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地基基础加固类型

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纠倾加固

纠倾加固

1 一般规定

1.1 纠倾加固适用于整体倾斜值超过现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定的允许值,且影响正常使用或安全的既有建筑纠倾。
1.2 应根据工程实际情况,选择迫降纠倾和顶升纠倾的方法,复杂建筑纠倾可采用多种纠倾方法联合进行。
1.3 既有建筑纠倾加固设计前,应进行倾斜原因分析,对纠倾施工方案进行可行性论证,并对上部结构进行安全性评估。当上部结构不能满足纠倾施工安全性要求时,应对上部结构进行加固。当可能发生再度倾斜时,应确定地基加固的必要性,并提出加固方案。
1.4 建筑物纠倾加固设计应具备下列资料:
   1 纠倾建筑物有关设计和施工资料。
   2 建筑场地岩土工程勘察资料。
   3 建筑物沉降观测资料。
   4 建筑物倾斜现状及结构安全性评价。
   5 纠倾施工过程结构安全性评价分析。
1.5 既有建筑纠倾加固后,建筑物的整体倾斜值及各角点纠倾位移值应满足设计要求。尚未通过竣工验收的倾斜建筑物,纠倾后的验收标准,应符合有关新建工程验收标准要求。
1.6 纠倾加固完成后,应立即对工作槽(孔)进行回填,对施工破损面进行修复;当上部结构因纠倾施工产生裂损时,应进行修复或加固处理。

