劉 宇
(山西潞安工程勘察設(shè)計咨詢有限責任公司,山西 長治 046204)
在土木工程的實際建設(shè)和使用過程中,既有建筑物因勘察、設(shè)計、施工或使用不當;增加荷載、糾傾、移位、改建、古建筑保護;遭受鄰近新建建筑、深基坑開挖、新建地下工程或自然災害的影響等需要對既有建筑物進行加固。加固設(shè)計的安全性、經(jīng)濟型都必須合理、適用?;谖覈壳暗慕?jīng)濟發(fā)展趨勢,只能不斷的提高工程的建設(shè)質(zhì)量才能夠滿足人們對美好生活的需求,然而提高工程建設(shè)質(zhì)量有兩個非常重要的部分,一是加固方案的選擇,二是加固技術(shù)措施的應用,只有兩個部分都取得了良好的實施運用,才能保證建筑物具有更長的使用壽命,才能有效的提高對既有建筑物進行加固的經(jīng)濟效益和社會效益。在工程建設(shè)過程中應用結(jié)構(gòu)加固和地基加固的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)非常廣泛了,同時也受到了更多人員的重視,因此要對加固技術(shù)進行不斷的創(chuàng)新和完善,使加固技術(shù)更具有科學性。
在進行結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的設(shè)計過程中,特別要注意鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)其主要的構(gòu)成部分就是混凝土和鋼筋兩種材料,這兩種材料質(zhì)量的高低,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量有著直接影響,進而影響結(jié)構(gòu)的實用性能。因此,為了實現(xiàn)鋼筋混凝土的實用性和可靠性,在進行工程設(shè)計工作的過程中,有必要在設(shè)計規(guī)范中注明施工所需的鋼筋混凝土的材料要求,換句話說,無論是碎石、水泥還是砂子,都必須滿足工程建設(shè)標準的要求?;炷恋牟牧媳壤龖鶕?jù)工程設(shè)計的要求,以及混凝土的施工條件進行計算。在進行混凝土澆筑振搗施工時,要根據(jù)實際的振搗要求,對振搗力度、時間以及形式等方面的內(nèi)容進行嚴格的控制。在選擇鋼筋原材料時,也需要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的鋼筋要求,對鋼筋的主要性能進行確定,主要包括:鋼筋的彎曲度、抗拉抗剪強度、表面光滑度等等性能方面的要求。不得使用無出廠合格證、無中文標志或未經(jīng)進場檢驗的材料。
在進行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計時,要確保結(jié)構(gòu)上的作用與實際相符,原有結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的尺寸與實際相符。結(jié)構(gòu)加固分為直接加固與間接加固,設(shè)計時要根據(jù)實際情況進行選擇和應用。直接加固方法有增大截面加固法、置換混凝土加固法、復合截面加固法。間接加固方法有體外預應力加固法、增設(shè)支點加固法、增設(shè)耗能支撐法、增設(shè)抗震墻法等。混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計要避免對未加固部分造成不利影響。換句話說,就是在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計這一工作環(huán)節(jié)時,要對項目的實際情況充分的了解,對其結(jié)構(gòu)需要承擔的荷載值進行詳細的計算,進行計算時主要包括:正截面的承載值、斜截面的承載值等等,而且對結(jié)構(gòu)的外部形態(tài)變化和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化要系統(tǒng)的進行分析,根據(jù)實驗和分析結(jié)果,選用最適合該工程的加固方法和技術(shù)。
就增大截面加固法而言,它工藝簡單、使用廣泛、費用低廉,但它也存在使用局限性。某工程的框架柱實測混凝土強度只有C7.5,如果選用增大截面法進行加固,新舊混凝土界面的粘結(jié)強度很難得到保證。若采用植入剪切摩擦筋來提高粘結(jié)強度,也會因已有混凝土強度過低而無法提供足夠的錨固力。所以并不是所有的鋼筋混凝土構(gòu)件均可以采用增大截面法來進行加固。這種情況就考慮采用置換混凝土加固法。置換混凝土加固法的關(guān)鍵在于新澆混凝土與舊混凝土的界面處理效果,因此在工程中選用界面膠時,必須十分謹慎。新置換的混凝土強度等級不宜過高,一般以提高一級為宜;如果比原有混凝土強度高太多,就會產(chǎn)生銷栓效應。
