第11章加固与改造工程施工

建筑施工技术广东省肇庆工商职业技术学院主讲：梁绍龙QQ：852585004电话施工技术》第11章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙冒雨施工粘钢贴碳纤维本章内容11.3结构处理与改造

11.1地基基础加固

11.2结构一般缺陷加固《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙1.学习目标：

掌握地基基础加固、结构一般缺陷处理的施工的方法及适用范围。2.技能目标：

能根据工程一般质量缺陷编制加固修补方案及按本方案组织实施；把握一般补改施工工艺流程、要点等技术能力等。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙从建筑物地基基础常见问题及原因分析1.墙体开裂地基或基础一旦发生问题,一般是通过墙体开裂反应出来。而墙体的整体性及承载力也会因地基基础的问题而削弱,甚至丧失。在实际工程中,沉降缝是经常见到的。2.基础断裂或拱起当地基的沉降差较大,基础设计或施工中存在问题时,会引起基础断裂。

《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙墙体开裂《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙3.建筑物下沉过大当地基土较软弱,基础设计形式不当及计算有误时,会导致整座建筑物下沉过大,轻者会造成室外水倒灌,重者建筑物无法使用。例如,意大利比萨(Pisa)斜塔自1173年9月8日动工，至1178年建至第4层中部，高度29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后，1272年复工，经6年时间建完第7层，高48m，再次停工中断82年。1360年再次复工1370年竣工，前后历经近200年。该塔共8层，高55m，全塔总荷重145MN，相应的地基平均压力约为50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀下沉，塔向南倾斜，南北两端沉降差1.8m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°，成为危险建筑。

《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙4.地基滑动地基滑动有两种情况,一种是下雨、渗水后在坡地建筑物的下部开挖时而引起的地基滑动;另一种是地基普遍软弱,设计时将地基承载力估值过高或使用时严重超载而引起的地基失稳,产生滑动事故。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙5.地基液化失效疏松的粉细砂、轻亚粘土地基,地震时容易产生液化,强度剧烈下降,致使建筑物倾倒和大幅度震沉。例如,唐山矿冶学院书库为四层楼房,1976年唐山地震时发生震沉,一层楼全部沉入地下。再如,日本新渴公寓建于砂土地基上,1961年6月因新渴发生7.5级地震,地基发生液化而倾倒。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙1.主观原因(1)不认真勘察,没有完整的勘察资料。地质勘察报告是建筑物地基基础设计的基本依据。不进行勘察而凭经验设计,或勘察工作做得不认真、不细致,勘察报告未能准确反映实际地质条件,甚至漏测局部夹层弱土,没有探出局部土坑、古井,或是提供的土质指标不确切,均会导致设计失误,从而造成地基基础事故。(2)设计方案不周。地基基础设计方案的选择和确定非常重要,必须做到因地制宜,安全可靠,经济合理。有些建筑物的地质条件差,变化复杂,更应合理选择设计方案,认真做好计算分析,否则就会引起建筑物结构开裂或倾斜,危及安全。

《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙(3)施工质量低劣。地基基础一般均为隐蔽工程,施工中常见的问题有:施工管理不善,未按设计图纸及程序办事;未勘察就施工;偷工减料,砌体强度、混凝土强度达不到设计要求,有的甚至在混凝土内填放砖块;开挖后未验槽就浇捣基础,或开挖后发现有意外情况也不作认真处理就施工等。2.客观原因(1)地基土软弱。软土地基的压缩性大,抗剪强度低,流变性强,对上部建筑体形及荷载等变化反应较敏感,如设计不周,软土地基上的建筑物较易出现下列裂缝:1)建筑物的高差悬殊大,常在高低楼的接合处墙面上出现裂缝。2)体形复杂的建筑物,如L、T、Ш、П形等建筑物常在转角处开裂。3)基础相对密集处或在已有建筑物近旁的新建房屋,因附加应力大,变形重叠,常在基础的稀密交接处或在原有建筑物的墙体上出现裂缝。

