時(shí)間：2022-12-04 20:43:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇加固技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
與新建橋梁工程相比，服役橋的維修加固施工有不少特點(diǎn)。首先，維修加固的標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)往往會(huì)有不同。由于服役有建筑物的存在，以及未來使用年限要求的不同，橋梁加固或改建的標(biāo)準(zhǔn)不可能與設(shè)計(jì)時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)完全相同。比如，服役橋的荷載等級假設(shè)是汽車-13級，而經(jīng)加固后，其荷載等級可能會(huì)提高[1]。故應(yīng)在保證行車安全的前提下，根據(jù)使用要求和耐久性要求的具體情況，正確地掌握和提出加固或改建的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，維修加固工作的難度要比新建時(shí)大。維修加固橋梁建筑物的工作必須在不妨礙交通的條件下進(jìn)行，因此，往往會(huì)增加不少困難。即使會(huì)使施工產(chǎn)生困難，也必須盡量照顧交通。為此，在橋梁維修加固工作中，應(yīng)從設(shè)計(jì)上和施工組織上采取有效措施，盡量減少對交通的影響。再者，橋梁的維修加固工作應(yīng)充分利用原有結(jié)構(gòu)。橋梁的維修加固，應(yīng)在對原有結(jié)構(gòu)作周密、細(xì)致檢查評定的基礎(chǔ)上，合理利用原有結(jié)構(gòu)，能不更換原有結(jié)構(gòu)的就不更換，能充分利用服役橋的，要充分利用。
2．橋梁加固的工作內(nèi)容及步驟
2.1橋梁加固的工作內(nèi)容
橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容：對發(fā)生重大病害和不能滿足運(yùn)輸要求的橋涵設(shè)備徹底進(jìn)行整治加固、改善和更新。目的是恢復(fù)原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長使用年限；提高原有橋梁建筑物的荷載等級和通過能力。橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容有：
對服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固；對服役橋下部構(gòu)件進(jìn)行加固；拓寬橋梁的行車道或人行道；升高橋梁上部構(gòu)造的高度；更換橋梁行車道路面或引橋路面的結(jié)構(gòu)；部分或全部更換橋梁損壞或破服役了的結(jié)構(gòu)物。
橋梁的加固與改建工作，應(yīng)充分利用原有的部分，凡能加固的，則不宜改建。如能部分改建的，則不應(yīng)全部改建。
2.2橋梁加固的工作步驟
對服役橋進(jìn)行維修加固，一般可采用如下的步驟：
（1）檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況；
（2）調(diào)查橋梁歷史技術(shù)資料及現(xiàn)有交通狀況；
（3）提出維修加固或改建方案并進(jìn)行分析比較；
（4）確定方案并付諸實(shí)施，即進(jìn)行維修加固或改建施工。
3．橋梁加固的原則及方法
3.1橋梁加固的原則
（1）橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此，橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則，只有在復(fù)雜的情況下，才更改其結(jié)構(gòu)。
如僅加固仍不足以適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)男枰仨氝M(jìn)行重建橋梁的一部或全部時(shí)，則重建橋梁需考慮到將來的發(fā)展，并按現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)及施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。
（2）橋梁加固可以有各種不同的方式，視服役橋的情況，承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)而變。橋梁的加固一般有如下幾種[2]：
1）擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
2）以新的結(jié)構(gòu)代替服役的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)。
3）改變原結(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)減少受力。
4）對原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力（如預(yù)應(yīng)力），以改變原結(jié)構(gòu)的受力圖形，達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。
（3）采用擴(kuò)大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)特別注意新加部分與原有部分的結(jié)合，使其成為一個(gè)整體起到加固作用。
（4）不管采用何種加固方案，都應(yīng)考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。
3.2橋梁加固的主要方法
3.2.1擴(kuò)大或增加構(gòu)件截面法
（1）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
通過一定的工藝和結(jié)構(gòu)措施，在梁頂面（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土面層，使其與原有主梁形成整體，達(dá)到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的，以提高橋梁的承載能力。其特點(diǎn)是：
1）施工簡便，亦較經(jīng)濟(jì)，但加鋪梁面層后，靜載增加，承載能力提高不顯著；
2）施工需鑿除原有橋面鋪裝，同時(shí)考慮到新服役混凝土相結(jié)合，新澆混凝土的干燥收縮影響等，尚需設(shè)置連續(xù)鋼筋和鋼筋網(wǎng)等；
3）此法利于在抗壓截面較小的場合使用；
4）澆筑后混凝土須經(jīng)養(yǎng)護(hù)，故必須對交通加以限制。
（2）增大梁截面和配筋加固法
在梁底或側(cè)面，加大鋼筋混凝土截面（增配主筋），使梁抗彎截面加大，提高梁的承載能力，其特點(diǎn)是：
1）為加強(qiáng)新服役混凝土的結(jié)合，需對服役梁面鑿毛工作，操作麻煩、鑿除工作量大，常需在橋下搭設(shè)腳手架；
2）對T形梁有采用底面及側(cè)面同時(shí)加大，以及底部馬蹄形加大兩種加固形式；
3）加固效果顯著，適用于梁橋及拱橋?qū)叭Φ募庸獭?/p>
（3）鋼板粘貼或增設(shè)其他鋼梁，以作成組合梁的加固法
用環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑，將鋼板（或槽鋼）粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替鋼筋作用，提高梁的承載能力，其特點(diǎn)是：
1）不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物；
2）加固工程幾乎不增大原結(jié)構(gòu)的尺寸；
3）盡管工程質(zhì)量要求很高，但施工時(shí)并不要求高級的專門技術(shù)人員操作；
4）能在短期內(nèi)完成加固工程；
5）幾乎可以不改變具有歷史價(jià)值建筑物的原有藝術(shù)特點(diǎn)。
（4）粘貼炭纖維布加固法
碳纖維是一種高新材料，它有著優(yōu)異的力學(xué)性能，是在幾千度的高溫下經(jīng)特殊工藝制造出的一種高科技產(chǎn)品。用環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑，將炭纖維粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以炭纖維布代替鋼筋作用，提高梁的承載能力，其特點(diǎn)是[1]：
1）優(yōu)異的力學(xué)性能?？捎行?yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展等等；
2）優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。碳纖維片具有極強(qiáng)的抗酸、堿、鹽、紫外線和防水能力，具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力，外加防火涂料后可以有效地防火。因此，可以大大增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對惡劣外部環(huán)境的適應(yīng)能力，延長構(gòu)件壽命；
