多层砖混结构的托承加固 某商业综合楼，为4层砖混结构，建筑面积1650m2，檐口高18.73m，基础平面见图9-2-1。建筑采用条石带形基础，宽0.6m，高0.6m；490mm×490mm砖柱承重，240mm砖墙。楼面为现浇钢筋混凝土梁、板结构。屋面为钢筋混凝土整体屋面。配筋采用8号铅丝，致使屋面挠度达120~150mm，混凝土普遍开裂。该工程在施工前和施工过程中没有任何技术资料和验收记录，工程质量完全处于失控状态。 在E轴条石堡坎下设有一排水沟，因年久失修，导致污水沉积，地基长期处于浸泡状态。 地质资料表明，该地区地下2m以内属人工填土层，物质成分复杂，厚度变化大，土质较松散，不宜作持力层。建筑物室内外高差达0.75m，作为临街商店，经营十分不便，切望降低室内标高。砖柱作用在条石带形基础上的荷载N=1250kN，地基承载力[R]<200kPa，房屋显然不安全，砖柱的承载力也达不到设计要求。 第1章基础托承加固 9-2-1-1在砖柱条石基础两侧各设钻孔灌注桩2根；桩径d=300mm，桩距1100mm，桩长l=7~8m。地基承载力[R]=250kPa，桩顶设钢筋混凝土承台。为增强建筑物的整体性，设置地梁与承台连接，见图9-2-2，9-2-3。 单桩承载力计算： 材料强度确定单桩垂直容许承载力，可把桩当作插在土层内的压杆来考虑。 2.根据土对桩的支承力确定单桩垂直容许承载力。按经验公式计算，一般假定桩的承载力由桩尖阻力和摩阻力两部分组成： 采用钻孔灌注桩对原条石基础进行托承加固，灌注桩桩间土及原天然地基有效地分担了基础荷载。桩下两侧的灌注桩与桩间土起帷幕作用，限制了基础下土体剪切破坏，同时灌注桩分担了部分荷载，并把这部分荷载传到深层土质较好的亚粘土层，起到了应力扩散的作用，减少了地基的压缩变形。钢筋混凝土平台扩大了基础底面积，使原条形基础下地基附加应力减少，基础刚度增大，提高了基础自身对不均匀沉降的调节能力。

钢筋混凝土框架加固处理 宜兴市某车间为现浇钢筋混凝土内框架结构，其平面布置及框架示意见图9-9-1、9-9-2。该工程于1988年4月开工，当年12月竣工并交付使用。1990年8月发现屋面梁出现裂缝，对屋面梁和楼面进行全面检查发现，所有屋面梁均程度不同地存在裂缝，但楼面梁未发现裂缝。各屋面梁的裂缝情况基本相似，图9-9-3、9-9-4为屋面梁裂缝的实测情况。所有裂缝均具有如下特征： 1.与梁的内力分布吻合 2.呈间断状态； 3.两头小中间大； 4.梁的两侧同一位置均有裂缝。 第1章裂缝原因分析 9-9-1-1原始设计图纸复核 3层框架屋面梁恒载22.4kN/m，活载2kN/m，混凝土强度等级为C20。经计算梁中最 大剪力为112.7kN，梁的实际抗剪能力为130.3kN；跨中最大正弯矩为96.6kN·m，应配筋7.95cm2，实际配筋7.63cm2；梁端最大负弯矩为138.1kN·m，应配筋10.05cm2，实配11.37cm2。基本符合设计规范要求，但承载能力无太多富余。 9-9-1-2施工审查 施工正值基建高潮，各种建筑材料供应紧张，屋面所用的钢材、水泥的质量保证单均是后补的，水泥系某小厂产品。所用石子、砂的含泥量亦超出规定，砂为粉砂。 屋面梁未做混凝土试块，且混凝土配料时未加计量，仅凭经验估计。 屋面梁混凝土浇筑完后12h就拆侧模，24h多孔板就安装完毕。 4. 屋面梁混凝土未进行养护。 9-9-1-3测定屋面梁的实际配筋及混凝土强度等级 经检查，配筋规格和数量完全符合图纸设计要求。混凝土强度等级经江苏省建筑科学研究院采用回弹-超声综合测强法测定发现，3层部分屋面梁、柱大大低于C10，2层部分屋面梁、柱为C10左右，其他层梁、柱混凝土强度等级为C15左右。

