陆世军 大连大学建筑工程学院
摘 要:设计、建造、建筑材料或自然灾害(如地震、台风)等外力作用是产生建筑质量的原因。混凝土建筑
结构经过很好的加固,会避免自身存在的质量问题,达到国家建筑结构的质量标准。本文旨在论述混凝土建筑结构的加固原则和主要加固方法,为建筑结构设计及施工人员提供参考。 关键词:混凝土;建筑结构;加固原则;加固方法
给混凝土建筑结构加固,目的是为了提高建筑结构的承载力,包括构件的加固和结构整体的加固。经过一
段时间的发展,我国混凝土建筑结构的加固技术已经日益成熟,但是仍旧存在着一些问题。因此,我们需要按照一定的加固原则,用合理的方法对混凝土建筑结构进行加固,从而提高结构的性能。
1 混凝土建筑结构的加固原则
1.1 制定方案应遵循总体效应原则
制定某一个建筑物结构的加固方案时,要考虑两方面因素:一是考虑建筑质量问题的总结和加固的具体内容及项目,二是考虑这个建筑物在加固以后产生的效应。比如,对混凝土建筑的墙体或柱子的加固,有时候会使整个建筑结构特征发生改变,产生薄弱层,不利于建筑物的抗震和减震。所以,在制定具体的混凝土建筑结构加固方案时,必须全面分析整个结构的受力状况。在加固以后,不仅能消除建造的不利因素,还能对混凝土建筑结构的安全起到保障。1.2 材料的选择和加固强度取值原则
首先,在对混凝土建筑结构进行加固设计时,原有结构的强度有如下取用方式:若建筑原结构材料的性能和种类与原设计保持一致,则按原设计取值用;若建筑原结构没有材料强度的资料时,可以先检测该材料的强度级别,再进行取值。其次,对加固材料的选择也有讲究,比如对钢材的选择,混凝土建筑结构的加固一般选取一级或二级钢;对水泥的选择,通常选用硅酸盐系列的水泥,标号高于32.5;而对混凝土的选择,强度级别应比原建筑结构的混凝土强度高出一个级别,且加固后的强度级别应高于C25。1.3 荷载计算原则
混凝土建筑结构在加固时承受的负荷,应根据实际情况取值。在通常情况下,原建筑结构按原设计取值时,对建筑结构质量的鉴定仍按原设计取值。但是需要加固时,对原结构质量的鉴定就必须按新设计的规定取值。比如,工厂里的吊车制作荷载及加工工艺荷载,就要根据需求单位所提供的数据进行取值。
1.4 验算承载力原则
验算混凝土建筑结构的承载力时,结构的设计应根据实际受力情况和实际大小尺寸。比如,建筑构件要考虑到结构的缺陷、损耗、腐蚀等不利因素,采用合理有效的方式进行组建。验算过程中,要考虑混凝土建筑结构在加固时的实际受力大小和特点,对加固材料的强度严格要求。
1.5 抗震减震的原则
我国地震频繁,其中 6 级以上的地震,几乎全国各地都有发生过。为了使混凝土建筑结构在遇到地震时能够保持坚固,抗震减震的加固方案,使建筑的承重力和坚固性提高。
2 混凝土建筑结构的主要加固方法
2.1 增大截面法
增大截面法是一种对增大建筑结构构件或截面面积加固的方法。一方面提高了被加固建筑构件的承重能
力,另一方面增强了截面硬度,使结构性能得到大幅度改善。这种方法被广泛用在混凝土建筑结构中的梁柱、墙面的加固上,在一定程度上减小占用的空间。2.2 型钢外包法
型钢外包法是在混凝土建筑结构构件的四周包上型钢进行加固的一种方法。它可以在不增加构件的截面面积的前提下提高构件的承载力,增大构件的延展性和硬度,被广泛用于混凝土建筑的梁柱、屋架及烟囱等基本构件的加固。但这种方法有一个小小的缺点,那就是用钢量比较大,加固的成本比较高。
2.3 外力加固法