《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙4)上部结构圈梁少,长高比过大等使整个房屋刚度较差。5)筷板基础的配筋计算有误或施工质量差,容易出现局部拱起开裂。6)仓库、料仓等堆料较多的建(构)筑物,其底板或地坪易出现局部弯沉事故。(2)地基浸水湿陷。湿陷性黄土地基以及未夯实的填土地基等,在浸水后会产生附加沉降,引起墙体开裂。如小鸭集团搪瓷车间沉降。客观原因(3)地基软硬不均。在山坡上、池塘边、河沟旁或局部有古井、土坑、炮弹坑等地段上建造的建筑物,因地基软硬不均、沉降差过大而常使上部墙体开裂。(4)膨胀土、冻胀土地基。膨胀土吸水后膨胀,失水后收缩。因此建在膨胀土上的建筑物危害较大,会发生内墙、外墙、地面开裂,裂缝有时呈交叉形。如山东农机学校学生实习车间开裂。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙11.1地基基础加固11.1.1托换法分类①按托换的性质分②按托换目的分③按托换方法分11.1.2托换技术准备①资料收集和调查研究；②进行工程病因分析；③验算地基和结构的安全度；④制定托换设计和施工方案；⑤搞好技术监测工作。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙11.1.3托换实施歩骤、特点及适用范围（1）托换的实施歩骤（2）托换法加固地基基础的特点（3）托换法适用范围冻胀对建筑物的破坏极大。如冷库建筑物,其冷气透入湿度较大的地基,致使地基土冻胀,而引起地坪拱起开裂。在寒冷天气,室外地基冻结膨胀,产生向上向内的力,引起室内外开裂图示《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙建筑物基础加固分加大基础底面积法、基础加深法、基础补加大基础底面积法分基础直接加宽、外增独立基础加大两种。11.1.4桩式托换法1.坑式静压桩托换

坑式静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等,且地下水位较低的情况。2.锚杆静压桩托换锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土粉土和人工填土等地基土。3.灌注桩托换1）适用条件2）施工歩骤和要点《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙静压桩示图《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙4.树根桩托换

树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。5.石灰桩托换石灰桩法适用于处理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或饱和黄土等地基及基础周围土体的加固。对重要工程或地质复杂而又缺乏经验的地区,施工前应通过现场试验确定其适用性。11.1.5灌浆托换法1.水泥灌浆法1）特点《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙2）水泥选用3）施工步骤和要点

注浆加固法适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防渗堵漏、提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。注浆设计前宜进行室内浆液配比试验和现场注浆试验,以确定设计参数和检验施工方法及设备。也可参考当地类似工程的经验确定设计参数。高压喷射注浆法高压喷射注浆法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙2.硅化法

硅化法可分双液硅化法和单液硅化法。当地基土的渗透系数大于2.0m/d的粗颗粒土时,可采用双液硅化法(水玻璃和氯化钙,当地基土的渗透系数为0.1～2.0m/d的湿陷性黄土时,可采用单液硅化法(水玻璃);对自重湿陷性黄土,宜采用无压力单液硅化法。3.碱液法碱液法适用于处理非自重湿陷性黄土地基。注：高压喷射注浆法、灰土挤密桩法、深层搅拌法、硅化法和碱液法的设计和施工应按国家现行标准《建筑地基处理技术规范》有关规定执行。11.1.6基础加固法1.灌浆法《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙

灌浆法加固是指用压送设备把水泥浆或环氧树脂浆压入原基础的裂缝内或破损处的一种加固方法,

施工时先在基础中钻孔,孔径应比灌浆管直径(一般为25mm)大2～3mm,孔距取3.5～1.0m,孔数对于独立基础应不小于2个孔。灌浆压力为0.2～0.6MPa。灌浆有效半径约0.6～1.2m。图示《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙2加大基础托换

加宽或加大基础底面积的方法,因其施工简单、所需设备少,常用于基础底面积太小而产生过大沉降或不均匀沉降事故的处理,以及采用直接法加层时对地基基础的补偿加固。基础直接加宽是挖开原基础两侧的填土后浇筑新基础的方法。这种方法的优点是能使新旧基础很好结合、共同变形。