化学灌浆在混凝土补强加固中的应用 当前，用化学灌浆法粘结混凝土裂缝、加固多孔隙密集砂浆层及松散混凝土，已经发展成为一门新技术。用于混凝土补强加固的主要化学灌浆材料有改性环氧树脂、水玻璃、甲基丙烯酸酯及聚氨酯等，广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、大坝、房屋、隧道、矿山及地基基础等。 第1章化学灌浆材料的用途及作用 上述混凝土补强加固的材料都具有粘度、强度、凝固时间可调节的特点。它们除用于裂缝灌浆外，还具有以下用途和作用： 1.加固多孔隙密集砂浆层：灌浆粘结法除能将裂缝粘结外，还可对低标号的多孔隙密集砂浆混凝土体进行渗透固结，取得提高混凝土体强度的效果。 2.保护混凝土体内钢筋：灌浆粘结时可使浆液沿钢筋走向渗透，保护钢筋并增加钢筋与混凝土体的粘结。 3.松散补强加固：用化学灌浆进行补充胶结，可提高强度，满足建筑物承载的要求。 4.对混凝土裂缝的粘结具有较宽的加固带：采用灌浆粘结，具有较高渗透性的浆材在灌注压力的作用下，除充满混凝土裂缝外，还进一步渗透到缝两侧的毛细缝隙中，形成较宽的加固带。加固带的厚度可通过改变材料的渗透性及灌注压力进行调整。 5.动载下开合变化裂缝的修复：能在混凝土体处于动载裂缝开合的情况下进行灌浆粘结，如铁道桥梁在列车不减速、不减载运行中修补等。 6.严重破损混凝土裂缝的粘结修复：利用浆材的可调性和高渗透性，可修复如火烧缝等破坏较为严重的混凝土裂缝。 7.不同种类的混凝土裂缝粘结：灌浆粘结法在混凝土裂缝粘结上具有广泛的使用范围，可粘结大至十几厘米的大裂缝、伸缩缝，小至0.001mm的微小裂缝；可粘结干燥、潮湿及水下裂缝；可粘结被油、有机物、灰尘等污染的裂缝等。 用于混凝土裂缝的粘结材料可在一20~120℃范围内施工，固结后可在-70~150℃内长期使用。 第2章常用于混凝土裂缝粘结的灌浆材料 9-15-2-1 改性环氧树脂类灌浆材料

加固改造工程中的压入桩托换技术 压入桩托换是地基处理的一项实用技术，多年来已成功地托换加固了许多建筑物。近年又用于房屋增层改造中的地基基础补强、桩基础补桩、大型设备基础倾斜顶升纠偏、高层建筑基坑开挖时相邻建筑物及边坡支护、桥墩桥台加固改造等工程中。 第1章用于房屋增层地基基础加固补强 现有房屋增层改造中如基础过窄，或经测试检查，原基础无潜力可挖，增层所加的荷载基础无法承担时，可采用压入桩托换方法，在需补强的基础下以托换桩支承增加的结构荷载。呼和浩特市回民区卫生防疫站办公楼是70年代建造的2层砖混结构办公楼，毛石砌筑的条形基础，砖、砂浆的标号均很低，砌筑质量不好。基础宽度仅0.8~l.0m，埋深1.5m。持力层为可塑状素填土和粉质粘土，基础底面下1.0~l.5m为饱和软可塑状态的粉土层，深4m处才见粗砾砂层。天然地基承载力仅100kPa，已属于亟待加固的危房。故决定将原办公楼经过抗震加固后，从两层接高到四层。除对墙体做混凝土钢丝网片加固外，重点用压入桩技术进行地基基础补强。 1.计算φ150×5钢管桩的单桩承载力，再根据增层各基础部位上增加的结构荷载布桩。 2.画出托换桩平面布置图、桩细部加工及大样。 按平面图所标的施工顺序号间跳式开挖导坑，压桩托换。每根桩均要压到室内地面下4~5m进入粗砂硬层，压桩力达到或超过设计单桩承载力的1.5倍。然后交错撤出千斤顶，向桩管内灌C20素混凝土，塞钢管短节，与基础紧固成一体。有基础梁的部位，在梁下压桩托换；无基础梁的墙体，用工字钢对墙底皮砖加固后再压桩托换。 第2章用于桩基础补桩 桩基础施工中，由于增加结构荷载或设计计算遗漏荷载，灌注桩施工中出现缩径、断桩或残留土厚度大等缺陷，将导致建筑物竣工后由上述原因造成房屋不均匀沉降、墙体开裂。如采用压入桩进行补桩，补足设计要求的承载能力，可以使施工中的房屋补桩后继续施工，竣工交付使用的房屋补桩后确保结构安全。

