加固工程技术论文十篇

时间:2023-04-10 22:24:16

加固工程技术论文

加固工程技术论文篇1

1 防渗灌浆技术 

灌浆技术是通过高压喷射灌浆技术是借助高速射流(水、浆液或空气)直接冲击、切割、破坏、剥蚀原地基材料,受到破坏、扰动后的土石料与同时灌注的水泥浆液发生充分的掺搅混合、充填挤压、移动包裹至凝结硬化,从而构成坚固的凝结体,成为结构较密实、强度较高、有足够防渗性能的构筑物,以满足工程需要的一种技术措施。帷幕灌浆技术是在水利工程中重要的技术措施,帷幕灌浆主要是对水库坝基进行加固处理,对于减小大坝渗漏至关重要。 

2 高压喷射灌浆技术在水库除险加固工程中的应用 

2.1高压喷射灌浆特点 

在传统的化学注浆法中进行改进,结合物理原理,演变成为高压喷射灌浆法。这种技术的施工过程首先要对灌浆地面进行打孔,将连接喷射头的输送管插入孔内,对灌输装置内施加20M帕以上的压力,触动开关,喷射出来的材料与破坏土质混合,形成新的加固材料,凝固在表层,达到除险加固目的。这种技术使用的原料浆液价格底料方便采取,喷射点集中,土质不易流失,使用设备简单便捷,不需要大型运输工具,运用物理方法进行材料送达,对周围生态环境不会产生影响。灌输孔尺寸结合实际情况拟定,不受限制,不会出现爆破大面积塌方的现象。 

2.2 调制高压喷射灌浆浆液 

浆液调配的主要材料是水泥,结合不同水库的实际险情情况,添加适量的外加剂。浆液中不能存在大颗粒物质,水与粘土的比例要经过科学计算。在混凝土浆液中添加减水剂或者促进凝固材料时,要先了解好其酸碱度和化学性质,避免出现与水库修筑材料发生腐蚀反应,形象结构稳定性。 

2.3 高压喷射灌浆技术要求 

运用高压喷射技术进行加固只需要在损坏的结构上钻取一个30mm至50mm的孔,这一过程看似简单实际操作时要格外小心,前期需要做好精准的测量划线,对作业时间严格控制,避免出现灌孔过深或者纵线倾斜的现象。有些区域需要连续加固,对孔的分布要科学合理。确保高压设备连接牢固再进行操作,按照施工顺序执行。新形成的加固层位置与喷射时喷头移动范围有关,要求技术人员有土木工程建筑的相关知识,了解设备性能,应对突发情况及时做出变动。实施多个运输管共同工作时,要选取合适的角度,对灌孔依次进行标记,避免出现重复操作的情况,确保加固工作高效稳定进展。 

2.4 高压喷射灌浆施工质量控制 

水坝加固除险工作完成后,需要对施工质量安全进行检验,混凝土浆液材质在注入后需要一段养生时间,通过这一时间磨具的封存,加固层可更稳固,水泥材料变的更坚固,所以安全监测工作不能在灌浆完成后即刻开展,要在达到规定时间后拆除塑料隔离层再进行,对施工进行全面检查。包括灌孔的分布位置,质检人员要有自己的科学标准,以此为依据展开工作。灌浆加固点多时,要进行抽样检查,随机选取总数量百分之七的孔进行测量,记录下孔的直径、纵向是否垂直,注入口呈不规则圆形或者处理粗糙均属于不合格现象。灌浆是否达标主要检测其凝固后结构的密实程度,将一定比例的混凝土材料延灌孔注入,额定时间内其流量如果超过比较量,则需要二次维护,灌浆施工不合格。完成工作任务后要对灌孔进行密封,检测工作随着工程开展阶段进行,确保各流程符合标准再进行收尾。 

3 帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用 

帷幕灌浆技术是将浆液直接注入在水库斜坡出现裂缝的建筑材料中,形成连续的保护结构,在使用中水就不会透过裂缝渗漏。帷幕顶部直接与坝体相连接,直至不接触水面的岩石层,形成一个保护系统,减小基层渗透水对坝边坡产生的压力。 

(1)钻孔间距。帷幕灌浆在钻孔时应按照设计规定,逐渐减小孔间距离,沿着破损表面横坐标逐步加密,距离控制在1.8m至2.2m之间。如果是双排或者多排孔在测量分布中,多数先对最下层进行施工,再钻取上层灌孔,完成后进行测量,选取中间位置实施多孔的安放。 

(2)帷幕灌浆材料。选取材料时要参照国家出台的标准,使用符合强度要求的浆料。设计人员要结合实际情况对灌注材料进行调配,适当的使用化工原料,但不能对水体产生污染。先将搅拌好的材料取少量灌入实验孔中,确保安全符合要求再开展施工。 

(3)施工工艺流程。进行帷幕灌浆要先设计孔位、钻孔,对有害裂缝进行清理,将施工部位与水隔离,前期准备工作完成后再进行材料的制作,这一过程要经历较长时间,正式实施灌注时要再次检查裂缝处是否洁净,不能留有垃圾。灌浆结束后要经历一段养护时间,再进行验收,确保其牢固程度符合标准后将灌孔密封,通常采用机械设备进行后期工作,条件不允许的现场也可人力进行代替,但要保证牢固性和平准度,不能出现缝隙。整个过程需要工程技术人员现场指导,按顺序进行。 

3.1 冲洗压力 

一般而言,冲洗水压是灌浆压力的80%,在压力值大于1MPa的时候,选用1MPa;冲洗风压是灌浆压力的50%,在压力值大于0.5MPa的时候,选用0.5MPa。 

3.2 裂缝冲洗 

冲洗的时候,当清水流出10分钟后予以停止,并且总时间不得少于30分钟。对于返水达不到澄清标准的孔段,需要继续冲洗,保证孔内残留杂物厚度不可大于20cm。在邻近孔有灌浆操作或者灌浆结束不超过20小时的孔,不可以展开裂缝冲洗操作。 

3.3 制浆方式

根据有关设计规范标准,必须对帷幕灌浆制浆材料予以称重,保证其称量误差不得大于5%。在制浆的时候,需要对掺加剂、投料等进行严格控制。在制浆的时候,一定要确保搅拌均匀,并且测定浆液密度与粘滞度等参数,同时做好记录。在拌制细水泥浆液的时候,需要加入一些减水剂,并且借助高速搅拌机进行均匀搅拌,其转速不得低于1200r/min,时间需要通过试验予以确定。在使用浆液之前,需要进行筛选,一般为80μm方孔,其筛余量不得超过5%,水灰比为0.5:1,输送流速在1.4-2.0m/s之间,输浆压力在0.2-1.0MPa之间。确保浆液温度在5-40℃,低于或者超出标准的浆液视为废浆。 

3.4 帷幕灌浆施工质量检查 

在检查帷幕灌浆施工质量的时候,主要在灌浆结束14天后展开,其检查孔数为总孔数的10%。在检查灌浆质量的时候,一定要严格按照监理工程师要求,将检查孔设置在帷幕中心线上;对岩石破碎、大孔隙注入量、断层等复杂位置进行检查,等等。在进行压水试验的时候,可以在灌浆结束后根据监理工程师的指示,确定检查时间,并且按照其规定流程予以严格检查。承包施工单位需要在灌浆结束后,根据监理工程师的研究,整理有关资料,并且提交给监理工程师,为质量检查工程提供便利条件。 

4 水库除险加固中灌浆技术的应注意的事项 

冒浆是指在灌浆过程中浆液在坝坡、地面或库区底部流出或喷出采取在冒浆点加覆盖、降低灌浆压力、间断灌浆等措施。串孔是指在某一孔口正常灌浆时,浆液从相临孔口返出,说明钻孔在地下有通道相通及时填堵被串孔,待灌浆孔高喷灌浆结束后,立即进行被串孔的扫孔,进行高喷灌浆或继续钻进,凡经特殊处理的渗漏段,侍孔口返浆后均将喷射管下至原不返浆的最下位置,再进行正常喷射(复灌),确保防渗墙墙体质量。 

加固工程技术论文篇2

【关键词】混凝土建筑,建筑结构,加固技术,分析探讨

中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

改革开放以来,我国的建筑行业取得了辉煌的发展成果,建筑施工体系不断完善,工程质量管理系统不断成熟,施工工艺不断得到更新,在此过程中,混凝土建筑结构在建筑行业得到全面的推广运用。由于混凝土建筑结构独具的特点,因此,加强对钢筋混凝土建筑加固技术的研究和探讨,不仅仅是促进整个建筑行业进步的需要,也是促进施工工艺革新的客观需求,更是新时期下,坚持以人为本,建设社会主义和谐社会的重要举措,因此,加强对混凝土建筑的加固技术研究,有着十分客观的经济意义和社会意义。

二.混凝土建筑结构进行加固的意义分析

1.这是保证混凝土结构稳定性的基础措施,混凝土的建筑结构形式是最为广泛的建筑结构形式,但是,在设施工过程中,尚存在着一些不成熟的地方,建筑工程的后期护理也难以做到规范化和标准化,因此,使得建筑结构的安全性和稳定性得不到保证,必须实施加固,保证建筑安全,提高建筑质量。

2.这是完善混凝土加固理论的客观要求,混凝土建筑的加固技术具有复杂性,涉及到各种法律规范,施工标准,施工的材料设备等各个方面,虽然这种技术已经在世界范围内广泛运用,但是这种技术依然不够完善,理论不够成熟,基本上依然处在探索阶段。因此,加强加固技术的探讨研究,有助于完善加固技术理论系统,有着重要的意义。

3.这是保证建筑质量的重要举措,现有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害造成混凝土结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等,影响建筑物及构筑物的安全和使用功能,从而不得不考虑结构的修复加固问题。另外,结构设计规范也几经变动,原有建筑物及构筑物大部分己不满足现行规范的设计要求,必然存在一定的安全隐患。

三.混凝土建筑结构常见的加固方法探讨

目前我国建筑领域存在的加固技术有很多,但加固技术在实施的过程中要根据建筑结构的具体情况与建筑结构问题的严重程度而具体问题具体分析,针对不同的建筑采用不同的加固技术,制定适合建筑结构的最佳加固方案,提高建筑工程的质量。