3）材料本身質(zhì)輕高強(qiáng)。可以不增加結(jié)構(gòu)體積和不改變結(jié)構(gòu)外形，增加的結(jié)構(gòu)重量可以忽略，便于用所需的色彩涂裝，而不留補(bǔ)強(qiáng)痕跡，這是其他方法不可比擬的；
4）施工工序簡單?？捎眯⌒碗妱?dòng)工具操作，工種少，用工少，工期短，進(jìn)度快，更有資料表明能在持續(xù)交通有震動(dòng)的情況下施工，而不影響補(bǔ)強(qiáng)效果，從而大大縮短施工斷交的時(shí)間，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.2.2改變結(jié)構(gòu)體系法
（1）增設(shè)縱梁法
在墩臺(tái)地基安全性能好、并有足夠承載能力的情況下，可增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁。當(dāng)基礎(chǔ)承載力不足時(shí)，必須對基礎(chǔ)采取加固措施。新增主梁與服役梁連接，共同受力，從而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。當(dāng)新增主梁位于兩側(cè)時(shí)，則兼有加寬的作用[3]。
（2）增設(shè)立柱或橋墩，使簡支變連續(xù)，或改橋?yàn)楹母淖兘Y(jié)構(gòu)體系法
通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系，如在簡支梁下增設(shè)支點(diǎn)（墩臺(tái)），縮短橋跨，或把相鄰兩跨簡支梁加以連接，從而使簡支梁變成連續(xù)梁。對于小橋，還可采用改橋?yàn)楹男问?，來提高橋梁的承載能力。前者，一般為臨時(shí)通過重車的應(yīng)急措施，后者則必須視通航及排洪灌溉而定。
隨著我國公路交通運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，新建橋梁不斷涌現(xiàn)，而原有橋梁也在不斷地老化。服役橋的加固是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義而又復(fù)雜的工作，它所需要考慮的因素及涉及到的問題很多，從某種意義上，無論是技術(shù)改造方案的擬定與設(shè)計(jì)計(jì)算，還是技術(shù)改造的具體實(shí)施，都是值得人們不斷地去研究的方向。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊文淵，橋梁維修與加固[M]，人民交通出版社，1997年
[2]李有豐，橋梁檢測評估與補(bǔ)強(qiáng)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年
[3]李亞東，既有橋梁評估方法[J]，鐵道學(xué)報(bào)，1997年
[4]張書廷，服役橋評定和現(xiàn)有橋梁承載力的探討[J]，國外公路，1984年
本文作者：張弘南工作單位：北京鐵建工程監(jiān)理有限公司
影響鐵路路基的因素
鐵路路基工程在建設(shè)過程中非常容易受到各種因素的影響，給工程的進(jìn)展造成很大的麻煩，那么鐵路路基工程都會(huì)受到那些因素的影響呢，以下進(jìn)行具體的介紹：（一）水分因素的影響在鐵路路基工程建設(shè)中經(jīng)常會(huì)受到水分因素的影響，例如在地質(zhì)巖性比較明顯的地段，由于土壤本身排水能力比較好，這時(shí)一旦出現(xiàn)大面積降水，則對鐵路路基的排水影響是非常小的。但是如果鐵路的周邊土壤的地質(zhì)條件巖性較弱，土壤過于松軟，濕潤性較強(qiáng)，則會(huì)直接影響到鐵路路基的穩(wěn)定性和安全性，對路基的沉降起到?jīng)Q定性的作用，對于水分較多土壤松軟的地質(zhì)，一旦發(fā)生強(qiáng)降雨，則十分容易將鐵路路基兩側(cè)的土質(zhì)沖刷掉，引發(fā)路基下沉，或者使路基的承受能力和牢固度受到較為明顯的下降。（二）土壤性質(zhì)因素的影響鐵路建筑工程具有覆蓋面積廣泛，規(guī)模較為龐大，路線長等特點(diǎn)，所以在鋪設(shè)鐵軌過程中，會(huì)遇到各種各樣的土壤地質(zhì)類型，這些土壤地質(zhì)類型情況各異，是造成鐵路路基沉降的主要原因。例如，在黃土高原地區(qū)，因?yàn)辄S土的濕潤性比較好，且較為松軟，所以很容易引發(fā)鐵路路基的塌陷。（三）邊坡因素的影響對鐵路周邊邊坡的毀壞，直接影響到鐵路路基的安全性，使路基的穩(wěn)固程度難以受到應(yīng)有的保證。影響邊坡的原因很多，主要?dú)w結(jié)為兩個(gè)方面，分別為降雨和風(fēng)蝕等等。在鐵路路基建設(shè)中，工程人員一定要設(shè)計(jì)出較為科學(xué)的邊坡結(jié)構(gòu)，做好邊坡的維護(hù)保養(yǎng)工作，確保鐵路路基不受損壞，同時(shí)還能夠起到美化環(huán)境的作用。（四）路基工程的質(zhì)量因素影響路基工程建設(shè)施工質(zhì)量因素屬于人為因素，施工質(zhì)量好壞能夠反映出路基的實(shí)際情況。因此在路基施工過程中，要做好路基材料的選取，填筑的厚度以及受壓能力等等，最大程度的確保鐵路運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。
鐵路路基加固技術(shù)的探討
在鐵路工程建筑過程中，為了確保鐵路路基的穩(wěn)定性和安全性，必須對鐵路路基進(jìn)行必要的加固和防護(hù)措施。以下就目前幾種常見的鐵路路基加固措施展開討論，具體如下：（一）加固的方式鐵路路基在建設(shè)中加固的方式主要有兩個(gè)方面，一方面為路基預(yù)加寬，另一方面為路基預(yù)加高。路基加寬的方式一般是從鐵路下部開始，即和地面接觸的部位。鐵路下部路基的加寬過程，一般要求一次完成，并且按照層次分割明確。路基的預(yù)加高方式，一般是根據(jù)鐵路邊坡的穩(wěn)定程度，由低處向高處，逐漸成收縮形狀，在預(yù)加高的過程中，要求路基之間要搭接牢固，同時(shí)對鐵路的界限要嚴(yán)格注意。（二）排水系統(tǒng)在鐵路路基加固的措施中，排水系統(tǒng)是非常重要的一部分，路基工程必須要保證鐵路四周排水系統(tǒng)的通暢。在路基加固中，應(yīng)先建好延長涵洞，同時(shí)將沉降縫留出。（三）粘土固化漿液注漿加固技術(shù)粘土固化漿液注漿加固技術(shù)是目前鐵路路基加固工程中使用較為常見的一種新技術(shù)，這種技術(shù)可以發(fā)揮其強(qiáng)大的防滲堵漏的特點(diǎn)，為土質(zhì)松軟的地區(qū)，進(jìn)行鐵路路基改良和加固。粘土固化漿液具有較強(qiáng)的吸水性和抗流變能力，它能夠在地下水流動(dòng)較快的情況下完成注漿過程。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，粘土固化技術(shù)具有較強(qiáng)的抗震性能，很好的保證了鐵路路基的穩(wěn)定性和抗干擾能力。此外粘土固化漿液主要由十分細(xì)致的粘土顆粒組合而成，因此具有較好的滲透性，能夠稱帝深入到鐵路路基的巖層中去，起到良好的加固作用。
項(xiàng)劍鋒是一位敢為天下先、勇于創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域著名專家，他畢生將“只求合理、不求合法、破舊立新、敢為天下先”作為自己的座右銘，時(shí)刻鞭策自己。經(jīng)過不懈努力，他在結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)方面已創(chuàng)造了多項(xiàng)新技術(shù)，把我國的加固改造技術(shù)提高到一個(gè)新的臺(tái)階。
上世紀(jì)70年代項(xiàng)劍鋒在浙江省寧?？h工作時(shí)，當(dāng)時(shí)機(jī)械化施工水平較低，鋼材、木材和水泥的供應(yīng)也相對匱乏，為了提高工廠化生產(chǎn)水平，節(jié)省三材，加快施工進(jìn)度，他大膽創(chuàng)新，大力推廣適宜于縣城和農(nóng)村使用的冷拔絲預(yù)應(yīng)力預(yù)制構(gòu)件，并創(chuàng)造了“冷拔絲預(yù)應(yīng)力雙L形梁”新結(jié)構(gòu)，在一九七八年召開的浙江省科學(xué)大會(huì)上榮獲三等獎(jiǎng)，他負(fù)責(zé)編制的重復(fù)使用圖于1984年榮獲華東地區(qū)優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)三等獎(jiǎng)。
1981年，項(xiàng)劍鋒從中國建筑科學(xué)研究院第一屆研究生班畢業(yè)，獲得了碩士學(xué)位。在研究生學(xué)習(xí)期間，他刻苦鉆研，對現(xiàn)行規(guī)范中一些不合理的計(jì)算方法進(jìn)行了深入研究，提出了《部分預(yù)應(yīng)力梁開裂以后截面應(yīng)變和剛度的直接計(jì)算法――雙折線法》。分配到浙江省建科院工作后，他研制了“預(yù)應(yīng)力帶翼圓孔板疊合板”、“預(yù)應(yīng)力帶肋板疊合板”和“V級鋼配筋的雙匚形空腹組合框架梁”等新結(jié)構(gòu)，這項(xiàng)技術(shù)獲得了“1987年度浙江省科技進(jìn)步”四等獎(jiǎng)。
