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房屋沉降加固

在建筑物荷载作用下,地基土因受到压缩引起的竖向变形或下沉。均匀沉降一般对建筑物的危害较小,但过大时.也会使建筑物的高程降低而影响使用;不均匀沉降对建筑物危害较大,会使建筑物产生附加应力而引起裂缝,甚至局部构件断裂,危及建筑物的安全。地基基础设计时应对沉降进行估算。

沉降的危害

(1)造成建筑物的下沉及破坏。

(2)破坏城市给水、供气等市政设施。

(3)加剧洪涝灾害。地面沉降导致大面积l夏域下沉,导致城市御洪能力下降,出现严重的水患威胁。

(4)地面沉降可能造成海潮泛滥及海水入侵地下水,导致土地盐碱化。

(5)造成路面高低不平,影响交通运输。

形成原因

过度抽取地下水、采掘固体矿产、开采石油(天然气)、抽汲卤水、高层建筑物的重压、低载荷持续作用下的影响。以及地下施工等都可能引起地面沉降。

沉降观测要求

1、仪器设备、人员素质的要求 根据沉降观测精度要求高的特点,为能精确地反映出建(构)筑物在不断加荷下的沉降情况,一般规定测量的误差应小于变形值的1/10—1/20,为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级),水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下,使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。 作业人员必须接受专业学习及技能培训,熟练掌握仪器的操作规程,熟悉测量理论,能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序,对实施过程中出现的问题能分析原因并正确运用误差理论进行平差计算,按时、快速、精确地完成每次观测任务。

2、观测时间的要求建(构)筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件,特别是首次观测必须按时进行,其他各阶段的复测,根据工程进展情况必须定时进行,不得漏测或补测。只有这样,才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期,一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如:30天/次)或按建筑物的加荷情况每升高一层(或数层)为一观测周期,无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。

3、观测点的要求 为了能够反映出建(构)筑物的准确沉降情况,沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称,且相邻点之间间距以15-30米为宜,均匀地分布在建筑物的周围。通常情况下,建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。此外,埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求,特别要考虑到装修装饰阶段,是否会因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点,不能连续观测而失去观测意义。

4、沉降观测自始至终要遵循“五定”原则 “五定”即沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物的沉降观测点,点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性,使所测的结果具有统一的趋向性,保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致,使所观测的沉降量更真实。

5、施测要求仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正,必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3-6个月后重新对所用仪器、设备进行检校。在观测过程中,操作人员要相互配合,工作协调一致,认真仔细,做到步步有校核。

6、沉降观测精度的要求 根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。在无特殊要求情况下,一般高层建(构)筑物采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。

7、沉降观测成果整理及计算要求 原始数据要真实可靠,记录计算要符合施工测量规范的要求,按照依据正确、严谨有序、步步校核、结果有效的原则进行成果整理及计算。

沉降类型

我国出现的沉降的城市较多。按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式:

(1)现代冲积平原模式,如我国的东北平原、华北平原、长江中下游平原。

(2)三角洲平原模式,尤其是在现代冲积三角洲平原地区,如长江三角洲就属于这种类型。常州、无锡、苏州、嘉兴、萧山的地面沉降均发生在这种地质环境中。

(3)断陷盆地模式,它又可分为近海式和内陆式两类。近海式指滨海平原,如宁波;内陆式则为湖冲积平原,如西安市、大同市的地面沉降可作为代表。

不同地质环境模式的地面沉降具有不同的规律和特点,在研究方法和预测模型方面也应有所不同。

另外,根据地面沉降发生的原因还可分为:

(1)基坑工程降水、抽汲地下水引起的地面沉降;

(2)采掘同体矿产引起的地面沉降;

(3)开采石油、天然气引起的地面沉降;

(4)抽汲卤水引起的地面沉降。 

一、地基基础不均匀沉降对混合结构房屋的危害

建筑物通过基础把竖向体系传来的荷载(轴向力)传递给地基,地基产生的反力作用在基础底面上。只有当其与轴向力平衡时,才能保证建筑物结构的稳定与完整性。如果因某些原因造成基础下局部地基土发生剪切、下沉、土层滑移等变位,破坏了轴向力与地基反力的平衡,地基与基础之间就成松散接触或不接触,建筑物将出现不均匀沉降,结构内部将产生附加应力。

此时,基础的附加应力可近似于悬臂端。附加应力为剪切应力和负弯矩。松散接触的一侧将受到建筑物荷载(轴向力)产生的剪切应力作用,从而造成局部结构体系产生竖向相对位移,结构受到意外的应力(应变)。当结构抵抗不住应力(应交)时,将会出现剪切破坏,常见的如墙体产生的剪切裂缝;紧密接触的一侧受到旋转力矩(负弯矩)作用,对建筑物竖向结构体系产生附如斜拉应力。不均匀沉降引起的墙体裂缝,系结构性破坏裂缝,所造成的危害,轻者影响建筑物的美观,重者墙体渗水和灌风,影响建筑物的使用功能,造成房屋使用者心理上的不安;严重的会引起墙倒屋塌,出现伤人事故和财产损失。