外力加固法指的是用外加预应力对建筑结构进行加固的一种方法。它可以在不改变现有使用空间的前提下,提高建筑结构构件的截面承载力。外力加固法被广泛用在混凝土建筑结构的梁、板等易受弯的构件及柱的加固,还可以用于钢质梁及钢制屋架的加固。这种方法既经济效果又好,有很大的发展空间,但是它需要严格的操作技术。2.4 改变受力加固法
改变受力加固法能改变建筑结构的受力状况,用增设支点的方法对结构进行加固。增设支点能明显提高混凝土建筑结构构件的承载力,减小计算弯矩和跨度,同时能与预应力相辅相成,使建筑结构加固效果更好。增设支点基本用于大结构,比较占用空间。2.5 地基加固法
打好地基是建造房屋的基础,地基加固的方法可以分为地基加深、加宽及加固,托换桩式和地基处理等。
而地基加宽又分为直接加宽、加大墙梁的基地面积、增加筏板基础。所说的方法施工都比较简单,不需要专门的设备,常用于混凝土建筑的地基加固。2.6 化学灌浆法
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必须首先要促使造价工作人员不断加强学习,接受新知识和新技术,提高自身的专业素质和职业道德素质,从根本上保证造价计量的准确性。另一方面,还要加强领导的重视,从而组织专业人员定期讨论,不断创新更加科学合理的计量方法,从而为造价计量提供了更可靠的保证。管理人员也要不断更新管理观念和管理方法,这样经过多方的共同努力,能在很大程度上提高造价计量的有效性。
3 结语
总之,在新技术、新材料日新月异的情况下,传统的混凝土造价计量方法已不适应于现代混凝土结构技术下的混凝
土结构物的造价计量,如果继续使用旧有的计量方法,会出现一些误差,不仅影响工程进度,还给企业带来各种风险,因此,造价计量单位必须更新观念,根据实际情况勇于创新造价方法,还要加强各方面的管理协调,从而保证混凝土结构物造价计量的准确性。
参考文献:
[1] 王文准. 对现代混凝土结构技术下混凝土造价计量的一点建议[J]. 中国工程咨询, 2008(06)
[2] 王文准. 对现代混凝土结构技术下混凝土造价计量的建议[J]. 铁路工程造价管理, 2008(03)
化学灌浆法指的是由化学方法配制的浆液通过压送设备灌入混凝土建筑结构构件的裂缝之中进行修补的一种方法。这种化学浆液可以和混凝土很好的粘结,增强构件整体的坚固性和耐久性,还可以起到防锈的作用。化学灌浆法常被用来修补建筑结构的裂缝,恢复其使用功能,比如修补蓄水池、水坝、水塔的裂缝,用来修补混凝土建筑结构的板、梁、柱等基本构件的裂缝,增加结构的耐久性,降低风险。2.7 粘钢加固法
粘钢加固法是将钢板粘在结构构件的外部,从而进行进行加固的一种方法。这种加固方法有很多优点,
比如施工简单方便、施工期较短等,加固以后几乎不改变结构构件的外形和使用空间,却可以大幅度提高结构构件的承载力和性能。这种方法要求施工技术较高,需要专业的人员施工。
3 总结
原有混凝土建筑物的加固方法和新建建筑物相比更为复
杂,它不仅受原有条件的各种限制,而且本身这些建筑物还存在着种种质量问题。因此,对原有混凝土建筑物进行加固时,要考虑周密,在遵守工作程序和加固原则的前提下,制定合理有效的加固方案。同时对于新建混凝土建筑物,要根据以上加固原则和方法,进行建筑结构的加固。这些方法不仅安全可靠还能降低加固成本,达到最佳效益。
参考文献:
[1]周丽杰.建筑结构预应力加固技术问题的几点研究[J].中国科技财富,2011(03)
[2]秦晓芳,赵艳敏.建筑结构加固技术及发展趋势[J].山西建筑,2007(11)
[3]钟志峰.浅析常见建筑结构加固方法选择与优缺点[J].中国新技术新产品,2012(01)
