁,重新布筋进行桥面铺装,通过四个多月的维修加固,经省市检测为合格优质工程,大大的提高了桥梁的通行能力,行车安全有了保障。该项目受到了省市领导好评,市养路科在此召开了全市桥梁维修加固工程现场会,个人也受到了极大的鼓舞。xx年四月完成了207国道二级路面改善工程j标段施工任务。我担任技术负责人,在老油路基础上进行加铺砂砾下基,在施工中发现老油路路面呈块状,且极不稳定,上报给市局,经实地察看,本人建议挖除块松动油路基础,进行局部挖一补一措施,通过弯沉检测,各项技术指标合格,此项目被评为优质工程。xx年三月担任沙刘接线改建工程技术负责人,在处理软基时,k00+300-k00+500有200米软基无法处治,因路基旁为一水堂,在下挖无望的情况下,结合在书本上学到的知识,进行石灰桩处冶后,再进行底标号砼下基施工,三天后通过弯沉检测,容许值在标准范围内,完全合符二级公路建设标准,受到监理和业主的表扬。
xx年八月参加了省公路局与长安大学科研项目试验工程建设,任公石d标技术负责人。因为公石线是连接我市至湖南岳阳107国道的主要干线,对我市的经济发展有着十分重要的作用,根据湖北省公路局和长安大学科研项目要求,其主要是目的在于比较旧水泥砼路面上不同结构加铺层在相同的气候,水文、地质等自然条件及相同交通量情况下各种加铺层的使用寿命,防止反射裂缝的能力,找到适合于湖北实际情况,在技术上可行,经济上合理及施工方便的旧水泥砼路面加铺改建的典型结构。在湖北省公路局和市局主管部门的领导,在长安大学陈教授和杨博士的指导下,我参与了项目技术科各种承载力试验及cbr值检测,对板块不同部位进行了弯沉测量。参与了初步测量,设计到实际施工放样,水准点恢复及中线测定,为长安大学科研项目提供了第一手数字依据,在几次省公路局和长安大学的经验交流会上,受到了省局和长学教授好评,该项工程初步评定为省优质工程。
四、严标准、严要求,力求专业技术工作迈向新台阶。
加固工程技术论文范文3
1.1边坡稳定性的影响因素①地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区,往往岩体破碎、沟谷深切,较大规模的崩塌、滑坡极易发生。②岩体结构。不同结构的岩体,物理力学性质差别很大,边坡变形破坏的性质也不同。③风化作用。边坡岩体,长期暴露在地表,受到水文、气象变化的影响,逐渐产生物理和化学风化作用,出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后,边坡的稳定性大大降低。④地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重力减轻;水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。⑤边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说,坡高越大,坡度越陡,对稳定性越不利。⑥其他作用。此外,人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
1.2边坡工程稳定性分析方法
1.2.1边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法,也是工程实践中应用最多的一种方法。
1.2.2边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料,以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性,天然边坡尤为突出,因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用,而且作用强度不一,且又错综复杂,致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法,可靠指标法,统计矩法以及随机有限元法。
2边坡工程处治技术
2.1抗滑桩技术边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似,但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材,桩断面刚度大,抗弯能力高,施工方式多样,其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩,机械钻孔速度快,桩径可大可小,适用于各种地质条件;但对地形较陡的边坡工程,机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济,但速度慢,劳动强度高,遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外,桩径较小时人工作业面困难。
2.2注浆加固技术注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙,以改变注浆对象的物理力学性质,从而满足各类土木建筑工程的需要;注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关,如果忽略其中的任何一个环节,都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提,注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。
2.3加筋边坡和加筋挡土墙技术加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度,增强土体的稳定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术,形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比,加筋边坡和加筋挡土墙的特点有:结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点,目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等;甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。
2.4锚固技术岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中,以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重,节约了工程材料并确保工程的安全和稳定,具有显著的社会效益和经济效益,因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用,例如以下几种情况:①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用,构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩;锚杆可以是预应力或非预应力锚杆,预应力锚杆材料多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上,锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡,以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙,这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ,Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护,一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。
2.5预应力锚索加固技术用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力,提高它们的刚度,使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压,滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大,加强它们的自承能力,可有效地限制岩体的部份变形和位移。
2.6排水工程的设计地表排水工程的设计要求:①填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝,往往是滑坡的先兆,也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层,使土的抗剪强度降低,造成坡体滑动。因此,对坑洼和裂缝应仔细查找,认真夯填。②合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置,应尽量顺直,并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时,应将凹地填平或与外侧挡土墙相连,内侧与水沟联结,避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底,导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点,充分利用自然沟谷,在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等,形成树杈状、网状排水系统,以迅速引走坡面雨水。
3结语
论文对常用边坡工程的处治措施进行了初步探讨,指出了常用边坡工程处治措施的适用性,然而随着工程建设规模的不断增大,边坡高度增高,复杂性增大,对边坡处治技术的要求也越来越高。可以预见,随着科学技术的发展,边坡处治技术将得到进一步的发展,并逐步趋于完善。
参考文献:
[1]彭小云,张婷,秦龙.高陡边坡稳定性的影响因素分析[J].高陡边坡稳定性的影响因素分析.2002.