科學(xué)是永無止境的，他總是在探索中不斷創(chuàng)新，從不畏懼困難。為了克服我國加固規(guī)范中以低強(qiáng)鋼筋作為補(bǔ)強(qiáng)拉桿的傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力加固法的一系列缺點(diǎn)，1988年他創(chuàng)造了用光面高強(qiáng)鋼絞線作為補(bǔ)強(qiáng)拉桿的“鋼筋砼大梁高強(qiáng)鋼絞線預(yù)應(yīng)力加固法”。該技術(shù)于1994年在上海舉辦的“94江、浙、滬城鄉(xiāng)建設(shè)新產(chǎn)品、新技術(shù)展示會(huì)”上榮獲金獎(jiǎng)。當(dāng)無粘結(jié)鋼絞線面市以后，他又用它取代光面高強(qiáng)鋼絞線，并將應(yīng)用范圍擴(kuò)大到樓面板加固和拔柱、拆墻、斷梁、減小梁截面高度等高難度的改造加固工程中，創(chuàng)造了一套較完整的“無粘結(jié)鋼絞線預(yù)應(yīng)力加固改造技術(shù)”。該技術(shù)于2006年1月份通過浙江省建設(shè)廳組織的專家鑒定委員會(huì)鑒定，專家們一致認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。其中“無粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法”已被建設(shè)部納入我國混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂稿中。
1995年，項(xiàng)劍鋒創(chuàng)造了“底層圈梁輪番頂升糾傾法”，成功地糾傾了2座八層磚混樓房，論文已被收入《中國建設(shè)科技文庫》。他還創(chuàng)造了截樁糾傾法，成功地糾傾了三座采用樁基的七層樓房。項(xiàng)劍鋒還將加固工程中使用的錨桿靜壓樁技術(shù)大面積應(yīng)用到新建的多層房屋工程中，以取代傳統(tǒng)的砼灌注樁。
多年來，項(xiàng)劍鋒在國內(nèi)各級刊物上和國際學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集上共發(fā)表了10多篇論文，將他的技術(shù)傳授給別人。
2004年，項(xiàng)劍鋒退休后，為了使其多年積累的技術(shù)能更好地服務(wù)于社會(huì)，成立了浙江劍鋒加固工程有限公司，期望以此為平臺(tái)打造出我國工程加固與改造領(lǐng)域第一品牌。他還準(zhǔn)備把新技術(shù)的推廣和應(yīng)用作為今后工作的主要內(nèi)容，以服務(wù)于全社會(huì)。
天道酬勤，項(xiàng)劍鋒在結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域取得了眾多矚目的成就，也因此得到了不少榮譽(yù)。1978年在寧海工作時(shí)被評為“縣級先進(jìn)工作者”，1986年在浙江省建研院被評為“中國城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)保部先進(jìn)科技工作者”。今年4月在國家會(huì)議中心被中國經(jīng)濟(jì)報(bào)刊協(xié)會(huì)和影響力人物雜志社等六家單位授予“中國驕傲，第10屆中國時(shí)代十大創(chuàng)新企業(yè)家”的稱號；今年9月在人民大會(huì)堂被中國發(fā)展研究院和感動(dòng)中國人物雜志社等六家單位，授予“時(shí)代功勛一第七屆感動(dòng)中國十大道德模范”的稱號。
1.1 碳纖維加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
我國在利用碳纖維加固技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚，發(fā)展卻很迅猛。1997年國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心率先開始了“碳纖維材料加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)”的試驗(yàn)研究開發(fā)與應(yīng)用，并被定為國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目．隨后通過采用進(jìn)口的碳纖維材料在北京、上海、遼寧、江蘇等省市進(jìn)行了一些實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固，并取得了較好的效果。
1.2纖維復(fù)合材料嵌入式加固技術(shù)
纖維復(fù)合材料嵌人式加固技術(shù)是將加固材料放人結(jié)構(gòu)表面預(yù)先開好的槽中，并向槽中注人粘結(jié)材料使之形成整體。目前國外已經(jīng)有了一定規(guī)模的研究和應(yīng)用，國內(nèi)在國家工業(yè)建筑診斷與改造技術(shù)研究中心開展了這項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)研究，但尚未應(yīng)用于工程實(shí)踐。
2.磚混結(jié)構(gòu)裂縫種類及其產(chǎn)生的原因
2.1干縮裂縫：多發(fā)生在墻面抹灰層內(nèi)，一般沿墻面長度方向每隔一段距離形成一條裂縫，這種裂縫開始隨時(shí)問而發(fā)展，以后逐漸穩(wěn)定。另一種干縮裂縫則呈不規(guī)則的龜裂或呈放射狀裂縫，此類裂縫寬度較小。產(chǎn)生的原因有：①抹灰用砂過細(xì)或含泥量較大；②水泥安定性不好；③砂漿過稀，抹灰不實(shí)；④抹灰層失水過快，養(yǎng)護(hù)不好等造成抹灰層收縮較大而形成裂縫。
2.2磚墻溫度裂縫：一般有如下規(guī)律：① 頂層重，下層輕；兩端重，中間輕；向陽重，背陽輕；且這類裂縫與溫度變化有關(guān)。②磚墻溫度裂縫隨部位不同而呈不同的形狀。產(chǎn)生的原因有：① 屋面保溫層，隔熱保溫性能差；② 磚墻砂漿標(biāo)號較低，砌筑質(zhì)量較差；③結(jié)構(gòu)構(gòu)造上處理不當(dāng)，如采用半圈梁 。
2.3地基下沉裂縫：一般共同規(guī)律是：下層多，上層少；縱墻多，橫墻少；外墻多，內(nèi)墻少；斜向多，豎向少。產(chǎn)生的原因有：①地基不均勻下沉；②房屋過長未留縫，沉降不一；③平面復(fù)雜，轉(zhuǎn)角較多；④ 高低層相差較大，未留沉降縫；⑤荷載與分布不均勻；⑥ 使用不當(dāng)，地基浸水或地下水位上升(多發(fā)生于濕陷性黃土地區(qū))；⑦ 地基施工質(zhì)量。
3.砌體裂縫的類型和防治方法
砌體結(jié)構(gòu)裂縫的類型有斜裂縫、水平裂縫和豎向裂縫三種。斜裂縫有的發(fā)生在有現(xiàn)澆混凝土挑檐的平屋頂房屋和無保溫屋蓋的房屋頂層縱墻面的兩端，一般長度在1開間～2開間范圍內(nèi)，外縱墻兩端有窗時(shí)，裂縫沿窗口對角方向裂開。有的發(fā)生在底層至二層外縱墻的兩端，斜裂縫通過窗口的兩個(gè)對角向沉降量較大的方向傾斜，裂縫下大上小。水平裂縫有的發(fā)生在平屋頂屋檐下或頂層圈梁下2皮～3皮磚的灰縫位置，一般沿外墻頂部連續(xù)分布，兩端較中間嚴(yán)重。有的發(fā)生在底層至二層窗間墻的上下對角處，成對出現(xiàn)，沉降量大的一邊裂縫在下，沉降量小的一邊裂縫在上。豎向裂縫發(fā)生在縱墻中央的頂部和底層窗臺(tái)處，裂縫上寬下窄。
根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，要消除砌體裂縫。必須從根源上進(jìn)行防治，盡可能在夏季或溫暖季節(jié)，澆灌屋頂挑檐及圈梁混凝土，一般不要冬季施工。挑檐上最好做保溫層，并達(dá)到規(guī)定的厚度：這樣就能減小鋼筋與混凝士和砌體之間的溫差，避免頂部出現(xiàn)裂縫。根據(jù)建筑物的實(shí)際情況設(shè)置沉降縫、伸縮縫，提高結(jié)構(gòu)剛度和施工質(zhì)量，都能減少裂縫的發(fā)生。當(dāng)然，處理好地基是防止墻體底部出現(xiàn)裂縫最有效的方法。
4.常用建筑補(bǔ)強(qiáng)加固方法
4.1 加大截面加固法
加大截面加固法是采用與原有構(gòu)件同類的材料，通過增大截面的面積，提高構(gòu)件的承載能力和剛度，達(dá)到對原構(gòu)件進(jìn)行加固的目的。
4.2 外包鋼加固法
外包鋼加固法是把型鋼或鋼板等材料包在被加固(鋼筋混凝土)構(gòu)件的外側(cè)，通過外包鋼與原有構(gòu)件的共同作用，提高構(gòu)件的承載能力和剛度，達(dá)到加固的目的。
4.3 外加預(yù)應(yīng)力加固法
外加預(yù)應(yīng)力加固法是采用外設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法。它通過改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平來間接提高結(jié)構(gòu)的承載能力。
4.4 改變受力體系加固法
粘鋼加固法方法是以減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度和變形，間接提高承載能力的一種加固方法。為了減小構(gòu)件的計(jì)算跨度，常采用增設(shè)支點(diǎn)(包括柱支座和彈性支座)和采用托梁技術(shù)，從而改變結(jié)構(gòu)的受力體系，使承載能力得以提高。
4.5 粘鋼加固法
粘鋼加固法是將鋼板用結(jié)構(gòu)膠粘貼在混凝土構(gòu)件的外部，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。論文參考。這相當(dāng)于構(gòu)件的體外配筋。該項(xiàng)技術(shù)目前已趨于成熟。
