淺談地基不均勻沉降的原因分析及對策-資料下載頁

　　

【正文】 式(32)求得新舊混凝土截面承受的彎矩，再按CECS25:90規范公式可計算出新澆混凝土截面中所需的配筋，最后即可驗算原構件的截面承載力。 鋼筋應力的計算及控制：疊合梁中存在著鋼筋應力超前的現象，有可能使梁的撓度和裂縫在使用階段就超過允許值，也可能使構件的受拉鋼筋在使用階段就處在高應力狀態，甚至達到流限。因此，驗算使用階段的鋼筋應力，使其不超過允許的應力，是疊合構件計算的一個很重要的內容。在使用階段，疊合構件受拉鋼筋應力可按如下方法計算： (35)式中—第一階段，即后澆混凝土參與工作之前在彎矩作用下的鋼筋應力: (36)—第二階段，即后澆混凝土達到強度后,在新增加的變矩作用下而增加的鋼筋應力: (37)—受拉鋼筋截面面積；—裂縫截面的內力臂系數，；—反映荷載預應力影響的疊合特征系數，它主要與的比值有關，計算時可取 —受拉鋼筋的強度設計值(N/mm178。 ) ； —分別為原構件的截面高度和截面有效高度(mm)； —分別為加固后截面的高度和截面有效高度(mm)。②梁柱包套。根據許多沉降工程實例表明，某些劇烈的差異沉降，其破壞往往反映在梁柱交會的節點附近。此時最好把梁柱包裹在一起，進行一次性加固。包套加固時，首先把被加固的結構表面打毛。每隔5OOmm左右沿梁兩側鉆孔，以直徑大于1Omm的半開口箍穿下，并與下半開口箍搭焊在一起()。柱包套直接用直徑6mm或8mm圓鋼繞柱彎折搭接，形成封閉箍筋。主筋則根據計算和構造要求，沿四周布置( )。梁側面及梁底包套的縱筋，須分別插入柱套內，并且埋入長度要滿足構造要求。 ③型鋼捆扎包裹法 鋼材是強度高、塑性韌性都比較好的材料，用它來加固因沉降而破壞的磚石砌體、混凝土或鋼筋混凝土構件，由于加固體和被加固體二者特性上的明顯差異，捆扎后及易松弛、繼續變形，鋼材強度也不可能充分發揮。 用型鋼進行捆扎加固，操作簡單、施工速度快。因此盡管存在上述缺點，目前在處理沉降事故中仍廣泛采用。 由于梁柱斷面多為方形或長方形，因此用各類型鋼加固其裂縫時，只能采用包箍的型式。不論采取什么樣的包箍的方法，都必須通過擰緊螺栓對包箍件預加壓力，以使它們和梁柱表面充分接觸、密貼結合。對于單梁，可直接在梁上比較大的斜裂縫中部位置上設一道螺栓包箍。預先在梁兩側的樓板上鉆孔，用U形螺栓自上穿下，這樣可以保持梁頂比較平整。如梁上鋪板或擱置其它構件，只須用高標號水泥砂漿抹面把鋼箍覆蓋起來即可。對于整體現澆鋼筋混凝土框架結構，梁柱裂縫大多集中在節點附近，因此，梁拴的捆扎包箍在構造上應形成互相聯系的整體。施工時，首先沿柱四角各打一穿過樓板的孔洞，四只包角角鋼同時穿下，兩端臨時用鋼夾板點焊固定。然后按預定位置，一對夾板配一對拉緊螺栓，逐次調整緊固后，再把各夾板的端部和包角角鋼焊接在一起。梁頭包箍，首先把下冀緣兩只包角角鋼，與已經固定在柱上的角鋼托點焊固定，然后依次用U形螺栓，自下而上經梁兩側鉆孔固定樓板面上。最后用細石混凝土和高強度水泥砂漿，將樓板上的全部孔洞填塞、抹平。(2)鋼筋混凝土柱修復加固 增大截面加固法是常用的加固混凝土柱的方法。由于加大了原柱的混凝土及配筋量，因此這種方法不僅可提高原柱的承載力，還可降低柱子的長細比，提高柱子的剛度。 增大截面加固法有四周外包、單面加厚和兩面加厚等加固方法。 在原柱四周澆灌鋼筋混凝土外殼的加固方法，稱為四周外包混凝土加固法(、b、c)。，露出角部縱筋，然后在外部配筋，澆筑成八角形，以改善加固后的外觀效果。四周外包加固法的效果好，可顯著提高軸心受壓柱及小偏心受壓柱的受壓能力。當柱子承受的彎矩較大時，往往采用僅在與彎矩作用平面垂直的側面進行單面加厚或兩面加厚的加固辦法。；；。①加固柱截面承載力計算 采用增大截面法加固鋼筋混凝土柱時，其承載力計算應按《混凝土結構設計規范》（GB500102010)的基本規定，并考慮新加混凝土與原柱的共同工作的原則進行。 Ⅰ、軸心受壓柱 采用增大截面法加固的軸心受柱，其正截面承載力可按下式計算： (38)式中，N—加固后混凝土柱的軸向力設計值； —分別為原柱縱向鋼筋的截面面積和抗壓強度設計值； —構件的穩定系數。