软土地区房屋倾斜纠偏加固方法 南湖小区位于南京市水西门外，东靠南湖，北临莫愁湖。小区占地面积61.3ha，房屋面积58万m2，其中多层住宅279幢，建筑面积51万m2。全部投资1.7亿元。地基基处理顺序大多为：大开挖→砂石垫层（0.6~1.0m）→整板德基→架空板。也有的采用振沉管灌注桩、水泥深层搅拌法以及石灰桩、碎石桩等挤密桩→役基→架空板。施工后期使用半年后，陆续出现房屋沉降与不均匀沉降，引起墙体开裂与房屋整体倾斜、扭曲等现象。 1987年上半年对南湖小区逐幢房屋进行普查、测试、修复与纠偏加固处理，普查结果表9-25-1。1990年复查，偏差大于20cm者已增加到5幢，10~20cm者为17幢。由于不匀沉降、温差应力以及施工、材料质量等因素造成墙体裂缝的有75幢，占总数的26.88%。公建配套房屋114项，其中整体倾斜在5cm以上者7幢，有墙体裂缝者21幢。 第1章场地地基土概况 小区场地位于秦淮河西、长江漫滩区，主要地基土为新近沉积的淤泥质亚粘土，分布较均匀，厚度一般大于40m，其物理力学性能指标见表9-25-2。 这类软土具有以下特性：含水量高（W>WL），孔隙比大（e≥1），压缩性高（al-2>5MPa-1），承载能力低（[fk]<80kN/m2），渗透性小（K=10-6~10-7cm/s）。由于软土的压缩模量小（Es≤4MPa），渗透性小，土中的孔隙水压力消散缓慢，固结沉降时间长，使建筑物不仅前期沉降大，后期沉降也大，沉降量随着逐步加荷而增大，沉降隐定所需时间一般在3年以上。观测结果表明，小区房屋建成后，至1990年8月，仍有一些房屋的沉降速率大于0.01mm/d。 第2章建筑物倾斜原因 经调查与测试，建筑物倾斜的主要原因如下： 1.作为地基土的淤泥质亚粘土，其土质较差，同一层土的物理力学性能相差较大。静力触探结果表明，其Ps值不稳定，最大相差1倍以上。设计人员对这类软土的特性认识不足是造成房屋倾斜的主要原因之一。

湿陷性黄土地区建筑物下沉加固技术 山西、陕西、甘肃等地区，过去建造的一些建筑物，由于事先未对湿陷性黄土地基进行有效处理，在使用过程中地基被水浸湿而导致建筑物不均匀下沉、墙体开裂，影响了正常使用，下沉严重的甚至危及建筑物的安全。因此，对湿陷性黄土地区建筑物的加固，首先是要控制地基的下沉，即应采取有效措施对地基进行加固。 第1章下沉原因分析 湿陷性黄土在天然含水量时，往往具有较高的强度和较小的压缩性，但是水浸蚀后，水分子楔入土颗粒之间，破坏联结薄膜，并逐渐溶解盐类，同时水膜变厚，土的抗剪强度迅速降低，在土的自重压力和建筑物附加压力作用下，结构逐渐破坏，颗粒向大孔中移动，骨架挤紧，从而导致地基湿陷，引起上部建筑物的不均匀下沉，墙体出现裂缝。建筑物的变形越严重，对建筑物的危害也越大。 根据多年来对湿陷性黄土地区建筑物下沉情况的调查、分析，归纳起来引起地基下沉的因素有以下几方面： 1.上、下水道距建筑物过近，当管道发生跑水或渗漏时，水浸湿地基而下沉。如某锻造厂的三号单身宿舍及其附近的浴室，由于上水管道漏水，长期未进行处理，造成地基湿陷事故，在窗间墙及墙角等部位出现了严重的裂缝。 2.地沟过浅，封闭不好，雨水由地面流入暖气沟内，或是沟内管道跑水，使水由暖气沟进口处流入室内沟槽中，再沿沟槽内的缝隙渗入地基，造成建筑物下沉。如太原某修造厂的综合车间，由于室外排水不畅，雨水流入暖气沟，并沿沟灌入地基，引起建筑物一面墙身严重下沉、倾斜。 3.屋面排水系统处理不好，雨水流入基础。如山西闻喜县某厂一座新建的车间，屋面采用内排水作法，土建施工完后，未及时做好排水系统，突降暴雨，雨水由天沟经室内排水管流入地下，造成柱基下沉，下沉最严重者达54cm。 4.散水过窄或散水下沉。如果建筑物室外标高过低，

