加固技术范文10篇

时间:2023-03-22 16:45:33

加固技术

加固技术范文篇1

关键词:结构检测结构加固

一、概述

50年来,我国的结构验测与加固技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程。特别是最近20多年,结构的检测与加固技术得到快速的发展,其应用对象已从开始阶段的单层的破旧民居扩展到建设工程中的各类结构。

结构检测与加固技术的发展与应用对于提高建设工程的质量起到了积极的作用,在节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了一定的作用。

二、检验与测试技术

结构的检验测试与建设工程施工阶段的送样和质量检查有明显的区别,它通常为事后的检验与测试,如:在浇注好混凝土后,测定钢筋的配置情况等。因此其工作难度大,技术含量高。检验与测试技术一般为材料科学、物理学、化学、电子学与计算机科学等多学科紧密结合的技术。

我国的结构检验测试技术走的是“引进—消化—提高”和“借鉴—独创”相结合的发展之路。

1、混凝土结构

建国初期,我国基本上没有什么现代的检测手段。直到六十年代中期才开始进行混凝土强度的非破损检测方法的研究。七十年代中期,原国家建委把混凝土非破损检测技术列入了建筑科学研究发展计划,组织力量进行攻关。到八十年代中期,第一本全国性检测规程《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》(JGJ23—85)问世。此后,关于混凝土强度及缺陷的检测技术得到了广泛的应用和持续的发展。到目前为止,关于混凝土强度的检测已有回弹法、超声法、钻芯法、拔出法和灌入法等,以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。较为成熟的混凝土强度和缺陷检测方法已经有了全国性的检测技术规程,如:

《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/23—92);

《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02:88);

《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:88);

《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》(CECS69:94);

《超生法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:91)。

除了上述这些规程外,冶金、水利和交通等部门也编制了本行业的标准,一些省市还编写了适应当地材料特点的地方规程,如贵州省的《回弹法测定贵州省山砂混凝土抗压强度暂行技术规程》等。

混凝土强度的检测技术已基本成熟,成熟的标志在于测试理论的完善和测试仪器性能,如:“回弹值—碳化深度—强度”关系,反映了回弹值与混凝土强度之间的基本规律。回弹、超声、钻芯和拔出等方法虽然都是舶来之法,但都具有了中国特色,且各种检测仪器和设备已完全国产化。一些仪器的性能已达到了国际先进水平,如北京市政工程研究院研制生产的NM-3B型非金属超声波检测仪等。应该说,在混凝土强度的检测方面,我国与经济发达国家已没有明显的差距。

混凝土构件钢筋配置情况的检测开始于七十年代。开始阶段使用的是进口的仪器。目前我国已经有了第二代钢筋测定仪,该仪器可测定120mm厚混凝土层下的钢筋,并可测定钢筋直径,其测试原理为电磁感应。国产仪器可基本上满足建筑结构检测的需要。经济发达的国家的同类仪器性能略好一些。我国引进的混凝土雷达仪采用电磁波法测试,测试速度快得多,其测试数据既可以在屏幕上显示又可打印输出,大大提高了检测速度。

七十年代末到八十年代初,混凝土结构的耐久性问题开始受到重视,与耐久性相关的检测技术也得到相应的发展。这些测试项目包括:混凝土的损伤程度、钢筋的锈蚀速度、混凝土中有害元素的含量、混凝土骨料的碱活性、混凝土的抗冻性及抗渗性和混凝土的渗漏点测定等。在这些检测项目中,有些为现场检测,有些为取样检测,还有现场检测与计算分析结合的方法。

混凝土中有害元素的含量、混凝土骨料的碱活性、混凝土的抗冻性和混凝土的抗渗性测定等项目均为取样检测。用钻芯机在结构上取出试样,在实验室进行试验。其中,我国关于骨料的碱活性的检验开始于七十年代,到八十年代初水利部门的相关标准《水工混凝土试验规程》(SD105—82)已开始实行。到九十年代初,快速试验方法标准《砂、石碱活性快速试验方法》(CECS48:93)也颁布实施。

国内有关钢筋锈蚀速度和锈蚀量测定的研究起始于八十年代中期,到八十年代末,交通部门和冶金部门的科研单位研制出钢筋电位测定仪。这种仪器可定性地判别钢筋是否锈蚀,九十年代国外的测试仪器可初步定量测试钢筋的锈蚀速度和锈蚀量,但测试结果有一定的误差。实际工程检测中采用的是综合的方法,仪器测定、现场实测与计算分析相结合。

2、砌筑结构

如果说混凝土结构的检验与测试走的是“引进—消化—提高”之路,则砌筑结构的检验与测试的发展则走的是“借鉴—独创”之路。

砌筑结构检测方法的研究开始于七十年代末,主要是将测定砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震鉴定和加固的评定指标。为了改变“眼观手捏”的判断方法,而进行了回弹法检测强度等方法的研究。到八十年代中后期,冶金建筑研究院和中国建筑科学研究院分别研究出冲击法和点荷法砂浆强度检测方法;四川省建筑科学研究院、北京市建筑工程研究院、西安砖瓦研究所等单位进行了砌筑用砖强度等级的回弹检测的研究。此后许多省市的建筑科学研究所都进行了砌体强度、砌筑砂浆强度或砌体块材强度等级检测方法的研究。1994年,《砌体结构力学性能现场检测技术规范》编制组对部分已有的砌体结构检测方法进行了评审,将回弹法、电荷法、筒压法、射钉法和剪切法五种砂浆强度检测方法和推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种砌体强度的检测方法纳入规程。这些方法大多数为我国科研人员创造发明的。

除了上述列入规程的方法之外,近年来又有一些新的检测方法问世,如河北省建筑科学研究院的超声回弹综合法、中国建筑科学研究院的贯入法等。

砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚一些,技术成熟程度比混凝土强度检测技术略差,但该项技术的发展势头猛,在国内形成了百家争鸣的可喜局面。可以说,按“借鉴—独创”之路发展起来的砌筑结构检测技术已经达到了经济发达国家的技术水平。

3、钢结构

与混凝土结构和砌体结构相比,工程建设中钢结构的数量相对较少,加之冶金、机械、交通、航空、石油、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺陷、焊缝探伤等检验方法比较完善,因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法,如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。

在《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ18-66修订本)中,关于钢结构所用材料、制作、安装和工程验收等内容所规定检验方法还都是常规检测技术,而在1981年新板的标准(GBJ205-83)中,关于钢结构焊缝的检验增加了X射线和超声波探伤的内容。1993年以后又陆续颁布了下述规程:

《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-91);

《钢结构工程质量检验评定标准》(GB50221-95);

《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-95)。

在这些规程中明确规定,焊接的内部缺陷及分级要符合《钢焊接手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB11345-89)的规定,使钢结构的无损检验工作向前推进了一大步。

在大型体育场馆、展览馆、机场、码头、火车站等公共建筑中,采用钢网架作为屋盖结构的愈来愈多。钢网架的检测受到普遍重视。针对该类结构的组件都是薄壁管、钢球和高强螺栓等特点,在实验研究和总结经验的基础上,编制了具有行业特色的《网架结构工程质量检验评定标准》(JGJ78-91)和《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》(JG/T3034.2-1996)及《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》(JG/T3034.1-1996)两本行业标准.

钢结构的检验测试技术在学习借鉴的基础上已经可以有效地解决实际问题,应该说,该技术还有很大的发展空间,需要继续研究与开发。

4、检验测试技术的发展前景

更加准确、减少损伤、快捷方便无疑是已有检验测试技术改善和提高的发展目标。开发新的检验项目,使检验测试技术更加完善则是这项技术发展的方向。

检验仪器和设备在结构的检验与测试技术中扮演着重要的角色。没有仪器设备就无法进行检测,而质量好、操作方便的仪器设备是高质量检测工作的保障。与经济发达国家相比,我们的检测仪器设备在总体上存在着明显的差距,主要体现在性能不稳定、功能少、寿命短、体积大等方面。

检测方法改善和提高的第二个方面是检测理论提高和检测数据分析方法的改善。合理确定检测数量、合理布置检测位置、减小检测结果的不确定性、充分利用检测数据等,是所有结构检验与测试工作面对的问题。

随着工程技术的发展和检测要求的提高,一些新的问题又摆在我们面前,如高强混凝土的强度检测、混凝土缺陷的准确判定、预应力筋管道灌浆饱满度测试、新型墙体材料的强度测试方法及质量评定方法等。

钢结构的检验与测试是最具有发展潜力的技术。在对钢结构进行鉴定时,钢构件材料物理力学性能的现场无损验测技术、钢构件应力的现场无损测定技术和结构关键部位应力及损伤现场测试技术等是目前亟待发展的技术。

新技术的开发也要引进与研制相结合。如光传感技术、声发射技术等都是国际上九十年代中后期的先进技术,这些技术在大型建设项目施工阶段和使用过程中的安全监控和结构物安全性现场实荷测试等方面,有比较广阔的应用前景。

三、结构的鉴定与评估技术

结构鉴定与评估技术的发展与建筑市场和社会的需求有直接的关系,与国家的经济状况有密切的关系,同时又受到检测技术发展的影响。

建国初期至“”期间,我国的结构鉴定与评估工作相对较少。其原因是多方面的。在这期间,绝大部分的建设资金用于新建项目,即便如此,建设项目的数量也不多。旧的建筑物相对较少,而建国后期的建筑物和构筑物的使用年数还相对比较短。这段时间的鉴定与评估工作的对象,主要是少量使用时间较长且极其破旧的居民住宅。由于缺乏检测手段,鉴定工作以经验为主,相应的处理也多为治标不治本的临时措施。

1976年以后,结构的鉴定与加固改造技术得到了明显的发展。首先是建筑物和构筑物的抗震鉴定与抗震加固技术的发展。1976年唐山地震后,国家每年都要拨出专款进行建筑物和构筑物的抗震加固。国家资金的投入促进了结构鉴定与加固技术的发展。由于这是国内第一次大规模的结构鉴定与加固,缺乏必要的检测手段和计算手段,鉴定工作依然以定性为主,以经验为主。

经过20多年的发展,建筑物和构筑物的抗震鉴定与抗震加固技术已日臻完善,形成了自己的体系,成为结构鉴定与加固技术不可缺少的重要分支。抗震鉴定标准已经形成了系统,常用的标准如下:

《建筑抗震鉴定标准》(GBJ50023-95);

《室外给排水工程设施抗震鉴定标准》(GBJ43-82);

《室外煤气热力工程设施抗震鉴定标准》(GBJ44-82);