迫降纠倾

2.1 迫降纠倾应根据地质条件、工程对象及当地经验,采用掏土纠倾法(基底掏土纠倾法、井式纠倾法、钻孔取土纠倾法)、堆载纠倾法、降水纠倾法、地基加固纠倾法和浸水纠倾法等方法。
2.2 迫降纠倾的设计,应符合下列规定:
   1 对建筑物倾斜原因,结构和基础形式、整体刚度,工程地质条件,环境条件等进行综合分析,遵循确保安全、经济合理、技术可靠、施工方便的原则,确定迫降纠倾方法。
   2 迫降纠倾不应对上部结构产生结构损伤和破坏。当施工对周边建筑物、场地和管线等产生不良影响时,应采取有效技术措施。
   3 纠倾后的地基承载力,地基变形和稳定性应按本规范第5章的有关规定进行验算,防止纠倾后的再度倾斜。当既有建筑的地基承载力和变形不能满足要求时,可按本规范第11章有关方法进行加固。
   4 应确定各控制点的迫降纠倾量。
   5 纠倾施工工艺和操作要点。
   6 设置迫降的监控系统。沉降观测点纵向布置每边不应少于4点,横向每边不应少于2点,相邻测点间距不应大于6m,且建筑物角点部位应设置倾斜值观测点。 
   7 应根据建筑物的结构类型和刚度确定纠倾速率。迫降速率不宜大于5mm/d,迫降接近终止时,应预留一定的沉降量,以防发生过纠现象。
   8 应制定出现异常情况的应急预案,以及防止过量纠倾的技术处理措施。
2.3 迫降纠倾施工,应符合下列规定:
   1 施工前,应对建筑物及现场进行详细查勘,检查纠倾施工可能影响的周边建筑物和场地设施,并应采取措施消除迫降纠倾施工的影响,或降低影响程度及影响范围,并做好查勘记录。
   2 编制详细的施工技术方案和施工组织设计。
   3 在施工过程中,应做到设计、施工紧密配合,严格按设计要求进行监测,及时调整迫降量及施工顺序。
2.4 基底掏土纠倾法可分为人工掏土法或水冲掏土法,适用于匀质黏性土、粉土、填土、淤泥质土和砂土上的浅埋基础建筑物的纠倾。当缺少地方经验时,应通过现场试验确定具体施工方法和施工参数,且应符合下列规定:
   1 人工掏土法可选择分层掏土、室外开槽掏土、穿孔掏土等方法,掏土范围、沟槽位置、宽度、深度应根据建筑物迫降量、地基土性质、基础类型、上部结构荷载中心位置等,结合当地经验和现场试验综合确定。
   2 掏挖时,应先从沉降量小的部位开始,逐渐过渡,依次掏挖。
   3 当采用高压水冲掏土时,水冲压力、流量应根据土质条件通过现场试验确定,水冲压力宜为1.0MPa~3.0MPa,流量宜为40L/min。
   4 水冲过程中,掏土槽应逐渐加深,不得超宽。
   5 当出现掏土过量,或纠倾速率超出控制值时,应立即停止掏土施工。当纠倾至设计控制值可能出现过纠现象时,应立即采用砾砂、细石或卵石进行回填,确保安全。
2.5 井式纠倾法适用于黏性土、粉土、砂土、淤泥、淤泥质土或填土等地基上建筑物的纠倾。井式纠倾施工,应符合下列规定:
   1 取土工作井,可采用沉井或挖孔护壁等方式形成,具体应根据土质情况及当地经验确定,井壁宜采用钢筋混凝土,井的内径不宜小于800mm,井壁混凝土强度等级不得低于C15。
   2 井孔施工时,应观察土层的变化,防止流砂、涌土、塌孔、突陷等意外情况出现。施工前,应制定相应的防护措施。
   3 井位应设置在建筑物沉降量较小的一侧,井位可布置在室内,井位数量、深度和间距应根据建筑物的倾斜情况、基础类型、场地环境和土层性质等综合确定。
   4 当采用射水施工时,应在井壁上设置射水孔与回水孔,射水孔孔径宜为150mm~200mm,回水孔孔径宜为60mm;射水孔位置,应根据地基土质情况及纠倾量进行布置,回水孔宜在射水孔下方交错布置。
   5 高压射水泵工作压力、流量,宜根据土层性质,通过现场试验确定。
   6 纠倾达到设计要求后,工作井及射水孔均应回填,射水孔可采用生石灰和粉煤灰拌合料回填。
2.6 钻孔取土纠倾法适用于淤泥、淤泥质土等软弱地基上建筑物的纠倾。钻孔取土纠倾施工,应符合下列规定:
   1 应根据建筑物不均匀沉降情况和土层性质,确定钻孔位置和取土顺序。
   2 应根据建筑物的底面尺寸和附加应力的影响范围,确定钻孔的直径及深度,取土深度不应小于3m,钻孔直径不应小于300mm。
   3 钻孔顶部3m深度范围内,应设置套管或套筒,保护浅层土体不受扰动,防止地基出现局部变形过大。
2.7 堆载纠倾法适用于淤泥、淤泥质土和松散填土等软弱地基上体量较小且纠倾量不大的浅埋基础建筑物的纠倾。堆载纠倾施工,应符合下列规定:
   1 应根据工程规模、基底附加压力的大小及土质条件,确定堆载纠倾施加的荷载量、荷载分布位置和分级加载速率。
   2 应评价地基土的整体稳定,控制加载速率;施工过程中,应进行沉降观测。
2.8 降水纠倾法适用于渗透系数大于10-4cm/s的地基土层的浅埋基础建筑物的纠倾。设计施工前,应论证施工对周边建筑物及环境的影响,并采取必要的隔水措施。降水施工,应符合下列规定:
   1 人工降水的井点布置、井深设计及施工方法,应按抽水试验或地区经验确定。
   2 纠倾时,应根据建筑物的纠倾量来确定抽水量大小及水位下降深度,并应设置水位观测孔,随时记录所产生的水力坡降,与沉降实测值比较,调整纠倾水位降深。
   3 人工降水时,应采取措施防止对邻近建筑地基造成影响,且应在邻近建筑附近设置水位观测井和回灌井;降水对邻近建筑产生的附加沉降超过允许值时,可采取设置地下隔水墙等保护措施。
   4 建筑物纠倾接近设计值时,应预留纠倾值的1/10~1/12作为滞后回倾值,并停止降水,防止建筑物过纠。 
2.9 地基加固纠倾法适用于淤泥、淤泥质土等软弱地基上沉降尚未稳定、整体刚度较好且倾斜量不大的既有建筑物的纠倾。应根据结构现况和地区经验确定适用性。地基加固纠倾施工,应符合下列规定:
   1 优先选择托换加固地基的方法。
   2 先对建筑物沉降较大一侧的地基进行加固,使该侧的建筑物沉降减少;根据监测结果,再对建筑物沉降较小一侧的地基进行加固,迫使建筑物倾斜纠正,沉降稳定。 
   3 对注浆等可能产生增大地基变形的加固方法,应通过现场试验确定其适用性。 
2.10 浸水纠倾法适用于湿陷性黄土地基上整体刚度较大的建筑物的纠倾。当缺少当地经验时,应通过现场试验,确定其适用性。浸水纠倾施工,应符合下列规定:
   1 根据建筑结构类型和场地条件,可选用注水孔、坑或槽等方式注水纠倾。注水孔、注水坑(槽)应布置在建筑物沉降量较小的一侧。
   2 浸水纠倾前,应通过现场注水试验,确定渗透半径、浸水量与渗透速度的关系。当采用注水孔(坑)浸水时,应确定注水孔(坑)布置、孔径或坑的平面尺寸、孔(坑)深度、孔(坑)间距及注水量;当采用注水槽浸水时,应确定槽宽、槽深及分隔段的注水量;工程设计,应明确水量控制和计量系统。
   3 浸水纠倾前,应设置严密的监测系统及防护措施。应根据基础类型、地基土层参数、现场试验数据等估算注水后的后期纠倾值,防止过纠的发生;设置限位桩;对注水流入沉降较大一侧地基采取防护措施。
   4 当浸水纠倾的速率过快时,应立即停止注水,并回填生石灰料或采取其他有效的措施;当浸水纠倾速率较慢时,可与其他纠倾方法联合使用。
2.11 当纠倾速率较小,或原纠倾方法无法满足纠倾要求时,可结合掏土、降水、堆载等方法综合使用进行纠倾。

