工程结构加固案例分析

PAGE7PAGE7一、软土地基事故1、事故现象最常见的事故现象：①产生过量沉降4（四层）1.23m，基础为筏板基础，稳定后顶起。18cm，坪。②产生严重不均匀沉降武进农机公司仓库，二层，底层为框架结构，二楼为砖混住宅，走廊有外立柱。在原河塘填土上，一年后下沉，致使二楼住宅墙体产生45°大裂缝，宽16mm。③房屋倾斜，严重者失稳倒塌。2、事故原因80KN/m23、软土的特性①软土的形成：在静水或缓慢流水环境中沉积而成的饱和粘性土，型式有：沉积。湖泊沉积——河滩沉积——常武地区是长江下游冲积平原，软土多。谷地沉积——②软土的外观：灰色或深灰色③软土的特性及变形特点：特性：(1) 含水量大，甚至饱和达流限；强度低，一般≤120KN/m2；压缩变形大。变形特点：(1)初始沉降速度快，延续时间性长（10～数十年；沉降量与含水量成正比。4、事故实例事例１：①常州冶炼厂，三层框架结构，库房柱倾斜。680mm原因：地基下边有多个小块软卧层（地质钻探与设计不协同。处理：a、将砼柱吊移；bC10c、重新把柱吊装就位。②翠竹111（住宅）房屋纵向出现竖向裂缝，基础圈梁下产生水平裂缝。a、地基：表层有2～3m140KN/m2的土层，3m20b、基础为筏板基础，上部为6c、居住三年后，在距ft墙外10111西部未沉。导致房屋中部出现竖向裂缝，东端基础出现水平裂缝。16mm16mmd、加固——在基础圈梁外侧，浇注钢筋砼承台，按设计要求留孔。200*20010事例２：（武进芙蓉镇按规划每六间三层半为一幢1差一些。2#楼，2#160mm，1#楼东端接建房ft次沉降。②事故现象：1#楼东ft40mm；30mm；纵墙门窗无法开关；12～16mm。③事故原因：60KN/m23.8m,80KN/m2；96KN/m2<132KN/m2的线荷载；21#楼东ft1#房东ft沉降。④事故处理加固原则——限制沉降，扩大基础承载能力；浇砼地梁扩大承载力(36KN/m2)；总承载力：96(基础原有承载力)+19.5+36=151.5KN/m2>132.2KN/m2 (满足)传力方式，见软土地基基础加固简图。XXXX一、建房概况：按镇规划每六间三层半为一幢，房顶高12.6M，开间为4.0M，前后进深为15M。前店面房及后房间均为4X6M，中间楼梯间为4X3M。基础埋深为-1.4M，基底宽为1.6M，基础由二层石块及220砖砌筑而成。底层墙体为实砌，二、三层墙体为空斗墙，楼层为多孔板，屋面为混凝土檩条上浇注40钢筋混凝土板，板上盖小青瓦。Ｘ居民房屋建在1＃房东端第一间，比其他五间晚建一年，接建后未见明显异常，两年后在1＃房以东建成2＃房。两幢房ft墙轴线间2.0Ｍ，基础大方脚外边缘相距为0.3M。2#房建成一年均匀下沉160MM，致使1#房X居民房屋东ft墙发生二次沉降。11X居民房屋东ft墙附加沉降量为40M4M35MM20MM2、三层楼板及屋面混凝土檩条外移30MM；3、纵墙壁上所有门窗无法开关；4、纵墙上门窗的角部发生裂缝：有竖直的、有45º的，裂缝宽度在12～15MM之间，大于允许值10MM，每道纵墙均有2～3条这样的裂缝；5、楼板西端高、东端低，高差为40MM。三、事故原因：1、沿ft2以上60KN/m2，-5.2M8050%，压缩变形较大。2墙基础上部线荷载为，而地基基础承载力为础承载力不足。原来有点沉降，但不影响使用，未引起注意；3211#1沉降。沉降差超过允许值，墙壁体裂缝宽度也超过鉴定标准，使X四、事故处理：1载需求；2、为了有效地阻止1，直径：大头130MM，小头70MM。桩顶打至与基底一-1.4M，桩下端打入承载力为80KN/m2的中土200MM。打入土中木桩体积达5m3以上，可使地基土有所挤密，地耐力会略有提高，同时可减少2#房基础下沉的影响。3、为扩大基础的承载力，在基础大方脚的两边，也即在木桩的顶部浇注300X400混凝土地梁。0.6M，则基础每米长度内可扩大承载力36KN/M3.9KN，519.5KN/M96KN+36KN+19.5KN=151.5KN>132.2KN，地基基础的承载力得到了满足；4、木桩、地梁与原基础的连接：①在木桩顶部竖直钉Ф10钢筋，长度为500，打入木桩内150，还有350锚在混凝土地梁中。②在原基础的块石缝隙中，用细石混凝土栽Φ16的螺纹钢筋，水平放置，长度为400，栽入石缝中150，还有250锚入混凝土地梁中。③每根地梁用4Φ12作主筋，箍筋为Φ6@200。④沿原基础两侧的斜坡上绑扎Φ10螺纹钢筋@150，此筋从基础圈梁下面穿过，分布筋为Ф6@250，浇注厚度不小于120MM的钢筋混凝土板。⑤将基础圈梁下的砖基础每隔450打一个150×150的洞，用混凝土塞满。⑥基础加固所用混凝土强度等级为C30，形成了桩抬地梁，地梁、斜板抬原基础的有效传力（详见软土地基基础加固简图五、地基基础加固施工及注意事项：1、施工前在1#房的纵、横墙与楼层交叉处跟2#房ft墙之间，架设临时横向支撑，以保证1#房地基打桩时ft墙的安全。2、把1#房东ft墙基础两侧上部的覆盖层挖开，准备打桩，要求桩身顺直，下端为平面。从ft墙的前、后端向中间打，以保证地基土不外移。3、用0.5KN重的铁制夯由人工抬举适度夯击，严防剧震而带动地基下沉。4Φ16螺纹锚筋、Ф10钉筋，在基础圈梁下每隔450150×150Φ104Φ12及斜板钢筋扎好，支模、浇注C30塞实。机拌机振，盖草帘湿式养护，验收合格后复土。5、施工完毕后，必须在东ft墙室外地坪以上500处设立三个沉降观测点，场外30M左右设立302MM/月时，就认为地基已经稳定；6、待地基基础稳定之后，才允许室内墙裂缝修补，重整门窗，及装饰装璜。六、加固效果1999914101112别为0.8MM、0.4MM、0MM基础承载力是很有效的。二、改进型体外预应力筋加固砼梁1、传统体外预应力筋加固①传统型体外预应力筋型式QL1QL1两束(根)预应力筋分布在梁的两侧ppe