《工业构筑物抗震鉴定标准》(GBJ117-88)。

建筑物和构筑物抗震鉴定与加固技术的发展与成熟,为结构鉴定与加固技术的发展奠定了基础。

1985年,经国务院批准,开展了建国以来第一次城镇房屋的普查工作。为配合这次普查,国家建设行政主管部门组织有关技术部门编制了《房屋等级评定标准》和《危险房屋鉴定标准》。鉴于当时缺少相应检测手段,待评定和鉴定房屋的数量极大,这两标准均采用了以外观检查为主的鉴定方法,并将房屋分成完好、基本完好、一般损坏、严重损坏和危险房屋等五个等级。

这是一次专业技术人员与非专业人员结合的普查,由房管部门统查,由各单位自查。以某省为例,约1.3万人参加普查,普查房屋约1.3亿平方米。普查结果为完好房屋约占总数的38.5%,基本完好房屋约占总数的33.5%,一般损坏房屋约占总数的18.9%,严重损坏房屋约占总数的7.0%,危险房屋约占总数的2.1%。这次普查使房管部门拥有了一支进行房屋安全鉴定的技术队伍,为随后成立的房屋安全鉴定站奠定了基础。

1976年开始的抗震鉴定与加固和1985年开始的全国性的房屋普查及随后的大规模的修缮,标志着我国的工程建设从以新建为主转变为新建与维修加固改造并重的阶段。

1989年,大连重型机械厂办公楼会议室地面突然塌陷,造成重大的人员伤亡事故。这次事故引起了建设行政主管部门的高度重视,当年,在全国范围内开展了已有房屋安全性检查工作。由于此时构件的混凝土强度、配筋、砌筑砂浆强度、砌筑用强度等级等检测技术的推广,检查鉴定工作从以定性的外观检查结果为依据发展到以定量的检测数据为依据的阶段。与此相应,建设行业的科研基金明显向结构耐久性、检测、鉴定、加固和改造方面倾斜。铁路、交通、水利、电力、冶金、化工、纺织、轻工、机械等行业也开展了相应的工作。在国内形成了结构安全性鉴定与加固技术和结构耐久性鉴定和剩余寿命评估等相应技术发展的契机。结构的安全性问题得到了普遍的重视。

随后,成立了全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会和房屋安全鉴定委员会,各行业和各地方鉴定与加固的技术和经验得以交流,鉴定与加固技术向标准化方向健康地发展。同时隶属于各地房地产管理局的房屋安全鉴定部门成立,使房屋的安全性鉴定工作逐步走上了正轨。

目前已有的鉴定标准和拟颁布的相关标准有:

《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ114-90);

《民用建筑可靠性鉴定标准》(将颁布);

《钢结构检测评定及加固技术规程》(YB9257-96);

《钢铁工业建(构)筑物可靠性鉴定规程》(YBJ219-89)。

这些鉴定标准把定性的鉴定提高到定量的阶段,其主要对象为已有的建筑结构,使已有结构的鉴定结果具有可靠性。

到了九十年代,特别是住宅商品化以后,建设工程的质量成为万众瞩目的焦点,并引起中央领导的重视。这一形势促进了建设工程质量的检测与鉴定技术的发展。建设工程质量的检测与鉴定技术已超出了单纯的结构安全的范畴,包括了结构的安全性、耐久性、适用性和抗灾害能力以及工程质量问题产生原因的鉴定与分析等综合问题。这类鉴定不仅包括工程施工质量,还包括设计质量,以设计规范和工程验收规范为准绳,以国家和各地有资质的工程质量检验中心为骨干。

建设工程质量的检测与鉴定为治理工程质量通病,如设计造成的多层砖房温度裂缝问题,混凝土工程施工阶段的开裂问题等起到了积极的作用,为设计规范和施工验收规范的修编提供了依据。

经过50年的发展,结构的鉴定与评估技术已经发展成为包括结构安全性鉴定、结构抗灾害能力鉴定与评估、工程质量问题鉴定、灾后结构的鉴定与评估和结构耐久性鉴定和剩余寿命评估的综合技术。

但鉴定与评估技术尚存在一些问题,如在对已有结构的承载能力计算鉴定时一般都沿用结构设计时的计算理论和计算方法。结构的设计阶段采用失效概率的理论,考虑了作用的变异、材料强度变异、构件尺寸的变异等;而已有结构的承载能力鉴定时,除了可变作用存在变异外,永久作用、材料强度和构件尺寸已确定,此外存在着轴线的实际偏差、基础实际不均匀沉降、环境温度的影响、结构的实际损伤等;问题不同了,计算理论和计算方法也应该有所区别。因此,关于已有结构的承载能力的计算理论和计算方法有待发展。

在对建筑工程质量问题鉴定时,鉴定工作受到结构设计理论的制约,如设计不考虑环境因素的影响,而实际工程质量问题与环境温度等有很大的关系,如何评定这类问题,也有待设计理论和鉴定理论的提高。

四、结构的加固与改造技术

50年来,结构的加固与改造技术也得到了相应的发展。

除了单层居民住宅的修缮外,五十年代至六十年代加固较多的是单层工业厂房中的薄腹梁和混凝土柱。常见的薄腹梁的加固方法为体外拉杆方法,拉杆中施加的拉力多采用电热张拉法。常见的混凝土柱加固方法有外包钢法和外包混凝土法或称为增大截面法。此外尚有环氧砂浆修补法,此法常见于掺加氯盐混凝土构件的修复。这些方法主要源于前苏联,目前还在使用,但从理论上和操作工艺上都有了改善和提高。如混凝土柱的外包钢法加固方法,开始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢,外包钢按钢结构计算;当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时,其计算按整体构件考虑;当缀板施加拉力时,可按约束混凝土进行计算。

七十年代中后期,砌体结构抗震加固的问题日益突出,特别是砖墙的加固问题。中国建筑科学研究院等单位开发了钢筋网水泥砂浆面层(俗称“加板墙”)加固技术,该技术至今仍然广泛用于砌筑墙体的加固。

八十年代初,辽宁省首先引进了法国混凝土构件加固技术,并用于实际工程。这种技术使混凝土受弯构件的抗弯能力的加固得到简化。此后,辽宁省建筑科学研究院和中国科学院大连物化所研制成功用于混凝土构件粘钢加固的JGN结构加固胶,使粘钢加固技术得以在国内迅速推广应用。由粘钢加固技术还派生出来锚粘带钢加固技术和劲性外包钢加固技术。前一技术将锚栓固定技术与粘钢加固技术相结合,用于受弯构件抗弯和抗剪能力不足的加固。后项技术将前项技术与钢-混凝土组合结构技术相结合,用于受弯构件抗弯抗剪能力不足和钢度不足的加固。

JGN结构加固胶的引进,使得锚载钢筋的技术风行一时,同时带动了混凝土构件裂缝修补技术的发展。

九十年代初,中国建材院研制出高流动性修补砂浆,使得混凝土构件的局部修补技术得以提高。该项新材料使得混凝土柱的制约加固技术成为现实。

九十年代中后期,纤维类材料用于加固的研究掀起了高潮,冶金建筑研究院引进碳纤维加固技术,河北省建筑科学研究院开发了丙纶纤维混凝土加固技术,中国建筑科学研究院开发了玻璃纤维水泥砂浆面层组合砌体加固技术等。

最近,国外金属锚栓进入中国市场,这一技术在结构的加固与改造中得到应用。中国建筑科学研究院正在编制金属锚栓的产品标准和工程标准。

随着结构加固技术的发展,结构的改造技术也得到了发展,结构的加固技术在结构的改造中发挥了作用。此外,替代结构技术、改变传力途径技术、预应力技术、托梁拔柱技术、结构增层和加层技术,在结构的改造中由广大的科技人员和工程技术人员发明和创造出来。

加固改造技术的标准化是该项技术成熟的标志,目前在用和即将颁布的加固改造技术规程有:

《古建筑木结构维护与加固技术规范》(GB50165-92);

《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90);

《钢结构加固技术规范》(CECS77:96);

《多层砖房结构加层技术规范》(CECS78:96);

《砌体结构加固技术规范》(待颁布)。

结构的加固技术有待进一步发展。

新的加固材料的研制是推动加固技术发展的动力。以往的经验告诉我们,检测鉴定技术的发展依赖于检验测试仪器的发展,加固技术的发展依赖于新材料的发展。由轻质、高强、抗腐蚀、耐高温的新材料构成的效果好、易施工的加固方法可推动加固材料的发展。

加固技术范文篇2

关键词:建筑施工直接加固间接加固

1间接加固方法

1.1预应力加固法这个方法能够降低被加固构件的应力水平,不仅能提高加固效果,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,不过会对原结构外观造成一定影响;适用于大跨度、重型结构以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固工程,但在没有防护的情况下,不能在温度高于600℃的环境中使用,也不适合用于收缩徐变大的结构的混凝土。

1.2增加支承加固法这个方法简单可靠,但容易损害建筑物的原貌和使用功能,并且可能减小使用空间;适合用于具体条件许可的混凝土结构加固工程。

2直接加固的方法

2.1加大截面加固法这个方法工艺简单、适应性强,并且具有成熟的设计方案和施工经验;适合用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固工程;但现场施工的作业时间较长,对生产和生活会造成一定的影响,并且加固后的建筑物净空间会有一定的减小。

2.2置换混凝土加固法这个方法的优点与加大截面法相近,并且加固后不影响建筑物的净空间,但同样存在施工时间较长这一的缺点;适合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工程。

2.3有粘结外包型钢加固法这个方法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但钢材耗量较大,且不适宜在没有防护的情况下用于600℃以上的高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固工程。

2.4粘贴钢板加固法这个方法施工快速,能做到现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活造成影响较小,并且对原结构外观和原有净空间没有显著影响,但胶粘工艺与操作水平很大程度决定着加固效果;适合用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固工程。

2.5绕丝法这个方法的优缺点与加大截面法相近;适合用于混凝土结构构件斜截面承载力不足,或需对受压构件施加横向约束力的加固工程。

3改造配套技术

3.1托换技术是托梁、拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术其实属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。

3.2植筋技术是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

3.3裂缝修补技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。

3.4混凝土表面处理技术是指采用化学方法、机械方法、真空吸尘方法、喷砂方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

3.5混凝土袁层密封技术是指采用柔性密封剂充填、涂膜等方法对混凝土进行防水、聚合物灌浆、防潮和防裂处理的技术。

4其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。

4.1砌体结构加固方法砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,整合时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

4.1.1直接加固方法:

①钢筋混凝土外加层加固法。该方法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

②钢筋水泥砂浆外加层加固法。该方法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

③增设扶壁柱加固法。该方法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

4.1.2间接加固方法:

①无粘结外包型钢加固法。该方法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

②预应力撑杆加固法。该方法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固:其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

4.2钢结构加固方法钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。

4.3改变结构计算图形改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。

4.3.1对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:

①增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;

②加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;

③增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;

④在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;

⑤在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

4.3.2对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:

①改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;

②改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;

③增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;

④调整连续结构的支座位置;

⑤将结构变为撑杆式结构;

⑥施加预应力。

4.3.3对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:

①增设撑杆变桁架为撑杆式结构;

②加设预应力拉杆。

加固技术范文篇3

关键词:高压喷射灌浆深层搅拌加固

一、高压喷射灌浆技术

高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后,用高压泥浆泵,通过安装在钻杆(喷杆)杆端置于孔底的特殊喷嘴,向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液),同时钻杆(喷杆)以一定的速度边旋转边提升,高压射流使一定范围内的土体结构破坏,并强制与固化浆液混合,凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。

固结体的形状和喷射流的移动方向有关。一般分为旋转喷射(简称旋喷),定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(简称摆喷)。旋喷桩主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度,改善地基土的变形性能,使其在上部结构荷载作用下,不至破坏或产生过大的变形。定喷固结体呈壁状,摆喷形成厚度较大的扇状固结体。定喷和摆喷通常用于地基防渗,改善地基土的水力条件及边坡稳定等工程。

(一)加固机理

高喷法如三管高喷法用压缩空气包裹高压喷射水流冲击破坏搅动土体,同时用低压灌浆泵灌入浆液,浆液被高压水、气射流卷吸带入,同时与被搅动土体混合形成固结体。加固地基,形成桩、板、墙的机理可用五种作用来说明:

1.高压喷射流切割破坏土体作用喷流动压以脉冲形式冲击土体,使土体结构破坏出现空洞。

2.混合搅拌作用钻杆在旋转和提升的过程中,在射流后面形成空隙,在喷射压力作用下,迫使土粒向与喷嘴移动相反的方向(即阻力小的方向)移动,与浆液搅拌混合后形成固结体。

3.置换作用三重管高喷法又称置换法,高速水射流切割土体的同时,由于通入压缩空气而把一部分切割下的土粒排出灌浆孔,土粒排出后所空下的体积由灌入的浆液补入。

4.充填、渗透固结作用高压浆液充填冲开的和原有的土体空隙,析水固结,还可渗入一定厚度的砂层而形成固结体。

5.压密作用高压喷射流在切割破碎土体的过程中,在破碎带边缘还有剩余压力,这种压力对土层可产生一定的压密作用,使高喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。

(二)基本种类

按喷射介质及其管路多少可分为单管法、二管法、三管法等。

1.单管旋喷法通过单根管路,利用高压浆液(20~30MPa),喷射冲切破坏土体,成桩直径为40~50cm。其加固质量好,施工速度快和成本低,但固结体直径较小。

2.二管旋喷法在单管法的基础上又加以压缩空气,并使用双通道的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴,高压浆液以20MPa左右的压力从内喷嘴中高速喷出,在射流的加以0.7MPa左右的压缩空气喷出。在土体中形成直径明显增加的柱状固结体,达80~150cm。

3.三管旋喷法使用分别输送水、气、浆三种介质的三重灌浆管。高压水射流和环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体,在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流,进行水、气同轴喷射,可以减少水射流与周围介质的摩擦,避免水射流过早雾化,增强水射流的切割能力。喷嘴边旋转喷射,边提升,在地基中形成较大的负压区,携带同时压入的浆液充填空隙,就会在地基中形成直径较大、强度较高的固结体,起到加固地基的作用。

(三)浆液材料

水泥是喷射灌浆的基本材料,水泥类浆液可分为以下几种类型。

1.普通型浆液一般采用普通硅酸盐水泥,不加任何外加剂,水灰比一般为0.8:1~1.5:1,固结体的抗压强度(28d)最大可达1.0~20MPa,适应于无特殊要求的工程。

2.速凝-早强型适于地下水位较高或要求早期承担荷载的工程,需在水泥浆中加入氯化钙、三乙醇胺等速凝早强剂。掺入2%氯化钙的水泥-土的固结体的抗压强度为1.6MPa,掺入4%氯化钙后为2.4MPa。

3.高强型喷射固结体的平均抗压强度在20MPa以上。可以选择高标号的水泥,或选择高效能的扩散剂和无机盐组成的复合配方等。

在水泥浆中掺入2~4%的水玻璃,其抗渗性有明显提高。如工程以抗渗为目的,最好使用“柔性材料”。可在水泥浆液中掺入10~50%的膨润土(占水泥重量的面分比)。此时不宜使用矿渣水泥,如仅有抗渗要求而无抗冻要者,可使用火山灰水泥。

(四)高压喷射灌浆工艺

喷射范围应在现场通过试验确定。高喷固结体的范围大小与土的种类和其密实程度有较密切的关系,不同的喷射种类和喷射方式所形成的固结体大小也不相同。定喷的喷射能量集中,喷射范围较大,参见表5-6。

表5-6高压喷射灌浆固结体的特性

固结体特性

喷灌方法

单管法

二管法

三管法

固结体有效直径(m)

粘性土

0<N<10

1.2±0.2

1.4±0.3

2.0±0.3

10<N<20

0.8±0.2

1.1±0.3

1.5±0.3

20<N<30

0.6±0.2

0.8±0.3

1.0±0.3

砂土

0<N<10

1.0±0.2

1.6±0.3

2.5±0.3

10<N<20

0.8±0.2

1.3±0.3

1.8±0.3

20<N<30

0.6±0.2

1.0±0.3

1.2±0.3

砾砂

20<N<30

0.6±0.2

1.0±0.3

1.2±0.3

单向定喷有效长度(m)

1.0~2.5

单桩垂直极限荷载(kN)

500~600

1000~1200

2000

单桩水平极限荷载(kN)

30~40

最大抗压强度(MPa)

砂土10~20,粘性土2~6,砾砂8~20

平均抗折强度/平均抗压强度

1/5~1/10

干土容重(kN/m3)

砂土16~20,粘性土14~15,黄土13~5

渗透系数(cm/s)

砂土、砂砾10-5~10-7,粘性土10-6~10-7

粘聚力(MPa)

砂土0.4~0.5,粘性土0.7~1.0

内摩擦角φ(o)

砂土30~40,粘性土20~30

标准贯入锤击数N

砂土30~50,粘性土20~30

弹性波(km/s)

P波

砂土2~3,粘性土1.5~2.0

S波

砂土1.0~1.5,粘性土0.8~1.0

旋喷粘性土固结强度为0.3~6.0MPa,无粘性土固结强度为4~15MPa。

对于防渗工程多采用定喷、摆喷,地层含的粒径较粗时多采用摆喷或旋喷。对处理深度大于20m的复杂地层最好按双排或三排布孔,使高喷桩形成堵水帷幕。孔距应为1.73R(R为旋喷固结体半径),排距为1.5R时最经济。一般定喷、摆喷孔距为1.2~2.5m,旋喷为0.8~1.2m。高喷防渗效果一般可达10-5~10-6cm/s。

高喷桩桩距应根据上部结构荷载、单桩承载力及土质情况而定。一般取桩距为S=(3~4)d(d为旋喷桩直径),桩的布置方式可选用矩形或梅花形布置。

高喷灌浆施工钻孔的目的是将灌浆管插入预定的土层中,由下而上进行喷射作业。近来也有用振冲方式成孔直接进行喷射作业的方法。喷射时应注意以下事项:

(1)灌浆深度大时,易造成上粗下细的固结体,影响固结体的承载能力或抗渗作用,因而需采用增大压力和流量或降低旋转和提升速度等措施补救;

(2)当发现喷浆量不足而影响工程质量时,可采用复喷技术;

(3)当冒浆量大于灌浆量的20%时,可采用提高喷射压力、缩小喷嘴直径、加快提升速度和旋转速度等措施,对冒出的浆液,可回收利用;

(4)根据工程需要调节喷射压力和灌浆量,改变喷嘴移动方向和速度,控制喷射固结体的形状,即圆盘状、圆柱状、大底状、糖糊芦状、大帽状和墙壁状。

(5)喷灌后的浆液有析水现象,可造成固结体顶部出现凹穴,对地基加固及防渗不利。为此,可采用静压灌浆或浆液中添加膨胀材料等措施预防。

高压泵是高压喷射灌浆中的关键设备,要求压力和流量能在一定的范围内调节。额定流量为85~150L/min;额定压力为20~50MPa。

表5-7高压喷射灌浆参数一览表

高喷灌浆种类

单管法

二管法

三管法

适用土质

砂土、粘性土、黄土、杂填土、小粒径砂砾

浆液材料及配方

以水泥为主材,加入不同的外加剂后具有速凝、早强、抗腐蚀、防冻等特性,常用水灰比为1:1,也可使用化学材料。

高喷灌浆参数

压力(MPa)

──

──

20

流量(L/min)

──

──

80~120

喷嘴孔径(mm)及个数

──

──

2~3(1~2)

空气

压力(MPa)

──

0.7

0.7

流量(m3/h)

1~2

1~2

喷嘴间隙(mm)及个数

1~2(1~2)

1~2(1~2)

浆液

压力(MPa)

20

20

0.2~3

流量(L/min)

80~120

80~120

80~150

喷嘴孔径(mm)及个数

2~3(2)

2~3(1~2)

10~2(1或2)

灌浆管外径(mm)

φ42或φ45

φ42,φ50,φ75

φ75或φ90

提升速度(cm/min)

20~25

10~30

5~20

旋转速度(r/min)

约20

10~30

5~20

(五)高喷固结体的质量检测

1)开挖检验:待浆液凝结具有一定的强度后,即可开挖检查固结体垂直度、形状和质量;

2)钻孔检查:从固结体中钻取岩芯,进行室内物理力学性能试验。在钻孔中做压水或抽水试验,测定其抗渗能力;

3)标准贯入试验:在旋喷固结体的中部可进行标准贯入试验。

4)载荷试验:静载荷试验分垂直和水平静载荷试验两种。试验时,需在受力部位浇筑0.2~0.3m厚的混凝土层;

5)围井试验:在板墙一侧增加喷孔,与板墙形成封闭围井,在井中进行压水和抽水两种试验,或观测井内外水位,多用于防渗效果检查。

高压喷射灌浆加固地基技术主要适用于第四纪冲积层、残积层及人工填土等。对于砂类土、粘性土、黄土和淤泥等都能加固。但对砾石直径过大、含量过多及有大量纤维质的腐植土喷射质量稍差,有时甚至不如静压灌浆的效果。