在對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固前,設(shè)計人員應有針對性地研究加固措施,按照相關(guān)規(guī)范,對于不宜加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件要予以拆除,以防止結(jié)構(gòu)向機構(gòu)轉(zhuǎn)變,造成巨大的損失。設(shè)計的同時不僅考慮安全性,還要結(jié)合適用性和經(jīng)濟性同時考慮,做到對癥下藥。
地基加固措施種類較多,在選擇使用時也應該因地制宜,綜合比較,選擇安全性、操作性、經(jīng)濟型相對較高的類型。
一般情況下,淺基礎(chǔ)地基是指處在地面之下,并且處理程序相對簡單、深度也不大的基礎(chǔ)。條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)等基礎(chǔ)類型是淺層地基基礎(chǔ)的常見形式。在進行地基基礎(chǔ)施工時,如果發(fā)現(xiàn)地基周圍的土質(zhì)情況非常差時,就需要通過一些人工處理的方法,對地基進行處理,通常都是對地基進行繼續(xù)開挖,開挖到土質(zhì)條件比較好的土層時再設(shè)置基礎(chǔ),通過這種方式的處理,就獲得了深基礎(chǔ)。對于深基礎(chǔ)來說,其主要的基礎(chǔ)類型有墩基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、以及地下連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)類型。深基礎(chǔ)可以作為建筑物與深層堅硬土質(zhì)的連接介質(zhì),因此建筑物可以將荷載傳遞給基礎(chǔ),基礎(chǔ)再將荷載傳遞給堅硬的土層,通過荷載的傳遞有效的保證了建筑物整體的穩(wěn)定性。
在進行地基施工時,如果施工現(xiàn)場的自然地質(zhì)條件,不能夠滿足設(shè)計要求時,就要利用換填法對地基進行加固處理,當?shù)鼗临|(zhì)的粘性很大時,要采取施加壓力措施,對土體進行充分的壓實,以及確保土體能夠滿足設(shè)計要求。在進行地基土體換填時,要根據(jù)工程的實際情況,選擇多種換填方式,常用的換填方式包括:振沖置換法、碎石樁法等等。與此同時,在對地基土體進行置換時,要將其承載力不夠的土層挖出,然后用合適的土石等材料進行換置,換置后要進行壓實,以確保換填后的土層要與之前的土層良好的結(jié)合在一起,進而使地基滿足使用要求。
在地基加固處理技術(shù)中,排水固結(jié)方法是非常重要的一項技術(shù)。當基坑內(nèi)的地下水位相對較高時,就要應用排水固結(jié)法進行地基加固處理。在土層中增加排水的渠道,通過這種方式的處理,可以加快地下水的排放速度,進而加快了工程的施工進度,通過排水固結(jié)處理的地基,其穩(wěn)定性得到了一定的提升。
樁基加固地基的主要方法就是利用鋼筋混凝土預制樁,進而大大增加原地基的抗壓強度,樁基加固法在對地基進行加固的同時,還在一定程度上降低了施工成本,并且還縮短了施工工期。在樁基施工時,也可以采用灌注樁,對樁基進行澆筑時,要采用沉管的方法進行灌注,通過沉管澆筑混凝土的方式也可以起到對地基加固的效果。
關(guān)于巖層地基,其具有很多的優(yōu)點,例如:地質(zhì)強度大、硬度高以及防水性能好等等優(yōu)點。在基礎(chǔ)施工過程中,如果地基的地質(zhì)條件屬于巖層情況時,可以直接將其作為天然地基。但是,并不是所有的巖層都可以直接作為天然地基來使用的,例如:軟巖、風化巖等,就不可以直接用作地基,因為這種巖類的內(nèi)部存在著節(jié)理裂縫會對其強度產(chǎn)生影響,因此遇到這種情況時還要進行人工加固。進行人工加固時,可以將承載力不足的土層換成承載力相對較高的混凝土。
總的來說,目前土木工程的地位越來越高,使建筑工程具備較高的質(zhì)量也是相關(guān)人員應當重視的問題,因此,相關(guān)的設(shè)計人員要對結(jié)構(gòu)加固技術(shù)和地基加固技術(shù)進行不斷的創(chuàng)新和完善,以提高土木工程建設(shè)項目的質(zhì)量,進而滿足人們高質(zhì)量的需求。隨著現(xiàn)代建筑科學技術(shù)的發(fā)展和新工藝的發(fā)展、新材料的使用,結(jié)構(gòu)加固手段也會越來越多元化,將為設(shè)計和施工人員提供更廣泛的空間。