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摘要:近年来,建筑物地基基础的抗震加固问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,详细分析了地基基础的抗震加固技术措施,并结合相关实践经验与工程实例,对该课题展开了更为深入的探讨与研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于基础抗震加固相关工作的实践。
关键词:建筑物;地基基础;抗震;加固
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作,建筑物地基基础抗震加固的特殊性不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对基础抗震加固问题的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
地震对房屋的破坏作用是通过地基和基础传递给上部结构的。地震时,房屋可能由于地基承载力降低和产生不均匀沉降引起破坏,也可能由于上部结构不能承受地震力产生的附加应力而破坏,或两者兼而有之。唐山地震震后调查资料表明:由明显地基基础原因造成破坏的房屋只占地震时产生破坏的建筑工程总数的3-10%。虽然因地基基础原因造成的房屋震害只占房屋破坏总数的一小部分,但砂土地基液化、软粘土地基震陷、不均匀地基震害等给房屋上部结构带来的破坏是严重的。因此对地震工程事故,应采取有效措施加以预防。常用的地基基础的抗震加固方法有:提高上部结构刚度;加大基础底面积;加固地基;减轻荷载;增设刚性地坪;增设基础梁等。
3抗震加固技术措施
所有的建筑物都要具备一个牢固的地基,建筑物所有的重力都是由地基来承担的。我们所说的地基是受建筑物影响的那一部分地层,基础就是建筑物和地基相接触的部分。地基作为房屋的关键组成部分,其稳定程度是保证建筑物质量和应用安全的关键基础与前提。当地基基础需要加固时,可采用如下技术措施:
3.1进行抗震加固设计时,首先考虑易于实施的、加强上部结构构造措施的方案,必要时才进行地基处理。若液化层为基础的持力层,一般需采取地基加固措施。宏观经验表明,液化土层具有双重作用,它可以使地基失效,加深震害程度,也可以减小传递给房屋结构的地震能量,避免震害蔓延。
3.2相对于规范、标准的发展,加固技术的发展则相对缓慢,从八十年代开始进行抗震加固以来似乎改进不大。引入的新材料、新技术不过是碳纤维加固技术、粘钢技术、高强材料、喷射混凝土技术等。对于建筑物下的液化土层,可选用下列方法对地基或基础进行处理,以消除或减轻因液化而带来的危害。
3.2.1增设桩基或增加桩数,严格设定桩基。桩基——伸入液化深度以下稳定土层中的长度,这其中不包括桩尖的部分,应按照相关的计算来确定,对于碎石土、粗、中粗、坚硬的粘性土不应小于0.5m,其它非岩石最好不小于1.5m。
3.2.2降低地下水位或改善排水条件。
3.2.3对液化土,可在基础外侧设碎石排水桩,而在室内设钢筋混凝土地坪。
3.2.4可液化土层较浅且厚度不大时,可采用基础托换法加深基础,并穿过液化土层,置于非液化土层。
3.2.5深基础——基础底面埋人液化深度以下稳定稳定土层中的深度不应小于0.5m。
3.2.6加密方法(例如震动加密、强夯法)——应处理至液化深度下界,且处理后图层标准贯入锤击数实测值应大于相应的下限值,在采用加密大或者是换土法进行处理时,在基础边缘以外的处理宽度,应超过基础底面下处理深度的1/2,且不小于处理宽度的1/5。
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3.3对于不均匀地基、软土地基、可液化地基,可通过以下措施增加上部结构刚度,将地震引发的不均匀沉降所造成危害程度将至最低。如果地基承载力设计值无法达到抗震要求,就通过托换或采取有效的加固措施来提高地基承载力。以往在抗震构件加固处理方面,只着重加强某些构件抗震能力,最终往往造成除已进行加固处理的构建以外的其他构件的抗震能力较差,鉴于此,结构加固应该注重整体结构抗震性能的改善;以往的抗震措施只知道加固构造和进行抗震验算,现在应该转变这种工作方式,可研究抗震概念,从中分析出对建筑物鉴定加固的方法。
3.3.1结合上部结构的抗震加固提高建筑物的整体刚度,并合理调整荷载。
3.3.2对于砖墙承重房屋,应增设圈梁与墙体的连结,在地坪处增设圈梁或增加墙体的抗震能力。对于单层厂房、仓库等柱子承重房屋,可适当加强或增设地圈梁。
3.3.3若同一建筑单元内基础埋深不同,或虽埋深相同,但土质不均匀而引起明显的沉降差异时,应增加该处圈梁配筋及加强圈梁与墙体的联结。
4工程实例分析
某居民住宅楼为五层砌体结构,建于1995年。房屋平面呈矩形,由三个单元组成,一梯二户。房屋东西向长约41m,南北向宽约11m,开间尺寸3.6m、3.3m,房屋建筑面积约为1800m2,房屋的基础类型为墙下条形基础。由于房屋所处地东南面地貌均为河道,地基情况不甚理想,房屋下地基承载力不足,致房屋出现不均匀沉降,房屋基础及上部结构多处开裂。
4.1加固设计
为了阻止房屋不均匀沉降的进一步发展,设计采用在房屋承重墙体两侧增设钢筋混凝土基础梁兼做承台,并布置锚杆静压桩对其基础进行全托换加固,通过压入持力土层的桩基础代替软弱土层上的条形基础。锚杆静压桩采用截面尺寸为250mm×250mm的方桩,桩长1.5~2.0m每段,设计桩长17.5m,桩身混凝土强度等级为C30。设计单桩承载力特征值为265kN,封桩力为397.5kN。压桩以桩长控制为主,压桩荷载为辅;但如压桩荷载达到终压值后,荷载持续5分钟,且荷载值不下降,可停止压桩;为了减少压桩施工带来的附加沉降,封桩可采用预加反力封桩法。
4.2施工流程
按照以上加固设计方案,对该房屋进行锚杆静压桩基础加固施工。在钢筋混凝土基础梁达到设计强度要求后,再进行压桩施工。
(1)引孔:按照基础加固施工图纸在设置锚杆静压桩处,用地质钻机引孔;
(2)钢筋混凝土基础梁施工:按照基础加固设计进行钢筋混凝土基础梁施工,施工过程中预留压桩孔;
(3)钢筋混凝土基础梁达到设计强度要求后,安装压桩架;采用千斤顶压桩,压桩过程必须连续,压桩过程中应保持桩段垂直,压桩力不能超过设计最大压桩力;最终压桩力为单桩竖向承载力特征值的1.5倍,本工程为397.5kN;
(4)根据房屋的情况,压桩至设计要求时,就可以进行封桩,向压桩孔内灌入C30微膨胀混凝土,在桩顶用钢筋与锚杆对角交叉焊牢,然后再浇注早强混凝土。
5结束语
综上所述,加强对建筑物地基基础抗震加固问题的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的地基基础抗震加固过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献:
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论文作者:沈董炳,包建芳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/8
标签:基础论文; 地基论文; 房屋论文; 土层论文; 建筑物论文; 地基基础论文; 圈梁论文; 《防护工程》2017年第2期论文;