二、混合结构房屋不均匀沉降事故原因分析

以往工程事故表明,混合结构房屋由于地基基础不均匀沉降造成的损伤破坏主要来自三大方面的因素,即地基、房屋结构本身及人为因素。

1.地基的不均匀沉降主要存在以下几种情况:

①建筑物邻近有基础施工或其它机械设备振动,地基因震动而产生压缩变形,局部下沉;

②建筑物邻近有交通要道,地基常年受到车辆振动而引起振密变形;

③建筑物邻近地面大量堆积重物,使得土层压密变形。带动地基沉降;

④建筑物邻近有大开挖工程,固水土流失,造成地基滑移或沉陷;

⑤建筑物未经正确验算,改建加层,变更使用,增加荷载或超载,造成基础承载力不足引起不均匀沉降。

2.混合结构房屋本身的原因:

房屋的全部荷载最终通过基础传给地基,而地基在荷载作用下,其应力是随深度而扩散,深度愈大,扩散愈大,应力愈小;在同一深处,也总是中间最大,向两端逐渐减小,也正是由于土壤这种应力的扩散作用,即使地基地层非常均匀,房屋地基应力分布仍然是不均匀的,从而使房屋地基产生不均匀沉降。在地质较好、较均匀,且房屋的长高比不大的情况下,房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的,一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响,但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘性土上时,由于土的强度低、压缩性大,房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降耋可能都比较大。

3.人为因素

1)勘察方面的原因

在土木建筑工程中,勘察工作是工程设计的基础,为设计提供有关水文、地质等方面的数据数据。如工程未勘察就进行施工,或勘察数据错误,这些都会给工程造成严重后果。具体体现在:忽视勘察资料的作用,勘察工作粗糙,资料不精确。

2)设计方面的原因

①估算代替计算:结构没有按有关要求进行精确计算,上部荷载是凭经验估算的,基础底面积设计过小,基础边缘最大压力高出地基土容许承载力。因而部分结构及基础破坏,引起整体倒塌。

②任意确定基础:设计者盲目照搬另一建筑物的基础设计图作为该建筑物的基础设计,由此造成基础出现不均匀沉降,致使建筑物倒塌。

3)施工方面的原因

由于基础是埋入土中,其问题不易发现,属隐蔽工程。

三、整治对策思考

1 对不均匀沉降导致房屋开裂的整治对策:

对于防止地基不均匀沉降引起墙体开裂的措施来说,对于新建工程主要措施有:

1)合理设置沉降缝。

2)加强地基验槽工作。

3)加强上部的刚度和整体性,提高墙体的抗剪能力,调整地基的不均匀沉降。

2 对地基不均匀沉降引起墙体开裂的治理措施:

对于已经发生的沉降事故,除个别确因结构或构件“元气”大伤而完全失去挽救价值外,多数均应经过适当整治,使建筑物完全或部分恢复功能而继续使用。整治处理。

1)首先应对因沉降发生严重变形或损坏的结构、构件、进行矫正、修复、与此同时,大多尚须对地基进行以消除湿陷,加密固结、或以提高承载能力,减少变形等为目的的适当处理。

2)其次大部分沉降,特别是不均匀沉降,都在墙面或构件表面,留下了大大小小的裂缝。处理这些裂缝,不仅是为建筑物外观美化的需要,更主要是为了不留隐患。为了阻止不均匀沉降的继续发展,而进一步加剧混合房屋结构墙体裂缝的开展。必须对不均匀沉降房屋所处地基和结构构件进行维修加固。

3 加固一般可从地基和结构两方面入手,具体有以下措施:

1)地基处理,混凝土灌注桩架梁法,钢管桩加梁法,三重管旋喷桩定向旋喷法,桩底架梁托底法等等。

2)结构修复加固在经过结构矫正复位和地基处理后,应采取适宜的方法,及时地对上部结构损坏部分进行加固、修补,恢复建筑物正常使用功能,以实现安全承载的目的。上部结构处理包括裂缝的处理和砌体承载力的处理。

当我们遇到房屋地基基础不均匀沉降的时候切记不可忽视,很多房子出现倾斜,墙体多处开裂等都是因为没有及时处理地基不均匀沉降的问题。

案例:《浅谈黑龙江省美术馆沉降的地基处理_梅久斌》

地基加固

案例:《某沿河房屋沉降倾斜原因分析及加固施工_赵国辉》

地基基础加固措施

案例:《海宁市某民居房地基沉降分析及加固处理技术_江克勤》

地基基础加固止沉常用的技术处理方案有:

1 注浆法

2 树根桩法

3 加大基础底面积法

4 锚杆静压桩法

案例:《改性聚酯注浆新技术在控制基坑周边房屋沉降的运用_苏志鹏》

上海市一历史保护建筑