4.6粘貼纖維復(fù)合材料法
粘貼纖維復(fù)合材料加固方法與貼鋼加固法相似，只是加固用的材料是纖維復(fù)合材料，如玻璃纖維(GFRP)、碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFRP)等。
5.結(jié)論
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，結(jié)構(gòu)，裂縫，加固原則
1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的機(jī)理
混凝土是由水泥、骨料、水及一些氣泡組成的多相非均勻復(fù)合材料。由于各種材料的力學(xué)性能存在差異，在混凝土硬化過程中，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生粘著細(xì)微裂縫，包括骨料與水泥漿粘結(jié)面上裂縫、水泥漿裂縫和骨料自身裂縫。這些裂縫呈現(xiàn)不規(guī)則分布，一般情況下不貫通。微觀裂縫的存在是材料固有的物理性質(zhì)[1]，是不可以避免的。民用建筑中，一般認(rèn)為寬度小于0.05mm的裂縫無危害，故通常假定裂縫小于0.05mm的結(jié)構(gòu)為無裂縫結(jié)構(gòu)。論文參考網(wǎng)。
鋼筋混凝土構(gòu)件在使用過程中，鋼筋和混凝土一起承受荷載，兩者的彈性模量E不同，導(dǎo)致變形不同。如果混凝土承受的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，這些細(xì)微裂縫會(huì)相互貫通，裂縫寬度迅速增大，當(dāng)裂縫寬度超過0.05mm時(shí)，便產(chǎn)生了肉眼可以看見的宏觀裂縫。鋼筋混凝土可見裂縫的產(chǎn)生和展開，是混凝土與鋼筋之間不能再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)相對滑動(dòng)的結(jié)果[2]。
2.裂縫產(chǎn)生原因及裂縫形態(tài)
2.1設(shè)計(jì)因素
設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用安全儲(chǔ)備偏小，不做撓度及裂縫驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)體系變化顯著。結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋不合理，設(shè)計(jì)中剛度不足，僅按構(gòu)造配筋，不能滿足構(gòu)件的實(shí)際要求，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，在薄弱處產(chǎn)生各種受力裂縫。
2.2材料引起混凝土裂縫
材料選配不當(dāng)，如水泥品種選用不當(dāng)，強(qiáng)度不足，容易在荷載作用下產(chǎn)生各種受力裂縫；采用水泥漿的配比不合理，粗骨料的用量大，易形成不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫，繼而導(dǎo)致混凝土脫落；水泥、骨料含有過量的有害物質(zhì)，如骨料含活性SiO2，隨時(shí)間增長，混凝土膨脹，出現(xiàn)裂縫呈龜背紋狀；水泥水化熱過高，出現(xiàn)等距離的直線形裂縫；外加劑使用不當(dāng)，鋼筋銹蝕后，體積膨脹產(chǎn)生沿鋼筋縱向裂縫。
2.3施工引起混凝土裂縫
混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間太長、氣溫高、風(fēng)速大，使水分大量蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時(shí)坍落度太低，混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫；塑性混凝土下沉，被上部鋼筋阻礙，形成沿鋼筋縱向的裂縫；施工時(shí)由于管理不當(dāng)，施工人員踩塌已經(jīng)綁扎好的上層鋼筋，澆筑時(shí)混凝土的保護(hù)層加大，構(gòu)件橫截面的有效高度減小，形成沿構(gòu)件支承邊緣并垂直于構(gòu)件受力鋼筋方向的裂縫；在混凝土振搗不密實(shí)處，出現(xiàn)空鼓，易成為各種受力裂縫的起點(diǎn)；昆凝土澆筑速度太快，容易在柱、板、梁的交接處形成縱向裂縫；模板變形、模板支撐下沉混凝土都會(huì)在相應(yīng)部位產(chǎn)生裂縫。
2.4 荷載作用引起混凝土裂縫
鋼筋混凝土構(gòu)件受力狀態(tài)有拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切、彎曲和因沉降、收縮、溫度變形產(chǎn)生的約束。中心受拉構(gòu)件，垂直于受力鋼筋縱向出現(xiàn)裂縫，貫穿構(gòu)件全截面，大體等間距；中心受壓構(gòu)件，在平行于受力方向出現(xiàn)短而密的平行裂縫，混凝土保護(hù)層有脫落現(xiàn)象；受扭轉(zhuǎn)構(gòu)件，在構(gòu)件腹部出現(xiàn)多條450方向斜裂縫，并向周圍以螺旋狀展開；受剪切構(gòu)件，與主筋約450方向產(chǎn)生相互平行的斜裂縫；受彎、大偏心構(gòu)件，在彎矩最大的危險(xiǎn)截面附近從受拉邊緣出現(xiàn)橫向裂縫，并逐步向中性軸發(fā)展。
2.5使用環(huán)境影響產(chǎn)生裂縫
環(huán)境溫濕度的變化容易在結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫，如果構(gòu)件(一般為墻體)兩側(cè)溫度、濕度差別太大，則容易在構(gòu)件的一側(cè)產(chǎn)生裂縫；鋼筋混凝土構(gòu)件受酸性、鹽類介質(zhì)腐蝕，容易使混凝土里的鋼筋生銹，促使混凝土保護(hù)層縱向開裂，甚至大面積剝落；構(gòu)件表面受火灼熱后，整個(gè)構(gòu)件出現(xiàn)龜裂。
3.帶裂縫結(jié)構(gòu)的加固
3.1加固原則
對于不影響結(jié)構(gòu)承載力的裂縫，根據(jù)裂縫起因、性狀和大小采用不同的封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ)。對于因開裂而降低承載力的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用加固措施。結(jié)構(gòu)加固是通過一些有效措施，使受損結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)功能[4]。加固方案應(yīng)合理可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、方便施工，盡量減少對原建筑的損壞[5]。根據(jù)裂縫的狀況，考慮結(jié)構(gòu)上的荷載、使用環(huán)境、不同部位加固的難易程度及加固工程的各種制約條件，選用適當(dāng)?shù)募庸谭椒ê图庸滩牧稀?/p>
加固材料的選用應(yīng)遵循如下要求：
加固用鋼材一般選用I級鋼和Ⅱ級鋼。加固用水泥采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號不應(yīng)低于32.5號。加固的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20，還應(yīng)比原結(jié)構(gòu)混凝土等級提高一級?；炷林胁粦?yīng)摻人粉煤灰、高爐礦渣等混合材料。加固所用粘結(jié)材料及化學(xué)灌漿材料的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)高于被加固結(jié)構(gòu)混凝土的抗拉、抗剪強(qiáng)度。
3.2增大截面法
增大截面法采用與原結(jié)構(gòu)相同的材料，增大構(gòu)件的橫截面尺寸，提高構(gòu)件承載力和剛度的一種傳統(tǒng)加固法。這種方法工藝簡單、適用范圍廣。缺點(diǎn)是施工期間建筑結(jié)構(gòu)不能正常使用且周期長。此外，由于增大構(gòu)件截面，在增加構(gòu)件自重的同時(shí)減少了使用空間；外包鋼加固法在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的周圍包以型鋼進(jìn)行加固。該方法在基本不增大構(gòu)件截面尺寸的情況下增加構(gòu)件的延性和剛度，提高承載力。這一方法特別適用于大跨度的受彎或受壓結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但加固費(fèi)用較高；預(yù)應(yīng)力加固法采用高強(qiáng)度鋼筋或型鋼對構(gòu)件增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿。一種在原構(gòu)件體外通過錨固端與支撐點(diǎn)施加預(yù)應(yīng)力，另一種先張拉構(gòu)件再澆筑混凝土，通過新舊混凝土間的粘結(jié)來傳遞力[6]。加固時(shí)，通過施加預(yù)應(yīng)力，使體外的拉桿或壓桿與被加固構(gòu)件共同受力，改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布、降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，提高結(jié)構(gòu)承載能力和剛度。論文參考網(wǎng)。該方法廣泛應(yīng)用于梁、板等受彎構(gòu)件。加固后減小構(gòu)件的撓度、縮小裂縫寬度甚至可以使裂縫完全閉合；外部粘貼加固法是用粘結(jié)劑將鋼板或纖維等復(fù)合材料粘貼到構(gòu)件需要加強(qiáng)的部位，常用于承受靜力作用下的受彎或受拉構(gòu)件。該方法施工簡便、周期短、對環(huán)境影響小、加固后不影響結(jié)構(gòu)外觀；輔助結(jié)構(gòu)加固法直接用設(shè)置在被加固構(gòu)件位置處的型鋼、鋼構(gòu)架或其他預(yù)制構(gòu)件分擔(dān)被加固構(gòu)件的荷載。該方法避免拆除工作，施工簡單，大幅提高結(jié)構(gòu)承載能力，但連接構(gòu)造比較復(fù)雜，占用空間大；注漿加固法利用壓力把粘結(jié)性能較好的材料注入被加固構(gòu)件內(nèi)部的空隙中，以提高被加固構(gòu)件的完整性、密實(shí)性，增加材料的強(qiáng)度。論文參考網(wǎng)。