顶升纠倾

3.1 顶升纠倾适用于建筑物的整体沉降及不均匀沉降较大,以及倾斜建筑物基础为桩基础等不适用采用迫降纠倾的建筑纠倾。
3.2 顶升纠倾,可根据建筑物基础类型和纠倾要求,选用整体顶升纠倾、局部顶升纠倾。顶升纠倾的最大顶升高度不宜超过800mm;采用局部顶升纠倾,应进行顶升过程结构的内力分析,对结构产生裂缝等损伤,应采取结构加固措施。
3.3 顶升纠倾的设计,应符合下列规定:
   1 通过上部钢筋混凝土顶升梁与下部基础梁组成上、下受力梁系,中间采用千斤顶顶升,受力梁系平面上应连续闭合,且应进行承载力及变形等验算(图7.3.3-1)。
   2 顶升梁应通过托换加固形成,顶升托换梁宜设置在地面以上500mm位置,当基础梁埋深较大时,可在基础梁上增设钢筋混凝土千斤顶底座,并与基础连成整体。顶升梁、千斤顶、底座应形成稳固的整体(图7.3.3-2)。
   3 对砌体结构建筑,可根据墙体线荷载分布布置顶升点,顶升点间距不宜大于1.5m,且应避开门窗洞及薄弱承重构件位置;对框架结构建筑,应根据柱荷载大小布置。单片墙或单柱下顶升点数量,可按下式估算:


图3.3-1 千斤顶平面布置图
1—基础;2—千斤顶;3—托换梁;4—连系梁;5—后置牛腿


图3.3-2 顶升梁、千斤顶、底座布置
1—墙体;2—钢筋混凝土顶升梁;3—钢垫板;4—千斤顶;5—钢筋混凝土基础梁;
6—垫块(底座);7—框架梁;8—框架柱;9—托换牛腿;10—连系梁;11—原基础

      (3.3)