[2]赵明阶,何光春等.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社.2003.
[3]郭长庆,梁勇旗等.公路边坡处治技术.北京:中国建筑出版社.2007.5.
加固工程技术论文范文4
【关键词】砖混结构;纠偏加固技术;坑式静压桩加固
中图分类号:B032.2文献标识码:A
近年来,我国经济的快速发展使得建筑工程成就显著,同时也带来了不少工程质量问题,其中地基基础方面的问题占很大的比重,尤其是砖混结构的老旧房屋。由于砖混结构房屋抗剪强度低、抗震性能差,工程中易出现沉降不均匀,倾斜、开裂等问题,造成建筑物不能满足安全、适用、耐久的要求。城市建设规模的不断扩大,使得一些建筑物不得不建在不良地基上,在这种情况下又未对地质勘察、设计、施工、监测等环节加强监管,便会发生不均匀沉降、开裂、倾斜等事故。其次,我国现存的大量古代建筑,由于建造时期施工技术水平的限制,以及在长期使用中结构功能逐渐减弱,出现了倾斜、结构破坏等问题,使房屋的建筑结构需要进行加固处理。一般加固处理包括几种类型,如既有建筑在功能的改造方面的加固处理、对结构发生裂损的进行补强处理、房屋整体的结构纠偏、加固以及对单位构件截面承载力进行加固处理等。
1.纠偏加固施工关键技术分析
建筑物倾斜包括整体倾斜和局部倾斜,造成建筑物倾斜的原因很多,有上部结构、地基基础的原因,也有环境和外部干扰的原因,或者是这些共同作用的结果、建筑物倾斜发展的过程也不相同,有的是在施工过程中产生的,有的是经过长时间积累在使用多年后才暴露出来的,还有在外力作用下突发产生的。建筑物倾斜的发展趋势也不相同,有逐渐趋于稳定的,也有等速进行甚至突然趋大的。建筑物倾斜往往是地基承载力不足、变形过大、地基失去稳定性的反映,只有明确建筑物倾斜的原因,并对房屋纠编加固处理的必要性和方案的合理性进行充分研究,才能有效的进行建筑物的纠偏加固工作。总之,建筑倾斜是地基丧失其稳定性的反应,是地基不均匀沉降的结果。当沉降量超过一定的范围会造成危害。因此须对建筑物进行纠偏。纠偏技术一般有顶升(抬升)、迫降、阻沉以及综合处理等、常用的纠偏方法及特点如下:
1.1 顶升纠偏
顶升纠偏法是指在建筑物基础沉降大的部位采取顶升措施,或者在沉降大的一侧地基土中注入具有挤密加固作用或具有膨胀性的浆液的纠偏方法。
图1顶升法纠偏计算示意图
顶升纠偏法有框梁顶升纠偏法、托梁顶升纠偏法、静压桩顶升纠偏法、地基注浆顶升纠偏法及双灰桩顶升纠偏法等。
1.2 迫降纠偏
采取措施迫使建筑物沉降较小的一侧下沉,减少或消除与另一侧的沉降差,以达到纠偏倾斜建筑物的目的。
图2迫降法纠偏计算示意图
常用的迫降纠偏方法有掏土纠偏法、加压纠偏法、抽水纠偏法和浸水纠偏法。
1.3 阻沉纠偏
采用地基基础加固托换方法或改变结构形式和地基附加应力分布,减少或阻止沉降较大一侧的沉降,而让沉降较小的一侧继续沉降。使原来的沉降趋势反方向发展,从而达到纠偏目的。主要方法有:部分托换调整纠偏法、卸载纠偏法和调整上部结构纠偏法。
1.4 综合纠偏法
同时采用两种或两种以上的纠偏方法达到建筑物纠偏的目的。这数种纠偏方法有时是预先确定的,有时是在纠偏施工过程中根据纠偏情况进行方案调整而采用的。
(1)顶升、迫降法相结合
