建筑地基基础耐久性设计的新理念

2015-07-10 203 0

  建筑结构的耐久性是指在设计规定的环境作用和维护、使用条件下,结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。结构的耐久性设计,应该包括两部分主要内容:一是要满足建筑在设计使用年限内的使用要求;二是在超过设计使用年限时,其使用功能要具有可改造性,结构要具有可修复性,延长建筑使用寿命。目前我国规范的要求主要是满足建筑的设计使用年限要求,而对于提高建筑物的使用寿命则是近年国际上建筑设计上的新思想。
 
  一、对建筑地基基础进行加固的意义
 
  1、确保建筑物质量的重要举措,现有建筑物及构筑物常因设计或者施工的缺陷以及长期使用过程中的老化及破坏,甚至是自然灾害所造成的建筑既有地基基础结构开裂、承载力不足以及抗震性能不良等现象,严重影响构筑物及建筑物的安全使用,从而不得不考虑结构的修复以及加固问题。
 
  2、保证建筑使用者切身利益的必然选择。越来越多的建筑工程随着建筑行业的快速发展开始施工,房屋建筑更新换代周期也在缩短,房屋建筑的安全性及稳定性与使用者的切身利益有直接关系,对地基基础进行加固,不仅可以使建筑物的性能得到保障,也可在一定程度上消除很多的安全隐患,使得建筑的使用者能够安全的使用,既维护了他们的合法权益,也体现出以人为本的战略思想。
 
  3、保证建筑整体结构稳定性的基础措施,地基基础牢固与否与整个建筑的安全性和稳定性有着的直接关系,对整个建筑的稳定性有十分重要的影响。但是,在地基基础施工过程中,尚存在着一些不成熟的地方,后期护理也很难做到标准化,因此使得建筑结构的稳定性和安全性得不到保证,就必须实施加固施工来保证建筑物的安全,提高建筑物质量。
 
  4、完善建筑地基基础加固理论的客观要求,建筑地基基础的加固施工技术具有复杂性,它涉及到各种施工材料设备的选择,施工标准,法律规范等各个方面,虽然这种技术已在世界范围内得到广泛的应用,但这种技术依然有它不够完善之处,理论还不够成熟,仍处在探索阶段。因此加强加固施工技术的探讨研究,对完善加固技术理论系统,有着重要的意义。
 
  二、提高基础耐久性使用的若干研究课题
 
  通过对基础结构混凝土耐久性设计的国内外规范规定的比较,以及国际上对可持续重复使用基础设计的新理念的认识,可以认为地基基础的耐久性设计不仅应满足上部结构设计使用年限的要求,而应有更高的耐久性设计要求。
 
  1、地基基础受力条件与工作环境对耐久性影响的试验研究;
 
  2、基础混凝土保护层、裂缝宽度对耐久性影响的试验研究;
 
  3、控制混凝土抗渗等级与混凝土含气量对混凝土耐久性影响的试验研究;
 
  4、强腐蚀环境提高混凝土使用耐久性的工程措施研究;
 
  5、保证基础混凝土耐久性设计指标的工程检验方法的研究。
 
  三、建筑地基基础加固的方法和措施
 
  地基基础会存在缺陷,在缺陷处理过程中,需要注意的因素有以下几个方面:在地基缺陷处理过程中要结合建筑上部结构的安全性、整体性以及质量要求进行综合分析,从而确定出施工方法和地基处理措施;对地基土质结构进行分析,提出为避免因受土层的变动而出现结构变形、数值变化以及发展问题严重的措施;地基基础缺陷的种类以及施工中存在的相关影响因素,使得在处理过程中对周围建筑结构安全性、耐久性等各方面造成影响,因此在施工的中应对这些环节进行深入分析与研究;在施工的过程中对基础中存在的相关缺陷进行分析,并对其上部结构中可能出现的问题进行深入研究,以满足结构处理的经济性与耐久性要求。在进行建筑地基基础加固前应有所准备,按情况制定加固方案,然后按方案实施。
 