1.单面加宽；2.双面加宽；3.四面加宽；4.增设筏板基础。注意不要在基础全长或四周挖贯通式的地槽,基底不能裸露,以免饱和土从基底挤出,导致不均匀沉降。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙外增基础①抬梁法抬梁法是在原基础两侧挖坑并做新基础,通过钢筋混凝土梁将墙体荷载部分转移到新做基础上的一种加大基底面积的方法。新加的抬墙梁应设置在原地基梁或圈梁的下部。这种加固方法具有对原基础扰动少、设置数量较为灵活的特点。图示《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙采用抬梁法加大基底面积时,应注意抬梁的设置应避开底层的门、窗和洞口；抬梁的顶部须用钢板楔紧。对于外增独立基础,可用千斤顶将抬梁顶起,并打入钢楔,以减少新增基础的应力滞后。3.坑式托换图示《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙4.其他方法1）斜撑法斜撑法加大基底面积,与上述抬梁法不同之点,是抬梁改为斜撑,新加的独立基础不是位于原基础两侧,而是位于原基础之间(如图所示)。图示《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙墩式加深(托换)墩式加深是指将原持力层地基土分段挖去,然后浇筑混凝土墩或砌筑砖墩,使基础支承到较好的土层上的一种基础加固法。此法对于软弱地基,特别是膨胀土地基的处理是较为有效的。墩体可以是间断的,也可以是连续的,主要取决于原基础的荷载和地基上的承载力。图示《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙墩式加深(托换)施工步骤如下：(1)在贴近被托换的基础旁,人工开挖比原基础底面深1.5m、长1.2m、宽0.9m的导坑。(2)将导坑横向扩展到原基础下面(见图),并继续下挖至所要求的持力层。(3)用微膨胀混凝土浇筑基础下的坑体(或砌砖墩),注意振捣密实并顶紧原基础底面。若没有膨胀剂时,则应在离原基础底面80mm处停止浇注,待养护1天后,再用l：l水泥砂浆填实这80mm的空隙。(4)如此间隔分段重复上述工序,直至全部加深工作完成为止。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙基础加固基础自身的加固方法,有混凝土围套加固、加厚加固和灌浆加固。①混凝土圈套加固混凝土围套加固是指在已开裂、破损或因加层而需要提高刚度的基础外面浇筑钢筋混凝土围套的一种基础加固方法。这种方法不仅可使基础底面积增大,降低原基底的反力,而且可使原基础受到围套的约束,其刚度、抗剪、抗弯和抗冲切的能力得到提高。②.加厚加固加厚方法对条形基础进行加固的示意图。这种加固方法是将原基础的肋加高、加宽。以减少基础底板的悬臂长度和降低悬臂弯矩,使原基础的刚度及承载力得到提高。尤其适合于旧房加层设计时的基础加固《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙图示《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙补充：建筑地基基础事故的补救与预防一、设计、施工或使用不当引起事故的补救（一）对于建造在软土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施：

1、由于建筑体型复杂或荷载差异较大,引起不均匀沉降,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度选用局部卸荷、增加上部结构或基础刚度、加深基础、锚杆静压桩、树根桩或注浆加固等补救措施;2、由于局部软弱土层或暗塘、暗沟等引起差异沉降过大,而造成建筑物损坏者,可选用锚杆静压桩、树根桩或旋喷桩等进行局部加固;《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙3、由于基础承受荷载过大、或加荷速率过快,引起大量沉降或不均匀沉降,而造成建筑物损坏者,可选用卸除部分荷载、加大基础底面积或加深基础等;4、由于大面积地面荷载或大面积填土引起柱基、墙基不均匀沉降、地面大量凹陷、或柱身、墙身断裂者,可选用锚杆静压或树根桩加固等;5、由于地质条件复杂或荷载分布不均,引起建筑物过大倾斜者,可按本规范有关规定选用纠倾措施。（二）对于建造在湿陷性黄土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施：1、对非自重湿陷性黄土场地,当湿陷性土层不厚、湿陷变形已趋稳定、或估计再次浸水产生的湿陷量不大时,可选用上部结构加固措施;当湿陷性土层较厚、湿陷变形较大、或估计再次浸水产生的湿陷量较大时,可选用石灰桩、灰土挤密桩、坑式静压桩、铺杆静压桩、树根桩、硅化法或碱液法等,加固深度宜达到基础压缩层下限；

