旧房改造基坑支护技术难点研究

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:刘永刚
[导读] 摘要:随着建筑业不断发展,既有建筑与日俱增,其中砌体结构占有相当大一部分。
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        摘要:随着建筑业不断发展,既有建筑与日俱增,其中砌体结构占有相当大一部分。目前,既有建筑由于当时设计水平有限、遭受地震、火灾等自然灾害、建筑物超过其设计使用年限、规范更新导致安全系数偏低、施工不当以及建筑功能改变等原因需要进行结构加固补强设计。为了保证既有建筑质量安全,应当做好旧房改造加固技术,采用基坑支护方法,全面提高建筑稳定性和安全性。
        关键词:旧房改造;既有建筑;基坑支护;结构加固;施工技术
        1砌体结构加固技术
        砌体加固改造技术目前在我国已经相对成熟,加固方式的选择需根据结构鉴定报告、改造后的平面图及现行规范要求进行加固设计。加固方式的合理选择需综合考虑结构的安全性、经济性及耐久性综合考虑。砌体结构加固方式主要分为两大类,一是直接加固法,二是间接加固法。其中直接加固法较为常用,主要包括:钢筋网———混凝土面层加固法;钢筋网———水泥砂浆(或聚合物砂浆)面层加固法;高延性混凝土面层加固法、外粘型钢加固法、粘贴碳布加固法等等。间接加固法主要包括:结构体系优化加固法;增设支撑加固法等等。
        2旧房砌体结构加固节点
        砌体结构的加固设计,应与实际施工方法紧密结合,采取有效措施,保证加固构件与原结构连接可靠,新增截面与原截面粘结牢固,形成整体共同工作;并应避免对未加固部分,以及相关的结构、构件和地基基础造成不利的影响。现如今砌体结构加固技术均相对成熟地应用于工程实际项目,但是其节点细节较多,设计过程容易被忽略,导致现场施工以经验为主,未能有效地按照设计意图进行加固施工。针对砌体结构,其加固的主要难点也集中在加固节点的设计,如墙体交界处的补强及拉结措施、新增面层与墙体的拉结措施、上下层墙体的连接措施、门窗洞口拆除与封堵措施、原门窗洞口补强、基础连接节点等。加固节点的正确设计可有效地保证新旧结构的合理传力,同时防止因不适当的加固引起结构二次受力重分布,产生新的问题。
        3.既有旧房建筑现状以及传统加固方法
        历次震害表明,建筑的损伤破坏是造成人员伤亡和财产损失的主要原因,而既有建筑的抗震加固是减轻灾害损失的有效手段。新中国成立后建成的建筑陆续达到或接近设计使用年限50年,且原有建筑未抗震设防或抗震设防水平较低,需要进行抗震加固;2008年“5•12”汶川地震后,医院和中小学校等建筑的抗震设防类别提高;新一代《中国地震动参数区划图》颁布后,不少地区的抗震设防参数进行了调整。这些因素都造成了我国数量巨大的既有建筑需要进行抗震加固。中小学因其特殊性,可以利用寒暑假时间完成抗震加固工作;而医院等公共建筑作为公共服务的载体,其使用功能不允许中断,决策者无法面对停业造成的社会影响和经济损失,使得加固进程受阻。
        另一方面传统的抗震加固方法虽然能有效地减轻地震灾害,但是存在着周转安置、建筑功能中断、内部装修和贵重设备保护及再安装、环境污染、投资大、湿作业多、工期长等问题,即使采取隔震加固方案,也存在着建筑构造措施和设备连接改造(包括基础隔震层土方开挖和楼电梯、上下水等设备管线改造)、影响使用的问题,因此既有建筑的抗震加固与施工期间的使用功能延续存在较大的矛盾。
        国内建筑基坑支护技术其特点为:①地域性。中国国土面积大,南北地形地貌有着较大差异,土壤结构各不相同。因此,使用地基支护技术种类也各不相同;②复杂性。施工人员在施工前期要及时测量施工场地,确定相关施工数据,如果不能对土地机制进行科学有效检测,则很多时候会使用大数据进行预测,大多数情况下大数据实际测量结果会存在片面性。结合当前使用较多的朗肯、库伦土压法实际使用情况来说,尽管在测量时具备科学依据,具体施工过程中与受到各方因素施加影响,进而使实际测量结果与具体情况存在差异。除此之外,国内基坑支护技术类型种类繁多,其中涵盖技术种类包括象加固、支挡、重力式、混合式以及悬臂式等等,对此我们要根据实际状况选取较为妥善的施工技术;③深度大。伴随建筑规模和实际高度明显提升,做建筑坑基的深度也会随之发生变化,针对此类情况,在施工时我们要强化基坑支护技术的使用强度,以此保证施工质量。现在国内很多建筑物基坑结构深度远远超过20m,并且呈现逐步加深状态;④难度大。现阶段国内城镇各个地区基础设施配置较为齐全,其地线管线分布交错,进而,在实施基坑支护技术过程中,增添了基坑开挖作业施工难度,使用有关机械设备在进行施工时会对地下管线造成损伤,影响了附近居民的生活质量,与此同时,也降低了基坑支护施工的空间。