对地下水流速过大,喷射的浆液无法在灌浆管周围凝结,无填充物的岩溶地段,永冻土和对水泥有严重腐蚀的地基,均不宜采用高压喷射灌浆法。

(六)高压喷射灌浆的特点

高喷法具有成本较低,施工速度较快,固结体强度大,可靠性高等优点,与普通灌浆法相比又具有以下特点:

高喷法是利用高速水流强制性地破坏土体形成固结体,在覆盖层中一般不存在可灌性问题;同时由于高速射流被限制在土体破碎范围内,因此浆液不易流失,能保证预期的加固范围和控制固结体的形状;能在钻孔中任何一段内施工,也可以在孔底或中部喷射,此外,也可以水平方向喷射和倾斜方向喷射施工;高喷法通常采用水泥浆液,不会造成环境和地下水的污染,且耐久性较好;施工噪音较小,单管和二管法施工较简便。

二、深层搅拌法技术(水泥土加固法)

深层搅拌法是利用水泥作为固化剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和水泥(浆液或粉体)强制搅拌后,水泥和软土将产生一系列物理—化学反应,使软土硬结改性。改性后的软土强度大大高於天然强度,其压缩性,渗水性比天然软土大大降低。

(一)加固机理

软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理,是基于水泥加固土的物理化学反应过程。减少了软土中的含水率,增加了颗粒之间的粘结力,增加了水泥土的强度和足够的水稳定性。在水泥加固土中,由於水泥的掺量较小,一般占被加固土重的10~15%。水泥的水化反应完全是在具有一定活性的介质——土的围绕下进行,所以硬化速度较慢且作用复杂。

(二)水泥土的主要特性

1.物理性质水泥土的容重与天然土的容重相近,但水泥土的比重比天然土的比重稍大。

2.无侧限抗压强度水泥土的无侧限抗压强度一般为300~400kPa,比天然软土大几十倍至百倍,但影响水泥土无侧限抗压强度的因素很多,如水泥掺入量、龄期、水泥标号、土样含水率和有机质含量以及外掺剂等等。

为了降低工程造价,可以采用掺加粉煤灰的措施。掺加粉煤灰的水泥土,其强度一般比不掺粉煤灰的高。不同水泥掺入比的水泥土,当掺入与水泥等量的粉煤灰后,强度均比不掺粉煤灰的提高10%,因此采用深层搅拌法加固软土时掺入粉煤灰,不仅可消耗工业废料,还可提高水泥土的强度。

(三)施工技术

1.加固型式

根据目前的深层搅拌法施工工艺,搅拌桩可布置成柱状、壁状和块状三种型式,在堤防上用于地基加固,主要采用桩式,而用于防渗加固,应采用壁状式,壁状式是将相邻搅拌桩部分重叠搭接即成为壁状加固型式,组成水泥土挡墙,这种挡墙具有较高的抗渗性能,可以形成良好的隔水帷幕。

2.施工工艺

(1)湿法施工

主要的施工机械为深层搅拌机。深层搅拌法的施工主要可分为定位、预搅下沉、制备水泥浆、提升喷浆搅拌、重复上下搅拌、清洗等几个步骤。

(2)干法施工

干法是采用水泥粉料,由空气输送,通过搅拌叶片旋转产生的空隙部位喷出,并随着搅拌叶片的旋转均匀分布在整个空隙轨道面内,进而和原位地基土搅拌并混合在一起。施工机械主要是钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等。

施工工序主要为1)柱体对位2)下钻3)钻进结束4)提升喷粉5)提升结束桩形成体等几个步骤。

(四)适用范围

深层搅拌法最适宜加固各种成因的饱和软粘土,常用于淤泥、淤泥质土、粘土、亚粘土等地质的加固,成桩深度可达30m,采用多头小直径桩成墙深度可达18m。

在堤防除险加固工程中,深层搅拌桩适用于处理软基堤防上滑坡段的。同时,还可以组成截渗墙,取得较好的防渗效果。

(五)深层搅拌法主要优点

1.加固效果好,加固方式灵活,适用面广

深层搅拌法可采用不同的加固型式、不同的桩长和置换率以满足不同土质条件和不同荷载要求的加固目的。对河道这种区域狭长、地质条件复杂,对沉降要求较高的工程比较适宜。采用搅拌桩挡土墙作为河岸边坡支护不仅能够保证边坡稳定,还具有防渗功能。

2.施工速度快

一般来说,每台深层搅拌机建造搅拌桩截渗墙的工效达13.2m2/台·时。

3.可充分利用原软土,无弃土问题

深层搅拌法是一种原位加固技术,可充分利用原状土,无弃土问题。

加固技术范文篇4

1工程概况

本次研究的工程是某大型岩溶隧道工程施工,该隧道总长度为2.58km,属于一双向四车道形式的隧道,轴线方向为107°,单洞净宽度是10.8m,净高度是6.8m,两隧道内侧的边距大约是22m。该隧道自西至东处于溶蚀槽谷以北的湖底,该湖处在两山峡谷腹地位置,属于喀斯特地貌,湖下方有两处溶洞呈线形。该隧道区域内的地貌发育明显受到岩性构造所控制,地势呈现出东高西低的情况,背斜成山、向斜成谷,且谷岭相间。其海拔在1490m-1908m之间。在隧道区域的地表,已出露的地层是全风化岩层。该隧道在一河流背斜下穿,背斜轴部属于岩溶槽谷区地貌,主要有碳盐酸裂隙岩溶水和岩溶含水岩组。温泉背斜轴部的裂隙呈纵张发育,地表水和大气降雨会渗入其中,为地表岩溶的漏斗发育、落水洞发育以及洼地发育创造了有利条件。通过对该隧道工程所做的地质评价可知,在该隧道工程中,K0+534~K0+614里程段属于雷口坡地层,不具备足够的自稳能力,存在大股的涌水或者流沙风险;K0+614~K0+718里程段自稳能力较好,但是依然有射状或者是股状地下水涌出风险;K0+K718~K0+K854里程段自稳能力比较好,但是依然有射状或者是股状地下水涌出风险。

2岩溶隧道注浆设计

在本次注浆加固施工中,根据实际的地质条件、岩溶发育现状、岩体完整度、岩体综合渗漏系数、水量、水压以及涌水位置,确定通过控制性的压密注浆技术来进行注浆加固处理。2.1钻孔集水。钻孔之前,首先做好工作面的清渣处理,并将股状漏水明显的点位找出,按照实际情况,将股状漏水明显的点位作为中心来进行引水孔布置,其数量为1-2个,孔径在70mm以上[1]。将自制的封孔器安装在引水孔内部并做好加固处理,以此来达到明水集中效果。2.2散水治理以及钻孔布置。按照岩溶实际的发育情况、实际注浆范围、注浆段的实际长度、含水层的实际分布状况、单个注浆孔实际的作用范围、钻孔钻进实际要求以及隧道断面的实际尺寸在进行注浆钻孔的合理布设。在对区域散水进行治理的过程中,注浆钻孔应该通过深浅结合的方式布置成梅花形。本次施工主要分A和B两个区域,从洞口位置朝着掌子面进行施工。其中,A区域是K0+858~K0+868里程段,此处漏水情况比较严重,开挖和爆破都将对其造成严重影响,综合考虑以上情况,将此处的钻孔布设为长短交错形式的梅花形;B区域是K0+838~K0+858里程段,与A区相比,这一区段的漏水情况比较轻,综合考虑以上情况,将此处的钻孔同样布设为长短交错的梅花形,但是钻孔布设距离与A区不同,具体情况如表1所示。为了有效避免裂隙水在注浆过程中被引入到洞孔内,在B区钻孔施工中,将与洞口外延临近的两排组钻孔深度分别增加1m。同时,为了让爆破施工对注浆区域产生的影响得以有效降低,在与掌子面临近的初期支护边缘位置进行了两排斜孔布设,其深度依然按照3m和5m来交错布置,且每一个斜孔都和初期支护面之间保持10°的夹角[2]。2.3一次成孔和从上至下分段注浆。所谓一次成孔以及自上至下分段注浆,就是一次性将注浆孔钻进到规定的深度,然后通过钻孔内部的分离器设置来将注浆按照若干段进行划分,通过这种注浆方法,可有效避免反复注浆以及反复扫孔情况,实现注浆孔口密封效果的显著提升,同时也可以实现钻孔缝补承压能力的显著提升。图1是一次成孔以及分段注浆的施工流程示意图。