1、粘滞阻尼器的应用

粘滞阻尼器是被动控制技术中的一种消能装置,其安装于结构的某一部位,易地震作用较小时阻尼器具有足够的初始刚度,处于弹性状态,结构体系具有足够的抗侧向刚度,能满足结构正常使用要求。当出现中、大地震时,随着结构侧向变形的增大,阻尼器进入弹塑性状态,并且迅速衰减结构的位移、速度、加速度等动力反应,从而确保主体结构在强地震作用下的安全使用。但是要注意一些细节问题。

(一)与阻尼器设备相连的梁柱的抗震等级需提高一级,以保证此部位最后进入塑性。

(二)需考虑结构的地震力可以传递给阻尼器,则运用PKPM设计时结构应满足刚性隔板假定。

(三)阻尼器的输出力是单方向的,需在垂直输出力方向设置限位装置。

2、置换混凝土加固法

当钢筋混凝土的建筑发生强度弱化,或者梁,柱等构件受到腐蚀,火灾,雨水,风吹,日晒等多方面的侵蚀,建筑结构的耐久性大幅度降低,混凝土出现斑驳,开裂时候,可以使用置换混凝土加固法。要做好支顶措施,保证原有构件的安全稳定,也使得混凝土的置换工作处于卸荷的状态进行,增强加固效果,增强构件的负载承重能力。同时,要对原有的混凝土采取科学方法剔除,并做好清理工作。这种方式可以大规模操作,但是,原有的混凝土剔除难度大,很容易对建筑物原有构件造成损坏。施工时候一定要仔细,严格执行各种操作标准。同时,可以采用一些先进机械设备,提高施工的效率。

3、预应力加固法

预应力加固方法是通过外加预应力钢拉杆对钢筋混凝土建筑施工达到加固目的的方法,在施工过程中,不断增加预应力迫使钢拉杆和其他的型钢撑杆受到压力,对原有建筑物结构的预应力产生影响甚至是改变,从而大幅度的降低了原有建筑物的应力水平。可以很好的消除应力应变滞后的难题。这种加固方法同时拥有加固功能,卸载功能,改变应力结构分布的功能,可以应用于大规模,大跨度的大型钢筋混凝土建筑加固施工,这种方法虽然增加了施加预应力的机械设备,但是,这种加固方法加固效果稳定,且总体成本相对较低,具有很大的优势。

4、外包钢加固法

在对钢筋混凝土建筑加固时候,外包钢加固方法是其中重要的方法之一。通过将建筑物的构件外部四角或者是两个角包上型钢,达到加固的目的。这种方法工作量很小,操作简单,而且加固的效果相对很稳定,因此,是一种广泛应用的常规加固方法。在这种加固方法施工时候,要保证原有的建筑物构件的截面尺寸不能变大。

5、绕丝加固法

在使用绕丝加固法对钢筋混凝土建筑物实施加固时候,一般都通过将退火钢丝缠到将要加固的建筑物构件上,使得原建筑物构架的混凝土被约束,使得建筑物的极限承载力和建筑物的延性得到提高。这是一种补强加固的施工方法,其最主要的目的是要提高建筑物构件的位移延性。使用绕丝加固法对建筑物构件实施加固之后,自重会比较小,构件的尺寸和相关的截面没有太明显的变化,对施工的环境要求也不高,但是,这种方法有着最大的缺陷,那就是通过施工后,加固的效果不太明显,尤其是矩形截面的钢筋混凝土的构件承载力难以得到显著的提高。

四、混凝土建筑结构加固技术的发展趋势展望

随着科学技术的发展,钢筋混凝土加固技术出现了一些新的趋势,主要有几个表现。

1、纤维复合材料加固法

纤维复合材料加固法显著地显现出其优势,得到了广泛的实际应用。尤其是粘贴纤维加固法较成熟,应用也比预应力纤维加固法及嵌入式纤维加固法广泛。根据研究现状,这三种纤维加固方法有待解决的共同问题主要有以下几方面:纤维材料加固构件的长期受力性能的深入研究; 纤维材料对节点加固性能的研究;用纤维加固的结构在较高温度下强度严重退化,如何改进加固材料性能和加固构件的防火耐温措施是有待研究的课题; 加强非碳纤维材料加固构件的试验及理论研究;如何简化施工工艺,加强质量保证,降低工程造价是一件十分紧迫的事情。

2、钢丝网复合砂浆加固法

从用钢丝网复合砂浆加固钢筋混凝土结构,虽然已有多年的研究历史,但在土木工程中的应用仍处于开创性研究阶段,国内在这方面的研究更属刚起步。但用无机复合砂浆(或水泥砂浆)粘贴钢丝网加固钢筋混凝土构件的方法,比起用有机胶做粘结剂的方法有其独有的优势,其应用前景较好。

五,结束语

混凝土建筑结构是目前最为广泛运用的建筑结构之一,既关系到整个国民经济的发展,又关系到居民生活方式的改变和生活质量的提高,因此,通过加固技术的研究,在建设施工过程中,充分考虑到各种项目工程的实际情况,根据不同的建筑结构构件特点,科学制定施工方案,合理选择加固方法,严格遵守各种施工标准和施工规范,采用先进科技和先进施工工艺,促进加固施工的规范化和标准化,提高整个钢筋混凝土建筑的加固效果,增强其稳定性和安全性。

参考文献:

[1]-高利学 关于混凝土建筑结构加固技术的新探[期刊论文] 《科技创新导报》 -2012年6期

[2]-王丽晶 混凝土建筑结构加固技术新探[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年2期

[3]-苑绍东 浅谈混凝土建筑结构的加固技术要点[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年9期

[4]崔士起,张田德,成勃,裴兆贞,碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用研究 [会议论文] 2009 - 中国建筑学会工程质量检测学术会议

加固工程技术论文篇3

关键词:井身结构优化;钻井液、油气层保护;固井及完井;特殊工艺井;设计技术

中图分类号:TD265.1 文献标识码:A

1 井身结构优化设计技术

1.1 套管、钻头系列

1.1.1 套管、钻头系列

针对常规井身结构存在的问题,结合目前的钻井工艺技术水平,对与套管、钻头尺寸的选择密切相关的几个方面问题进行了研究和探讨。在借鉴国内外一些成功经验的基础上,提出以下适应不同钻井条件的套管、钻头尺寸组合方案。表1列出了改进的套管、钻头系列,表2是强化的套管、钻头系列。

1.1.2 改进的钻头、套管系列应用情况

在滨南采油厂、东胜油公司等300余口井实施,钻井施工安全并取得了显著的经济效益。

自2001年已在车西、浅海4000m以深的潜山地层中得到广泛的应用,据渤海钻井公司统计,2001年7月以来在该地区共完成该类井19口,平均井深4336m,平均机械钻速7.11m/h,平均建井周期91天,平均钻井周期78天,钻井施工安全,钻井速度和质量比2000年均有大幅度提高,见表3。

改进的钻头、套管系列经实施,可满足油田部分井的施工要求,同时为强化的套管、钻头尺寸系列及现代井身结构的实施,提供了技术依据。

2 钻井液、油气层保护设计技术

2.1 钻井液设计技术

随着油田勘探、开发的不断深入深井、复杂井、特殊工艺井越来越多,对钻井液的性能提出了新的要求。因此针对不同的地区、不同的地层首先要分清楚存在的主要问题,在设计中有针对性地开展相关钻井液技术的研究,在满足解决主要问题的前提下,再研究制定解决其它问题的措施,只有细致地分析可能存在的各种问题,才能设计出合理的钻井液方案。

对于特殊工艺井的钻井液设计,还应通过水平井偏心环空中钻井液螺旋流流场的研究、水平井钻井液携岩机理和流变参数研究、水平井钻井液完井液配方及性能研究,分析总结水平井钻井液的特殊性和不利因素,确定不同条件下钻井液的密度、钻井液流变参数及排量,解决水平井钻井中的岩屑携带、井眼稳定、性能和油层污染问题。

2.2 油气层保护设计技术

研究发现,在钻井液、完井液中加入纤维状油层保护剂可以形成较浅的污染带,从而有利于反排,形成最大的从油层到井眼的渗流通道。使用海水低固相不分散钻井液的保护油层钻井液完井液方案,在应用中见到了良好的油气显示,测试获得了上百吨的工业油流和数万方气,获得了良好的应用效果。

3 固井及完井设计技术

3.1 完井方式

完井方式可以概括为固井射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充填完井、水泥浆充填封隔器衬管完井等五大类。目前国内常用的是固井射孔完井方式,其次是筛管完井和裸眼完井方式。

3.2 固井设计

3.2.1 影响固井质量的因素分析

(1)油、气、水窜:由于部分油层孔渗好,产层连通性强,加之油气层保护工作的加强,使固井时井眼中油气非常活跃,此时固井后因水泥浆凝固产生的失重作用,将使油气极易进入套管环空,造成封固不好。(2)漏失:压力系数低于1.0的异常压力系统,如果地层的渗透性强,则固井时极易发生漏失。(3)异常高压地层:由于泥浆密度高、粘切高、流动性差,水泥浆密度只能接近泥浆密度,造成循环压耗高,注替泵压高,顶替效率低,使固井质量难以保证。(4)井眼质量差:钻井中使用钻井液密度都是尽可能低,钻井时井壁掉块严重,固井时井径非常不规则。在这种井眼条件下固井,顶替效率低,固井质量难以保证。(5)封固段长:为了提高勘探、开发效益,一口探井的勘探目的层近年来是越来越多。这使固井时封固段长越来越长,造成固井难度增加。

3.2.2 技术对策

(1)推广应用双级注水泥固井技术,双级注水泥技术可以减少一次注水泥封固段长,从而有利于提高固井质量。(2)流变学注水泥固井:应用流体水力学理论,进行注水泥顶替机理的研究。利用固井仿真系统软件进行注水泥模拟,优化现场流变学注水泥施工参数,提高注水泥顶替效率,达到提高固井质量的目的。(3)低密度水泥浆固井技术:低密度水泥浆固井的关键技术是实现浆体不分层离析,析水小或无析水,水泥石体积收缩小或不收缩,赋予浆体强的触变性,保证水泥浆不漏失,水泥返高达到设计要求。选择性能优良的外掺料和外加剂,配制出浆体固相颗粒分布合理,水泥石早期强度高,达到材料间的良好匹配,实现工程对水泥浆综合性能的要求。