即先在沉降较大的一侧用锚杆静压桩或坑式静压桩进行顶升,以减少沉降差和基底压力;然后在沉降较小的另一侧用掏土或抽砂、抽水、浸水、加压等方法迫降,直至建筑物被纠偏扶正为止。
(2)多种迫降法相结合
为了加快沉降较小一侧沉降速度,可将两种或两种以上的迫降方法混合使用,已达到建筑物纠偏扶正的目的。
(3)卸载牵拉纠编法
对于软土地基上的贮池、贮罐等筒体结构的纠偏,可先卸载,然后利用筒体结构刚度较强的特点,用牵拉的达到纠偏扶正的目的。
1.5 桩基础纠偏法
主要有桩基水冲纠偏法、断桩纠偏法和掏土、浸水等常规纠偏方法。
(1)桩基水冲纠偏法
用高压水冲刷桩周或桩底土体,促使基础下沉,达到纠偏目的。一般情况下,
对于摩擦桩和较长的摩擦端承桩,一般冲刷桩身土;而对较短的摩擦端承桩,则常常冲刷桩底土层;端承桩不适用该方法。
(2)断桩纠偏法
断桩纠偏法是通过凿除桩顶周边混凝土,使被凿桩段的截面积减小,局部压应力增大,迫使承台下沉而达到纠偏目的。纠偏后应恢复桩顶与承台的可靠连接。当原桩承载力不足时,可对原桩进行加固。
(3)掏土、浸水等常规纠偏方法
对于桩和承台共同作用的情况,可采用浸水掏土相结合的方法,将承台底土所承受的荷载转嫁到桩顶上去,从而迫使桩身下沉,达到纠偏的目的。端承桩不适用该方法。
2.纠偏加固设计优化实例分析
工程实例:某住宅楼,砖混结构,建成于1995年,楼体发生沉降、倾斜。经勘核,大部分地基的承载力无法满足上部结构的要求。要解决沉降与倾斜问题,首先必须对承载力不足的地基进行加固,使其满足承载力的要求,然后才能进行纠偏,解决建筑物的倾斜问题。通过对建筑物检测分析结果,综合比较,反复论证,决定采用坑式托换加固法与浅层掏土纠偏法相结合的纠偏加固方法。
在该工程的维修施工过程中,将原沉降较大一侧的压桩和原沉降较小一侧的掏土纠偏同时进行,并推迟原沉降较小一侧桩的托换,既缩短了工期,又减小了桩顶的附加应力,同时房屋的附加沉降也控制在允许范围内,取得了较好的纠偏效果。
图3纠偏加固施工图
纠偏能否成功关键在于方案是否合理、施工是否得当。因此,方案设计前应进行充分的调查研究,严格按方案施工、并进行严密的监测、及时准确的反馈建筑物沉降情况。
2.1加固区坑式托换桩设计
南端基础座落在软弱地基上,必须首先对该段进行稳定加固,控制其在纠偏施工和以后的长期使用中不再产生新的沉降。因此,对南端软弱地基采用桩式托换法加固处理。
(1)桩距及桩数
在加固区条基下均匀的布置托换桩,根据/条基一疏桩基础0桩距(>6d)可确定加固区承重横墙及纵墙下的托换桩数。加固区托换桩的布置共布置33根桩,该加固方案的原理就是采用桩式托换法,使基底土得到补强加固,托换桩与土形成疏桩复合地基,共同承担上部结构荷载。
(2)单桩承载力设计值确定
根据数据可知,砖混结构住宅楼单位面积的重量为1.5t,根据加固区的总建筑面积可估算加固区建筑物的重量约为1O00t,根据桩数可知单桩承载力设计值约为300kN。
(3)极限承载力
参考工程地质勘察报告,以砾砂层作为地基持力层,则南端托换桩入土深度约为11.5m(桩长9m),北端托换桩入土深度约为6.0m(桩长3.5m)。按公式估算桩竖向极限承载力,则最南端桩竖向极限承载力为560kN;北端桩竖向极限承载力为400kN。
(4)终压力
坑式静压桩的终压力可由设计单桩承载力确定:
P压=KP