3岩溶隧道注浆加固施工技术的应用

3.1钻孔施工技术的应用。钻孔施工工程中,首先需要将实际工程设计中的位置容许差以及偏角作为依据,保障钻孔与工程设计要求相符,以此来实现钻孔的准确定位。钻孔施工应从上到下间歇性进行,钻进过程中,每钻进一段都需要做好检查,以此来及时做好纠偏工作,将孔底偏移控制在30cm以内。本次钻孔施工中所选择的钻机是MYG-60型号的钻机,该钻机净重为700kg,其钻孔直径在90-150mm之间,钻孔深度在35m-60m之间,钻进角度在0-360°之间,钻进速度在0-160r/min之间,动力机功率是15kW,钻机扭矩是350kg/m[3]。3.2注浆施工技术的应用。3.2.1压水试验。在通过注浆加固技术进行岩溶隧道涌水位置的注浆施工中,首先应做好压水试验工作。压水试验中,主要通过双赛正水法来进行压水试验,在钻孔口管的回水管位置安装压力表,将试验压力设定在净水压力的1.5倍到2倍之间,每间隔10min就进行一次压力和流量的观察,待到压力和流量达到相对稳定状态的情况下,再连续进行4次的流量试验数据读取,如果流量试验数据的最大值与最小值之间的差不超过最终值的10%,压水试验就可以结束,并将最终测量的流量值作为计算流量值。在具体的压水试验过程中,通常需要对所有的一序孔都进行试验,以此来保障施工质量。3.2.2钻孔冲洗。在钻孔施工结束后,良好的钻孔冲洗工作是保障钻孔内部清洁、避免孔内杂质对注浆效果产生不利影响的关键内容。通常情况下,钻孔冲洗需要采用压力骤升骤降的方式进行,在出水管中涌出洁净水之后,还需要继续保持冲洗10min之后方可结束冲洗,整个冲洗过程的总用时应该控制在30min以上。3.2.3浆液水灰比控制在本次注浆施工之前,施工单位预先进行了注浆试验,根据其结果可知,对于普通形式的水泥浆液,其比级有五个,分别是0.5:1、0.6:1、0.8:1、1:1以及2:1;对于细水泥浆液,其比级有三个,分别为0.5:1、0.8:1和1:1。具体注浆施工中,浆液应该按照从稀到浓的形式逐级变换,具体变换原则如下。①在注浆压力不发生变化的情况下,如果浆液注入率不断降低,或者是注入率不发生变化,但是压力不断上升,此时就无改变水灰比。②如果某个比级的泥浆已经注入了300L以上,或者是注浆时间达到了30min,但是注入率和注浆压力都没有发生明显变化,此时就需要更换浓一级的浆液进行注浆施工。3.3注浆施工结束标准和封孔施工。①在单孔注浆施工中,如果注浆压力已经逐渐上升到了设计压力,便可将注浆泵的泵送量调整到设计的结束泵送量,然后在这个注浆条件下稳定10min以上即可结束施工。②如果钻孔的进浆量在20L/min以内,即可结束注浆施工。③注浆中做好钻孔涌水量检查,如果涌水量在0.4L/min•m以内,即可结束注浆施工。④取钻孔岩芯检查,如果确定浆液已经填充饱满,即可结束注浆施工。在完成了整个施工段的注浆施工之后,在保障每一个注浆孔都与单孔结束条件相符,且岩体表面不出现线状泄露情况,涌水量被控制在1m3/d•m以内,且岩体洞壁在注浆之后的开挖可以达到足够的稳定效果,在这样的情况下,才可以进行封孔[4]。3.4注浆堵水效果检验技术。在完成了钻孔注浆施工之后,为有效保障注浆加固质量,一项不可或缺的流程就是对注浆堵水效果进行检验。具体的检验过程中,可通过两种方法来进行检验,其一是直接观察,其二是现场以及室内的试验。在通过直接观察方法进行注浆堵水效果检验的过程中,主要是观察注浆加固区域内表面是否出现了明显的线状流水情况,并观察局部是否有水渍。如果没有这些情况,则说明注浆加固效果良好。在通过现场以及室内试验方法进行注浆堵水效果检验的过程中,需要在注浆加固区域内进行岩芯钻取,抽查的钻孔应该达到钻孔总数的5%。如果发现岩芯有被注浆结石体的浆液填充,且单轴抗压强度在室内测验7d后可达到5.4MPa,则说明注浆加固效果良好。

综上所述,岩溶隧道是隧道工程中的一项施工难点,因为岩溶地质的土体稳定性较差,一旦大量涌水就很容易发生坍塌事故。因此在具体的岩溶隧道工程施工过程中,施工单位一定要注意做好涌水处理。具体处理中,首先应该对施工现场的地质条件、水文条件、岩溶发育情况等各方面的实际情况加以综合考虑,并结合工程设计与实际需求来进行岩溶隧道涌水处理方案的科学制定。然后通过岩溶隧道涌水灌浆加固施工技术的合理应用来保障岩溶隧道施工中的涌水处理效果,进一步提升岩溶隧道的加固效果。这对于岩溶隧道工程施工质量的提升以及整体工程质量与安全的保障都将有着十分深远的意义。

参考文献

加固技术范文篇5

关键词:水工混凝土;修补加固;技术应用;施工技术

1工程概况

唐徕渠是宁夏引黄灌溉最大的干渠,全长294km,其中干渠长147.7km,支干渠长146.3km,渠道砌护率73%,沿线主要建筑物有直开口513座、涵洞44座、水闸51座、渡槽20座、陡坡跌水1座、桥梁240座,各类建筑物共计869座。干渠进口设计流量127m3/s,年均行水185d左右,近年年均引水量9.8亿m3,承担着宁夏9个市县120多万亩(1亩≈0.067hm2)农田灌溉以及典农河、沙湖、星海湖等19万亩湖泊湿地的补水任务。

2唐徕渠水工混凝土主要缺陷问题分析

唐徕渠灌区冬季气候寒冷,但为增加土壤墒情又必须进行冬灌,冬灌结束时间多为每年11月20日前后,日平均气温已到零下。渠道停水后蓄积在渠道内坡的水分来不及完全向外渗出就冻结在渠道土壤内,在冬季遇上极端低温天气冻胀变形异常增大,对砼冻融剥蚀破坏异常严重。尤其是挖方渠道,冬灌停水后渠道自身的水分不能及时向外渗出,外坡或田间来水又补充在渠道内,造成渠道土壤含水量大增,对砼冻融剥蚀破坏更为严重。以唐徕渠西门桥下(唐徕渠桩号73+235)渠道混凝土为例,渠道于2003年进行全断面衬砌,底板衬砌采用40cm厚的混凝土浇筑,混凝土标号为C30、F200、W6。工程运行10多年后,出现大面积冻融剥蚀破坏,局部剥蚀深度达10cm左右,部分底板表面钢筋已经露出。通过对渠道运行状况及施工工艺分析,发现混凝土冻融剥蚀破坏的主要原因有:①在混凝土拌和、运输、输送过程中,引气剂引发的微小气泡大量损失,混凝土含气量远低于抗冻混凝土含气量的要求,导致混凝土抗冻标号达不到设计要求;②混凝土振捣不密实、养护不到位或者表面受冻害等因素。

3唐徕渠水工混凝土缺陷修补加固技术应用试验

为提高渠道及建筑物使用寿命,在不改变原有水工建筑物使用功能和技术参数的情况下,管理处对西门桥下渠底混凝土表面进行降糙、补强、防渗、抗冻处理试验,修复加固方案如下。

3.1修补方案

方案一:重度剥蚀部位修补。剥蚀深度大于30mm区域为重度剥蚀区,采用聚合物混凝土和聚合物砂浆进行修补处理,具体方案见图1。方案二:中度剥蚀部位修补。剥蚀深度5~30mm区域为中度剥蚀区,建议采用聚合物砂浆进行修补处理,具体方案见图2。方案三:轻微剥蚀或暂未剥蚀需修补部位,采用4种不同的防护材料进行整体防护处理。整体防护的目的主要是为混凝土提供一个整体防护、防渗涂层,杜绝空气、水分进入混凝土内部,防止冻融剥蚀、钢筋锈蚀、混凝土碳化等老化病害的发生和发展。第一种:聚合物水泥基类涂料[1],如SK9608渗透型防渗防碳化涂料,是由高分子聚合物乳液、水泥、石英粉、外加剂组成的水性涂料,属绿色环保材料,具体方案见图3。第二种:环丙涂层材料。以环氧树脂、丙烯酸聚氨酯为主要材料,如HY804有机硅环丙树脂涂料,具体方案见图4。第三种:聚脲涂层。聚脲是由异氰酸酯组份反应生成的一种弹性体涂层材料,具体方案见图5。方案四:重新浇筑混凝土表面撒播强化料处理方案。凿除冻融剥蚀混凝土,凿除深度20cm,重新浇筑C30F200W8混凝土,表面撒播混凝土强化料进行压光。

3.2修补防护处理方案的优势特点

[2]SK9608涂层:具有优异的粘结强度、延伸性、韧性和耐久性;粘结牢固,涂层致密,良好的抗渗性;有效阻止水分、CO2、Cl-、SO42-对混凝土腐蚀性破坏;可在潮湿或干燥基面上直接施工;其为水性涂料,属绿色环保材料。HY804环丙涂层:具有良好的粘结强度,确保涂层与混凝土基础粘结牢固;具有较高的韧性、抗压强度和抗冲击性能;涂层连续、致密光滑,表面平整,糙率系数极低,提高流速和过水能力;丙烯酸聚氨酯面漆具有优异的耐候性、耐紫外线、耐化学品性、耐盐雾性能、耐冲击性和耐磨性,野外暴露环境条件下使用寿命达20年以上。聚脲涂层:具有良好的抗拉强度高(>15MPa)和断裂伸长率(>300%);粘结强度高,涂层与基层粘结牢固;喷涂一次成膜,无接缝、连续,快速固化,施工速度快;不含有挥发性溶剂,属环保绿色材料。重新浇筑混凝土表面强化料:能够提高混凝土表面硬度和强度;大幅度提高混凝土表面耐磨性能和抗冲刷性能;通过选择强化料颜色,混凝土表面更加具有装饰性。3.3施工工艺及技术要求3.3.1应用范围适用于渠道、溢洪道、水闸、渡槽、桥梁等水工混凝土建筑物的修补及防护处理。3.3.2主要材料主要材料包括HY801底涂界面剂、HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料、M901丙烯酸聚氨酯面漆、SPC界面剂、SPC聚合物砂浆、SK9608防渗防碳化涂料,性能指标如下。HY801底涂界面剂性能指标检验项目:表干时间小于等于6h,粘结强度大于等于2.5MPa。HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料性能指标检测项目:抗压强度大于等于60.0MPa,抗折强度大于等于10.0MPa,粘结强度大于等于2.5MPa,抗冻标号大于等于F300,抗渗标号大于等于W12。M901丙烯酸聚氨酯面漆性能指标检验项目:表干时间小于等于4h,表干时间小于等于24h;在耐候性(人工加速老化1000h)方面,气泡、剥落、粉化等级为0;在耐碱性(30d)方面,无气泡、剥落、粉化现象;在耐酸性(30d)方面,无气泡、剥落、粉化现象;附着力大于等于1.5MPa;在抗冻性(200次冻融循环)方面,无脱落、破裂、气泡现象。SPC界面剂技术指标检验项目:干粉状时均匀一致,无结块;液状时搅拌均匀后呈均匀状态,无结块,无沉淀;剪切粘结强度(7d)大于等于0.7MPa;拉伸粘结强度(7d未处理)大于等于0.3MPa。SPC聚合物砂浆技术指标检验项目:抗压强度大于等于30MPa,抗折强度大于等于8MPa,粘结强度大于等于4MPa,抗冻标号大于等于F300,抗渗标号大于等于W12。SK9608渗透型防腐防碳化涂料技术指标检验项目:抗压强度大于等于30MPa,抗折强度大于等于8MPa,粘结强度大于等于1.5MPa,抗冻标号大于等于F300,抗渗标号大于等于W12。聚脲应符合DL/T5317—2014《水电水利工程聚脲涂层施工技术规程》有关技术要求。混凝土强化料应符合JC/T906—2002《混凝土地面用水泥基耐磨材料》有关技术要求。3.3.3修补工艺及技术要求基础处理:①对混凝土表面采用合金磨片进行打磨,直至露出坚硬、新鲜的混凝土基面;②对冻融剥蚀、漏筋部位采用SPC聚合物砂浆进行修复;③对混凝土裂缝、漏水部位采用高压灌浆工艺进行化学灌浆处理;④采用高压水冲洗干净混凝土表面。配制材料:①涂层材料必须按配比严格配制,不得随意加水稀释;②涂层材料充分搅拌均匀,切记一次拌料不能太多,随用随拌。涂层施工:①充分湿润混凝土表面,均匀涂刷1道SPC界面剂;②刮涂涂层材料,根据各自材料特性按照技术要求刮涂相应层数,控制刮涂厚度;③对于立面、斜面和底部,一次涂层厚度要薄,防止流淌;④特殊部位如存在蜂窝、麻面、破损部位,可适当增加涂层次数;⑤根据各自材料特性自然养护7~14d即可投入运行。