3.3增設(shè)構(gòu)件加固法
增設(shè)構(gòu)件加固法是在原有構(gòu)件基礎(chǔ)上增加新的構(gòu)件，以減少原有構(gòu)件的受荷載面積，達(dá)到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的目的；增設(shè)支點(diǎn)加固法是在梁、板等構(gòu)件上增設(shè)支點(diǎn)，在柱子、屋架間增設(shè)支撐構(gòu)件，減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算跨度，減少荷載效應(yīng)；增加結(jié)構(gòu)整體性加固法通過增設(shè)支撐等將多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成整體，共同工作。由于整體結(jié)構(gòu)破壞概率明顯小于單個(gè)構(gòu)件，該方法在不加固原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的情況下提高了結(jié)構(gòu)的承載力；改變結(jié)構(gòu)剛度比加固法通過改變結(jié)構(gòu)的剛度比，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分布，達(dá)到改善結(jié)構(gòu)受力狀況；卸載加固法采用新型建筑材料置換原有的建筑分隔或裝飾材料，以減輕荷載，提高結(jié)構(gòu)的可靠性。
3.4加固后結(jié)構(gòu)
加固工程結(jié)束后，應(yīng)確認(rèn)加固結(jié)構(gòu)的承載力是否恢復(fù)。確定承載力恢復(fù)的方法有：裂縫追蹤調(diào)查，確認(rèn)裂縫穩(wěn)定不再擴(kuò)展。采用預(yù)應(yīng)力方法進(jìn)行加固時(shí)，要確認(rèn)裂縫是否已經(jīng)閉合；測定鋼筋或混凝土的應(yīng)變；測定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性；測定構(gòu)件的撓度。
參考文獻(xiàn)：
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［論文摘要］地基處理的研究一直是土木工程的一個(gè)熱點(diǎn)，常用的軟弱地基處理方法分四大類，應(yīng)綜合考慮選擇合理經(jīng)濟(jì)的方法。
我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2002）中規(guī)定，軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。它是指基本上未受過地形及地質(zhì)變動(dòng)，未受過荷載及地震動(dòng)力等物理作用或土顆粒間的化學(xué)作用的軟粘土、有機(jī)質(zhì)土、飽和松砂和淤泥質(zhì)土等地層構(gòu)成的地基。
1.軟弱地基加固處理方法
軟弱地基的加固處理[1]，按其原理和作法的不同，可分為以下四類：
1.1排水固結(jié)法
排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法，其包括堆載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、真空與堆載聯(lián)合作用法、降低地下水位法和電滲法等多種方法；通過在預(yù)壓荷載作用下使軟粘土地基土體中孔隙水排出，土體發(fā)生固結(jié) ，土中孔隙體積減小，土體強(qiáng)度提高，達(dá)到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。
1.2振密、擠密法
振密、擠密法有表層原位壓實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖密實(shí)法、擠密密實(shí)法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法；采用一定措施，通過振動(dòng)和擠密使深層土密實(shí)，使地基土孔隙比減小，強(qiáng)度提高。
1.3置換及拌入法
置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法；采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體，與未被加固部分的土體一起形成復(fù)合地基，從而達(dá)到提高地基承載力減少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強(qiáng)度砼樁復(fù)合地基法、鋼筋砼樁復(fù)合地基法等多種方法。通過在土層埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力，減小沉降，維持建筑物穩(wěn)定。
以上方法的原理、適用范圍及工程實(shí)例可參考殷宗澤、龔曉南主編的《地基處理工程實(shí)例》[2]一書。
2.軟弱地基處理方法的選擇
在地基處理中，我們要遵循的原則是：技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量[3]?？筛鶕?jù)以下條件進(jìn)行選擇：
2.1地質(zhì)條件
不同的方法適用于不同的地質(zhì)條件，可參看規(guī)范。
2.2設(shè)計(jì)施工條件
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮工期及用料情況：工期不宜安排得太緊；時(shí)間充分，施工時(shí)地基穩(wěn)定性好，遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時(shí)應(yīng)采用科學(xué)的管理方法。
2.3場地環(huán)境條件
要考慮施工時(shí)對周圍環(huán)境的影響。如：新填土?xí)D壓原有道路、房屋，產(chǎn)生側(cè)向位移或附加沉降；用砂樁、砂井時(shí)，施工有噪聲，靠近居民點(diǎn)會(huì)擾民；采用降低水位法時(shí)，要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應(yīng)預(yù)先調(diào)查或做隔水墻，并考慮施工后注水復(fù)原的問題；采用填土堆載時(shí)要有大量的土料運(yùn)進(jìn)運(yùn)出工地，會(huì)影響交通和環(huán)境衛(wèi)生；打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時(shí)，會(huì)污染周圍地下水，應(yīng)慎重對待。
2.4結(jié)構(gòu)物條件
要考慮結(jié)構(gòu)物的等級、結(jié)構(gòu)體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響，特別是有地下結(jié)構(gòu)物（地下室、涵洞、地鐵等），或者結(jié)構(gòu)物高低不同、沉降不均時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意。
3.地基處理技術(shù)的創(chuàng)新
近幾年來，世界各地因地制宜的發(fā)展了許多新的地基處理方法。
3.1。 添摻外加劑方面[4]
以前的地基處理方法大多從機(jī)械設(shè)備著手，從而建立某種工法，而從材料入手提高地基處理質(zhì)量和效果的較少。高性能土壤固化劑土壤混合后，特別是與高含水量和富含有機(jī)質(zhì)的淤泥發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成相互連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高固化土的強(qiáng)度，減少地基變形。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)證明，用高性能土壤固化劑作地基處理特別是對軟弱地基的處理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此項(xiàng)技術(shù)在國外應(yīng)用已相當(dāng)普遍已有很成熟的研究機(jī)構(gòu)和公司，但在國內(nèi)尚屬起步階段。