式中:n——顶升点数(个);
    Q——相应于作用的标准组合时,单片墙总荷载或单柱集中荷载(kN);
    Na——顶升支承点千斤顶的工作荷载设计值(kN),可取千斤顶额定工作荷载的0.8;
    K——安全系数,可取2.0。
   4 顶升量可根据建筑物的倾斜值、使用要求以及设计过纠量确定。纠倾后,倾斜值应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的要求。
3.4 砌体结构建筑的顶升梁系,可按倒置在弹性地基上的墙梁设计,并应符合下列规定:
   1 顶升梁设计时,计算跨度应取相邻三个支承点中两边缘支点间的距离,并进行顶升梁的截面承载力及配筋设计。
   2 当既有建筑的墙体承载力验算不能满足墙梁的要求时,可调整支承点的间距或对墙体进行加固补强。
3.5 框架结构建筑的顶升梁系的设置,应为有效支承结构荷载和约束框架柱的体系。顶升梁系包含顶升牛腿及连系梁两个部分,牛腿应按后设置牛腿设计,并应符合下列规定:
   1 计算分析截断前、后柱端的抗压,抗弯和抗剪承载力是否满足顶升要求。
   2 后设置牛腿,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定,并验算牛腿的正截面受弯承载力,局部受压承载力及斜截面的受剪承载力。
   3 后设置牛腿设计时,钢筋的布置、焊接长度及(植筋)锚固应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《混凝土结构加固设计规范》GB 50367的有关规定。
3.6 顶升纠倾的施工,应按下列步骤进行:
   1 顶升梁系的托换施工。
   2 设置千斤顶底座及顶升标尺,确定各点顶升值。
   3 对每个千斤顶进行检验,安放千斤顶。
   4 顶升前两天内,应设置完成监测测量系统,对尚存在连接的墙、柱等结构,以及水、电、暖气和燃气等进行截断处理。
   5 实施顶升施工。 
   6 顶升到位后,应及时进行结构连接和回填。
3.7 顶升纠倾的施工,应符合下列规定:
   1 砌体结构建筑的顶升梁应分段施工,梁分段长度不应大于1.5m,且不应大于开间墙段的1/3,并应间隔进行施工。主筋应预留搭接或焊接长度,相邻分段混凝土接头处,应按混凝土施工缝做法进行处理。当上部砌体无法满足托换施工要求,可在各段设置支承芯垫,其间距应视实际情况确定。
   2 框架结构建筑的顶升梁、牛腿施工,宜按柱间隔进行,并应设置必要的辅助措施(如支撑等)。当在原柱中钻孔植筋时,应分批(次)进行,每批(次)钻孔削弱后的柱净截面,应满足柱承载力计算要求。
   3 顶升的千斤顶上、下应设置应力扩散的钢垫块,顶升过程应均匀分布,且应有不少于30%的千斤顶保持与顶升梁、垫块、基础梁连成一体。
   4 顶升前,应对顶升点进行承载力试验。试验荷载应为设计荷载的1.5倍,试验数量不应少于总数的20%,试验合格后,方可正式顶升。
   5 顶升时,应设置水准仪和经纬仪观测站。顶升标尺应设置在每个支承点上,每次顶升量不宜超过10mm。各点顶升量的偏差,应小于结构的允许变形。
   6 顶升应设统一的监测系统,并应保证千斤顶按设计要求同步顶升和稳固。
   7 千斤顶回程时,相邻千斤顶不得同时进行;回程前,应先用楔形垫块进行保护,或采用备用千斤顶支顶进行保护,并保证千斤顶底座平稳。楔形垫块及千斤顶底座垫块,应采用外包钢板的混凝土垫块或钢垫块。垫块使用前,应进行强度检验。
   8 顶升达到设计高度后,应立即在墙体交叉点或主要受力部位增设垫块支承,并迅速进行结构连接。顶升高度较大时,应设置安全保护措施。千斤顶应待结构连接达到设计强度后,方可分批分期拆除。
   9 结构的连接处应不低于原结构的强度,纠倾施工受到削弱时,应进行结构加固补强。。

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