4水工混凝土缺陷修补加固技术在宁夏引黄灌区的应用思考

4.1宁夏引黄灌区工程建设现状

混凝土砌护渠道具有防渗抗冲、耐用美观等诸多优点,因此在宁夏引黄灌区节水改造项目中被大量采用。据统计,宁夏引黄灌区主要包括卫宁灌区、青铜峡灌区和扬黄灌区三大灌区,包含干渠及支干渠91条共计2214.8km,各类渠系建筑物7615座,灌溉面积达784万亩。自1998年以来,宁夏引黄灌区从区情出发,以水资源高效利用为中心,以基础设施建设为重点,启动实施了宁夏大型灌区续建配套与节水改造项目,主要实施渠道衬砌加固以及病险建筑物改造工程。截止目前,已衬砌加固渠道1865.8km,砌护率达到84%。

4.2宁夏引黄灌区水工混凝土缺陷原因分析及修补加固的必要性

由于宁夏地处西北内陆干旱半干旱区,气候冬季严寒、夏季炎热,冬季最低气温可达﹣22℃以下,日平均气温在零下的时间多达90余天。冬灌停水时间在11月下旬,一般平均气温在﹣10~﹣2℃之间。受多种因素影响,部分渠段渠水不能及时排出,导致混凝土表面结冰,形成了一个封闭层使土壤中的水分也无法正常排出,且部分混凝土工程因建设标准较低、施工质量把控不严等各种主观和客观因素的影响,在连续冻胀和冻融作用下,衬砌渠道以及水工混凝土建筑物在运行中屡次出现冻胀破坏现象,造成衬砌面的破损、变形、裂缝甚至是渠道滑坡等情况,渠道防渗效果大大降低[3],渠道运行安全性无法保障,影响到水的利用率及工程效益的发挥。根据检查评估统计,目前宁夏引黄灌区中运行超过10年的衬砌渠道,已经出现不同程度的冻胀破坏现象,而且随着工程运行年限的增加,混凝土冻胀破坏会日益加剧。因此,混凝土修补防护材料和工艺技术在灌区工程中大面积推广利用,对延长水工混凝土使用寿命、降低渠道及建筑物的运行维护成本、提高灌区水工程效益有着重要意义。

4.3水工混凝土缺陷修补加固方案试验结果

根据唐徕渠渠道底板冻融剥蚀修补防护处理现场试验,经过一个冬季运行,在2021-03-15进行现场勘查发现,大部分修补底板表面平整、无空鼓、无开裂、无剥蚀现象,修补质量较好。结合渠道破坏状况、现场试验情况以及类似工程修补经验,推荐以下修补方案。轻度剥蚀(剥蚀深度小于5mm)部位修补:局部SPC聚合物砂浆修补,表面HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料防护处理(1.5mm)。中度剥蚀(剥蚀深度5~30mm)部位修补:采用聚合物砂浆+SK9608渗透型防腐防碳化涂料进行修补处理。重度剥蚀(剥蚀深度大于30mm)部位修补:采用聚合物混凝土和聚合物砂浆进行修补处理。

4.4水工混凝土缺陷修补加固方案应用推广建议

根据《宁夏水利建筑工程预算定额》测算,水工混凝土轻度剥蚀修补成本约150元/m2,中度剥蚀修补成本约300元/m2,重度剥蚀修补成本约470元/m2。而如果拆除重建,按照目前渠道衬砌40cm厚度测算,拆除重建费用约400元/m2。因此,从施工成本、施工难度、工期等综合因素考虑比较,建议在水工混凝土出现轻度剥蚀时采取第一种修补方案,即局部SPC聚合物砂浆修补,表面HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料防护处理(1.5mm)方案最为经济可行。

参考文献:

[1]李文川,刘长海.聚合物水泥基材料在建筑涂料中的应用研究[J].四川水泥,2017(7):16.

[2]陶东,马文波,郭振莉,等.宁夏固海灌区长山头渡槽伸缩缝防渗处理新技术[J].中国建筑防水,2020,(2):45-49.

加固技术范文篇6

1隧道工程结构加固方法及工艺分析

结构工程中常用的加固措施有加大截面法、置换法、粘钢法、粘碳纤维板(布)、植筋法等,加固方法选取需依照结构承载特征、结构形式、可拆换性及允许空间等多种因素决定。隧道衬砌结构作为特殊的结构工程,应结合自身承载特征和破坏机理,选取合适的加固方法和工艺。首先,根据国内外隧道加固技术的进展和现状,简要分析和阐述常用的隧道加固技术。

1.1裂缝处理和处治

对不影响结构安全性的细小裂缝,考虑裂缝扩展和美观影响,需对其进行封闭和填充。根据国内外经验[4],裂缝宽度在0.2~1mm时,需用高强度密封砂浆将裂缝表面封闭,以防止裂缝内钢筋氧化,同时起缝合作用,并防止裂缝进一步发展;裂缝宽度大于1mm时,除需封闭裂缝表面外,还要用注射等方法将环氧树脂和高强度胶填充裂缝内。由文献[1]可知,高强度砂浆封闭,其刚度和强度均较高,具有连接裂缝表面、防止裂缝扩展的功能,故对于各种类型裂缝均可有效封闭;裂缝填充物主要用于防止裂缝上下表面错动摩擦,从而防止裂缝剪切、压剪破坏。裂缝内填充物仅对压剪断裂和剪切断裂有效,对于张拉裂缝或拉剪无效。裂缝内填充物填充饱满即可,压力不得过大,因为过大填筑压力不利于裂缝结构稳定。

1.2嵌拱(轨)及钢带加固

隧道衬砌裂缝较严重、但结构尚有较强承载能力时,可通过嵌拱(轨)、钢带以及网片加喷射(钢纤维)混凝土的方法对结构进行加固。嵌拱(轨)法和钢带加固法通过在衬砌结构内环向支撑(或凿槽埋设)钢带、钢拱架或钢轨,从而使衬砌结构得到有效的支撑。嵌拱(轨)加固可根据实际需要直接在衬砌外施作,也可以在原衬砌内凿槽安装,具体施作方式可根据紧急程度、加固目的、建筑限界因素综合选定。图3是重庆雷家梁隧道衬砌内钢带加固情况,图4是国道213线都江堰至映秀段友谊隧道地震后重建设计图。

1.3套拱加固技术

隧道净空允许且衬砌结构存在一定的承载能力时,在既有衬砌外重新施作套拱结构,新施作结构与原结构形成一体共同承担围岩压力,在充分利用原有结构承载力基础上,保证隧道安全。按照套拱结构施作范围不同,可分为整体式套拱和和局部套拱,见图5。需注意,套拱施作前需凿除部分或局部混凝土结构,应保证原结构与新施作结构有效连接。套拱可通过模筑混凝土施工,也可用喷射(钢纤维、碳纤维)混凝土方式施作,喷射混凝土添加钢纤维和碳纤维可有效增强结构承载能力,减少套拱结构厚度,图5(b)是国道213线都江堰至映秀段白云顶隧道地震后重建设计图。

1.4衬砌换拱

隧道原有结构已失去承载能力或结构净空不允许时,且采用钢带、嵌拱也等无法保证承载能力时,需将原有衬砌结构拆除并更换。与衬砌套拱类似,衬砌更换可分为整体全换和局部结构更换。图7为整体衬砌结构更换和局部衬砌结构更换方案。图7换拱结构加固(图中尺寸单位为cm)除上述病害处治技术外,新材料、新技术和新工艺在我国公路隧道衬砌加固工程也得到了尝试和应用,喷射碳(钢)纤维混凝土加网片[9]、粘碳(芳纶)纤维板(布)法[10]、粘钢板法[11]等方法也在不同的公路隧道、地下铁道的病害处治工程得到了应用。

2快速修复技术

隧道修复技术应用条件不尽相同,方案选择时需综合考虑衬砌结构裂损程度、技术方案工艺复杂性、造价、施工周期、营运压力、是否必须中断交通、修复方案是否可有效增强结构承载力、是否能够防止其它并发病害(例如渗漏水)等。本文根据隧道衬砌裂损快速修复需要,对不同修复技术进行了对比分析,见表1。

加固技术范文篇7

1桥梁加固的主要技术

1.1加强薄弱构件。对病害严重的构件,采取以新材料(钢材、砼、各种纤维等)增大截面或粘贴附加材料;施加外部预应力;对裂缝采取化学灌浆封闭等进行加固。

1.2增加辅助构件。当原有构件承载力不足或遭破损时,可在原有结构上增加新的受力构件或替换原构件,如增设纵梁、横梁或拱肋等。

1.3改变结构体系。主要是利用梁的连续作用或梁板组合作用及拱梁组合作用改变结构的受力体系,增加超静定次数,改善结构的受力状况,以提高桥梁承受活载的能力。

1.4减轻恒载。减轻原桥上部构造的恒载,可以改善原桥的受力状况,提高承受活载的能力。特别是在桥梁基础承载力受到限制,不能满足加固上部构造和提高活载所增加承载力要求时,以减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力是一种经济有效的措施。

1.5加固墩、台及基础。当桥梁的缺陷和病害是因墩、台或基础问题引起时,就应该采用各种措施,阻止墩、台及基础的位移或变形,改善受力状况,提高承载力。

1.6加大截面加固。用于增加结构的稳定性、刚度、提高轴压比等,如钢架拱的构件、高层建筑物的柱等。

1.7预应力加固。提高结构的承载力和抗裂性,如体外预应力对简支或连续梁加固,对桥墩帽梁的加固,也有以对称撑杆形式对柱进行加固。

1.8外包钢加固及粘钢加固。外包钢加固主要指干式外包钢型钢,单独承载,按钢结构计算。粘钢加固是当前最常用的结构加固方法,以高抗拉抗剪强度的环氧类树脂为粘结胶,保证所粘贴的钢板或型钢参与结构共同受力,提高结构的抗弯抗剪能力,有适当措施时还可以提高结构的刚度。