3.2 綜合應(yīng)用水平方面
重視多種地基處理方法的綜合應(yīng)用可取得較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
真空預(yù)壓法與高壓噴射注漿法結(jié)合可使真空預(yù)壓應(yīng)用于水平滲透性較大的土層，而高壓噴射注漿法與灌漿相結(jié)合使糾偏加固技術(shù)提高到一個(gè)新的水平[5]。
單用動(dòng)力固結(jié)法(俗稱強(qiáng)夯法)處理飽和軟粘土地基時(shí)卻極易產(chǎn)生“橡皮土”現(xiàn)象，難以達(dá)到預(yù)期效果。為此，巖土工程界將強(qiáng)夯法和排水固結(jié)法結(jié)合起來，開創(chuàng)了“動(dòng)力排水固結(jié)法”這項(xiàng)新技術(shù)[6]。
3.3.可持續(xù)發(fā)展方面
我國《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—2002已經(jīng)將粉煤灰正式列為換填墊層法可采用的一種墊層材料。
渣土樁又稱“孔內(nèi)深層夯擴(kuò)擠密樁”，是一種新型地基處理方法，其充分利用建筑垃圾，變廢為寶，施工現(xiàn)場干凈無污染。
地基處理技術(shù)還被用于防止有害物滲出液污染地下水以及防止其他已被污染區(qū)域地下水的流動(dòng)造成污染擴(kuò)散。近期出現(xiàn)的處理新技術(shù)是讓被污染的地下水通過含有將地下水中有害物變性、吸收及降解的鐵屑或碳顆粒的活性截水墻PRB使地下水得到凈化[7]。
4．結(jié)語
我國地基處理技術(shù)發(fā)展很快，但還有許多方面需進(jìn)一步研究：
（1）發(fā)展現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)的研究。
（2）發(fā)展測試技術(shù)的研究
（3）促進(jìn)地基處理理論方面的進(jìn)一步發(fā)展。
（4）完善工法的質(zhì)量檢驗(yàn)手段。
（5）發(fā)展地基處理新技術(shù)，提高地基處理技術(shù)的綜合應(yīng)用水平的研究。。
（6）要因地制宜合理選用處理方法。正確評價(jià)各種地基處理方法的適用性。
（7）研制新機(jī)械新材料，提高施工工藝，實(shí)現(xiàn)信息化施工的研究。
（8）深化施工管理體制改革，重視專業(yè)施工隊(duì)伍建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】：振動(dòng)打樁機(jī)；碎石；擠密樁
中圖分類號： TU521 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號：
一.引言
本單位使用振動(dòng)打樁機(jī)施工碎石擠密樁, 還是最近幾年才開始的事，可以說是一項(xiàng)新工作,有很多問題還處在認(rèn)識(shí)與摸索的過程之中。特別是對保證施工的質(zhì)量, 還不能做到有完全的把握, 因此在這里只就本單位在具體施工過程中產(chǎn)生的問題以及相應(yīng)的解決辦法來作簡單介紹。本單位所使用的振動(dòng)打樁機(jī)是組合式產(chǎn)品, 立柱和錘頭是由浙江瑞安生產(chǎn)的DZ-30型號，機(jī)架底盤則是由我單位探礦修配廠仿造蘭建機(jī)械廠而生產(chǎn)的60型號滾杠式底盤，設(shè)計(jì)深度能夠打到21m，原來計(jì)劃安裝60型號錘頭,但是最終只買了13m立柱, 因此目前只能打到10m以內(nèi)。
二．施工方法與措施
本單位使用兩種沉管,管徑為325mm 和377mm,側(cè)開活門式投料口。樁頭采用四活瓣式錐形樁頭,張開時(shí)其內(nèi)徑和管子徑相同。封閉時(shí)呈現(xiàn)出一個(gè)密封的圓錐體。沉管后采用孔口投料和管內(nèi)投料相結(jié)合的方式將碎石灌入到樁孔內(nèi),通過憑借打樁機(jī)產(chǎn)生的壓、擠、振的作用力將碎石擠密壓實(shí)，從而形成較大的碎石樁體并擠密樁間土形成復(fù)合地基,增強(qiáng)軟弱地基的承載力和穩(wěn)定性。為了確保每條樁都能夠達(dá)到滿足設(shè)計(jì)承載力的要求,應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：
1.首先要了解場位的工程地質(zhì)資料。它包括各類土的物理力學(xué)性質(zhì), 土體結(jié)構(gòu)、成分、含水量以及地下水位埋深。
2.設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基承載力。
3.正式開工前應(yīng)該要工程試樁,計(jì)算確定施工技術(shù)參數(shù), 它不僅包括樁長、布樁形式、分設(shè)填料量、密實(shí)電流，也包括留振時(shí)間，提管高度，貫入度等。
4.確定施工過程中的檢測質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及質(zhì)量檢查方法。
4.1我們在施工過程中所采取的具體質(zhì)量控制指標(biāo)是:
4.1.1 密實(shí)電流: 通常要求振動(dòng)密實(shí)電流應(yīng)該要比沉管電流大20-25A。
4.1.2 分段填料量：要求應(yīng)該從管內(nèi)下料。每次填料用量要適中,過多則會(huì)導(dǎo)致降低擠密的質(zhì)量,過少則會(huì)影響施工的進(jìn)度,一次填料在孔內(nèi)充填的高度不應(yīng)該超過1m,一般應(yīng)為0.14m。
4.1.3 提管高度：提管高度非常重要,若每段內(nèi)下料的用量較多,則可以采取提管高度的方法來控制樁體密實(shí)的厚度,達(dá)到成樁質(zhì)量的穩(wěn)定可靠，提管高度一般我們要求在1～1.5m。
4.1.4 留振時(shí)間：應(yīng)該控制在15～20s之間。
4.1.5 貫入度：應(yīng)該在留振時(shí)間內(nèi)不大于3cm。
施工過程中的檢測質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢查方法，應(yīng)該采取有關(guān)文獻(xiàn)推薦樁身碎石密度的標(biāo)準(zhǔn)：
在樁中心處進(jìn)行重型動(dòng)力觸探,滿足全樁平均擊數(shù)N（63、5）> 8擊,存在有N（63、5）< 8擊的局部深度段情況時(shí),按以下公式來計(jì)算局部欠密系數(shù)K’，K’=。
K’——局部欠密系數(shù)。
N（63、5）欠密段內(nèi)的平均動(dòng)力觸探擊數(shù)。
L——欠密段長度（m）。
合格標(biāo)準(zhǔn)為K’< 1.33。
三.施工結(jié)果及分析
采用以上的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用動(dòng)力觸探施工過程中的質(zhì)量監(jiān)控手段,對于我們地質(zhì)勘探單位來說設(shè)備不存在問題,方法也基本上可行,能夠保證施工質(zhì)量。施工得以實(shí)踐證明,我們所采用檢測方法，技術(shù)指標(biāo)以及檢測標(biāo)準(zhǔn)都是切實(shí)而可行的, 例如我們所施工的寧夏吳忠市物資局綜合樓碎石擠密樁工程, 總共布樁有874根, 采用上述的檢測指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行施工質(zhì)量監(jiān)控,在施工工程結(jié)束之后,經(jīng)過寧夏自治區(qū)建筑質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢驗(yàn),處理后的復(fù)合地基承載力基本上滿足設(shè)計(jì)的要求,質(zhì)量達(dá)到合格。吳忠市物資局綜合樓碎石擠密樁試驗(yàn)的結(jié)果見下表：
稍密的砂類土振動(dòng)打樁機(jī)沉管非常困難。原因在于砂土地層在振動(dòng)錘的連續(xù)振動(dòng)之下,土層顆粒在激振力的作用產(chǎn)生下下沉、位移、密集、重新排列組合成為新的更加密實(shí)的結(jié)構(gòu)形式。軟弱粘性土施工過程中土層容易隆起。通常隆起約50～80cm。原土結(jié)構(gòu)遭到破壞,導(dǎo)致強(qiáng)度降低,而且樁周土的約束力又小,影響到樁體的密實(shí)程度,失去了地基處理的意義。孔口下料時(shí)在沉管成孔的過程當(dāng)中, 當(dāng)樁管通過樁管提離淤泥、淤泥層成孔時(shí), 淤泥又漏回到原處, 給施工帶來了很大的不便之處。 而在管內(nèi)下料時(shí),由于成樁直徑很大,基本上將相鄰各樁連接成為一個(gè)整體,而且在地面隆起嚴(yán)重時(shí), 樁體密實(shí)程度很差。
四.施工中應(yīng)注意的問題及對策
1.采用振動(dòng)擠密樁加固后的沉降量和地基承載力在很大程度上取決于周圍土對樁的約束力。如果周圍土過于軟弱,會(huì)導(dǎo)致土的側(cè)向約束力始終無法平衡填料擠入孔壁的力, 就會(huì)始終不能形成樁體,也就不會(huì)達(dá)到復(fù)合地基強(qiáng)度。而對成樁所需土的最低強(qiáng)度意見不一。1979年2月，日本新吉見合在我國南京召開的振沖置換法加固技術(shù)鑒定會(huì)上提出地基強(qiáng)度不應(yīng)低于20KPa，該法加固軟弱地基時(shí)要求地基土不排水抗剪強(qiáng)度應(yīng)不小于19.6KPa。在這個(gè)問題上,還應(yīng)該深入認(rèn)真的研究,以便積累更多的經(jīng)驗(yàn)。如果地基強(qiáng)度小于20KPa,應(yīng)該慎重選擇使用這種方法。