用喷射混凝土加固钢筋混凝土框架柱 北京虎背口小区3号楼地面以上6层（包括跃层），地下2层，建筑面积4564m2。主体结构为全现浇框架结构，其中地上6层及地下一层为纯框架结构，地下二层为框架剪力墙结构。框架级别按二级设计，抗震设防烈度为8度，主体结构混凝土设计强度等级为C28，主要受力钢筋为E级热轧变形钢筋及I级圆钢筋。 该工程主体结构施工至地面4层时，经检验发现地面二层的36根框架柱混凝土强度均未达到设计要求。为此决定对该层框架柱进行加固处理。经用配筋喷射混凝土补强加固后各项指标均达到设计要求，柱表面规则平整，棱角清晰，取得良好效果。现将加固情况介绍如下。 第1章加固设计 该加固设计系根据有关单位对该楼二层框架柱混凝土质量检验报告提供的检验数据及甲方提出的要求为依据。考虑二层所有框架柱实测混凝土强度均未达到原设计要求，且各柱实际混凝土强度差异较大，因而加固设计采用区别对待的原则。经多方案分析比较，最后确定加大原柱（500mm×500mm）断面，采用配筋喷射混凝土加固方案。所有二层框架柱断面均加大至600mm×600mm。并根据各柱实测混凝土强度增配不同数量的受力筋以达到原设计要求。其加固设计方案分以下4种类型进行，见表9-8-l和图9-8-l、9-8-2。 第2章技术措施 为提高混凝土粘结力和整体强度，所有被加固的框架柱均需凿除混凝土保护层，露出原有受力筋及箍筋，对原柱实测混凝土强度低于15.0MPa者（即Ⅳ类柱），柱断面应凿除1/3。并在凿除前在该柱周围设临时支撑，以确保整体结构的施工安全

用预应力粗钢筋加固膨胀土地基中砖混结构房屋的方法 膨胀土具有吸水膨胀，失水收缩，再吸水再膨胀，再失水再收缩的特性。这种特性使房屋基础受到膨胀力的循环作用，结构薄弱部位首先开裂，特别是砖混结构，其裂缝会迅速扩展，贯通整个墙体甚至基础，严重的会造成墙体倾斜、错位。下面以一幢锻压车间（图9-3-l）为例，介绍用预应力粗钢筋对膨胀土地基中砖混结构房屋的加固方法。 1.采用￠l8钢筋作为预应力主筋。 2.先在房屋四角制作钢筋混凝土垫块，垫块内设φ6@200钢筋网片，见图9-3-2。 3.按图9-3-2在墙上打洞并埋入钢筋，用1:1水泥砂浆灌实，并与第二步同时施工。 4.待钢筋混凝土垫块达到28d龄期后，将预应力钢筋按房屋尺寸焊接好，安放在施工图所示位置及标高，无螺纹的一端与预埋角铁焊牢，拧紧2号螺母使预应力主筋拉直即可，然后将有螺纹一端也焊于角铁一侧，同时取下1号、2号工作件，并将伸出角铁的预应力筋趁烤热瞬间迅速打弯焊于角铁一侧，见图9-3-2、9-3-3。 5.将3号撑杆按图9-3-2所示位置照图9-3-4焊好。 6.将拉紧螺栓按图9-3-4放置。 7.待上述各项工作完毕后，即可拧动拉紧螺栓。注意应同时拧动螺栓上的螺母，待拧到张拉图所示位置后，预应力钢筋上的预应力即达到设计要求。此时施加预应力的工作即告完成。 8.构造要求。按规范要求用C30号细石混凝土将钢筋封闭形成钢筋混凝土圈梁。 利用上述方法还成功地对其他几幢房屋进行了加固处理。竣工后，建筑物不再出现裂缝，取得了较好的技术经济效果。 第1章地梁下用钢筋混凝土压入桩进行基础托换 第1节工程概况 该工程为新建5层办公楼，验收时发现西端山墙窗台下产生了竖向裂缝和水平裂缝，水裂缝宽达10mm。紧连山墙开间的底层纵墙均有上宽下窄的斜裂缝，最大缝宽3mm。由于此处屋顶有一个20m3的水池要装水，因此必须加固才能确保安全。 地质资料表明，工程场地内粘土与亚粘土并存，虽为较厚的匀质土（6~9m），但其工程特征有明显差异，见表9-4-1。西端有裂缝的山墙基础处在亚粘土区域中，埋深仅为1.2m，地基土含水量受地表水影响较大。亚粘土较粘土透水性强，当它含有一