  1、建筑地基基础加固前期准备
 
  建筑地基基础加固前,应先对地基和基础的情况进行鉴定,方可进行加固设计和施工建筑地基基础的鉴定以及加固设计和施工,应该由有经验的专业技术人员和具有相应资质的单位承担。其次,对地基基础加固的建筑,应在施工期间进行沉降检测,对沉降有严格限制的建筑,应在加固后继续进行沉降检测,直至沉降稳定为止,同时应对邻近建筑和地下管线进行监测。
 
  2、建筑地基基础加固方法
 
  为了提高建筑物的使用寿命和质量,保证居民的人身财产安全,建筑施工单位应综合考虑建筑施工的综合系数,必要时可以采取相应的地基加固措施,目前对建筑物地基基础的加固处理手段有以下两种:加深基础法。这种方法适用于地基浅层中有能作为持力层的土层,并且地下水位较低的情况。在原来的基础上,可对地基基础加固,在较好的持力层上进行基础支承,这均符合地基承载力的要求。在地下水水位过高的情况下,应该安排排水。在钻孔时选择使用小型钻机,利用水和泥浆对钻头进行冷却或实现除渣功能。对较硬的土层应使用水力扩孔钻头进行扩孔,在饱和软土层钻孔时应选择使用岩心管不断地磨动旋转流砂层表面,使孔壁的表面形成泥皮,保护钻孔。在表土层较为松散的情况下,应选用套管护孔。对于灌浆成孔而言,应对埋设的钢管进行二次清孔,在施工中运用底部注浆法。增大承台面积法。这种方式适用于建筑物的地基承载力或基础底面积尺寸设计不符合的情况。利用这种方法时,可对混凝土套或钢筋混凝土套加以利用。在上述工程中,利用增大承台面积的方法能够使建筑物工程桩与加固钢管桩形成一个整体。在建筑物的工程桩承台中置入预留钢筋,保证工程中不会出现“吊脚”现象。在基础承受偏心受压的情况下,应该选择不对称加宽,而在承受中心受压的时刚好相反。应将原有地基洗净并铺设一层水泥浆,使新老混凝土之间的粘结力增强。同时在加宽部分的地基上使用夯实垫层,其厚度和材料与原有地基的一样。条形基础加宽时可以沿着纵向分段,分段长度为1.5~2m,扩大的宽度部分底面应高于或等于原有基底。加固混凝土套的过程中,应严格遵照《建筑地基基础设计规范》中所提出的标准。
 
  四、对建筑地基基础加固设计施工的建议
 
  建筑地基基础加固施工设计要遵循以下几点:要做到科学设计;要选用先进的技术设备;要对整个加固工程设计施工都进行全程监控,实施全面的质量管理监督。在建筑结构修复中,地基基础加固常用方法有:用分批分段更换病弱地基土、压力灌浆加固(包括硅化法加固地基)、挖钻孔灌桩加固、加桩加固等。地基加固方法选定时应充分地了解地基范围内的地质情况。一般是在建筑物存在的情况下进行地基加固工作的,因此施工比较困难。所以既应确保地基的加固质量,达到极好地加固效果,也应采取措施来保证上部结构的安全。在这些常用的加固方法中,压力灌浆加固施工工序为:钻孔→清管→打管→注浆→拔管→清管。
 
  1、钻孔:电动钻孔机在布孔位置钻孔,钻至设计的标高;
 
  2、清管:注水清理胶管、无缝钢管,检查能否确保注浆通畅;
 
  3、打管:按设计要求分次将无缝钢管插至设计标高位置;
 
  4、注浆:用灰浆搅拌机搅拌水泥浆,吸入注浆泵内,通过胶管注入到无缝钢管。
 
  五、结语
 
  地基基础的耐久性设计是进入新的世纪对基础结构设计的新要求。按照地基基础工程的特点以及今后建设的需要,研究可重复使用的基础设计、提高地基基础的耐久性要求,是摆在我们面前的新问题。
 
  参考文献
 
[1]GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]
 
[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范[S]
 
[3]GB/T50476-2008混凝土结构耐久性设计规范[S] 

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