《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙2、对自重湿陷性黄土场地,可选用灰土井、坑式静压桩、锚杆静压桩、树根桩或灌注桩加固等。加固深度宜穿透全部湿陷性土层。（三）对于建造在人工填土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施：1、对于素填土地基由于浸水引起过大的不均匀沉降而造成建筑物损坏者,可选用锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩、石灰桩或注浆加固等。加固深度应穿透素填土层;2、对于杂填土地基上损坏的建筑,可根据损坏程度选用加强上部结构和基础刚度、铺杆静压桩、树根桩、旋喷桩、石灰桩或注浆加固等;3、对于冲填土地基上损坏的建筑,可按（一）的有关规定选用加固方法。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙（四）对于建造在膨胀土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施：1.对建筑物损坏轻微,且胀缩等级为I级的膨胀土地基,可采用设置宽散水及在周围种植草皮等措施;2.对建筑物损坏程度中等,且胀缩等级为I、II级的膨胀土地基,可采用加强结构刚度和设置宽散水等措施;3、对建筑物损坏程度较严重,或胀缩等级Ⅲ级的膨胀土地基,可采用锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩或加深基础等方法。桩端或基底应埋置在非膨胀土层中或伸入到大气影响深度以下的土层中;4、建造在坡地上的损坏建筑,除可选用相应的地基或基础加固方法外,尚应在坡地周围采取保湿措施,防止多向失水造成的危害。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙（五）对于建造在土岩组合地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施：1、由于土岩交界部位出现过大的差异沉降,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度,采用局部加深基础、锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩或旋喷桩加固等措施;2、由于局部软弱地基引起差异沉降过大,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度,采用局部加深基础或桩基加固等措施;3、由于基底下局部基岩出露或存在大块孤石,而造成建筑物损坏者,可将局部基岩或孤石凿去,铺设褥垫,或采用在土层部位加深基础或桩基加固等。二、地下工程施工引起事故的预防与补救1、地下工程施工可能对既有建筑、地下管线或道路造成影响。当影响范围较大时,可采用隔断墙将既有建筑、地下管线或道路隔开。隔断墙可采用钢板桩、树根桩、深层搅拌桩、注浆加固或地下连续墙等方法。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙2、当地下工程施工对既有建筑造成影响时,可对既有建筑地基进行加固。加固方法可选用锚杆静压桩、树根桩或注浆加固等。加固深度应大于地下工程底面深度。3、当地下工程施工对既有建筑造成的影响比较轻微时,可采用加强既有建筑刚度和强度的方法。4、对在地下工程施工影响区范围内的通讯,电缆、高压、易燃和易爆管道等对地层变形极其敏感的重要管线,除采取一般性预防措施外,尚应将其暴露并挂起。5、当地下工程施工时,应对其施工影响区范围内的既有建筑和地下管线的沉降和水平位移进行严密的监测,一旦发现问题,应及时采取有效措施。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙三、邻近建筑施工引起事故的预防与补救1、当邻近工程的施工对既有建筑可能产生影响时,应查明既有建筑的基础型式、结构状态、建成年代和使用情况等,根据邻近工程的结构类型、荷载大小、基础型式、间隔距离以及土质情况等因素分析可能产生的影响程度,并提出相应的预防措施。2、软土地基上采用有挤土效应的桩基对邻近既有建筑有影响时,可在邻近既有建筑的一侧设置砂井、塑料排水带、应力释放孔或开挖隔离沟,减小沉桩引起的孔隙水压力和挤土效应。对重要建筑可设地下挡墙。3、遇有振动效应的桩基施工时,可采用开挖隔振沟,以减少振动波传递。4、当邻近建筑开挖基槽、人工降低地下水或迫降纠倾施工等,可能造成土体侧向变形或产生附加应力时,可采用对既有建筑进行地基基础局部加固,减少该侧地基的附加应力,控制基础沉降等措施。