2.振動(dòng)擠密樁還處在半經(jīng)驗(yàn)半理論的狀態(tài), 其最終沉降量復(fù)合地基承載力以及計(jì)算方法均不成熟, 大都是以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)參數(shù)。因此在應(yīng)用中要依據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,通過參照前例,經(jīng)過試樁來完善和修改設(shè)計(jì)。例如，太原某廠編織袋廠房地基處理, 原設(shè)計(jì)為振動(dòng)擠密砂樁, 毛砂作真料, 充盈系數(shù)為1.3。但在施工過程中發(fā)現(xiàn)地表 1m 以下的土質(zhì)呈現(xiàn)為軟塑狀,成樁以后的效果很差。在經(jīng)過施工單位、設(shè)計(jì)單位以及建設(shè)單位共同研究后,決定改為振動(dòng)擠密碎石樁, 充盈系數(shù)為2.0,原打完的砂樁進(jìn)行重打，之后再經(jīng)檢驗(yàn),符合設(shè)計(jì)要求。
3.樁距的確定是當(dāng)樁徑選定后, 一般應(yīng)根據(jù)天然地基的土質(zhì)情況和設(shè)計(jì)承載力的要求,通過現(xiàn)場試驗(yàn)來確定樁距和樁體的填料用量, 當(dāng)由于施工工期等因素不具備試驗(yàn)條件時(shí), 可根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)來確定, 一般樁距 L =2.0～3.5倍樁徑，對軟質(zhì)粘性土取較小的樁距, 對砂質(zhì)，土取偏大的樁距, 對粘性土和填土地基置換率取值在0.1～0.25之間，對飽和軟土取偏高值, 對砂土地基取值可小于或等于0.1。在飽和粘性軟土地基中, 擠密樁置換面積和樁體的密實(shí)性對地基的加固效果起決定作用, 樁距小, 有利于樁間土的排水固結(jié), 為了提高對飽和粘性土基的加固效果, 樁距不宜大于3.0倍樁徑。
五.結(jié)束語
綜上所述，通過本文的討論我們知道影響振動(dòng)打樁機(jī)施工碎石擠密樁質(zhì)量的因素非常多, 但是只要施工場區(qū)技術(shù)參數(shù)、地層條件適應(yīng)確定無誤,振動(dòng)打樁機(jī)施工碎石擠密樁處理軟弱地基的產(chǎn)生效果還是非常明顯的。
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關(guān)鍵詞：深基坑工程;復(fù)合支護(hù);施工技術(shù)
中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號：
經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度如此迅猛，引發(fā)建筑行業(yè)的高速發(fā)展，在內(nèi)，國家對于深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的技術(shù)已經(jīng)熟知一二，并且在建筑的底層構(gòu)建施工當(dāng)中已經(jīng)大量的使用，取得了一定的成效。但是，由于深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的結(jié)構(gòu)較為特殊，因此，對于深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的技術(shù)施工需要一定的探索和深入研究，才能夠確施工技術(shù)的提升和結(jié)構(gòu)的完好。
一、深基坑復(fù)合支護(hù)的類型與特征
深基坑工程復(fù)合支護(hù)的類型多樣，其中大致可以分為以下幾類：
樁排性結(jié)構(gòu)
樁排性結(jié)構(gòu)又可以分為：稀疏樁排、連續(xù)樁排、雙排樁以及組合式樁排，它主要的功能就是建立其共同受力的結(jié)構(gòu)形式。這樣的樁排機(jī)構(gòu)有較為良好的防滲透的效果，并且在建立起的時(shí)候較為的方面，更適合用于比較深的基坑當(dāng)中，此外，不僅有防滲透的效果，還有防止泥土的效果，這樣在一些土質(zhì)較好的基坑中就可以利用泥土來進(jìn)行土供的修筑，這樣就能夠達(dá)到基坑支護(hù)的目的。
（二）構(gòu)筑地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)
地下連續(xù)墻對地層要求極低，能夠適用于任何的基坑的深度，此外，還能夠連接支護(hù)和主體從而增大其作用力，減少成本的投資，另外還能夠減少對環(huán)境的影響和交通帶來的不便。它的主要功能優(yōu)點(diǎn)是具有極強(qiáng)的抗彎能力和防滲透性以及整體效果優(yōu)良等作用，已經(jīng)成為深基坑和高邊坡主要的建構(gòu)方式。在連續(xù)墻中放置鋼筋等材料能夠加強(qiáng)支擋力度，最大限度地提高地下連續(xù)墻的使用。
（三）加固型的結(jié)構(gòu)
加固型的結(jié)構(gòu)也可分為四種類型，漿加固法、注水泥攪拌樁加固法、高壓旋噴樁加固法以及插筋補(bǔ)強(qiáng)法。一是漿加固法是利用水泥漿和化學(xué)溶劑加入到泥土當(dāng)中，使其中改變化學(xué)的物理方式，讓泥土增強(qiáng)凝聚度和硬度；二是注水泥攪拌樁加固法，主要是利用水泥的硬度使滑坡的松質(zhì)土質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)化加固，讓其保持平衡穩(wěn)定性，它的功能是能夠在施工的過程當(dāng)中不污染環(huán)境質(zhì)量，并且在投資方面極低且防滲透能力較強(qiáng)；三是高壓旋噴樁加固法，由于這樣的要求對水泥的要求較高，且強(qiáng)度比單純的水泥攪拌厲害的多，因此需要用高壓對泥土施加壓力，這樣能夠提高土地的粘性度，就能夠獲得較強(qiáng)的土質(zhì)，達(dá)到加固地基的目的和構(gòu)建防滲透墻；四是插筋補(bǔ)強(qiáng)法，主要是通過土體排插入一定的鋼筋，這樣就能夠形成一個(gè)復(fù)合的共體進(jìn)行加固，這樣的方法可以提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛硬程度，并且減少變形的發(fā)生，增強(qiáng)整體的穩(wěn)定性的效果。
二、主要施工方法
探析深基坑工程中的復(fù)合支護(hù)施工技術(shù)的施工方法也可以分為以下幾大類：
（一）釘子釘入法
這個(gè)方法主要是依靠釘子釘入土地并將周邊的空隙進(jìn)行全密的焊死，這樣就能夠防止土層泥土進(jìn)入錨管當(dāng)中，并在焊接的過程當(dāng)中對土層空隙進(jìn)行全方位的焊死，這樣就能夠防止釘子因?yàn)檎駝?dòng)而導(dǎo)致脫落。
（二）打孔定位
主要在前期的施工過程當(dāng)中將已經(jīng)挖好的每層標(biāo)高用空設(shè)置竹簽插入，并用線連接起來，標(biāo)注出土層的標(biāo)高位置，在設(shè)計(jì)好三腳架并對孔進(jìn)行土釘打入，這樣就能夠正確的定位打孔的位置了。
（三）鋼筋鋪設(shè)
運(yùn)用鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行與墻壁間的固定，這樣就可以不會(huì)讓網(wǎng)片隨之的晃動(dòng)，此外加強(qiáng)對鋼筋的捆綁并與下一層鋼筋進(jìn)行緊密的連接，這樣就能夠加強(qiáng)鋼筋壓在鋼筋網(wǎng)片上而達(dá)到固定的效果。
（四）攝入注漿填充
對注漿的漿進(jìn)行攪拌均勻并隨時(shí)進(jìn)行填充，在注漿的開始或者是中途停止以及注漿完畢之后應(yīng)該及時(shí)對于管路的清洗，這樣能夠有效地在泥土墻上改變其物理的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，增強(qiáng)墻壁的粘合度和堅(jiān)硬程度。
三、現(xiàn)場管理施工技術(shù)的控制措施
在深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的過程當(dāng)中，一定要對現(xiàn)場管理進(jìn)行一定的監(jiān)管和檢查，才能夠有效的保障的深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工技術(shù)的正常運(yùn)行。
加強(qiáng)管理和控制體系制定。