以加固后的截面為準，按《混凝土結構設計規范》(GB500102010)規定取用； —分別為原柱混凝土的截面面積和軸心抗壓強度設計值； —分別為加固部分新混凝土的截機面積和抗壓強度設計值； —分別為加固用縱筋的截面面積和抗壓強度設計值； —加固部分混凝土與原柱協同工作時，新加部分混凝土和縱向鋼筋的強度折減系數，a =。 Ⅱ、大偏心受壓柱 加固后新舊混凝土能夠共同變形的偏心受壓柱，可按整個截面計算。根據CECS25:90規范，的折減系數，其正截面承載力的計算公式為 (39) (310)式中—分別為原柱和加固部分混凝土的彎曲抗壓強度設計值； x—截面受壓區高度； —加固部分混凝土在受壓面的厚度； —分別為原柱和加固后柱的截面寬度； —分別為原柱受拉鋼筋和加固用受拉鋼筋的截面面積； —分別為原柱受拉鋼筋和加固用受拉鋼筋的抗拉強度設計值；—軸向力作用點至受拉鋼筋合力點的距離，； —原柱受拉鋼筋和加固用受拉鋼筋合力點至加固截面受壓邊緣的距離。當兩合力點接近時，可近似取為原柱的有效高度； —加固用受壓鋼筋合力點至受壓邊緣的距離； a—原柱受拉鋼筋和加固用受拉鋼筋的合力點至加固截面受拉邊緣的距離。 其余符號意義見CECS25:90規范及式(38 )。 當原柱僅為單面加固時，其截面承載力計算可參考式(39)、(310)。 當采用四周外包混凝土加固柱時，其正截面承載力的計算比較復雜。為了簡化計算，建議加固部分混凝土的抗壓強度設計值取用原柱混凝土的抗壓強度設計值。即用代替式(39 )、式(310 )。這是基于：構造要求加固部分混凝土的強度等級應較原柱混凝土的強度等級高一級。經比較，所以這一簡化是偏于安全的。 綜上所述，四周外包混凝土加固柱的正截面承載力計算公式為 (311) (312) 當采用HRB33HRB400級鋼筋并對稱配筋時，式(39)可進一步簡化為： (313) Ⅲ、小偏心受壓柱 在小偏心受壓柱中，離軸向力較遠的鋼筋達不到屈服強度，因此對于兩面加厚混凝土的加固柱其正截面承載力計算為 (314) (315)式中—分別為原柱中受拉鋼筋及加固部分鋼筋的應力，計算時可近似取相同值，并按下式計算： (316)—受壓區高度系數，； —界限破壞時相對受壓區高度系數。 對于單面加固或四周外包混凝土加固的柱，以及加固后為對稱配筋的柱，其截面承載力的計算可采用與大偏心受壓柱相同的方法。本章先總結了地基基礎不均勻沉降對框架結構房屋的危害，其主要表現為不均勻沉降引起框架結構房屋傾斜、混凝土框架梁開裂。探討了框架結構房屋不均勻沉降事故原因及對地基基礎不均勻沉降時，基礎反力和框架內力的調整進行了深入分析。根據規范的相關條文規定，提出了各種建筑措施、結構措施以及從施工控制入手來防止地基不均勻沉降引起框架結構房屋傾斜和構件開裂，同時也提出了多種地基處理和矯正復位方法，對地基不均勻沉降引起框架結構房屋墻體危害進行治理。結 論 本文在總結前人研究成果及工程事故實例中有關經驗教訓的基礎上，分別對混合結構房屋和鋼筋混凝土框架結構房屋地基基礎不均勻沉降事故的原因進行了深入地探討和研究，從而提出了混合結構及框架結構房屋不均勻沉降事故的治理對策，包括各種預防措施、地基處理方法、結構糾偏及加固手段等。所得的主要成果和結論有： (1)不均勻沉降對建筑物的危害總體表現為：建筑物傾斜，混合結構房屋墻體開裂，建筑物基礎斷裂，框架梁破壞及框架結構節點開裂破壞。 (2)地基基礎不均勻沉降引起工程事故的原因是多方面的，概括起來有三個方面，即來自地基方面的原因、來自房屋結構方面的原因和人為因素。 (3)地基基礎不均勻沉降引起混合結構房屋開裂主要表現為：①當長高比較大，整體剛度差，而對地基又未進行加固處理，那么墻體就可能出現嚴重的裂縫，裂縫對稱的發生在縱墻兩端，向沉降較大的方向傾斜。沿著門窗洞口約成45176。呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。②當房屋地基上層分布不均勻，土質差別較大時，則往往在不同土層的交接處或同一上層厚薄不一處出現較明顯的不均勻沉降，造成墻體開裂，其裂縫上大下小，向土質較軟或上層較厚的方向傾斜。