1.施工布置 为加固节制闸进出口两岸翼墙下地基需进行振冲碎石桩的施工。上游进口左岸翼墙下振冲桩约计288 根，右岸226 根，下游出口翼墙下振冲桩左右岸各268 根，总共需1050 孔，振冲加密长度7418m。拟在上下游围堰形成基坑抽干后即开始振冲桩的施工，时间在2003年十月中旬左右，用一个月时间完成振冲地基的加固。为满足上述工期要求拟在节制闸的上下游四个翼墙位置各布置一套振冲设备同时施工。为避免地基振冲时对节制闸下砼防渗墙产生不利影响，上下游振冲桩施工都应从闸底板外缘开始向两岸开展。由于节制闸翼墙座落于河滩上地面较为平坦，略加平整即可进行施工。振冲所需水源取自上下游围堰外泵送或就近挖井取水进行水的自循环，所需电源由节制闸施工的低压供电线路。各翼墙的桩位范围以外各设一处石料堆场，备足回填所需的石料。 2.施工准备 2.1 振冲桩的试验性施工 振冲碎石桩施工前13 天机械设备即应进场检查设备情况进行试运转，并首先进行振冲桩施工试验，选择一两处合适位置进行一两孔全部施工工艺的试验性施工，用以取得振冲工艺的施工技术参数，最终确定施工工艺。 2.2 翼墙下地基的复勘 振冲桩施工前有必要对施工范围内的地层情况进行复勘，准确掌握地层结构和各层土的性状，与此同时进行各部位的临时设施的搭设。 3.主要施工方法 3.1 主要施工程序 本项工程振冲桩设计直径为0.8m，桩距2.2m，孔位为梅花形布置，桩长7~7.5m，翼墙下一般为8 排桩，个别段为9 排，按常规的施工方法施工，其施工程序如下： 放线定位桩→振冲钻孔→清孔→填料→振实成桩→成桩检验 3.2 主要施工方法 3.2.1 造孔制桩，在按照设计图纸放出桩位控制点后将各部位的桩进行编号，按规定顺序放置打桩架开始造孔。拟选用ZCQ-75 型振冲器造孔并振实碎石。当振冲造孔深度达到设计高程即开始清孔，往复上下提动振冲器几次使孔内泥浆明显变稀为止，完成清孔。 清孔达到要求后开始填料制桩，将振冲器沉入填料中进行振密达到加密电流后，应面振5~10 秒，然后将振冲器上提30~50cm 填料以连续下料为主，间隔加料为辅。回填的加料用装载机人工结合加填。为使振密工序可靠，应加设加密电流自动控制装置，控制加密电流和加密时间并加以记录。 施工工艺参数是由试验性施工结果确定的，初定加密段长度7.5m，振密电流95~105A，造孔水压0.4Mpa，加密水压0.2Mpa，面振时间15~20s，每根桩都应有详细造孔电流、水压、时间，直至其入到设计规定的完孔深度，成桩填料时应记录填料量、密实电流、面振时间等控制要素造孔回填振实的施工记录。振冲器每贯入1~2m 孔段应记录一次。 3.2.2 填料碎石的制备，根据以往的施工经验成桩的质量与碎石填料的选用关系很大，因之应十分重视碎石材料的质量，为使成桩容易，桩身密实，应严格控制碎石的粒径级配，碎石应为2~5cm 的连续配料，填料应经现场试验确定。 4.施工质量的保证措施 （1）造孔质量控制 ①孔位中心偏差控制： 严格按照控制点测放出施工孔位，孔位放好校验合格后方可开始造孔。下振前桩位中心偏差不得大于5cm。 ②孔斜的控制： 振冲器造孔，吊车卷扬下放以1~2m/min 的速度在土层中均匀下沉，应始终保证振冲器自重悬垂，以免造孔偏斜。 ③孔径的控制： 造孔时，振冲器应下振、上提2~3 遍扩孔。 ④孔深的控制： 为了保证达到设计孔深，可用电焊条在振冲器上面的导管上每隔1.0m 焊上标记，造孔达到设计孔深时，导管上端应超出地面1m 以上。 （2）清孔的控制：

碳纤维加固计算器