4 特殊工艺井设计技术

4.1 水平井、侧钻水平井设计技术

主要内容:(1)井身轨迹和井身结构设计。具体作法是:在满足油藏特性和地质条件的前提下,根据工具造斜能力,提高造斜井段造斜率,大幅度缩短靶前位移和造斜井段长度,改善井眼摩阻、扭矩及清洗效果,简化套管程序。依据这一原则,建立了二维、三维、多段增斜轨道的设计方法。(2)钻具组合及钻井参数的设计。根据井身轨迹控制技术和井下专用工具研究取得的最新成果,规范了增斜井段和水平段钻具组合选择的方法,以最大限度减少更换钻具组合的次数、求得最佳钻井参数和水力参数为原则进行设计。(3)采用了井口磁场计算、子午线收敛角校正理论和钻柱摩擦阻力、扭矩、正压力计算理论,从理论上保证了设计精度和合理性,并尽量降低摩阻及扭矩。(4)侧钻水平井除满足一般水平井的设计内容,还应增加开窗方式的设计。

4.2 大位移井设计技术

4.2.1 大位移水平井轨道优化设计的原则及方法

(1)大位移井轨道优化设计的两项基本原则:一,具有工程可操作性,即有利于钻井施工、轨迹控制、井下安全和轨道的实现。二,摩阻和扭矩最小。(2)用计算机模拟技术,进行了多种轨道设计和摩阻、扭矩模拟计算及对比分析。进而优选造斜点、造斜率、稳斜角等轨道参数。

4.2.2 设计技术应用

在位移较大的定向井或水平井设计中,按照优化设计的两项原则对井身结构和井身轨道进行优化设计,采用悬链线轨道和优选的轨道参数有效地减少了摩阻和扭矩。在钻井实践中,不论是钻井施工过程还是下套管过程中,摩阻和扭矩都跟预计的相接近,效果十分明显,证明了工程设计的技术方法和优化设计原则是正确的。

5 结论及建议

随着钻井技术的进步,中原油田的钻井工程设计水平有了一定的提高。钻井工程设计是一项系统工程,需多方面的协同配合,要求决策者及设计人员具有较高的知识水平,因此在今后的工作中要加大理论研究成果的应用,不断完善钻井工程设计手段。钻井工程设计在推广应用成熟的工艺技术的同时,肩负着“超前研究、提前储备,使科技先导作用始终贯穿生产发展全过程”的任务。因此,我们必须加大科技攻关力度,扩大与国内外的技术合作。

参考文献

[1]钻井工程理论与技术[M].石油大学出版社,2000.8.

加固工程技术论文篇4

关键词:锚杆静压桩 设计 挤土沉降 研究

中图分类号:TU472.99 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)001-001-02

随着我国城市建设的不断发展,建设用地受到越来越大的制约。在软弱地基上修建建筑物或对原有建筑物进行加高、加固都需要对地基进行处理。锚杆静压桩技术是一种加固地基的新技术,自80年代在我国首次应用,经过二十多年的发展已经取得了很大的改进。本文将对锚杆静压桩的研究现状作简单的介绍。

1 锚杆静压桩工作机理

锚杆静压桩是借助锚杆与建筑物基础底板相固接提供的反力,再通过反力架作为传力系统,利用安装在桩顶的千斤顶把预制桩逐节挤压入土层中,达到设计深度和要求的承载力后,再把桩顶与基础底板用微膨胀早强混凝土进行封装,待混凝土凝固后便可和建筑物形成整体,与原有基础共同承受上部荷载,提高了原有建筑物基础的承载能力,满足建筑物加高或加固的需要。压桩反力由建筑物本身自重提供,同时也要求锚固结点满足一定的抗拔力,才能保证压桩的施工顺利进行。

2 锚杆埋设技术的研究

锚杆静压桩在施工过程中是依靠锚固于基础的锚杆和钢梁形成的反力架提供反力,因此,锚杆锚固于基础的牢固程度往往决定了压桩荷载的设计。若锚杆抗拔力过小,而压桩力又比较大,则锚杆容易发生滑脱,这是施工所不允许的,因此,必须对抗拔锚杆设计与埋设的质量足够重视。通常静力压桩的施工,是通过使用带有配重的静力压桩机完成的,而后压桩技术是在已有建筑物的基础上实施,大型压桩机械无法实施。使用锚杆静压桩很好地解决了场地受限的问题,但由于没有解决反力架的锚固问题,其使用受到了限制,为此,许多单位展开了对锚杆与基础锚固问题的研究。冶金部建筑研究总院同第一冶金建设公司等单位发明了环氧砂浆锚固地脚螺栓的新技术,奠定了锚杆静压桩的发展基础。施工时,先在基础中钻孔,然后放置锚杆,埋深为10倍锚杆直径,锚杆可采用直杆形式,端部镦粗或加焊钢盘箍。最后用环氧砂浆做粘结剂封填钻孔,在桩顶用混凝土封桩。经实践发现,少数锚杆会因设计压桩力超过锚杆的抗拉强度造成锚杆缩颈外,锚杆并未被拔出,从而可以证明用环氧砂浆粘结的锚杆具有较大的抗拔能力。此外,若能确保锚杆孔内干燥,也可用硫磺胶泥作粘结剂。

目前锚杆静压技术对于压桩深度较大的场地显得不足,为满足增加后压桩深度提高承载力的需要,上海市第二建筑有限公司发明了一种实用新型静压锚杆桩反力装置,它解决了传统的锚杆静压桩压桩深度小,压桩力小的缺陷,具有更合理的结构,反力架便于移位,施工工艺简单、工期短且造价低等优点,特别是当城市建筑物密集,打桩机械活动范围受到限制的施工环境时,更显示出其优越性。

3 锚杆静压桩的设计研究

1984年,周志道结合安徽芜湖少年宫事故工程《锚杆静压桩法》,标志此项技术的产生。在第七届全国地基处理学术讨论会上发表的论文中曾明确提出该项技术有待解决的课题:锚杆静压桩技术应用于新建压桩或已建工程补桩的设计计算理论研究和各种加固形式合理参数确定以及沉降计算。

现行针对锚杆静压桩技术的规范是1991年发行的《锚杆静压桩技术规程》,里面很多设计理论是参照桩基设计规范的,对锚杆静压桩工作机理,施工影响等还需要作深入的研究。近年来,许多学者和各种施工单位都对锚杆静压技术作了大量的研究,总结出了许多设计经验和理论研究成果。文献[1]从时间效应、深度效应、荷载分担以及工后沉降等问题对锚杆静压桩进行了较为系统的土力学阐述,并对设计提供较多的建议值。文献[2]探讨了压桩力系数取值问题,解决了相关规范和规程在对锚杆静压桩描述时的一些矛盾。文献[3-4]对桩身应力分布规律进行了研究。文献[5]系统地研究了桩身回弹问题。文献[6]用小孔扩张理论,分析了后压桩施工挤土的塑性半径范围。文献[7-12]结合工程实例扩展了锚杆静压桩的应用范围,并探讨了相关设计计算理论。从各种研究文献中还发现,其设计计算理论大多套用相关桩基规范,研究没有系统化,因而对施工造成了不必要的浪费。鉴于此,袁志斌等通过阐述复合地基理论,指出目前锚杆静压桩设计方法的不足,认为运用复合地基理论分析锚杆静压桩才是比较经济合理的,并通过实例验证了该设计理论的可靠性。锚杆静压桩不仅可以应用于基础加固,也可应用于新建工程,对于大型机械无法进入的场地其优越性得到充分显示。江声述对新建工程应用锚杆压桩法做了较为全面的研究,总结了许多设计理论:新建建筑物的基础需先施工承台,并预留压桩孔和预埋锚杆。接着施工上部结构且要保证自重足能满足压一根桩所需反力,这时就可以进行压桩施工,并封孔,使桩与基础牢固联接在一起。锚杆静压桩单桩的承载力要和上部结构可提供的压桩反力以及承台作为基础的承载力相互联系,设计时要有全局思想,通常遵循从布桩及承台设计开始,然后确定单桩承载力,再进行桩基础的设计和验算的步骤。

4 锚杆静压桩挤土沉降问题的研究

4.1 锚杆静压桩挤土效应分析

锚杆静压桩是一种后压桩技术,它能解决后期加固问题,但施工中产生的挤土效应和附加沉降不容忽视,处理不当反而增加了原有建筑物的沉降,因此对其应有深入的认识。锚杆静压桩在施工时必会挤土,由此引发土体的两种变形:一种是桩土摩擦产生的竖向位移,另一种是挤土成孔产生的土体侧向挤出。施工的桩数越多,速度越快,挤土产生的效应就越明显,过大的附加沉降和水平位移将会对建筑物产生危害。锚杆静压桩所挤压土层在上部荷载作用下,已完成压缩固结过程,相比新建工程静压桩挤土阻力较大,同时由于上部结构的限制,挤土时的侧向膨胀也更突出,过大的水平位移对周围建筑物和管线等设施的影响严重。而且原有桩基也会受土体水平挤压而发生偏移甚至断裂,所以,锚杆静压桩施工设计不当,不仅没能增加基础承载力,反而起到了破坏作用。因此,有学者对锚杆静压桩施工的挤土问题进行了较深入的研究。同济大学李永盛等认为锚杆静压桩的桩土作用机理与一般的挤土桩是不完全相同的,它是土层已有附加应力的基础上进行沉桩,空间效应明显,是三维问题。他们运用小孔扩张的理论,在考虑竖向荷载影响的情况下,给出了一种计算桩周塑性变形范围的计算方法。

4.2 锚杆静压桩附加沉降分析

锚杆静压桩施工是一个动态过程,受挤压土体的各种物理反应随着深度呈非线性变化,受力状态和附加沉降的产生变得非常复杂,通过研究发现,主要有4个方面的原因导致了锚杆静压桩挤土效应的复杂化。