③當房屋高差較大或荷載差異較大，當未留設沉降縫時，也容易在高低和較重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫，此時，裂縫位于層數低的荷載輕的部分，并向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜。④當房屋兩端土質壓縮性大，中部小時，沉降分布曲線將成凸形，此時，往往除了在縱墻兩端出現向外傾斜裂縫外，也常在縱墻頂部出現豎向裂縫。在多層房屋中，當底層窗臺過寬時，也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞，使地基不均勻沉降，致使窗臺在地基反力作用下產生反向彎曲，引起窗臺中部的豎向裂縫。⑤當新建房屋的基礎位于原有房屋基礎下，且新、舊基礎底面的高差H與凈距L的比值未達到規范要求又沒有采取適當措施時，由于新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、墻體裂縫。 (4)地基基礎不均勻沉降造成框架結構房屋傾斜的原因是多方面的，其主要有：①基礎埋置深度不夠，或重心不穩導致建筑物整體穩定性的削弱；②地基承載力不夠，在建筑物垂直荷載下發生不均勻沉降或局部沉降，使得建筑物隨之沉降而傾斜；③地下樁或基礎發生破壞而使建筑物發生傾斜；④上部結構受力不均產生扭矩，從而出現扭轉傾斜；⑤上部結構局部構件破壞導致傾斜；⑥施工中構件定位偏移形成累計偏差導致重心偏移而發生傾斜；⑦地基土質差或地下水位高等原因造成基底土蠕動而導致建筑傾斜等。(5)建筑物不均勻沉降危害重大，有的雖可采用施工方法校正、糾編，但耗費大量人力物力，應以預防為主。有條件時，應進行信息的實時監控。(6)預防地基基礎不均勻沉降應做到:①保證勘察報告的真實性和可靠性，巖土工程勘察應規范化，不僅布孔數量和位置應合理，鉆孔深度也必須達到沉降計算受壓層深度，勘察描述要精細，不能漏層，對建筑場地周圍環境應作必要調查；②設計階段平面形狀應力求簡單，規則整齊，盡量避免形狀復雜，陰角太多；避免建筑物有顯著的高差或荷載差異，注重結構的概念設計；③對不良地基要進行處理，特別對軟土地基要進行打樁、換土或采用雙土灰樁等，具體情況可根據地質勘察報告由設計部門出示處理意見；④施工時要嚴把質量關，嚴格按規范施工，每道工序都必須經監理部門驗收后方可進行下道工序。(7)對于已經發生的沉降事故，除個別確因結構或構件損壞嚴重，“元氣”大傷，而完全失去挽救價值外，多數均應經過適當整治，使建筑物完全或基本可恢復功能而繼續使用。整治處理，一般應堅持先治本，而后治表，從“下”到“上”的原則。首先應對地基進行以消除濕陷，加密固結、或以提高承載能力，減少變形等為目的的適當處理；因沉降發生嚴重變形或損壞的結構、構件，進行矯正、修復加固。(8)加固前須切實查明原因，并應做幾個可行性方案進行技術經濟比較，選擇最佳方案，做到既安全又經濟。參考文獻[1] [J].內蒙古石油化工,2013,02:5961.[2][J].中國商界(上半月),2009,09:61+53.[3][J].福建建材,2010,01:8283. [4][J].河北建筑工程學院學報,2013,01:2021+32.[5]王麗萍,[J].科技信息(科學教研),2007,30:126.[6][J].科技創新導報,2008,08:134.[7][J].太原科技,2005,03:6263+65.[8]黃玲,[J].有色冶金設計與研究,2004,01:3840.[9][J].建筑安全,2005,03:3536.[10][J].價值工程,2011,06:187.[11][J].中國新技術新產品,2011,09:154. [12][J].科技創新導報,2011,13:40.[13][J].科學之友,2011,12:9697.[14][J].技術與市場,2012,04:6768.[15][J].民營科技,2011,06:271.45