2桥梁加固维修技术案例

下面以国道205线梅州境内锭子大桥加固维修施工方案为实例,总结此类问题的几点经验。

2.1桥梁概况及裂缝情况简介

锭子大桥全长108.25m,上部结构为3×30m钢筋混凝土刚架拱,桥面全宽18.7m(净-9m主车道+2×0.2m分隔带+2×3m非机动车道+2×1.5m人行道+2×0.15m栏杆),该桥原设计荷载为汽-20,挂-100。上部构造由6个钢筋混凝土拱片组成,拱片采用现浇法施工,由横系梁将6个拱肋组成整体。桥面系为预制的腋肋板上现浇桥面铺装层,在拱片外侧为预制的悬臂板。下部结构两个桥墩采用钢筋混凝土人工挖孔桩,桩基直径1.4m,采用高桩承台。两个桥台采用重力式桥台,未发现墩台沉降和变位问题。

2.2桥梁主要病害

①桥面出现多处纵横向裂缝,特别是沿桩号前进方向由于重车较多,导致裂缝更多,有的肋腋板在运营过程中已经损坏后更换。

②车辆行驶过桥时振动较大,尤其是各跨跨中振动较为明显。

③广州侧桥台上部沿下游方向有局部开裂现象。

④各跨主拱腿拱脚上缘出现多处横向裂缝。

2.3病害原因分析

①桥梁本身结构缺陷和承载力不足。刚架拱桥是一种集零散为整的结构,结构尺寸偏小和配筋不足,整体性能差和刚度较低是主要原因。

②重载车辆的过度行驶加速了结构的破坏。以上两点是本桥出现严重病害的最主要原因。

2.4加固维修方案本桥主要采用加强主拱腿及上部构造的整体性,提高桥梁强度和刚度,用环氧结构胶封闭桥梁裂缝,修补桥梁缺陷等办法进行加固。具体加固措施有以下几点。

①在主拱腿拱脚2.5m范围内上缘顶面新增钢筋混凝土现浇板,将矩形截面改造为T型截面,改善拱腿受力和加强6片拱腿横向连接。

②更换桥面,增强桥面的整体性。由于肋腋板整体性差,与拱片不能形成组合截面,降低了刚架拱桥的强度和刚度。本桥拆除全部桥面铺装及肋腋板,重新现浇钢筋混凝土桥面板,并采取有效措施,使新老混凝土结合牢固,增强刚架拱桥的整体性,提高桥梁的刚度和承载能力。

③用环氧结构胶封闭桥梁裂缝。

④修复加固桥台及桥梁中的混凝土缺陷、钢筋锈蚀等病害。

⑤更换全桥伸缩缝,增设变形缝(缩缝)。

⑥完善泄水系统。

⑦为保证行车安全、桥面上、下游设置钢筋混凝土护栏。

2.5加固维修施工方法

2.5.1主拱的加固。从主拱脚起向拱顶方向2.5m范围内均进行加固,变矩形截面为T型截面,以提高主拱的承载能力,增大其刚度和整体性,为了增强新老混凝土的连接,除采用钻孔锚筋,凿毛老混凝土,涂刷掺有丙苯乳液的水泥浆等措施外,新浇混凝土还采用微膨胀混凝土,尽量减少新老浇混凝土的收缩差,使新老浇混凝土连成整体。混凝土的灌注应从拱脚到拱顶方向对称进行,逐孔施工。为了节省支架,浇筑混凝土的支架支承在主拱脚上。为了减轻模板的自重,施工模板及支架一律采用木质结构。

2.5.2桥面板的施工。现浇桥面板应以对称均衡为原则进行,为了延长桥梁的使用寿命,桥面板不设纵缝。拱顶部分的施工支架均以实腹段为支撑,模板支撑在实腹段上,其余部分的施工支架均以弦杆为支撑。

2.5.3新老混凝土结合面的施工

①用硬毛刷或钢刷清洗老混凝土的表面,将混凝土表面的泥土、粉尘、油污及碎渣清洗干净。

②用小铁锤将混凝土表面凿毛,凿成间距3cm、深5mm的密布小坑。

③用清水冲洗,用钢刷刷洗小坑,将混凝碎渣全部清除干净。

④在老混凝土表面上涂刷一层水泥浆,其厚度为1~2mm。为了增强新老混凝土的粘结力,在配制水泥净浆时,要求加入浆液体积10%的丙苯乳液。

⑤在涂刷的水泥浆液尚未凝固时,立即浇注微膨胀混凝土,要求振捣密实,各部尺寸满足设计要求。

2.5.4混凝土缺陷及钢筋锈蚀的处理。对有缺陷的混凝土(如蜂窝、麻面、空洞、表面风化、剥落等),必须人工敲打、凿毛、用钢刷来回刷擦,清除不稳定的混凝土部分。为使混凝土表面洁净,必须用水清洗。对锈蚀钢筋,应先凿除周围损坏的混凝土,露出的钢筋,用细钢刷将锈蚀部分清除干净,再外涂阻锈剂,然后再根据情况用高标号混凝土或水泥砂浆填补。为增强新老混凝土的连接,在浇注混凝土之前,应在原混凝土表面刷上一层水泥净浆,以利新老混凝土结合牢固。

加固技术范文篇8

我国的水利工程建设几乎遍布所有江河湖海,为此,不同的地理位置所建设的水利工程结构以及功能性质都不尽相同,这也决定了每个水利工程中的堤坝建设和其可能引起其发生病害的因素也有很大差异。因此,在确定堤坝防渗施工方案时,不可整体而论,而应该根据实际的具体情况进行合理设计,如堤坝周边的自然环境,水文土质,堤坝的运行时间,病害部位和程度等等因素都对堤坝防渗施工方案的确定有很大的影响。这是需要在确定设计方案时应当考虑到的问题。一般来讲,对于堤坝主体,即堤身的防渗施工,大多是利用截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等防渗技术进行设计施工的,在某些特殊的堤坝工程中,如有需要,还可以辅以其他的处理手段同时进行,如加厚堤身或重新填筑堤身等方式手段。

堤坝防渗处理原则

在长期的实践与应用中,水利技术人员逐渐总结出一些堤坝防渗处理的经验和方法,并形成了一套较为实用的防渗处理原则。即在堤坝的渗漏处理中,对上游要依据“铺、截、堵”的原则进行处理,而对下游则要遵循“导、减、排”的处理原则。多处实践证明,依照这种防渗处理原则进行实施的防渗施工都取得了良好的防渗效果。“铺、截、堵”原则是指在对堤坝上游进行防渗处理中,要对堤坝做出以修建铺盖、设置防渗墙和进行帷幕灌浆的施工手段对堤坝存在的病害做出处理。而”导、减、排“原则是指以修建导渗反滤体、减压井、排水沟等的施工方法来降低扬压力。

堤坝防渗加固处理的几种方法

加固技术范文篇9

具体施工过程

1.钻孔首先做好准备工作,确保钻孔对准钻孔,机身的水平程度用水平尺测量,稳固机架。将钻孔偏差控制到某一范围。钻孔要达到要求。整个记录过程要完整,终孔还要有关负责人现场监督签字,自己不得擅自决定。一般要求使用磨盘钻造孔,具体有一定的要求,要每钻进5m,进行测试一次,如若有偏差,马上改正造孔过程中若出现泄漏,应及时补漏,确保孔内泥浆正常运转,应尽量在操作时使钻机处于垂直状态。2.下喷射管的注意事项下喷射管前应对浆、气嘴的是否畅通进行检查,不堵塞;准确的将喷射管下放至设计深度,决定防渗墙质量的关键在于将喷嘴对准喷射方向,不出现偏斜的状况。若喷管未能下到要求的孔深,是不能达到要求的,应做一些调整,重新安放。3.喷射灌浆的介绍所谓的水、气、浆三重管高压喷射,具体的情况是将1,800双嘴喷头的喷管下至要求的深度后,按要求进行水、气、浆,喷射的设计;直到灌入的浆液从孔口冒出后,就将提升、旋转、摆动三结合,这样就会进行自上而下的操作,这三者会配合的有条不紊,直到达到要求。4.有关的清洗充填管路在喷射完毕后,应保证它的清洁,不能有残留物,避免为下次工作带来困扰。高喷灌浆喷至设计顶部高程后,应进行一下操作,首先将喷头提出孔口,继续向孔内注入水泥浆,应一直确保孔内浆液保持在某个高度,随沉随补,直到不出现下沉状况为止。有时施工是在一些地形较平坦的位置进行,在灌浆孔孔口附近根据施工需要挖沟槽,产生的回浆能填补周围以前的孔口。也能确保回填的及时进行。为避免顶部的凝结体地方会出现浆液析水凹陷的状况,应进行持续喷射,直到饱和。

水利工程中高压喷射灌浆施工的问题及解决对策

1.孔斜问题高压喷射城墙能否保持良好的连续性,取决于钻孔过程中出现的孔斜现象,因此,影响墙体的一个重要因素就是孔斜问题。如果孔斜超出了施工的相关标准,会造成搭接错位的现象。所以,施工企业在施工的过程中,一定要做好钻孔的准备工作,确保钻孔机的安装能够有足够的平稳性,并仔细检查主动钻杆是否达到了施工要求的垂直度。钻机在实际的钻孔过程中,应该保持轻压慢钻,循序渐进,最大程度上确保钻孔具有良好垂直度。在持续钻进的时候,一定要加强测斜工作力度,一旦出现孔斜问题需要立刻进行校正,如果孔斜超出了施工的相关标准,还应该立即重新扫孔,及时进行纠正。2.泥浆漏失问题在钻孔的过程中,很容易出现泥浆出现漏失的现象,引起这一问题的主要因素为地层。一旦发生了泥浆漏失的状况,并且漏失量过大,需要及时的利用黏土、砂以及水泥等物质压入到漏浆位置处,尽快封堵孔内漏浆处。这里之所以选择黏土,是为了进一步巩固孔壁,起到填充孔内漏浆位置的作用;之所以选择砂,是为了避免高压水对填充物质产生破坏,确保喷灌施工的质量可靠性;之所以选择水泥,是为了加快填充物质的凝结速度。此外,如果漏失量不大,应该尽可能将漏失的泥浆填充到地层出现的孔隙当中,降低漏失量造成的损失。3.漏浆问题如果在漏浆孔口的位置上出现冒浆的现象,一般是由于地层孔隙出现开口过大的问题。在解决这类问题的时候,可以在浆液里面适当的加入一定量的速凝剂,有效的减缓固结,之后就可以继续进行喷浆操作了。4.较大冒浆问题如果出现冒浆量过多的问题,主要是因为管路某个位置处出现了故障,或者是在有效的喷射范围中,没有投入足够的注浆量。所以,在解决这类问题的时候,应该仔细的检查喷浆管路以及各个管道的接头位置处是否出现损坏现象,查看有没有密封不够完全的地方。