(1)桩侧粘性土由于受到挤压而产生塑性变形,土体有向上隆起的趋势;也可能被挤密而发生沉降,两种结果都会使桩周土受到径向压缩,土体产生塑性流动并向地表挤出。对于非粘性土,受挤压后不仅产生弹塑性变形,而且还被挤密,其结果可能产生隆起也可能产生沉降,这和粘性土受挤压时竖向变形的情况不同。

(2)压桩过程中桩端阻力和桩侧摩阻力引起的附加沉降。沉桩时,由于桩的挤土效应,桩周土体受到扰动和重塑,桩侧摩阻力比桩端阻力小很多,可忽略不计。因而桩阻力引起的附加沉降主要是桩端引起的,它的大小可以根据Mindlin公式用分层总和法求解。

(3)压桩时桩周围土体产生塑性变形导致强度降低,在上部荷载不变的情况下引起附加沉降。由于沉桩时会对桩周围的土体产生挤土效应,在桩周一定区域内土体会发生塑性变形变成重塑土,土体的强度大幅度降低,在上部荷载一定的情况下,土体变形增大,即地基的压缩模量变小。锚杆静压桩的施工都是在一定的荷载作用下进行的,所以会引起一定的附加沉降。

(4)封桩引起桩体回弹产生的附加沉降。通常锚杆静压桩沉桩时,在压到最后一节桩时,所施加的压力能达到200多KN。而锚杆静压桩的桩径通常很小,其桩长则可以达到20m左右,所以在压桩的过程中桩体会产生相当大的弹性压缩变形,当作用于桩体上的荷载撤除后会产生很大的回弹变形。然后进行封桩,上部结构的荷载会逐渐转移到锚杆静压桩上,此时桩体会产生再压缩变形。这个过程可以归纳为加载-卸载-再加载的循环过程,再压缩弹性变形就是附加沉降。

在沉桩的过程中,前三种附加沉降是同时发生并相互作用的,因而在分析附加沉降产生的原因时,要把这三个方面联系起来考虑。同济大学刘万兴等根据前三种附加沉降的原因推导了沉降计算的公式,并运用该公式对一工程实例进行了计算与分析,所得计算结果与实际情况基本符合,具有一定的可操作性。

5 锚杆静压桩技术展望

锚杆静压桩加固地基技术是我国在土木工程领域自主研究开发成功的新技术,经过二十多年的发展,现在已成为技术可靠、经济合理的新型加固方法。锚杆静压桩技术也还有很多需要改进的方面,还有很多新技术要去创新,例如研制新的压桩设备,运用单板机对压桩力、桩长等参数实时显示,配置自控电脑,进行智能化施工。因此,许多新的课题需要广大技术人员去发掘和创新。

参考文献:

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加固工程技术论文篇5

关键词:建筑结构加固;原因;研究现状;方法

Abstract: With the development of economy, strengthening technology building had great progress, widely used in social production practice, become the scholars research hot spot. This paper mainly introduces the structure of the main causes of the reinforcement, the research status, and introduces some common methods of reinforcement technique and the future of building structure strengthening methods development trend.

Key Words: Building structure reinforcement; Reason; Research status; Methods

中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:

一、建筑结构加固的主要原因

(一)人为因素

建筑物常常因设计错误、施工低劣、使用不当等人为原因不能满足其正常的使用要求。

设计错误包括设计计算错误和设计概念错误。前者如选用错误的计算参数、计算时主要荷载被漏掉;后者如按桁架设计计算的构件,荷载作用在节间而未作用在节点。

施工低劣造成施工质量事故常见的有:使用水泥超过使用期限;使用的钢筋质量低劣;施工过程中,悬挑板的负筋被踩下。使用不当常见的有:长期未清理工业建筑的屋面积灰荷载;使用荷载因任意改变使用用途而大大超载。上述原因造成的工程事故如尚未导致建筑的倒塌,均可通过结构加固使其能正常、安全使用。

(二)自然因素

建筑结构材料因长期的使用、外部环境条件而时刻受到外部介质侵蚀, 使材料状况日益恶化。例如:结构由于高湿、高温的变化产生裂缝;酸、碱等对结构的侵蚀;木材因细菌、微生物逐渐腐朽。建筑结构的功能在以上自然因素的长期作用下将日益下降,当达到一定程度后,就必须对其进行加固。

(三)结构使用要求的变化

随着科技的不断进步,大规模的技术改造和结构调整正在我国的工业界有条不紊地进行。生产工艺发生变化,就要提高建筑结构的功能。例如,原有设备要更新,工厂厂房的局部要增层,设备的基础相应有了新的更高的要求,为了保证其安全使用,结构的检测、鉴定与加固就成了必然。

二、建筑结构加固研究现状

加固技术是为了保证受损建筑物的安全使用,使其结构抗力恢复或超过原设计的理论,包括结构检测鉴定、结构设计方法、加固技术、加固施工工艺,以及方案选择与投资优化等,是一门理论与实践相结合的综合性技术。加固技术是加固理论在加固工程中的具体应用,加固技术可大致分为以下几类:按加固方法分为直接加固、间接加固、综合加固;按功能因素分为结构功能性加固和使用功能性加固;按作用因素分为一般性加固和灾后加固;按时间因素可分为临时加固、中期加固和长期加固;按结构受力因素分为静力加固、动力加固和抗震加固。

三、 混凝土结构加固方法与技术

混凝土结构加固设计时根据条件和使用要求选择适宜方法和配套技术, 一般来说加固方法分为直接加固和间接加固。

3. 1 直接加固的常见方法

1)加大截面加固法。该法施工工艺比较简单、 适应性比较强,并且具有比较成熟的设计理论和施工经验;尤其适用于一般混凝土构造物的加固,比如梁、 板、 柱、 墙; 但现场时间施工的湿作业比较长,对生产和生活会造成一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定变化。

2)置换混凝土加固法。置换混凝土加固法具有与加大截面法相似的优点, 而且结构经过加固后不影响建筑物的净空高度, 但同样存在施工的湿作业时间比较长的缺点;置换混凝土加固法适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、 柱等混凝土承重构件的加固改造工程。

3)有粘结外包型钢加固法。该法也称为湿式外包型钢加固法, 该方法具有的优点是施工简便、 受力可靠、 现场工作量比较小,但是用钢量较大, 而且不适宜在没有任何防护措施的情况下用于60度以上高温场所;该方法适用于在使用过程中不允许显著增大原构件截面尺寸,但是又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构体的加固。

4)粘贴钢板加固法。该加固方法具有的优点是施工速度比较快、 现场无湿作业或者仅有少量抹灰等湿作业,对生产和生活影响比较小,而且加固后对原结构外观和原有净空高度无显著影响, 但加固效果在很大程度上取决于技术工人的操作水平与胶粘工艺;特别适用于承受静力作用而且在工作时间处于正常的湿度环境中的受弯或者受拉构件的加固处理。

5)粘贴纤维增强塑料加固法。这种加固方法除了具有粘贴钢板加固法优点外, 而且还具有耐潮湿、 耐腐蚀、 而且可以几乎不增加结构的自重、 耐用、 维护费用比较低的优点, 但是由于选用的材料的一些特点结构经过粘贴纤维增强塑料加固法加固需要专门的防火处理,该方法加固的范围比较大,适用于各种受力性质的一般构筑物和混凝土结构构件。

3.2间接加固的一般方法

1)增加支承加固法。增加支承加固法简单可靠,但是采用该方法加固易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能会减小结构的使用空间;适用于具体条件许可采用该方法的混凝土结构加固处理。

2)预应力加固法。预应力加固法能降低被加固构件的原有应力水平, 不仅使加固的效果好,而且能够在很大程度上提高结构的整体承载力,但是加固后对原结构的外观会有一定的影响;这种方法适用于大跨度结构或者重型结构的加固改造工程以及处于高应力、 高应变状态下的混凝土构件的加固处理,但是在没有防护条件或者措施的情况下, 不能够用于温度在60度以上的工作环境,该方法也不能够适用于混凝土收缩徐变比较大的结构构件加固。

四、建筑结构加固技术的发展趋势

对既有建筑物进行加固是未来建筑行业的热点,搞好加固技术的研究开发及应用,确保加固质量可靠显得尤为重要。近几年来随着科技发展,出现了新的加固材料和加固方法, 并且这些技术具有明显的优势, 得到了广泛的应用,但并不能说明, 新方法新技术就可以取代传统的方法。在发展新技术的同时, 应做好各种加固方法的优势互补, 各种加固材料的取长补短, 做好加固技术的开发,为建筑物加固提供切实可靠的技术支持。

用钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆) 加固钢筋混凝土结构, 虽然已有 20 多年的研究历史, 但在土木工程中的应用仍处于开创性研究阶段,国内在这方面的研究更属刚起步。但用无机复合砂浆( 或水泥砂浆) 粘贴钢丝网加固钢筋混凝土构件的方法,比起用有机胶做粘结剂的方法有其独有的优势( 砂浆与基材间有更好的相容性、 协调性、 相互渗透性,而且比有机加固片材抗老化、 耐火、 耐久性更好) , 其应用前景较好。

参考文献:

[1] 孙恒伟. 浅析建筑结构的加固方法[J]. 黑龙江科技信息, 2011,(11)

加固工程技术论文篇6

[关键词]排水固结法 地基处理新技术 水利工程 教学模式改革

[中图分类号] TU41;G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)06-0132-03

地基处理(foundation treatment)一般是指用于改善支承建筑物的地基(土或岩石)的承载能力,改善其变形性能或抗渗能力所采取的工程技术措施。[1]随着我国各类建筑与高等级公路的高速发展,软弱地基处理成为工程界亟待解决的重大问题。[2]目前,重庆交通大学地基处理新技术课程是针对水利工程专业研究生开设的,也有很多高校的土木、交通、水利、铁路等专业都开设了本课程或教学内容相近的课程,旨在扩大土木工程及相关专业的学生的知识面,熟悉常用的较新的地基处理方法,提高解决工程实际问题的能力。[3]排水固结法作为地基处理技术中一种最基本的方法,主要用于解决地基的沉降和稳定问题,是本课程的重要内容之一。