式中: P压终压力;P为设计单桩承载力标准值;K为压桩力系数。与地基土性质、压桩速度、桩材及截面形状有关。在粘性土地基中,当桩长小于20米时,K值可取1.5。
(5)条形基础受力验算
静压桩作用下对钢筋混凝土条形基础进行抗冲切、抗剪和抗弯能力验算,验算结果符合规范要求。根据设计共布置地基托换桩96根,1~33号桩的设计承载力为300kN,根据公式桩的终压力为450kN,以确保南端地基加固后建筑物不再沉降;34一96号桩的设计承载力为2OOkN,根据公式桩的终压力为3O0kN,用来加固补偿北端地基因掏土对地基稳定性的破坏。该建筑物总的建筑面积为2974.31m2,根据经验可知砖混结构住宅楼单位面积的重量为1.5t,则该楼总重为4164t。
托换桩采用钢筋混凝土预制桩,桩截面为200mm×200mm桩身混凝土强度等级为C30,内配4根直径为12mm主筋,箍筋采用直径为6mm,间距为150mm,两端预埋8mm厚钢板,用于电焊连接桩段,桩段长度有1.5m、1.2m、1.0m、0.8m、0.5m等几种。
图4预压托换桩结构图
1)上部结构加固
对上部结构刚度不满足纠偏要求的部位进行加固,填充加固抗压验算不满足要求的一层~五层(l)轴线(D)一(F)轴线卫生间与窗间的墙段,加固抗压验算不满足要求的一层(14)轴与(E)轴相交处纵墙。
2)水平向掏土,迫使基础沉降
在沉降量小的北端,选择直接在条形基础下进行水平向掏土,削弱原有的支撑面积,加大浅层土中的附加应力,迫使基础沉降。为能实现有效掏土和有效沉降,在该楼房北端承重墙两侧间隔布置掏土工作坑,每次掏土量应从北向南依次减少;基底土体被掏产生临空,地基支撑面积减小,接触应力增加,地基土产生侧向挤压变形,迫使基础逐渐下沉。
2.2坑式静压桩施工工艺
确定桩位-操作坑开挖-第一节桩就位、校正-压桩-深度及压力值记录-下节桩就位、校正-焊接接桩-压桩-压桩力达到设计要求-最终深度及压桩力验收-托换处理-承台制作-操作坑回填-地面回复。
坑式静压桩是利用建筑物上部结构自重作支承反力,用千斤顶将预制好的钢筋混凝土桩接长后逐段压入土中的施工方法。坑式静压桩是在既有建筑物基础底下进行施工作业,因而难度大且有一定的风险性,所以施工时必须严格的施工程序和具体的施工操作方法。
2.3坑式静压桩的托换处理措施
(1)加固区坑式静压桩的处理措施
由于南端地基变形过大、地基承载力严重不足,有地质勘查报告和施工日志可知南端的杂填土层较厚,且在地基基础施工时没有对杂填土进行处理。因此,为了有效的阻止南端地基的沉降变形,须对南端地基进行静压桩托换加固,静压桩穿过软弱地基层落在可靠地持力层上。为了使静压桩提供稳定持久的承载力,减少地基的压缩变形,对加固区静压桩做以下的处理措施:
l)在静压桩压桩施工前,凿除条基底部与桩接触区域的素混凝土垫层,并打磨光滑,以减小静压桩头部位与条基底部的压缩变形。
2)压桩施工压桩力达到终压力控制标准时,将液压千斤顶不卸压稳压一段时间,以提高静压桩承载力的可靠性。
3)液压千斤顶稳压后,安装托换架,用两个同型号的手动千斤顶在托换架上同步加压,直到液压千斤顶压力表读数下降时为止,量取桩头部位到条基底部的距离,用截取的钢管托换液压千斤顶,在钢管上垫上钢垫板并用钢楔打紧。
(2)掏土区坑式静压桩的处理措施