        4.现阶段基坑支护施工中的常见问题
        4.1结构设计以及计算参数选择
        设计基坑支护结构没有一种较为准确的计算方法,又因为土体结构内部较为复杂,特别是软土地基会因为各类状况而发生变化,因此前期计算是尤为重要的。从实践角度来说。我国建筑工程项目内部基坑受力计算方法在初步探索期,若选取支护结构体物理参数过程中。由于开挖后实际含水率、内摩擦角会发生变化,因此无法科学有效计算支护实际承受力。


        4.2施工与设计不相符
        进行建筑基坑支护施工时,我们经常会使用搅拌桩进行施工,若水泥比例和预期设计要求不一致,则水泥支护强度会不达标,进而造成水泥土发生裂缝。其次,进行建筑基坑支护施工时,开挖基坑过程中要强化挖土过程的管理力度,杜绝发生偷工减料状况和出现支护变形状况。在实践时仍存在问题,例如施工建设途中人员不能按照上述要求进行操作,过分强调施工进度、部分效益,致使施工和设计出现偏差,对整体项目施工质量、效率产生影响。
        5.建筑工程中地基施工与加固技术的管理策略
        5.1建筑工程中的基础工作
        在建筑工程正式施工之前,为了提升地基施工和加固技术的施工效果,施工人员需要提前准备好相关的基础工作。例如,不同区域和不同地质环境的施工过程存在差异,如果选错施工技术,容易导致地基稳定性不足,影响后续施工的正常进行。在具体的施工过程中,企业需要提前委派工作人员进行实地考察。考察内容包括基础地质环境、土壤结构强度、建筑区域周围的水文环境等。将所有检测数据进行汇总,计算不同数据资料的所占权重,确定该区域环境的地质条件是否可以满足基础的施工要求。并且在后续施工过程中,施工人员需要时刻观察地基目前的抗压强度,以及该地质结构在受到外部应力时能否保持稳定,根据所获得的数据信息,对所有施工环节进行严格控制,进而提升整个建筑工程整体的施工质量。此外,在实际施工的过程中,施工人员需要对施工方式进行科学判断,根据权重计算结果选用最合适的地基加固技术。考虑到工程的应用价值,在具体的施工过程中,需要对此类影响因素进行综合考虑,可以采用内部结构形式进行地基施工,进而提升建筑工程质量以满足基础的施工要求。
        5.2地基施工与加固技术的管理
        在建筑工程施工过程中,地基施工和加固技术属于互补的施工关系,因为整个地基施工属于建筑工程的基础施工部分,而加固技术可以改善整体地基结构的综合性质。两种技术都属于非常重要的施工工艺,将直接影响整体施工结构。但是在实际管理过程中,技术人员需要准确梳理各个施工环节的工作内容,明确施工环节的质量管控标准。因为实际操作中需要涉及劳动力投入,所以管理人员需要对施工人员的技能水平进行综合考量,或者在正式施工前进行统一培训,提升所有参与人员的操作能力。在施工的过程中,管理人员需要确保施工原材料的基础质量,原材料的质量将直接影响施工效果,因此需要重点进行核查,防止原材料配比不合规导致地基施工的可靠性下降。另外,技术人员在完成施工操作之后,需要及时校验各个施工环节的施工质量,判断其是否符合具体的施工标准,进而提高建筑工程中地基施工与加固技术使用的可靠性。
        5.3制定符合基坑支护技术操作的管控制度
        基坑施工中,工程施工人员需要在一定的管理制度约束下进行支护施工作业。由于在基坑施工中,各种参数存在变动性,而支护技术方案也会随之发生调整,因此具有较强的灵活性,在基坑支护中落实管理才能够确保支护技术操作的规范性。因此,应对基坑施工管理人员的岗位职责进行明晰与落实,并对支护技术人员的工作与基坑挖掘工作人员进行技术标准的设置,要求他们能够各司其职,保障基坑施工的顺畅性。施工中涉及多专业协调,必须对各参与技术人员团队的操作范围进行明晰,并对其操作质量要求进行明确,保证基坑施工的每一个步骤都能够在严格管控下进行。同时,还应做好施工建筑材料质量控制,要保证施工建材在进入现场前能够根据施工质量与性能需求对现场材料进行质量管控,并确保建材能够在科学环境下进行储运,对于基坑施工中所需的特殊材料必须做好分类储存。
        结束语
        近几年来,随着我国经济转型,建筑结构加固改造工程的逐渐增加,新建工程与结构加固改造工程的地位正在慢慢发生变化。砌体结构改造加固应考虑结构布局的改变对结构整体性及抗震性能的影响,考虑施工过程中一些工艺对原有结构的损害,设计时应对新旧构件连接节点进行合理设计,保证结构合理传力且能充分发挥材料作用,也应综合考虑合理的施工方式,保证施工过程中不对原结构产生影响或将影响降至最低。另外对改造加固的部位应注意监控,防止由于施工不当引起的结构变形、位移。
        参考文献:
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