sinQ②优点：(1)（1.35～2.1；应力、应变不滞后；施工方便（无湿作业；不影响结构使用空间；可不停产进行加固。③缺点：预应力筋不随梁的挠度变形而变形；当砼梁破坏时预应力筋强度未达极限状态；梁受力系统复杂，设计计算麻烦；预应力筋极限强度值。2、改进型体外预应力筋加固①改进型体外预应力筋型式支垫块h支垫块hpQemL1转向块两束(根)预应力筋分布在梁的两侧ppe

sinQ②改进：转向块加焊钢瓦，由钢管割成，加热成型，焊于转向块端，内抹黄油；预应力水平段加支垫块，跨中必放一个，其余间距≤500mm；应力筋，因为，体外预应力筋没有砼包裹。改进后的优势a、转向块增设钢瓦，致使其预应力筋工作状态与体内无粘结预应力筋类同，避免了点接触状态；b与体内无粘结预应力筋十分类同（常州体育训练中心，为体内无粘结预应力结构；c、设计计算可以简化：与采用体内无粘结预应力设计计算相同。③计算方法：以矩形简支梁为例的弯矩计算原梁能承担的弯矩值：M0加固弯矩值ΔM=m（M-M） 令m=1.1（适当富余一点）0ApfpesinQA——预应力截面面积Pf——有效预应力Pe由等效荷载产生的反弯矩：ΔM′=LApfpesinQ1L——转向点到梁端距离；1f=б -б б ——控制应力Pe con L conб =0.65～0.75f（钢铰线）con Ptkf——预应力筋强度标准值PtkбL——预应力损失бL=бL1+бL2бL1——锚具及预应力筋回缩损失бL2——转向点摩擦损失бL1=a/L×Esa——锚具变形和内缩值L——张拉端～固定端距离（mm）(Es——预应力筋的弹性模量б =(μsinQ)бL2 conμ=0.1～0.15(Q=15º～60º)令ΔM′=ΔM 即ΔM=LAfsinQ1 P Pe求A=ΔM/LfsinQP 1 PeAp=1.1A分成两束实 P④验算力平衡：fbx=fA+fA 1式c y s Pe P弯矩平衡：M≤fy

A(h-x/2)+fAs 0 Ps P

(h-x/2) 2Pf——预应力筋抗拉强度极限值Ps预应力筋的应力：f=f+Δf，Δf——使用荷载M作用下的应力增量Ps Pe Ps Ps求应力增量：的无粘结预应力筋应力变化研究》论文，经推导和简化，可按下式求得。Δf=4Eeεk/qhPs p m cu 1 0pE—预应力筋的弹性模量pe—预应力至截面形心轴的距离mε—砼极限压应变，取ε=0.003，q<0.15ε=0.002cu cu 0 cuk—荷载及荷载形式和支座约束条件的跨中挠度系数1集中荷载集中荷载简支梁固端梁集中荷载集中荷载简支梁k=0.0883 k=0.04161 31框架梁为弹性支座

框架梁集中荷载k=0.0625集中荷载31h—预应力筋至梁截面压区上边缘的距离pq，q=(fA