地质勘查报告显示,北端地基压缩性较小,其承载力也较高,但是在浅层掏土法纠偏过程中,掏土施工对地基土造成扰动,破坏了浅层地基土的承载结构。因此,北端地基土中静压桩即可以起到掏土纠偏完成后分担上部结构荷载的作用,又可以起到在纠偏到过程中保护上部结构,防止纠偏过大的作用。为了使静压桩能够很好的跟地基土一起承担上部荷载,并充分发挥桩的承载力,使桩产生一定量的下沉,达到桩同作用的效果。因此施工时对掏土区的静压桩做以下的处理措施:
l)压桩施工压桩力达到终压力控制标准时,将液压千斤顶不卸压稳压一段时间,避免地基土中的薄夹层对压桩力的影响。
2)压桩完成后卸掉千斤顶,并在桩顶上放置预留了一定沉降缝隙的钢管,起到建筑物沉降过大时的保护作用,对于沉降过大部位或者建筑物变形的关键部位可以在桩顶上安装大吨位千斤顶,来控制沉降。
3)当掏土施工完成后,各点沉降达到目标值后,需对静压桩进行托换处理,托换施工也采用预压托换法。由于条基下混凝土垫层的存在,当桩受力后有一定的刺入量,使得桩同作用的优越性得以发挥。
结语:
随着科学技术迅猛发展,实践积累、创新出各类改造加固的新方法,相关行业规范、标准也逐步完善,本文仅针对砖混结构旧楼改造加固工程的设计与施工中对纠偏加固技术进行分析、探讨,希望对我国老旧砖混结构房屋改造、纠偏加固工作提供一些参考。
参考文献:
【1】陈昌露.砖混房屋维修加固技术研究及工程实践[D].天津大学工程硕士学位论文2006年
【2】赵勇强.既有建筑物地基基础加固的研究与工程应用田].武汉科技大学硕士论文2007年
加固工程技术论文范文5
关键词:改革开放三十周年
夜深了,都市的繁华暂时告一段落,他的心却喧嚣起来。说也怪,一棵树……都市里难得见到的一棵有30年树龄的杨树,自己却不平静。他独自在都市霓虹灯的照耀下矗立着,微弱的灯光下时常走过几对情侣,他却要独自度过这一个个长夜。
三十年前,这里还只是荒芜的田野,在他到来之前,曾有无数的植物朋友在这里尽情的地生长。突然有一天,他被从育苗室里稀里糊涂地带到这里。原来是一群上山下乡的知识青年因为政策落实马上就要离开这里,回到城市,他们想在这片属于村集体的荒地上种下一棵杨树以示留念。尽管他们即将离开这里——他们为之奋斗的7年的地方,可是他们却没有任何伤感之情,相反他们兴奋得很,就像当初响应的号召满怀激情一样。就这样他就在这个古老而文明的土地上扎下了根。
他的命运自他们走后发生了改变。在知识青年给他浇了几桶水走后,他就开始了自己“自生自灭”的历程。因为这块地是村里的荒地,属于村集体所有,所以平日里没有人在这里劳作,和他作伴的只有荒草和时常出没的野兽,至于浇水施肥更谈不上。若不是他自己的生命力强,早就枯死了。在最旱的季节里没有人给他浇水,在最冷的季节里没有人给他保暖,村支书尽管在知识青年走前满口答应要照看好他,可是他不仅没有照看他,反而时常在夏季晃动他的枝叶,以满足支书家绵羊的食用。周边的荒草大多因经不起恶劣的自然灾害纷纷枯萎,这使他变得更加孤单。没有人可怜他,因为他不属于他们所有的树木人文历史论文人文历史论文,他知道作为一棵杨树,自己是属于整个村集体的,说白了,自己谁也不属于。
1982年的夏天是他最为难忘的,因为这个夏天终于有人关心他来了。当一对年轻夫妇来到他的身边时,他还以为他们也是为“摧残”他而来(这几年他被经常摧残,以至于产生了恐惧症)。谁知年轻夫妇却给他加固了土并且给他浇下了有生以来的第二次水。他刹那间懵了,难道人类进化这么快?他不禁扪心自问。年轻夫妇之间的对话使他明白的,原来他有了新的所有人了----这对年轻夫妇。女的对男的说:”咱们和村里的土地承包合同已经签了,按照国家的政策是30年不变,这下单干好了, 他们可以好好为自己干活,往地里施肥,挣了钱,买辆自行车。”他自此有了新的主人,从此他不再成为集体财产,而是个人的了,从此没有人再来摧残他,因为他已经有了明确的所有人毕业论文范文。于是在年轻夫妇的照管下,他开始茁壮成长起来,他脚下的土地也因这对年轻夫妇而变得肥沃起来。年轻夫妇在他脚下的土地上种上了小麦和大豆,在他们的精心呵护下,每年都是大丰收。
好景却不长。历史进入20世纪90年代,由于农民的税费负担不断加重(他是在农民的闲谈之间得知的),他的所有者——这对夫妇,不再像以前往田里施肥浇水了。因为即使农业丰收了,也没有多余的赚头,他们只好懈怠起来,尽管是他们自己的土地。终于年轻夫妇放弃了自己耕种十几年的土地,和村里的乡亲们一同到沿海城市打工去了。不是他们想挣多少钱,而是在村里他们无法生活下去:粮食价格低,农业税费高,这是没有办法的办法。此时杨树已经能够“自理”了,但看到自己脚下的土地有又要归于荒芜,他却有些心痛。他常常问自己:为什么具有地球上最高智商的人类,却选择放弃土地,荒芜土地?只可惜他自己却找不到答案。尽管他努力用自己的根络去保持水土,可一连几年的荒芜,使土壤严重变质,再恢复耕种几乎变得不可能了,他每天默默地数着日子的到来,看着太阳东升西落。
忽然,有一天,这片土地上来了几个工程技术人员,他们一会丈量土地,一会打量他,一会又细细地协商。他不知道在这片已经荒芜的土地上将要发生什么事情,他也懒得知道。这些工程技术人员走后没几天,更多的施工人员和工程器械进来了,原来他们要在这里修建化工厂,此时的他已经不再心波荡漾,他不再指望人类能创造出什么新花样。可是这次却失策了,化工厂开工后,没日没夜地往外排放废气废水。他的根部因此而开始变得枯萎,叶面上留下许多让他喘不出气来的灰尘,这下完了,不仅是他,还有他身边的自然环境:雨水变得浑浊不堪,原先新鲜的空气变得刺鼻难闻人文历史论文人文历史论文,四处的野草此时也已经枯萎凋谢,土地开始荒漠化,乌鸦时而在空中悲戚地鸣声。他不仅要问:作为自然界一员的人类,有什么权利可以毁灭自然?人类毁灭自然实质上就是在毁灭他们自己。然而此时的他已经自身难保了,风一吹他便要摇曳起来,一般的树枝已经枯萎了。
在他整日垂头丧气,有气无力地呼吸时,一群穿制服的人从几辆车上下来了,他们是来限制化工厂排污的,原来是环保局的人。他是在他们走后,从厂长的谩骂声中得知的:现在中央提出科学发展观,对于污染严重的企业要进行整改,淘汰落后的生产技术,这个化工厂就在整改范围之内,尽管厂长不愿意花大价钱购置净化设备,但是形势所迫,不得不买,否则只有关闭。
终于,工厂排放的废气和废水经过处理后,变得好多了,但死去的枝干仍然没有复活。在昏昏沉沉中,大约又过了几日,有个林业部门的工作人员在他的身上贴了个标签,自从标签贴上以后:每天都有很多人来参观他,这使他感到很好奇:人类怎么一下子变得珍惜他起来了?但他现在已有些体力不支。直到有一天,一个小朋友问他的妈妈,那个树上贴的是什么呀?那个孩童的妈妈对他说:此树种植于公元一九七八年,至今已有三十年的树龄,是本市目前树龄最大的杨树。啊!原来如此,但此时的他也只是微微一笑,继而又归于沉寂。
加固工程技术论文范文6
【关键词】建筑;软土地基;强夯法
一.前言
强夯法是应用强烈迅猛的夯击能量来加固处理地基的方法,可以提高土体的承载力与强度,减小土的压缩性,并防止固结沉降。由于应用强夯法来加固处理地基的办法具有很多优势,比如施工机器简单,处理出来的效果显著,处理速度快等特点,而且还能重新进行再利用废料,能干变废为宝,具有很强的适用性,所以被普遍应用到建筑工程地基加固处理中,而且其发展前景也非常广阔,但是此施工过程中会产生强烈的声响和振动,不能应用到离居民区较近的建筑工程中。
二. 软土地基工程特点
(一)较大含水量和高压缩性
软土一般是由茹土粒组及粉土粒组组合而成并含少量的有机质。粘粒所含的矿物蒙脱石、高岭石和伊利石约占万分之二。晶粒比较细,多为薄片状,表层分布着负电荷,周围的水通过作用后形成偶极水分子,通过吸附成为水膜并包围。由于差异的地质结构和环境下多以絮状结构呈现。软土的结构形成决定了其孔隙比。空隙中的水分多,干容重就相对较小,再加上含有的微生物和腐殖质,有的还含有可燃性的气体成分,造成压缩性特别高,而且长期也达不到固结稳定状态。该特性表现为软土当受到来自外部一定压力之后,土粒间的缝隙就会迅即减小,但是结构却无法彻底地稳定固结,因此不具备稳定承载能力。
(二)抗剪强度低
由于软土结构具有非常大的孔隙,其抗剪能力比正常地基要小得多。软土的具体抗剪强度一般可以在工程现场通过做原位试验予以确定。
(三)透水性低
通过对软土进行实验检测,发现软土具有很高的含水量,甚至接近于饱和。
渗透系数一般都在1x10-6-1x10-8cm/s范围,受到荷载后固结的速度特别缓慢。当地基中有机质含量较大时,腐质有机物化学反应就能产生气体,以气泡的形式存在缝隙中,渗流的空隙通道被阻塞,造成渗透性大幅度减低。尤其垂直的层面方向几乎不透水,这样就造成采用降水及排水的方法,以实现固结稳定难度很高。反映在工程上表现为沉降延续时间特别长,而且在受荷开始,经常出现较高的孔隙水压力,会直接影响地基的承载强度。
(四) 触变性
软土结构中经常出现类似絮凝状的结构性沉积物,当原状土没有受到破坏时具有一定的结构强度,但一旦受到扰动,结构随即破坏,强度迅速降低或甚至很快转变成稀释状态。因此,软土地基时常表现为受外部振动荷载以后,产生侧向滑动、沉降及其底而两侧挤出等现象,直接破坏工程基础,无法体现稳定强度。
(五)流变性
实践表明软土在一定的外力荷载加压下,持续时间越长,变形越大,而且长期的承载强度远远小于瞬时承载强度。这个特点对水利工程建筑物、堤防边坡、水库挡墙、码头基础设施等稳定性具有鲜明的破坏性,不作处理或处理不好极易造成工程整体或局部沉降、倾斜或倒塌等安全事故。
三. 软土地基的强夯法加固处理技术
(一)试夯
工程进行之前,必须依据初步确认的强夯参数,同时应当在现场选择具有代表性的区域进行试夯,然后将夯后检测数据与夯前做对比,来验证其强夯效果,以此来确定最终施工所要来用的各项强夯参数。如果试夯没有达到设计要求,则需要对其进行调整,并且应该选择多块区域进行试夯,以便对不同设计参数的方案进行比选、优化。
(二)平整场地
首先应当预测强夯之后会引起怎样的地面变形,然后再根据其确定夯前地面标高,接下来使用推土机推平场地,施工人员需要认真检查强夯场地范围之内每一处地下管线以及地下构筑物的标高和位置等。要尽可能避让地下不可移除的管线、设施等。当强夯施工产生的冲击能对地下管线、设施可能造成损害时,应当编制切实可行的方案,采取隔振、减振措施,避免强夯施工对地下既有管线、设施造成影响。