课堂是教育教学的主阵地,它直接关系到培养什么样的人的问题。[4]课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段,它是教师给学生传授知识和技能的全过程,课堂教学模式直接影响教学效果。本文从排水固结法的教学特点及教学中存在的问题两方面出发提出课堂教学模式改革方法,以期达到诸多教育者和研究者所关心的如何提高该方法教学质量的问题。

一、排水固结法的教学特点

(一)授课对象

为了提高硕士研究生地基处理专业知识与专业技能,我校早在2007年就为水利工程专业研究生开设了地基处理新技术作为专业基础课,并作为其他专业的专业任选课供全校研究生选择学习。我校是重庆乃至中国西南地区较早开设地基处理相关研究生课程的高校之一,并且把作为基础本方法的排水固结法选为本门课程的教学重点和必须掌握的知识点。因此该方法的主要授课对象为研究生,且主要为水利工程专业硕士研究生。

(二)授课教学内容

排水固结法又称为预压法,适用于饱和软黏土、可压缩粉土、有机质黏土和泥炭土等,特别适用于在持续荷载作用下的地基土。它是一种在建筑物建造以前,在天然地基或者设置有竖向排水体的地基上进行加载预压,使地基中的自由水随着竖向排水体排出而使得固结沉降提前完成,地基土强度得到提高的方法。[5]排水固结法的教学内容安排如表1所示:

表1 排水固结法的教学内容安排

从教学内容上看,排水固结法的授课主要存在以下两个方面的特点:

1.涉及知识面广:排水固结法包括堆载预压法、真空预压法、真空堆载联合预压法、电渗法几种基本方法,包含加固机理、设计计算、施工工艺等方面的教学内容,体系庞大,涉及土力学、水力学、工程地质学等基础专业知识,涉及知识面广,要求学生有一定的专业基础;

2.工程实践性强:学习排水固结法的目的是使学生掌握其基本理论,了解本方法或技术最新的发展动态,分析存在问题的原因,掌握方案的选择和评价,培养学生应用本方法加固适用地基的实践能力。教学内容与工程设计规范密切相连,学习的最终是服务于工程设计,因此具有较强的工程实践性。

二、课堂教学模式存在的问题

目前针对教学内容主要存在的问题有:

(一)“灌输式”授课

研究生教育是我国教育结构中最高层次的教育,肩负着为国家现代化培养高质量创造性人才的重任。[6]研究生的硕士阶段教育,是本科毕业之后继续进行深造和学习的一种教育形式,在学生掌握专业所需基本技能后,在专业修养素质上有更大的提高,其目标是培养有一定理论基础的专业设计工作者即设计师。研究生毕业生在国家各项事业中发挥着重要的作用,他们中间有相当一批人将成为教学、科研和部门的主要骨干力量以及学术带头人,有的将获得国家发明奖和重大科技成果奖。排水固结法的授课对象为硕士研究生,他们有别于本科生,处于接近成熟的成长时期,求知欲望强,对未来有很高的期许,且有强烈的拓宽知识面及接触新鲜事物的要求,采用本科传统的“灌输式”授课方式是不能满足硕士培养的要求,这是针对授课对象存在的主要问题。

(二)底子薄

排水固结法的教学内容涉及知识面广,需要学生对土力学、水力学、工程地质学等基础专业知识有全面的了解,而我校的水利工程研究生招生来源于不同高校或相近专业,他们本科开设的课程有所不同,对专业基础知识的认知面单一,想要“消化”排水固结法中的相关知识点,有一定的难度。

(三)见闻少

排水固结法学习的目的是服务于工程实际,而绝大部分学生是本科毕业后直接攻读硕士研究生学位,毫无工程背景,听到见到的工程都比较少,学生仅靠书面教育,想象力的发挥存在很大的局限性,见闻少也使学生对该方法的掌握多了一道障碍。

(四)条理不佳

从表1可以看出,在教学中先对排水固结法进行了概述,后进行了加固机理、设计计算、施工方法等方面的介绍,其中分别讲述了几种基本方法,教学的侧重点在于基本原理,理论性很强也比较全面,但是这样的表述方式让学生难于对某一个方法形成系统性的认知。研究生毕业以后,大多就职于设计院、研究院以及高校,从毕业生毕业工作以后的反馈信息可知,多数毕业生对复合地基排水固结法的理解不透彻,概念模糊,缺乏具体排水固结法分类方法的认识,当遇到工程设计分析的时候,一片茫然,不知如何下手。

(五)缺乏支撑

理论来源于实际,又服务于实际。排水固结法学习的最终目的是解决实际问题,但在本教学内容的设计上,极少提及实际工程,有一定的缺陷性,单纯的理论教学容易让学生感觉疲惫,且不易理解。

三、课堂教学模式改革

(一)教学内容的改革

由于排水固结法教学内容条理性不佳,并且缺少工程实例,让学生对该部分的内容含糊不清,设计方法不明确,因此,对该部分教学内容进行了改革,改革后的教学内容如表2所示。

表2 排水固结法改革后的教学内容安排

从表2可以看出,改革后的教学内容与原教学内容相比,存在几点不同:

1.先简述排水固结法的原理,对几种方法中一致性的内容作了统一讲解后,按照小节的方式分别讲解每一种方法的原理、设计、施工,各个击破,也有利于学生进行对比分析理解,对每一种方法形成系统性的认识;

2.增加了工程案例小节,形成系统认识后,列举了我国几种应用排水固结法进行地基加固的工程实例,进一步加深了学生对排水固结法各种方法的认识;

3.针对研究生的培养目标,根据本行业目前的研究动态和国内的工程应用情况,增加了发展趋势一小节,让学生更好的分析了解排水固结法的发展动态,为他们的科研之路做好铺垫工作;

4.通过本章思考题,让学生巩固所学排水固结法知识点,便于日后应用。

(二)“图片+视频”式教学模式

排水固结法的教学内容决定了排水固结法教学工程实践性强的特点,规范规定的条例仅靠文字表述,会让课堂了无生气,学生的学习热情大幅度降低。图片是一种直观的简化的表述方式,在课堂教学中使用简单的文字配以形象的图片制作课件,让课堂教学五彩斑斓起来,能够合理规避学生的视觉疲劳,提高课堂学习效率。而随着电子科学技术的飞速发展以及信息化进程的加快,越来越多的工程制作宣传片,还有按照原理制作的一些教学短片,工程现场拍摄的视频等都可用作教学,使课堂更加活泼生动。因此,这种“图片+视频”式教学模式可以很好的提高学生的学习兴趣,传输大量的学习信息,加深学生对教学内容的记忆,加强对知识点的理解,能够有效的提高课堂教学质量。

(三)网络化学习方式

20世纪80年代以来,教育改革的总趋势是教育多元化、社会化、信息化和国际化。[7]对硕士研究生的培养,应采用课程学习和科学研究相结合的方式,因此既要注意知识的传授,更要加强能力的锻炼。硕士研究生毕业要在坚实的掌握本学科基础理论和系统的专门知识的基础上,具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。要达到这一要求,硕士研究生必须具备查找和阅读科技文献的能力,正确掌握学科的发展动态及发展趋势。在本课程中,针对教学对象为硕士研究生这一特殊授课对象和几乎每位学生都有电脑的特点,增加了排水固结法的发展趋势一节,这一节的增加也旨在培养学生查阅相关科技文献数据库或其他相关网络文章的能力,通过阅读文献,了解排水固结法的发展动向,总结其发展趋势,凝练其科学难题,学习解决这些科学难题的科学研究的方法。

三、结论

课堂教学是教育教学中使用最多最为普遍的一种教学方法,其教学模式的正确与否很大程度上决定了教育质量的高低。文章结合排水固结法的特点及教学中存在的问题,广泛吸取国内外其他高校同行的教学经验,参考毕业学生和用人单位反馈的信息,依据现代化的教育教学理念,在多年的教学经历中总结教学经验,重点探讨了通过调整课题教学内容、综合运用其他教学手段的课堂教学改革模式。与原来的教学模式相比,新模式能够结合课程内容自身特点,以学生为中心,采取多种手段,激发学生学习的兴趣,加深学生对工程概念的理解,充分调动学生学习的主观能动性,因此使教学真正达到培养工程师的目的,取得了较好的教学效果,并且为进一步的科学研究打下基础。

[ 注 释 ]

[1] 郑俊杰.地基处理技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2004.

[2] 李彰明,冯遗兴.动力排水固结法参数设计研究[J].武汉华工学院学报,1997(19):41-44.

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[4] 张晓华.当前课堂改革的困惑与对策[J].教育情报参考,2005(6):37-38.

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[7] 梁世宁.新课标下中学地理情境教学的理论与实践研究[D].福州:福建师范大学教育硕士学位论文.