[4]张展飞,沈丽莉.建筑结构加固方法优化选型常用方法分析[J].科技资讯,2012(09)
果好, 造价低, 目前高填土软基大部分采用此方法, 砂桩、塑料排水板、粉喷桩、水泥深搅桩等措施相结合, 处理效果更好。3. 3 减轻荷载和平衡荷载
现桥梁设计人员考虑较多并行之有效的减轻荷载和平衡荷载方法较多, 如增加桥长, 降低桥台标高, 即降低台后填土从而减小土压力; 采用整板、筏板基础等, 加大底面, 分散受力, 使基底压应力小于软基容许承压力; 减轻台背荷载, 台后用轻质材料( 如固化粉煤灰、泡沫混凝土、EPS 土工泡沫等) 或中间设空箱减少台后路基重量; 平衡压重填土, 即先在台前填土压重, 然后再进行台背填土; 支撑填土荷载, 即在台后填土前设置桩及承台, 使填土荷载大部分直接传到前置桩基上, 使台本身受到的力大为减少, 从而减少桥台位移; 当河床不宽时, 为减少桥长、节省造价,可采用桩基薄壁墩台, 墩台顺桥向设支撑梁联系, 整个桥梁结构构成框架结构体系, 并借助两端台后的土压力来保持稳定, 如果河床较宽, 且有通航要求, 可采用台后以锚碇板锚住的方法; 采用台后加孔减轻地基荷载效果也较好。
淤泥质软土层极为软弱, 加上桥头填土较高, 软土下卧层难以承受如此土压力, 轻则使桥台出现沉陷和水平位移, 重则发展为软土下卧层剪切滑动, 使桥台和路堤一起坍塌。台后可采用增设小跨径的方法, 适当增加桥长, 减轻地基荷载及台后土压力, 防止软土滑动, 并制止桥台移动和沉陷的继续发展。如排淡河桥及大浦河老桥桥台发生滑动后用此法处治, 效果较佳。另外, 在软基中不可盲目压缩河道、减少桥长, 这样将增加桥台滑动变形的可能性, 造成更大的浪费; 根据实际验算情况, 适当增加桥长,另外增加抗滑系数, 也是较好的选择。
4 施工注意事项
(1) 缓慢填土, 分层压实, 保证压实度(《公路路基设计规范#JJTG D30》2004要求台背回填压实度适当提高1%~ 2%, 亦出于此方面考虑) 及填土稳定。对于挖基部分, 在保证压实的情况下, 应尽快回填, 防止四周塌方。(2) 挖方及施工材料不能堆于临台岸上, 避免堆载不当造成路基滑坡及桥台地基失稳。(3) 先填河钻桩, 后开挖河道的施工方法将对河床及两侧软土造成% 加载再卸载& 的扰动破坏, 软土失稳, 使墩台向河心前倾破坏; 若桥台离河床较近, 加上台后高填土,破坏将更加严重。(4) 采取合理的施工顺序, 可先填土预压, 待软基主固结与次固结沉降充分完成, 再钻桩施工桥台; 上部可以先安装好大梁, 再进行桥头填土; 先做好台后以外填土, 再做台后填土。(5) 回填材料的选取宜就地取材, 并采用新技术对现有材料进行加筋和改性, 如石灰土、固化粉煤灰、泡沫混凝土、土工格栅、土工格室加筋体、EPS 夹层等。
5 结束语
河、湖地区软基成因不尽相同, 故建桥前须做充分的地质勘察, 了解桥位处地形地貌、地质水文等自然情况, 根据所建桥梁功能与需求拟定桥型, 并结合当地施工经验、建筑材料和经济条件, 作充分研究, 决定应采取的设计与施工方案, 确保桥台及路桥过渡段稳定, 以期桥梁使用功能的完善和服务水平的提高。
参考文献:
[1]葛折圣.公路桥涵台背回填材料研究现状综述[J].交通运输工程学报, 2007( 8) :68─72.
[2]邵旭东, 胡建华. 桥梁设计百问: 第2 版[ M] . 北京: 人民交通出版社, 2005.
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