(三)垫层及降水
如果地表土层是细粒土并且地下水位相对较高的时候,就需要在施工场地表层铺设在零点五至两米厚的土垫层,一般垫层使用的是碎石土、砂砾石土等松散的材料,并且还可采用降水措施来降低地下水位。通过上述方法使地表具有足够的承载力,以满足强夯设备的施工要求,确保强夯设备在行走过程中不致倾覆,既确保了工作效率,也因采用松散材料而有利于积水的排除。
(四)强夯夯击
使用上述方法的时候应当依照加固顺序先深后浅,即首先将深层土加固,接下来将中层土加固,最后将表层土加固。因此在夯坑底面上部填土将略微疏松,并且由于其会有强振动,将使周围已经夯实的土层出现一定程度松动,所以,一般在夯完最后一次夯点之后再使用低能级的强夯进行一次满夯。并且在工程施工质量检验的时候,还有可能检测出厚度大的表层土密实情况要相对下层更差,这主要是由于满夯参数选择不当造成的。满夯施工过程中,由于地表土层没有上筱压力,侧向约束很小,满夯时造成的土体侧向变形较大,出现表层松散现象。可以采用降低夯锤质量、缩短落锤距离、增加夯击次数,达到夯实效果。由于采用了松散的夯填材料,这有利于夯坑间积水的排除,在施工现场应设置排水沟、集水井、水泵等设施、设备排除积水,便于地基消散固结。
(五)监测工作
按照上述方法进行施工不只需要严格遵守施工顺序,而且还需要专职人员从事工程的监测工作。
在开夯前需要检查夯锤落距以及锤重,保证其单击夯击能量符合设计需要;工程施工过程中夯点偏差过大也时有出现。
因此每一次夯击之前,一定要对其进行一次复查,并且在点夯完成之后也必须检查夯坑位置,如果有漏夯以及偏差过大需要马上整改。因上述方法施工有其特殊性,施工过程中每一个数据和施工顺序是否符合设计要求,很难在强夯施工结束后检测出来,所以需要将施工过程中的每一项数据以及施工情况做详细记录。
四. 建筑软土地基的强夯法加固处理质量控制措施
在施工前应当通过试验来确定强夯施工的技术参数。在夯击前应当先平整场地 , 在周围设置排水沟 , 并应当先对夯点进行放线定位 , 并标好第一遍夯点的位置。在起重机就位之时 , 夯锤就应当对准夯点的位置。若发现夯锤歪斜的情况时 , 应及时进行坑地的整平。而在强夯施工前应当检查夯锤落距和锤重 , 以保证单击夯击能够符合要求。在每遍夯击之前 , 应当对夯点的放线进行一次复核 , 在夯完后进行夯坑位置的检查 , 发现漏夯和偏差应当及时改正。并应对施工过程中的各类参数及其施工情况进行详细的质量记录。
五.结束语
综上所述,由于强夯会产生较大的冲击能量,从而在地基土中产生强大的动应力与冲击波,所以不能应用到离居民区较近的建筑工地,但是此技术强大的动应力与冲击波能够增强土层均匀的程度、改良土的振动液化情况、减少土的压缩性,从而达到增强地基强度的目的。本论文运用实际建筑工程中应用强夯法来进行地基加固处理的实际论证表面,采用强夯法来加固处理软土地基,并辅之以合理的排水措施,所取得的效果是非常显著的。
参考文献:
[1] 李俊喜. 浅析强夯法在地基加固中的应用. 科技创新与应用. 2012年5月,第04期,第301-303页
[2] 李 佳. 填海软基处理工程现场监测成果与加固效果分析. 南水北调与水利科技. 2014年8月,第04期,第87-89页