[收稿时间]2014-12-18

加固工程技术论文篇7

关键词:植筋胶,植筋,抗剪力,粘结剂强度,锚固深度

 

1、前言

近年来,混凝土新技术和新材料在工程改建和加固中普遍开始应用,植筋技术作为一种新型的加固技术,不仅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特点,而且还具有适应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能良好、价格低廉等优点。由于在钢筋混凝土结构上植筋锚固已不必再进行大量的开凿挖洞,而只需在植筋部位钻孔后,利用化学粘合剂作为钢筋与混凝土的粘合材料就能保证钢筋与混凝土的良好粘接,从而减轻对原有混凝土结构构件的损伤,也减少了加固改造工程量:又因植筋胶对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的力,而是利用其自身粘接材料的锚固力,使钢筋锚杆与混凝土基材有效地锚固在一起,产生的粘接强度与机械咬合力来承受受拉荷载,当植筋达到一定的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拔力,从而保证了锚固强度。工程实践证明,植筋技术不失为一种处理建筑及桥梁混凝土结构缺陷和改造具有一定年限建筑的好办法。

将钢筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材的化学植筋技术,近二十年来已被我国建筑业广泛的应用于各类建筑加固、改造与维修中。在目前应用化学植筋技术的加固、改扩建工程中,存在两种主要的植筋施工方法:按生产厂家标准操作方法和人工操作方法。无论是施工操作程序,还是植筋粘合剂材料,这两类施工方法都存在着一定的差异。标准操作方法则是配备专有施工工具,同时粘合剂在出厂时已经做好定量包装;人工操作方法的施工方式为现场手工称量,搅拌均匀,手工填充。对两种施工方法进行对比分析,标准操作方法价格相对高一些。

一、化学植筋锚固技术简介

1.化学植筋锚固技术原理

化学植筋锚固技术是一项新型的钢筋混凝土结构加固技术,是一项对混凝士结构较简捷、有效的连接与锚固技术。它是在已有混凝土结构或构件上以适当的直径和标准要求的深度钻孔,并采用专用植筋胶,利用其粘结和锁键原理使设计图纸要求的钢筋与原混凝土粘接牢固,使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土中传递,从而形成受力整体。目前,已广泛地应用于扩大加宽基础、加层改造、新旧混凝土连接、漏放钢筋添加、节点连接加固、增梁加梁、柱等工程处理中得到广泛的应用及新建和已有建筑物的加固改造工程中。其工作原理是:在施工加固过程中,新旧混凝土界面的抗剪力主要由以下几部分组成:界面混凝土内部结合力,界面摩擦力,植筋的抗剪力。当外力作用达到一定程度,界面混凝土内部结合力被抵消,新增的混凝土与原混凝土界面理论上分离,产生相对位移,此时植筋受拉力和剪力产生弯矩作用,作用值的大小依赖于界面的粗糙度和强度。如果界面足够粗糙,新增的混凝士与原混凝土界面粘和力足够大,此时会产生附加的混凝土层间自内连锁作用(包括摩擦力和内部结合力),起到部分抵消外部剪力的功效。

2.化学植筋锚固技术优点

1)设计的灵活性:根据需要可以在钢筋混凝土结构的大多数位置,根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。

2)可靠性优于预埋件:一般钢筋混凝土结构在需要与其他结构连接处均预留预埋件,但预埋件位置不易确定,混凝土浇注成型后及调整使用功能后预埋件的位置难以改变且施工繁琐,而植筋具有灵活性,其可靠度与预埋件基本相同。

3)比一般的铆、焊方法相比受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),化学植筋比较耐疲劳。

4)承载力大,按标准规范计算施工的植筋完全能满足承载力的受力要求。论文大全。

5)工艺简单,可大大缩短工期,往往在2~3 天或更短时间内就可使用。

6)钻孔直径、深度范围广、施工灵活,抗高温,可近距离焊接施工。

7)新增混凝土结构基本没有滑移。

8)造价较低:以应用植筋技术最多的框架柱与砌块填充墙之间的锚拉筋(ф6㎜)为例。经过施工单位使用情况调查,一般每公斤结构植筋胶可植近100根锚拉筋,植筋所用结构胶成本还不到0.6元,由于植锚拉筋工艺简便,一般钢筋工都可以操作,且每个工日至少可植50~60根,每根钢筋综合成本也就在1~2元左右,比其他施工方法相对经济。

3.化学植筋锚固技术影响及不利因素

植筋技术的成败主要取决于混凝土基材质量、钢筋质量、粘结剂强度、钢筋植入混凝土的深度(锚长度)、施工温度、成孔质量、孔内洁净程度、孔内干湿程度等诸多因素。施工时应满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。

(1)混凝土本身强度如果很低,植入高强度钢筋没有实际意义。所以根据《混凝土结构加固技术规程》规定,混凝土强度不宜低于C15,混凝土强度宜采用C20以上。

(2)钢筋一般选用I级、II级钢筋,其强度应符合现行国家标准,即《普通碳素结构钢技术条件》的规定。粘结剂胶体的自身抗拉强度、抗弯强度及劈裂抗拉强度和粘接性能强度必须满足使用要求。

(3)混凝土化学植筋的破坏形式则主要取决于植筋的锚固深度,就植筋的埋置深度而言,试验研究表明,埋深较小时,植筋发生混凝土锥形破坏,承载力较低,不但不能发挥钢筋的作用,而且脆性破坏:埋置深度过深时,钢筋发生断裂破坏,钢筋植入部分没有发生丝毫滑移,强度未充分发挥,容易造成材料浪费:只有埋置达到适当的深度时,植筋破坏始于钢筋屈服,有明显的屈服破坏预兆,符合工程需要。这个“适当的深度”就是满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。

(4)施工温度及湿度。植筋的施工温度直接影响粘结剂的固化时间。一般情况下,植筋所用粘结剂的固化时间随温度的升高而缩短:植筋的环境湿度也直接影响粘结剂的固化时间和粘结力学性能的发挥,故应确保环境温度不致过高及湿度相对低些。

(5) 化学植筋锚固工艺对操作者来说存在一定的危害,施工时应做好个人安全防护,现场要保持通风良好。

4.化学植筋锚固技术施工要求

(1)工艺流程: 植筋锚固钢筋混凝土工程设计→定位→钻孔→清孔→注胶→除锈后在钢筋上标记埋深刻度,→植入钢筋→留足够的时间固化并防止流胶→现场检测固化效果→检测合格→对结构表面进行凿毛处理→清洁表面→浇筑新增结构混凝土。

(2)施中应注意的问题:①按设计要求定位布孔。②钻孔与母体表面垂直,孔径比钢筋直径 5㎜左右,注意钻孔位置应避开结构内钢筋,尤其是受力主筋,一般采用钢筋探测仪定位。采用水钻钻孔时,应对孔壁进行打毛及干燥处理。③用刷子及清洁的压缩空气清干净尘土,不能用水洗,钢筋表面要除锈,不能存在浮锈或油污。④从孔底开始注胶,待孔内注胶达到80%以后即将钢筋缓缓旋入孔中,以表面稍有溢出为宜,整个植筋过程应连续进行。⑤植筋胶凝固硬化前不得施加荷载。论文大全。植筋锚固在潮湿的混凝土中时,干燥后再施工,硬化时间必须加倍。

二、适合于工程应用的植筋锚固项目

1.用于桥梁病害治理。根据桥梁桥面铺装层不同程度破坏的情况,如产生病害的主要原因是桥面铺装层与梁顶面粘接不良。通过对桥面铺装层钻芯可以看出,桥面铺装层与顶梁的结合性很差,主要原因是施工中浇筑铺装混凝土前对梁板顶面凿毛及清理不当,铺装层与梁板之间出现夹层,未能紧密结合成整体,形成分层,在机动车辆行车震动的作用下发生疲劳破坏。采用化学植筋技术,可使桥面铺装与梁板结合紧密,两者共同参与受力,同时固定桥面铺装钢筋网的位置。采用化学植筋技术的固定桥面铺装钢筋网的结合层运行效果良好。

2.用于加固新旧混凝土结合部强度。如桥梁扩大基础、承台、盖梁和台帽等部位。通过在扩大基础、承台、盖梁和台帽等不同部位的植筋施工体现化学植筋效果,可以有效提高新旧混凝土结合部位粘接性能强度,施工部位,新旧台帽结合部位极少数出现裂隙。论文大全。

3.用于对一些老旧厂房、住宅、办公楼等的改造:由于一些旧有建筑结构不能适应使用需求,需要进行改造,而距使用年限还有一定的时间,使用化学植筋的方式进行建筑结构改造,如接柱、加梁、后加楼梯、电梯井、内外装饰锚固等,这样能节省大量的资金及时间。

4.用于桥梁加宽。传统方法是先做好桥下安全维护工作,再凿除防撞栏和桥面悬臂板混凝土,安装加宽部分钢筋并与旧桥钢筋绑扎固定,最后支模浇注混凝土。从节约投资、减少施工难度、缩短工期等方面考虑,采用化学植筋方法施工更实用、有效。具体作法是在需加宽的构件上植入一定数量的钢筋,再支模浇注混凝土,从而加大桥面宽度。在桥梁加宽工程上应用化学植筋方法具有不错的效果。

三、结束语

化学植筋技术设备简单,操作方便,效果可靠,其施工要点在于钻孔深度、孔径及垂直度一定要保证符合设计要求,且施工中植入钢筋一定要保持洁净,对植筋胶的选用一定要严格,施工前必须先做试验,若能保证以上措施,植筋效果能达到《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。总的来说植筋技术的合理应用,不仅能够解决既有工程结构由于使用功能变化、不可抗力(指地震、水灾、火灾等自然灾害)、结构老化等原因而需结构加固的问题,而且,还能解决由于设计缺陷、装潢、施工遗漏等原因造成的需要结构加固问题。同时,随着更多需要结构加固工程和改造工程的出现和化学植筋技术被广泛的应用。其可靠性被工程界和开发商的认可,为化学植筋技术的应用提供了广阔的市场。但是,随着化学植筋技术的广泛应用,应努力解决好以下问题:植筋技术应用的方法、手段、设备、仪器,通过研究和实践形成成套的更为先进的化学植筋技术,从而使该技术进一步理论化、规范化。相信,随着化学植筋技术的成熟和成本的不断降低,它在建筑工程中的运用将越来越普遍。

结论

1.由各种工程的实际应用的数据分析可知,严格按照施工要求,不同的操作方法对粘合剂的承载力影响是有限的,各种结构用化学植筋粘合剂用于建筑物结构改造中钢筋的种植完全是可行的,而且在承载力上区别不大;

2.不同的操作方法决定了粘合剂的可操作性、固化时间、环保安全性、价格等等,通过以上的论述,我们可以得知如果在施工条件允许的情况下,化学植筋技术粘合剂具有更大的市场,而且这种优势会随着我国劳动力成本的不断上涨、工程质量的要求、环保的要求的不断提高而不断扩大,最终混凝土化学植筋技术将会更加完善。

参考文献

[1]《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004

[2]《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006

加固工程技术论文篇8

随着土木工程的发展,土木工程的地基加固技术越来越受到关注。相较于其他土木工程而言,岩土工程有着工程复杂、地质状况特殊的特点,因此在施工的过程中难度较大,这就需要对岩土工程的地质结构进行分析,以此来针对性的选择科学的地基加固技术。本文简要分析评价了岩土工程,研究了岩土工程地基稳定性的验算,并探讨了岩土工程地基加固技术,旨在为提升岩土工程地基的稳定性提供参考。

关键词:

岩土工程;地基;加固技术;探讨

前言:

地质条件对土木工程的影响是比较大的,岩土工程有着地质状况特殊、工程量巨大的特点,这就对其地基加固提出了较高的要求,因此对岩土工程地基加固技术的探讨是十分必要的。

一、岩土工程相关评价分析

针对岩土工程的地基加固而言,要想选择科学的地基加固技术,首先要对工程的岩土地质状况进行评价和分析,只有这样才能够为岩土工程地基加固提供科学的参考依据,具体来说主要有以下三个方面:①地层状况的分析:一般来说,岩土工程的地层有着不同层次的土体成分,具体包括基岩层、残积层、冲积层、人工填土层等等,这些层次是根据土质的颜色和具体性质的不同而划分的,不同层次的土体有着不同的土质特点,在进行地基加固的过程中要对不同层次土体的质地、成分及形成过程进行分析评价,以残积层土体为例,有的残积层土体由粘土构成,而粘土可塑性较强,而有的残积层土体则是来自河流的冲击的粉质土,粉质土的湿度较高[1],这就需要根据土体性质的不同来进行地基加固;②地下水分布的分析:地下水分布的分析和评价主要包括水置的分析、水位分布特征的分析等等;③地下构造特征的分析评价:此类分析主要是看工程建设的地点是否处于地震带,如果在地震带上则应当按照相关抗震设计规范来对地震波速进行测量,之后来计算出地基所需要的土层厚度。

二、岩土工程地基稳定性的验算

在上文中我们我们提到了,进行岩土工程地基加固之前首先要对岩土工程的地层状况、地下水分布、地下构造特征进行评价分析,而在这之后需要选择科学的验算方法对岩土工程地基稳定性进行验算。对于岩土工程来说,由于其地基土壤条件相对复杂,土层分布不均匀,因此在地基加固的过程中势必要对其稳定性进行科学的验算,这能够为岩土地基加固提供有效的依据。在岩土工程地基稳定性的验算过程中需要做好一系列的基础性工作,例如在验算岩土工程地基稳定性之前要对地面工程的差异沉降以及倾斜程度等特征进行分析,在分析的过程中要以科学的规范和标准为基础,保证分析的科学性和有效性,就目前来看,我国对于岩土工程地面工程差异沉降和倾斜程度的分析研究较小,缺乏科学的验算方法和相关理论,使得相关施工设计出现一定的盲目性,而在国际上,许多国外的专业人士则能够利用刚体平衡原理和地基整体破坏原理来验算地基的稳定性,这种分析方式较为科学。当前国际上有一种有效的地基稳定性验算方法,即对塑性展开区深度1/3或1/4进行地基承受能力的计算,这种计算方式能够合理的确定地基具体的稳定性[2]。除上述地基稳定性的验算方法之外,在《建筑设计规范》中提到,可以采用圆弧法来对地基稳定性进行验算。

三、岩土工程地基加固技术探讨

岩土工程地基地质状况的分析和地基稳定性的验算能够为岩土工程地基加固和加固技术选择提供依据,根据岩土工程的特点,当前岩土工程主要的地基加固技术有以下三种,分别是换土加固技术、振捣加固技术和排水加固技术,下面对岩土工程地基加固技术进行详细探讨:

(一)换土加固技术探讨

换土加固技术的核心在于将不利于地基加固的土层换掉,在岩土工程地层中可能会出现一些湿度较大、粘度较大的软弱土层,例如黄土土层,同时可能会存在因气温较低而出现脆弱的冻土层,这些土层的出现都不利于岩土工程地基的加固,因此需要采取有效的技术措施将这些土层换掉,以此来保证岩土工程地基的稳定性。相较于其他地基加固技术而言,换土加固技术的技术含量较低,但加固效果十分显著,其往往适用于范围较大的基坑作业,利用大型的机械设备来进行换土,但这种加固技术在应用的过程中对机械设备的依赖性较强,因此换土的深度受到制约,一般在3m以下。具体的工作流程为,首先将不利于地基加固的土壤用机械设备挖除运送到合适位置,之后用机械设备将稳定性较好、硬度较高、湿度较小的有利于地基加固的土体填入到基坑中,同时可以加入一些煤渣、碎石等工业废料,以此来对地基进行夯实加固,提升土层的紧实度,这不仅有利于地基加固,同时保护了环境,实现了生态效益。

(二)振捣加固技术探讨

振捣加固技术的核心在于采取有效的技术手段来提升地基图层的密实度,以此来提升岩土工程地基的抗震性能,振捣加固技术针对粘性较大的土体和砂质土体有着良好的加固效果。在具体的实施过程中,其主要应用的技术方法为压实法、强夯法等降低土质孔隙度、提升土质密度的压实和夯实方法,具体来说,用重量较大的夯锤进行自由落体运动,对地基进行重击,以此来排除土体的空隙,提升地基土体的承载能力,此外振捣加固技术由于排除了地基土体中的空隙还能够有效避免工程建筑物在使用过程中的沉降现象[3]。一般来说,振捣加固技术往往和换土加固技术结合使用,其是一种地基加固过程中比较常见的加固技术。

(三)排水加固技术探讨

排水加固技术主要针对的是土壤中含水量过大的岩土工程地基,其核心在于采取有效的技术措施来排除地基土壤中的水分,以此来实现地基的加固,一般来说,主要采用排水固结法进行排水,通过提升重力荷载来讲地基土壤中水分挤压出去,分层次进行施压,每一次荷载的提升都会使土壤中的水分减少,这就增加了地基的有效应力,提升了地基的抗剪强度,从而实现了岩土地基的加固。

结论

综上所述,岩土工程是一种特殊的土木工程,其有着地基土质复杂、工程量较大的特点,对于岩土工程的地基加固至关重要。通过分析我们得知,岩土工程地基加固需要对岩土工程的地质情况进行分析评价,同时要对其具体的稳定性进行验算,最后方可选择合理的加固技术进行地基加固。

作者:张杨燕 单位:江苏省核工业二七二地质大队

参考文献:

[1]单联伟.对岩土工程及其勘察的现状及发展研究[J].科技创业月刊,2012,01:136-137.

加固工程技术论文篇9

关键词:岩土锚固 现状 发展 探究

Abstract: this paper summarizes the present situation of rock-soil anchoring, analyzes the theory research rock-soil anchoring and engineering applications existent problem, put forward rock-soil anchoring the study of the theory of the future and the focus of the engineering application, and discusses the development direction.

Keywords: rock-soil anchoring development present situation to explore

中图分类号:U213 文献标识码:A文章编号:

当前,岩土锚固已经成为岩土工程领域中的重要部分。在岩土工程施工过程中使用岩土锚固技术,不仅能充分提高岩土体自稳能力和岩土体的自身强度,降低结构物自重,减小结构物体积,节省工程材料,节约工程成本,同时还能保证施工的安全。岩土锚固已在我国很多工程建设中得到广泛应用,如:边坡、矿井、基坑、隧洞等地下工程,还有坝体、水库、航道、机场及抗浮、抗倾结构等。

1 岩士锚固现状分析

1.1岩土锚固的标准逐步完善

岩土锚固在我国工程中的设计与施工原则要符合技术先进、经济合理、保证安全。为此,国家在1986年颁布了第一个国家标准,即《锚杆喷射混凝土支护技术规范》,相继在1990年颁布了《土层锚杆设计施工规范》。为了使《锚杆喷射混凝土支护技术规范》更加符合实际,国家从1995年开始,组织有关单位对此进行了全面修订。在这些规范中明确规定了岩土锚固中锚杆的设计标准、材料要求、施工要求、防腐材料、试验细则和监测标准,同时,也对锚杆验收的合格标准做了明确的规定。在这些规范中的试验部分,明确规定了试验的数量,试验的最大荷载和试验的加荷方式。

另外,我国的军工、电力、水利、建筑等部门也制定了相应的岩土锚杆行业标准。岩土锚固的应用随着岩土锚固的标准日渐完善发挥着越来越重要的作用。

1.2岩土锚固的应用领域日渐拓宽

我国的交通隧洞工程和矿山巷道工程自60年代以来广泛应用了2-5m的低预应力或非预应力的喷射混凝土和岩石锚杆技术,工程建设得以飞速发展。因为工程不同,各自的要求也存在多样性,岩土锚杆的品种逐渐增多,相继出现了端头锚固的树脂锚杆,全长粘结的砂浆锚杆,低预应力的缝管锚杆,快硬水泥卷锚杆,水胀式锚杆和自钻式锚杆等,这些锚杆针对结构错综复杂的岩土地质条件和变化无常的工程条件,在工程建设中均发挥了积极作用。

在80年代,我国岩土锚固的应用随着电力、交通、水利和城市建设的迅速发展进入了技术应用的旺盛时期。在这个时期,我国的工程中灌浆技术和高强钢绞线生产技术也得到了迅速的发展,高和较高预应力的锚杆长度达到了15m以上,这标志着我国岩土预应力锚固的设计方法、材料选择和施工技术达到了一个新的水平。这种锚杆在很多工程中得到了广泛的应用,如地下洞室加固工程,边坡稳定工程,坝基加固工程,深基坑支护工程和抗浮结构工程等。

1.3岩土锚固的施工机具和材料日新月异

我国的岩土工程中使用的岩土锚固施工机具,一部分是从国外引进比较先进的钻孔机具,另外一部分是我国工程机械企业或岩土工程公司研制生产的钻孔直径在65mm-165mm之间的岩锚钻机,还有一部分是研究机构研制的锚钻机,这些施工机具都有很好的工作性能。我国岩土锚固工程中使用最为广泛的的锚固设施是柳州建筑机械总厂研制生产的锚具,它具有可靠的自锚性能,使用效果非常不错。

随着各种高效早强剂和硫铝酸盐水泥的不断发展,我国岩土锚固工程中锚杆使用了早强水泥卷锚杆,这种锚杆安装2h后,抗拔力达到了150kN,明显提高了锚杆起初限制围岩变形的能力。锚杆使用了高强度、低松弛的钢绞线筋材,大大提高了锚杆的承载力,同时也为发展单孔复合锚固型锚杆提供了保证。不同规格的、具有标准连接螺纹的中空筋材为自钻式锚杆提供了保证。

1.4完善锚杆的传力机制

拉力型锚固方法是传统的岩土锚固方法,存在严重的弊端。这种类型的锚杆在受力时,不能在固定长度上均匀的分布荷载,应力会集中产生。因为应力分布不均,在锚杆的荷载逐渐增大时,锚杆的最远端杆体会与灌浆体因粘结应力下降而脱开。

为消除这种传统的岩土锚固方法的弊端,我国的科研单位成功研究出单孔复合锚固方法。这种方法是在同一个钻孔中安装几个独立杆体的、具有固定长度和自由长度的单元锚杆,通过各自的张拉千斤顶施加荷载,并预先补偿张力,使所有单元锚杆承受相同的荷载。

这种不同于传统的锚固方法,把集中荷载分解成相对较小的荷载,然后在固定段的不同部分起作用,降低了粘结应力峰值,由于单元锚杆的固定长度不大,粘结效应不会降低,在固定长度上均匀的分布了粘结应力,提高了锚杆承载力。

1.5 软土锚固成绩明显

岩土工程中的软土是由细粒土组成,其特点是质地松软、孔隙比较大、含水率较高、强压缩性、低强度。分布区域主要是在沿海一带。80年代以来,这一区域基础设施建设力度不断加强,高楼大厦平地而起,与之相适应的是必须建造数量多的深基坑工程,这为软土锚固的发展提供了良好的机会。我国软土锚固技术成果主要表现在:使用了可重复灌浆技术,软土中锚杆的承载力得以提高;掌握了软土中预应力值变化和锚杆蠕变变形的规律;找到了控制软土基坑周围位移的许多种行之有效的方法。

2岩土锚固存在的问题

2.1岩土锚固在理论研究中存在的问题

理论研究不能作为工程应用的有效支撑,且理论计算方法不权威;设计中没有对锚固段的受力机理进行微观分析,没有明确对荷载安全度、整体加固安全度、材料强度和安全度等的各个系数表达;没有权威的计算方法来说明锚杆加固机理;理论和数值的分析与实际情况存在不一致的情况。

2.2岩土锚固在工程应用中存在的问题

受力不均匀和预应力损失是锚固体存在的主要问题;需要不断完善锚固体系的耐久性检测和安全性检测;专门针对锚固体系防腐的科研工作需要增多;需要进一步解决地下水问题。

3岩土锚固的发展趋势

3.1技术理论发展趋势

为适应我国对交通、水利、电力、城市基础设施等工程建设的需要,进一步推动岩土锚固这一学科的发展,应加强下列课题的理论研究,推进技术创新。

以粘结应力分布的不均匀性为事实依据,完善单锚承载力的计算方法,分析影响锚固效应的主要原因;以理论和实践为依据,完善全锚效应的系统锚杆支护计算方法;推进锚固机理研究,如锚杆预应力与岩土体力学、与岩土体应力重之间的关系等;建立锚杆作用计算模型,不同受力型锚固体力学规律;探究复合土钉墙的工作原理,完善其设计方法;建立在特殊工程条件下如地震、交变荷载、冲击、高温、冰冻,锚杆的设计体系。

3.2工程应用发展趋势

在工程应用的发展趋势方面,主要着重以下方面的研究。研发生产高承载力锚杆,并广泛推广应用;研发生产具有高效、轻便、快速等功能的钻机及检测设备,加强对工程施工质量的控制和检测,加强对锚杆和锚固工程的安全性评价;完善锚杆预应力防腐技术体系;建立喷锚支护设计理论体系;完善锚杆回收应用体系。

4小结

从上世纪60年代以来,随着科技发展的日新月异和工程设施的全面建设,岩土锚固的研究与应用取得了飞速发展,但是,岩土锚固还存在一定的不足。所以,还应在现有的成果基础之上,加强岩土锚固的理论研究,使之广泛应用于工程建设。

参考文献:

[1]程良奎.岩土锚固的现状与发展[J].土木工程学报,2001,34(3).

加固工程技术论文篇10

【关键字】混凝土结构;工程加固;设计;施工方法

混凝土结构的建筑物在出现接建等功能性改变,配筋不足、强度欠缺等质量问题,抗震新要求等问题时,就需要进行混凝土工程的加固,在加固工程开展之前,加固设计方案的制定尤为重要,在方案制定之后,还要有对应的施工措施,这样才能达到加固的效果。

一、混凝土结构工程加固设计方法

(一)钢筋后生根技术

钢筋后生根技术就是植筋技术,就是在原有的混凝土结构、构件上,钻特定直径和深度的孔,利用植筋胶把设计钢筋和原有的混凝土及其构件进行粘结和锁键,这样原本在植筋上的拉力就会通过化学的粘接剂传递给混凝土,使整体受力,减少混凝土及其构件的受力强度。钢筋后生根技术的施工方法比较简单,锚固也快捷,还具有安全可靠的特点,应该得到广泛的运用和发展。

(二)扩大截面加固法

扩大截面加固法也称增大截面加固法或者外包混凝土加固法,具体措施是增大原有建筑结构的截面面积,提高建筑结构的承载能力,提高构件的正截面抗弯能力、斜截面抗剪能力、截面刚度,满足建筑物的使用要求。在混凝土受弯构件的受压区增加混凝土现浇层,就能够有效起到加固的作用,在受拉的截面地段加上现浇的混凝土围套,以此来提高构件的截面面积,使原构件和新加的部分同时工作,以达到提高承载力、改善性能的目的。扩大截面加固法由于施工方法比较简单,适应性也比较强,因此运用的范围比较广,发展时间也比较长,施工经验和设计方面都比较成熟。

(三)裂缝修补技术

对混凝土结构工程进行加固,应该与混凝土的裂缝修补结合起来,混凝土出现裂缝的现象也是非常常见的,原因也是有很多种的,有混凝土材料的质量原因,也有施工过程中出现的问题。对混凝土裂缝进行修补之前,要对混凝土构件的裂缝特征进行认真的分析,总结产生裂缝的原因,找出真正的原因才能采取正确的措施,现阶段主要的混凝土裂缝修补技术有灌浆法、表面修补、结构加固、填充法、置换法、涂覆法等等。

(四)粘贴纤维加固法

粘贴纤维加固法包括粘钢加固法和粘碳纤维加固法。粘钢加固法是用胶粘剂把钢板粘在混凝土结构的表面,弥补构建内部的配筋不足,达到加固的目的,粘钢加固法在近些年中的结构工程加固方面发展的很快,这种方法能够有效提高构件的抗拉强度。粘碳纤维加固法是用环氧类结构胶把碳纤维材料粘在混凝土结构的表面,通过具有较高抗拉强度的碳纤维材料来增加构件的承载力度,这种方法的应用也比较普遍,粘碳纤维加固法与粘钢加固法具有很多相同之处,不同之处在于粘碳纤维加固法质量更轻、施工更方便、强度更高等优势。

二、混凝土结构工程加固设计的施工措施

(一)钢筋后生根技术的施工流程大体为以下步骤:定位放线、钻孔、清孔、干燥、除尘,以及钢筋处理、灌入锚固剂、插筋、养护、检测,其中要对锚固钢筋的抗拉力进行检测,锚固钢筋抗拉力值降低主要由三个原因导致的:一是钢筋的破坏,检测钢筋质量的标准是如果锚固的深度不小于建议锚固的深度,那么锚固胶的质量就为合格;二是基材的破坏,这与基材的强度有直接的关系,发生的可能性也比较大;三是胶体的破坏,主要表现在胶体与钢筋的脱离、胶体与基材的脱离,胶体与基材脱离的现象比较多。

(二)扩大截面加固法需要在旧混凝土的基础上添加新的混凝土,为了使新旧混凝土更加紧密的结合在一起,必须把原有混凝土构件的表面应凿毛冲洗干净,在新旧混凝土的结合面上应该刷上界面剂。由于扩大截面加固法需要新旧混凝土的结合,因此截面的混凝土一般比较薄,如果用一般混凝土的施工方法很难达到技术要求,新旧混凝土难以牢固结合在一起,喷射混凝土的粘结性较大、强度高,能够使新旧混凝土截面粘结牢固,因此常常应用与扩大截面加固法中。喷射混凝土由于喷射方式的不同,可以归为干式喷射混凝土及湿式喷射混凝土两种。

(三)对混凝土进行裂缝修补应该从裂缝产生的原因进行分析,找出适合的修补方法,一般来讲,混凝土修补方法大体分为内部修补和表面修补。内部修补法通过压力注射,在裂缝中浇筑低粘度的结构胶,结构胶需要具备流动性好、抗压力强、抗弯度高、不收缩等特点,在结构胶固化之后就能够达到粘贴裂缝的作用,还能有效防止其他物体对混凝土内部结构的损害;表面修补一般利用粘接碳纤维布法。灌注结构胶的方法比较简单,在混凝土裂缝修补中普遍运用,低压的注射方法对施工设备的要求也比较低,采用普通大小的设备就能够完成,不用对建筑物进行大面积改造,很适合在正使用的建筑物中应用。

(四)在粘钢加固技术的使用中,最关键的工序当属于对混凝土表面的处理,包括对构件结合面的处理、钢板贴合面的处理,在进行粘钢加固之前,首先应该把抹灰面打掉,在认真分析构建的新旧程度、干湿程度、坚软程度等,在粘钢过程中不断进行加压、检查,这样才能达到预期的效果。在钢板结合的地方,应该根据钢板具体的锈蚀程度进行处理,用平砂轮打出纹道之后,用丙酮才干净,防止被锈蚀,用于加固的钢板在使用之前就应该进行防腐处理,比如粉刷水泥、砂浆等方式。

三、总结:

文中指出了混凝土结构工程加固设计的几种比较常见的方法,并针对这些设计方法提出了对应的施工措施,以达到方案设计与具体施工的完美结合,新材料、新工艺的发展为混凝土结构工程加固设计提供了更多的方法与技术,在进行工程加固时,应该针对每个工程的特点、成本要求、施工条件等具体问题进行具体的分析,从中选出最合适的方案。

参考文献:

[1]江建兵.叶智勇.侯宏伟.卢建平.注浆混凝土桩加固软土地基设计与施工[期刊论文]-土工基础2011,25(1)