《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙5、在既有建筑邻近进行人工挖孔桩施工时,应注意地下水的流失及土的侧向变形,可采用回灌、截水措施或跳挖施工方法,并进行沉降观测,防止既有建筑出现不均匀沉降而造成裂损。6、当邻近工程的施工造成既有建筑裂损或倾斜时,应根据既有建筑的结构特点、影响程度和地层条件选用本有关方法进行加固。四、深基坑工程引起事故的预防与补救1、基坑开挖蔚应对基坑及邻近既有建筑地基进行土体稳定验算分析,提出预防土体失稳的措施。必要时可对邻近既有建筑的地基或基础预先进行加固处理等,避免可能发生的事故。2、当基坑内降水开挖,使邻近既有建筑或地下管线发生沉降、倾斜或裂损时,应立即停止坑内降水,查出事故原因,进行有效加固处理。当设置基坑支护结构时,应在基坑止水墙外侧,靠近邻近既有建筑附近设置水位观测井和回灌井。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙3、当基坑周边邻近既有建筑为桩基础或新建建筑采用打人桩基础时,为保护邻近既有建筑的安全,新建基坑支护结构外边缘与邻近既有建筑的距离不应小于基坑开挖深度的1.2~1.5倍，当无法满足最小安全距离时,应采用隔振沟或钢筋混凝土地下连续墙或其他有效的基坑支护结构形式。4、当基坑采用铺杆支护结构时,应预先查清邻近既有建筑的基础类型和埋深,严禁锚杆成孔施工,破坏邻近既有建筑的地基稳定或基础的安全。5、当既有建筑与基坑较近时,基坑周边不得搭建临时施工建筑或库房;不得堆放建筑材料或弃土;不得停放大型施工机具和车辆等。严防上述荷载对基坑侧壁和邻近既有建筑的稳定产生不利影响。6、当既有建筑与基坑较近时,基坑周边地面应做护面及排水沟,使地面水流向坑外,并防止雨水、施工用水渗入地下或坑内。7、当既有建筑或地下管线因周围深基坑工程施工而出现倾斜、裂缝或损坏时,应根据影响程度,选用有关补救措施。《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙喷射混凝土喷射混凝土是借助喷射机械，将速凝混凝土喷向岩石或结构物表面，使岩石或结构物得到加强和保护。应用范围喷射混凝土在矿山隧道、岩石边坡护坡、建筑基坑、建筑结构加固等工程中得到比较广泛的运用。

施工工艺《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙11.2.1干法喷射混凝土加固法1.施工准备2.工艺流程《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙3.施工要点1）干发喷射混凝土的特点混合料搅拌均匀后，在松散、干燥、悬浮状态中，利用干式混凝土喷射机，经输料管到喷嘴处，与一定量的压力水混合后，变成水灰比较小混凝土。优点：工艺简单、易操作、输送距离长(平均可达150-200m)缺点：粉尘大、回弹率高11.2.2湿法喷射混凝土1.工艺流程《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙2.湿法喷射混凝土的特点混合料在进入喷射机前或在喷射机中加入足够的水，拌和均匀，通过送料软管送至喷嘴喷射到受喷面上，混凝土的水灰比能够准确控制，有利于水化优点：粉尘小，回弹少，混凝土均质性好，强度易保证缺点：用水量大于干喷法，喷射设备较干喷机复杂，成本高2、喷射混凝土的优点

可不用模板或支单面模板，省模板、施工简便混凝土输送、浇筑、振捣一步到位，施工速度快喷射混凝土密度大、强度高、抗渗性好，省料操作简单、机动、灵活，适应性好衬砌总成本可降低30%，经济效益好《施工技术》第10章加固与改造工程施工主讲：梁绍龙3、喷射混凝上的技术性能抗压强度

喷射混凝土以高速喷射，使骨料和水泥受到连续的冲击而得到压实，因而有较高的强度。28d的抗压强度一般在30MPa以上。4、质量控制（1）检测抗压强度所需的试块应在工程施工中抽取制得。每喷射50-100m3混合料或混合料小于50m3的独立工程，不得少于一组（每组不少于3块）。（2）采用立方体试块做抗压强度试验时，加载方向必须与试块喷射成型方向垂直。11.2.3锚栓锚固法《施工技术》第10章加固与改造工程施