有关灌浆方面的工艺

1.高压下的长桩喷射工艺在高压下喷射长桩形成的固结体必须满足直径大小均匀,旋喷桩直径一致的要求。但是现如今以以往单一的喷射技术参数来喷射长桩,是达不到该要求的,还存在一些外在因素,像天然地基的地质多种多样,同一片土地,深度不同,土层也会各异,在密实度、含水量等也会出现不一的情况。这些都会出现承载力降低,旋喷桩之间交联不上等状况。所以在喷射上对于一些硬上、深部土层和土粒大的卵砾石要适当的增加喷射时间,或者是在提升和旋转速度上做一些调整。这就是所谓的长桩的喷射工艺。2.有关复喷工艺的介绍以原有的喷射技术参数为依据,如何增加上体破坏有效长度,就是采用重复喷射技术,何为重复喷射就是对某一部位进行多次喷射,这样能加大固结体的直径或长度便提高固化强度。复喷包括两种,一种是先喷水最后一次喷浆,另一种是全部喷浆。固结体增径加长的效果好不好取决于复喷的次数。3.对冒浆处理工艺的介绍在旋喷过程中,对于地层状况的判断、对旋喷参数合理性的审核等方面都是通过冒浆来观察的,所谓冒浆就是在旋喷过程中产生的,随着浆液沿着灌浆管管壁冒出地面的为数不多的土粒,这样得来的信息更及时。据经验总结,以灌浆量的20%为标准,冒浆量低于者为正常现象,超过标准应先查明原因,一旦查清就应及时想办法补救。还会出现一些别的状况,比如灌浆管密封性不好会导致流量不变而力突然下降;有时候出现不冒浆或断续冒浆时,应看上质是否松软,如果是上质疏松属正常现象,就进行适当的复喷来补救;如果周围有空洞、通道,就采取以下措施,比如:先拔出灌浆管等待浆液凝固,然后重新灌浆直至冒浆停止等。4.同结体控形工艺固结体的形状,可以调节喷射压力和灌浆量、改变喷嘴移动方向和速度予以控制根据工程需要,可喷射成如下几种彤状的同结体:圆盘状—只旋转不提升或少提升;墙壁状—只提升不旋转,喷射方向固定;圆柱状—边提升边旋转;大底状在底部喷射时,加大喷射压力、做重复旋喷或减低喷嘴的旋体提升速度:葫芦状—在底部喷射时,加大喷射压力、做重复旋喷或减低喷嘴的旋转提升速度;大帽状—到土层上部时加大压力或做重复旋喷或减低喷嘴旋转提升速度;扇形状一边往复摆动,边提升。在做完控形工艺后,要求同结体达到匀称,粗细和长度差别不大。5.关于防缩工艺当选择纯水泥浆液开展喷射时,在土粒和浆液彻底混合后的一段凝固时间内,因为浆液析水的影响,一股都出现了程度不一的收缩,致使崮结体顶部位置形成一个凹穴,其深度会由于浆液本身具有的析出性,地层性质以及固结体总长度和直径的大小各异而不同,喷射长固结体一般凹穴深度在0.3~lm,单管施喷的凹穴深度最小,约0.1~0.3m;其次是二重管旋喷;最大的是三重管旋喷,大概在0.3~lm之间,这是非常不利的,所以一定要制定积极有效的措施进行解决。6.有助于桩身强度加强的工艺选择多重管新工艺,也可以是单管分喷,中压灌浆以及高压切割一定要分两步进行操作是其基本特征。高压切割完成后孔中物质均为深泥浆,事实是成孔,接着进行经中灌浆,事实是成孔,然后继续中压灌浆,最后制作的固结体不仅含较少的土,而且强度非常大。这样的话,尽管施工所需时间延长了几乎一倍,不过却使桩身强度有了保障。尽早补浆,因为水泥收缩离析的影响,在注浆完成后一定要尽早补浆,只有如此才能使桩长有保障,并确保不断桩。通常在灌浆完成后的2小时内要及时补浆,有时还可以选择干水泥。

结语

加固技术范文篇10

关键词:混凝土;结构加固;设计施工

混凝土病害是由多种原因导致的,如技术问题,管理工作未到位,施工不当等。混凝土强度达不要求。因此需要对其进一步处理。

1混凝土加固工程的特点

混凝土加固通常针对的是既有建筑,相比于新建工程,在施工与设计方面都有其自身的特殊性。结构设计方面包括了既有结构的刚度,强度,使用寿命及新旧结构之间的协调。加固工程会受到客观条件的制约。比如现场过于拥挤与狭窄,大型机械不能有效发挥其作用。而新建工程则可以通过对加工顺序进行调整而利于工作进行。对结构进行加固通常要求不能影响到现有的工作。加固工作可以能分期进行。甚至会受到某些方面因素的影响延期或者是中断。加固工程无需进行清理与拆除工作。以往低强度混凝土加固的方法与使用普通的混凝土加固二者之间不存在差异,从而导致忽略了低强度混凝土的某些独有的特性,未能将不利因素纳入到考虑范围内,从而造成了施工或者中设计工作中存在不合理的地方,导致加固结构在后期使用过程中,出现一系列的问题。

2混凝土结构加固的方法

2.1直接加固的方法

直接加固的方法又可以将其分为不同的类别,如加大截面,混凝土置换,外包型钢加固,粘钢加固,粘贴纤维增强塑料加固,绕丝法,锚栓加固方法。首先就加大截面加固方法而言,混凝土受弯构件受压区域增加现浇层,截面有效高度,面积,从而提升构件正截面抗弯能力,截面的刚度与斜截面的抗剪切能力则能够得到提升。从而起到加固作用。混凝土置换方法与截面增大的方法类似。应用该方法加固工作结束后,建筑物净空不会受到影响。但是其不足之处体现在作业时间比较长。其适用范围包括强度偏低或者是存在严重缺陷的承重构件。外包型钢加固的方法是将钢板或者是型钢包在被加固部分的,通常采用的是湿式外包法。加固后构件会受到压力,受拉截面面积提升的影响,从而使截面承受能力提升,同时刚度也会有所提升。图1增大截面的方法粘钢加固。该方法适用的区域主要是构件的承载力不足的位置,将钢板粘贴于表面。从而提升被加固构件的承载力。采用该方法施工较为简便。利用外贴纤维加固,被构件加固受拉区域应用复合材料。使复合材料与与截面共同生产作用,以此来获得构件承载能力提升。与钢板粘贴相比,二者在优点方面具有相似性,而除过共同点之外,该方法的优点还有耐潮,维护费用低,耐用。但是需经防火处理。绕丝法优缺点与增大截面方法是相似的,其主要适用构件斜面承载力不足,或者是需要向构件添加横向的约束力。而锚栓锚固法则不适宜应用于风化严重的结构或轻质结构。

2.2间接加固法

对间接加固进行分类其内容又包括,预应力加固,增加支承加固,其它加固。对预应力加固方法进一步细分,有水平拉杆与下撑拉杆加固。应用前者,在新增的外部载荷与预应力共同作用下,轴向拉力产生。并通过锚杆传递到构件。构件则会产生偏心受压作用,该作用能够减少外部载荷作用,能够提升构件抗弯能力。同时受压力作用,能够缓解构件裂缝发展,并在一定程度上对其进行控制,斜截面的承载能力也能够得提升。增加支承加固的方法通过减少弯件计算跨度,从而减少作用于加固件的承载效应,提升承载水平。

3混凝土加固实施方案

混凝土加固实施方案体现在技术的先进性,加固的质量高,施工作业方便,经济效果好。加固方案必须要考虑到良好的施工性,对施工方案进行衡量首先需要考虑到施工作业是否方便。不具备良好的施工性,就可能会影响到加固工程的顺利进行。如某些方案,虽然在问题解决方面具有可行性。但是应用方案增加了施工难度。造成施工期增长,投入的物力与人力增多,并且会存在安全问题,加固工作效果难以保证。加固工程、方案类型不同的,需要具体问题具体分析。常用的加固方法有增大截面法,预应力加固,外包钢加固等。随着技术发展又出现了许多新的加固技术与方法,如化学灌浆,碳纤维加固,粘钢锚固等。并且应用的范围越来越广。在实际工作中选择哪一种方法,以及方法能够满足加固工程要求,需结合工程实际情况,综合各项因素,确定最合适的方案。为了对加固技术有更深入的了解,现对框架梁加固作以说明,从经济、技术、合理性三方面进行考虑,比较实用的加固方案是纤维加固法,粘钢锚固法。后者优点体现在,施工方法简单,投入成本低,施工需要的空间小,而使用效果较好。与增大截面,预应力加固,二者相比具有明显的优势。而利用碳纤维加固,优势体现在材料自重轻,不会增加重量,而强度较高,固化后强度要高出钢材十几倍,作业需要劳动力较少,劳动强度低,而施工工期较短,该方法在加固效果方面,无法与钢板加固相比。框架柱加固,常见方法有,外包钢加固,以型钢在混凝土柱四周进行加固,作业方法可以分为湿作业法和干作业法,后者指的是,将型钢外包于需要加固部位四周,混凝土与型钢二者之间无任何连接。由于二者没有形成整体,因此无法确保剪力在结合面传递。湿式加固法,利用的是环氧树脂,是乳胶水泥浆,将钢材粘贴于需要加固的部位,或者是混凝土与钢材之间留有一定空隙,中间灌注混凝土。就两种方法而言,干式作业施工时间较短,成本低,施工简单,但是在承载力提升方面没有湿式作业效果好。鉴于此,加固方案在选择时,需要结合加固要求,构件特点,挑选合适的方案。确保加固效果。就目前已经应用的混凝土加固技术而言,技术还需要在实践中进一步深入探索,而且方法也会有更大的拓展,加固方案也会有更多的选择余地。

4结语

对建筑物进行加固处理,对技术的要求很高,同时也是保证建筑物能够安全使用的有效措施,开展加固工作,首先需要对建筑原有的结构进行分析,确定结构现在的状态,依据结构的工程特点,使用环境,现场的条件,确定合适的方法,制定出可靠,可行,的加固方案。

作者:廖小兵 单位:国网四川明珠集团有限责任公司

参考文献: