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摘要:建筑工程地基加强处理的目的是通过夯实,换填土,挤密,胶结,加筋及排水等方法,达到对地基承载能力的提高,以改善地基土的结构特点使之满足工程需要。砖混结构房屋由于设计不周、施工质量差、施工现场管理不善、周边施工影响破坏原地基等方面的原因,造成建筑物不能满足安全性、适用性的要求,为完善其功能要求、延长其使用寿命需对建筑物进行维修、加固。文章主要对此进行了简单的分析。
关键词:房屋;地基;加固
引言
砖混结构是指借助小部分的钢筋混凝土对整个房屋楼层的支撑结构。所以,在实际的施工建设中特别的关键,尤其使其稳固程度和质量问题都是整个房屋建筑稳固的基础。然而,在实际的砖混房屋结构建设中,房屋上部的结构稳固性问题是其在实际建筑中的关键施工问题,这就对砖混房屋的使用价值造成重大的影响,其诸多的性能无法达到现在建筑的标准。所以,在对于关键的柱体等结构的施工时,要严格控制质量关,以便保障其实际的使用价值。
一、混凝土套或钢筋混凝土套加宽基础技术
1.1加宽技术
基础加宽技术适用于既有建筑物的地基承载力或基础面积尺寸不满足设计要求时的加固。基础加宽的费用较低,施工也较方便,有条件时应优先考虑,除非周围场地限制或基础埋置深,对周围环境影响较大,要开挖大量土石方,直接导致加固费用增加等原因不宜采用此技术。基础加宽应重视加宽部分与原有基础部分的连接,对刚性基础加宽后应满足刚性角要求,对柔性基础应满足抗弯要求。当既有建筑物的基础产生裂缝或基底面积不足,可用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础。基础底面积扩大对原基础的抗冲切和底板的抗弯能力产生不利影响,需使加宽后的基础抗冲切承载力和底板抗弯承载力满足设计要求,基础底面积扩大后也需要重新复核。如果复核结果不满足要求,则需要在增加底面积的同时增加截面高度。
1.2加宽形式
当原条形基础承受中心荷载时,可双面加宽;单独柱基,可在基础底面四边扩大加固;原基础受偏心荷载或受相邻建筑物基础条件限制时,沉降缝处的基础或为不影响建筑物正常使用时可用单面加宽基础方法。
1.3注意事项
为使新旧基础连接牢固,在灌注砼前应将原基础凿毛刷洗干净,再涂一层高强度水泥浆或涂砼界面剂,沿基础高度每隔一定距离设置锚固钢筋。当采用钢筋砼套加固时,加宽部分的主筋应与原基础内主筋相焊接;也可在墙脚或圈梁钻孔穿钢筋,再用环氧树脂填满,穿孔钢筋必须与加固筋焊牢;对加套的砼或钢筋砼的加宽部分,其地基上铺设的垫料及其厚度应与原基础垫层的材料和厚度一致,使加套后的基础与原基础的基底标高和应力扩散条件相同和变形协调;对加宽部分基础应按长度1・5m~2・0m划分成若干单独区段,分别进行分批、分段、间隔施工,绝不能在基础全长范围挖成连续的坑槽和使全长范围地基土暴露过大,以免导致地基土浸泡软化,使基础产生很大的不均匀沉降;为了不扰动原基础,新加基础的深度不宜超过原有基础,一般与原基础相同。
二、砖混房屋施工过程中应该注意的问题
在对砖混结构进行施工时,其在技术和材料上都有较高的要求。这就使得其在诸多的施工过程中存在比较严重的问题,这些问题的出现直接的影响到其稳定性,进而出现砖混房屋的结构稳定的问题。
(一)混凝土的钢筋施工问题。在钢筋混凝土的构建中,钢筋的用量,钢筋的铺设方式都有较高的要求。钢筋质量达不到设计的强度要求,那么其在后期的支持过于松散。而钢筋的方位铺设不够规范,出现明显的疏密不当,这样使得其在后期的支撑中出现严重的受力不均衡,进而使得房屋出现较大的倾斜。这些都是由于钢筋施工问题造成的砖混房屋结构的不稳定。
1.钢筋在混凝土中的铺设不当问题。作为房屋的主体支撑力量,所以钢筋的铺设位置必须的准确。在混凝土的钢筋铺设中,在纵向的受力具有较高的要求。混凝土在支撑的过程中,其纵向的受力非常的大。所以,纵向的钢筋在受力支撑时,会出现钢筋的纵向散开,甚至出现钢筋因为受力不均衡,出现钢筋的弯曲过大,出现钢筋爆出混凝土,裸露的钢筋在空气中会进一步的腐蚀,这样的话会造成混凝土的内部结构发生改变。例如,在钢筋的纵向铺设时,铺设的纵向主体位置过偏,而且在纵向的钢筋之间又缺乏必要的横向的加固。这样就容易造成混凝结构在实际的使用当中,出现主体受力不均衡的现象,使得结构在受力的过程中出现结构的内部损伤过大。
2.钢筋的质量问题。基于其重要的支撑作用,所以其在钢筋的配量和钢筋质量上具有较高的要求。混凝土当中的钢筋配量应该合理的依据工程要求,工程的整体质量来制定。在施工的过程中,诸如钢筋的强度达不到设计的要求,其在钢筋混凝土的柱体成形中,就会出现柱体中的钢筋出现使用前的结构变化。还有,钢筋的用量也非常的关键,其钢筋的用量需要依据实际的施工要求,做出科学合理的配置。如果钢筋的用量过少,就会出现结构的稳定不稳定。如果钢筋的铺设过密,就会出现钢筋混凝土的材料配置不合理,也就是结构的整体在受力的过程中容易出现钢筋的裸露,这对去其结构的的稳定性也具有较大的影响。
3.钢筋混凝土结构的塌落度问题。在进行混凝土的柱体进行浇筑时,肯定会出现建筑过程中的混凝液之间出现较大的流动性问题,如果混凝液过于稠密的话,就容易出现浇筑过程中出现比较严重的空洞问题,这些细小的空洞都会造成后期支撑当中出现一定的塌落度,如果情况严重的话,其塌落度会超出实际的施工控制误差,并且塌落度过大,会造成建筑物的整体塌落影响到其实际的使用价值和安全系数。如果混凝液过于稀释,就会出现柱体的凝固不牢实,甚至出现柱体的离析问题出现,过于严重的离析问题会造成其很大的脆性,在实际的使用当中无法进行较大面积的支撑。
(二)墙体的砖砌问题。在对结构的墙体进行砖砌时,其有效的垂直控制使其关键所在。在墙体的堆砌时,需要注意墙体与钢筋混凝柱的受力结构相互的协调。也就是注重砖混房屋的整体的受力结构,如果两者在施工的过程中出现结构上的倾斜,就会造成房屋结构的预应力的损耗,如果过大的损耗对房屋的使用寿命造成巨大的影响。例如,在实际的墙体堆砌和柱体的构建时,在垂直方向上两者存在较大的斜度差,这就使得房屋的整体结构受力不均衡,出现房屋结构上的预应力损伤过大。
(三)监管的制度不规范,力度不到位的问题。对于砖混结构而言,其具有较大和复杂的工程项目。这就要求对工程进行有效的监管和合理的制度规范。从制度和监管上规范好工程的有效开展。例如,企业在实际的管理当中,缺乏对资金和物资流动方向的了解,而且物资的的有效管理也比较的缺乏,物资的使用情况没有做到详细的登记,这对于施工的工期和成本输出都比较的不利。
三、工程概况
某工程原建筑为4层横墙承重砖混结构建筑,占地面积约300m2,需将其使用功能由原来的工业用房变成商业用房。由于该建筑地处历史文化街区保护范围之内不得拆毁重建,要求保留其建筑,故只能对原结构进行加固处理。
1.墙加固处理方法
(1)承重横墙承载力不足的加固
由于改变了原设计的使用功能,设计需要在改建后的楼层上安装一些设备,故增加了原楼板的荷载,需对承重横墙进行加固。考虑到承重横墙一般主要承受由各层楼面板和屋面板传来的均布荷载,且可近似为轴心受压构件,因此需要对整片墙进行加固,采用配筋组合砖砌体构件(俗称夹板墙)处理,并根据《砖混结构房屋加层技术规范》(CECS78:96)要求,按《砌体结构设计规范》进行承载力验算。
1)轴心受压组合砖砌体墙承载力计算
N≤ρcom(fA+fcA.+ηsfy′As′)
式中:N为1m宽横墙截面上的轴向力设计值,f为砌体抗压强度设计值,由砖和砂浆强度等级和砌体抗压强度实测值确定;A为砖砌体截面面积,为混凝土或面层砂浆抗压强度设计值,砂浆可取同强度等级混凝土的70%;fy′、As′分别为受压钢筋的强度设计值和钢筋截面面积;为受压钢筋强度系数,混凝土面层取1.0,砂浆面层取0.9;ρcom为组合砖砌体构件的稳定系数,可根据配筋率和高厚比查表确定。
2)组合砖砌体墙的构造及施工要求
组合砖砌体由砌体和混凝土(或砂浆)面层组成,如图1所示。因此,除计算上满足承载力要求外,构造上应保证它们之间能共同工作并具有良好的整体性,具体要求如下:
―――为保证加固后砖砌体的强度,要求砖和砂浆的强度等级分别≥Ml0和M5,为使钢筋与混凝土或砂浆面层有较好的粘结力,混凝土强度等级宜采用C15或C20,水泥砂浆面层的强度等级≥M7.5―――为防止钢筋锈蚀,墙体受力钢筋保护层的厚度对室内正常环境取15mm,露天或室内潮湿环境取25mm。当面层为砂浆时,保护层的厚度还可减小5mm,受力钢筋距砖砌体表面的距离≯5mm。
―――组合砖砌体的砂浆面层厚度宜为30~45mm,若该厚度不满足面层需要时,可采用混凝土面层。
―――竖向受力钢筋一般宜采用I级钢筋,在混凝土面层中可采用Ⅱ级钢筋,受压钢筋配筋率一侧≥0.2%(混凝土面层)或0.1%(砂浆面层),受力
钢筋直径≥8mm,钢筋净距≥30mm。
―――箍筋直径≥4mm和d/5(d为受压钢筋直径)且≯6mm,其间距≤20d和500mm且>120mm(半
砖)。
―――应设置贯穿墙体的拉结钢筋和水平分布钢筋,其水平间距均应≤500mm。
―――作为直接承受和传递荷载的部位,在底部必须设置钢筋混凝土垫层或放大脚,竖向钢筋伸人垫层或放大脚的长度应满足锚固要求;在顶部预留50~l00mm空隙,其内设微膨胀砂浆(混凝土)面层,使新加面层与楼(屋)面板紧密接触。
―――为使新加面层与原有墙体牢固粘结,施工面层前应铲除原墙面粉灰至砖石,并清洗干净。此外,所加固墙体如有较高的抗震要求时,可再加钢板网以增强混凝土面层(砂浆层)的结合力。
(2)承重横墙开洞时的加固
由于房间使用功能的改变,需将由承重横墙分隔的小房间打通成大房间,因而需在该横墙上开较大的洞口,但由于其所处楼层位置的不同,承受的荷载也不同,开洞时应按不同楼层分别考虑不同的加固方案。由于承重横墙开洞后洞口边墙体一般能承受洞口上由加固托梁传来的荷载,因此最方便可靠的方案是将足够大的角钢嵌入水平灰缝内进行加固。
本工程需将顶层由3道承重横墙分隔的房间打通而成为一大设备间,洞口为4m(宽)×2.8m(高),拟开洞口上有6根密置小梁,承受由屋面板传来的荷载,包括板、隔热层、找平层、油毡防水层等的自重。按常规需先在洞口处设大梁托住小梁或砌洞口砖拱后方可拆墙开洞。但用这些方案加固,除施工困难外,受力欠合理,造价也较高,故采用角钢嵌入砖缝中的加固方案。其型号为100×100×l0,长5m,即角钢在墙上的支承长度每边为500mm,施工(具体施工方法略)后用水泥砂浆抹面。经过长时间的考验,结构使用情况良好,墙体上无裂缝,加固角钢也无可见变形,证明这是一种施工简便,受力合理,费用最低,安全可靠的开洞加固方案。
(3)中间层或底层横墙的加固
在中间层或底层横墙上开洞,且洞口尺寸较大时,开洞后洞边墙体不能承受上部墙体传来的荷载,此时不能采用角钢嵌入灰缝的加固方案,宜采用外夹或内嵌混凝土框法进行。
1.外夹混凝土框法:在拟开大门洞顶部两边分别设钢筋混凝土夹梁和柱,柱下设钢筋混凝土独立基础或夹梁条形基础。为使上部墙体荷载通过洞口上的加固梁及两侧的加固柱部分传给洞口下的墙体,在洞口下(地面下和基顶上)设连系梁(如在中间层开门洞,此连系梁改为楼板下的混凝土夹梁),使加固结构形成封闭框架,与柱下后加的基础一道承受洞口上加固梁传来的集中力,以加强洞口两边原墙基的承载力。该组合框架的传力路线是:门洞上部荷载―――上梁―――两侧混凝土柱―――地梁―――柱下独立或条形基础―――地基。基础的受力状况与原来基本相同,以组合框架托换新开门洞的砖砌体后原砖墙的纵横向刚度也削弱不大,证明这种开大门洞的技术措施是安全的。但为满足抗震需要,新开门洞的左右两段砖墙应当保留有一定的长度,而且要用夹墙钢网板批荡夹紧,并与混凝土框架柱连接起来。
2.内嵌混凝土框法:在拟开大门洞的墙上,按预定的尺寸嵌一闭合混凝土框架,施工顺序是:框地梁―――两侧柱―――上梁,可采用间隔预制混凝土筒、钢筋焊架、工字钢段支顶掏墙捣梁法等。该法施工的特点是,框的左右均与墙面齐平,解决了外夹混凝土框门洞周边存在凸出框线的问题,如其上梁不需与墙面齐平但又不影响美观时,则采用外套框夹梁的办法,可较节省工程费用。
3.加固施工要点
―――为保证加固施工的安全,应遵守先加固后开洞拆墙的原则,并采取安全保证措施。―――除连系梁可留钢筋后浇外,加固柱与梁应现浇成整体,待其混凝土强度达设计强度80%后,方能开洞拆墙。
―――为使新浇混凝土与旧砌体紧密结合,新旧结合处应凿毛并洒水湿润后方可浇混凝土。
―――采用外夹混凝土框法时,为使洞口上的荷载通过墙体有效地传给加固夹梁,应将原墙两侧每隔500mm,凿出深60mm、宽500mm、高为加固梁高的通洞,以便浇筑串梁。
―――为便于绑扎穿墙箍筋,应用电钻按设计要求的箍筋间距钻孔,以使新旧混凝土砌体结为一体。在开大门洞的设计施工中,无论采用哪一种方法,若门洞太大,对承重墙削弱太多时,除复算竖向受压应力外,必要时仍要复算抗震(设防区)能力。
四、加强问题改进的措施
从上面的论述,我们可以知道:其在结构建设当中存在诸多值得注意的问题。往下就针对其存在的问题,提出有效的改进措施。
(一)加强钢筋混凝土中的钢筋用量和铺设方位的准确性。对于用量控制而言,在钢筋混凝土的构建中,要根据房屋的设计要求做出合理的用量计算。这样既可以避免造成钢筋的浪费,而且有利于为企业减少利益的损失。对于钢筋的铺设方位而言,其在垂直方向的受力结构非常的重要,过多的倾斜都会造成其后期的支撑问题的出现,所以对于钢筋铺设的问题,要严把技术关,做到方向上的准确无误的测量,这也是对墙体的堆砌造成一定的影响。
(二)钢筋处理上的技术控制。在进行钢筋的铺设过程中,需要对铺设的钢筋进行一定结构的调整,诸如弯钢的问题。在对钢筋进行弯曲时,需要根据设计的要求,对钢筋进行有效的弯曲处理。诸如在对扎钢的弯曲时,一般在设计的误差控制范围之内,弯曲的度数过小,就会使得其有效的固定作用减弱。
(三)混凝土的质量控制。混凝土为也预应力的监理提供了良好的支撑平台。因此,其质量问题将严重的影响到整体结构的稳定性。在混凝土的搅拌过程中,需要严格的控制操作的流程和配量添加的顺序。如果在搅拌的过程中,出现较大的质量问题,将会影响到其后续的诸多工程的开展。在施工的过程中,还得注意其可能出现的离析现象,一旦出现的离析现象过于严重,那么其就会出现较大面积的返工,这就不仅造成了工期的延误,而且将造企业巨大的额外成本输出。
(四)墙体的堆砌控制。对于墙体而言,其没有在结构当中起到主体的支撑作用,但如果其在堆砌的过程中,在垂直方向上出现较大的倾斜。加之,其自身的墙体质量,会造成其在垂直方向上的受力不均衡。这也是在对砖混结构的房屋建设中最为关键的问题控制。因为最为房屋的两大主要的组成部分,其有效的结构整合是保障其后期安全使用的关键。
(五)加强施工的质量管理和监督。一个项目的开展,其有效的制度和监管是其质量保障的基础。企业应该规范施工的制度和施工项目的有效验收。这是其质量的保障。而且企业要严格员工的职业道德和行为准则,让员工在安全施工的前提下,确保施工的质量,从源头上减少过程的质量问题。例如,在实质的管理上制定有效的施工制度,让员工具有一定的行为规范;同时在施工量上也要做好规范的登记和管理。对项目的每一项物质和资金流动的动向做出明确的了解,进而可以做到对工程的有效控制,及时的发现施工过程中存在的问题,及时的加以改正和设计方案的调整。
结束语
建筑工程的加固改造是一项综合性的学科,包含了检测鉴定、修缮诊治、加固处理、扩建改建等广泛内容,并涉及到各种不同类型的结构体系。到目前为止,经过多年来各方面的试验研究和大量的工程实践,已经具备了一些基本技术和方法。但笔者认为房屋加固改造仍不应盲目进行,必须精心设计,在充分发挥原有结构承载力的同时,周密考虑新旧结构结合处的各种不利因素,确保改造后的结构安全,以免造成工程质量事故。
参考文献
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