在進(jìn)行對的深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的技術(shù)的實(shí)施過程當(dāng)中，對于建筑工程師來說是個(gè)相對嚴(yán)重復(fù)雜且嚴(yán)密的工作，在現(xiàn)在，很少的施工現(xiàn)場會(huì)專門安裝觀測等專業(yè)的儀器設(shè)備，大部分都是采用雙控法來進(jìn)行施工的控制，因此，這樣的現(xiàn)場施工存在明顯的不足之處，假如發(fā)現(xiàn)重大的疏漏，那么就會(huì)造成重大的建筑事故，甚至導(dǎo)致更加嚴(yán)重的質(zhì)量性事故的發(fā)生，因此，現(xiàn)場的管理和控制對于施工現(xiàn)場來說是特別的重要，這也成為建筑的保質(zhì)保量的重要手段之一。因此，的深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的現(xiàn)場管理當(dāng)中必須建立一個(gè)較為完善的管理控制制度，將整個(gè)幾方面來進(jìn)行控制面分布，如第一是控制材料設(shè)備；第二是張拉設(shè)備；第三是控制操作；第四是控制雙向回復(fù)等等；這樣才能夠保證的深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的技術(shù)在現(xiàn)場實(shí)施的過程中完好實(shí)行。
加強(qiáng)對原材料的控制
如今在的深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工技術(shù)的實(shí)施工程當(dāng)中，避免不了對于原材料的購買和控制，因此對于那些諸如線、鋼筋、水泥等等一系列必要的原材料進(jìn)行管理用途控制之外，還得對其進(jìn)行質(zhì)量的分析和掌握，要求按其標(biāo)準(zhǔn)化的原材料進(jìn)行購買和檢查，必要時(shí)應(yīng)該安排一定的時(shí)間對原材料做定期的抽查，這樣能夠排除質(zhì)量的低下，加大的深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的技術(shù)實(shí)施的可行力度。
加強(qiáng)對張拉應(yīng)力的控制
在現(xiàn)場的施工工程當(dāng)中，應(yīng)該以千斤頂油壓表讀數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的衡量，這樣對張拉的設(shè)備有著一定的關(guān)系，能夠在實(shí)際的運(yùn)用當(dāng)中測出張拉力與壓力的實(shí)際比值，從而測量出實(shí)際應(yīng)力的損失量，這樣就能夠更加精確的減少誤差，得出更正確的測量結(jié)果。
四、結(jié)束語
在我國的發(fā)展過程當(dāng)中，基坑工程技術(shù)越來越成為建筑行業(yè)當(dāng)中的重要組成部分，特別是深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的技術(shù)的開發(fā)研究，已經(jīng)成為建筑工程較為重要的施工探索。因?yàn)椋缃竦幕拥陌踩c質(zhì)量上的保障已經(jīng)影響著高層建筑的結(jié)構(gòu)性與安全性以及持久性，因此，基坑的復(fù)合支護(hù)工程要確保其質(zhì)量的提高，才是整個(gè)技術(shù)上的保障，才能夠成為深基坑工程復(fù)合支護(hù)施工的技術(shù)的核心力量，因此總結(jié)基坑的復(fù)合支付的類型與作用，從而達(dá)到其運(yùn)用的一般方法，繼而深入對現(xiàn)場管理制度的完善和控制，才是本文研究探討的意義所在。
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關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)：裂縫；危害；加固；碳纖維布
中圖分類號：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311(2012)02-0080-02
0 引言
砌體結(jié)構(gòu)是指用磚、石、砌塊等塊材通過砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。雖然具有一定的抗壓承載力，但其抗拉、抗剪、抗彎強(qiáng)度均較低，極易在各種作用下出現(xiàn)裂縫，裂縫是砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量中最主要也是最難處理的問題之一。
1 砌體結(jié)構(gòu)裂縫的種類及分布
砌體結(jié)構(gòu)裂縫主要分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。在各種直接作用下砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫稱為受力裂縫；而在各種間接作用下引起的裂縫為非受力裂縫，又稱變形裂縫。
1.1 受力裂縫多出現(xiàn)在抗震設(shè)防區(qū)的建筑物上，雖然有圈梁構(gòu)造柱、鋼筋混凝土現(xiàn)澆板等整體連接，但這也不能完全保證不出現(xiàn)裂縫。比如發(fā)生在房屋底層窗臺(tái)處的豎向裂縫等。
1.2 砌體結(jié)構(gòu)房屋的溫度裂縫一般多產(chǎn)生于房屋的頂層，裂縫沿屋頂圈梁與墻體交接面水平分布及墻體外角斜向分布，其次是門窗洞口45度斜向分布。
1.3 當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會(huì)產(chǎn)生相對位移，從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力，當(dāng)其超過砌體的強(qiáng)度時(shí)，砌體中便產(chǎn)生相對裂縫。這種裂縫一般都是斜向的，且多發(fā)生在門窗洞口上下。
1.4 當(dāng)混凝土砌塊的收縮受到約束并且收縮引起的拉應(yīng)力超過了塊材的抗拉強(qiáng)度或塊材與砂漿之間的抗剪強(qiáng)度時(shí)會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。此裂縫無方向性，裂縫較細(xì)為0.1mm～0.3mm。
2 各種裂縫對砌體結(jié)構(gòu)的危害
砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫和產(chǎn)生變形對建筑物的危害主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)安全性和房屋使用功能兩個(gè)方面。砌體結(jié)構(gòu)受力裂縫的出現(xiàn)預(yù)示著結(jié)構(gòu)承載力可能不足。溫度裂縫危害并不大，但對房屋的整體性、耐久性和外觀影響較大。干縮裂縫不僅破壞了墻體外觀，而且在建筑上分布廣、數(shù)量多，裂縫的程度也比較嚴(yán)重。地基基礎(chǔ)不均勻沉降輕則引起房屋墻體開裂，重則引起房屋結(jié)構(gòu)整體或局部傾斜甚至倒塌，威脅到房屋的正常使用及結(jié)構(gòu)的安全。
3 碳纖維加固砌體結(jié)構(gòu)裂縫的實(shí)驗(yàn)研究
碳纖維加固技術(shù)是近年來興起的結(jié)構(gòu)加固方法，在加固方面具有顯著優(yōu)勢。但其在砌體結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的研究和應(yīng)用還不是很多，進(jìn)一步的研究很有必要，尤其是不改變結(jié)構(gòu)形狀和不影響建筑外觀的技術(shù)特點(diǎn)，對歷史文化建筑的修復(fù)加固更有意義。
3.1 碳纖維材料的性能碳纖維即纖維狀碳材料，主要分為聚丙烯腈基碳纖維及瀝青基碳纖維。用作結(jié)構(gòu)加固材料，主要有片材(布材和板材)、棒材、型材、短纖維等幾種形式，其中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的是碳纖維布材。
3.2 碳纖維布加固砌體裂縫的試驗(yàn)研究
3.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作本試驗(yàn)共制作3片無構(gòu)造柱、無洞口的磚墻，墻的上下兩邊都設(shè)置了鋼筋混凝土梁。材料采用標(biāo)準(zhǔn)磚，規(guī)格為240min×115mm×53mm，強(qiáng)度等級為MUIO；混合砂漿強(qiáng)度等級為M5。墻片寬3m，高2.5m，墻厚240mm。
3.2.2 試件加固方案碳纖維布厚0.11mm，幅寬分別為150mm和200mm，在磚砌體兩面呈“x”形加固。首先將擬粘貼處的墻體表面打磨平整，并將浮灰清除干凈：然后涂一層基底膠，干燥后用摻入水泥的膠找平：最后均勻飽滿的涂一層粘結(jié)劑，將裁剪好的碳纖維布粘貼、壓實(shí)、排氣，并養(yǎng)護(hù)一周。
3.2.3 試驗(yàn)裝置與加載制度試驗(yàn)裝置由水平加載系統(tǒng)和豎向加載系統(tǒng)兩部分組成，在磚砌體頂部施加垂直荷載模擬上層豎向荷載，在磚砌體頂部施加反復(fù)水平荷載模擬地震力。往復(fù)作動(dòng)器前端的拉壓力傳感器和墻體頂中部的機(jī)電百分表分別連接到動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上，再輸出到函數(shù)記錄儀上，以繪制荷載一位移滯回曲線。垂直荷載的數(shù)值通過千斤頂上的壓力傳感器在電阻應(yīng)變儀上顯示。本試驗(yàn)在砌體的上下兩邊都設(shè)置了鋼筋混凝土梁，頂梁傳遞水平剪力，并使垂直壓力均勻地傳到砌體上。試驗(yàn)時(shí)，先加豎向荷載按0.5Mpa一次加足。穩(wěn)壓后啟動(dòng)液壓往復(fù)作動(dòng)器施加水平荷載，采用逐級加載的方式，每級按20KN遞增，每級循環(huán)一次，直至墻體開裂：開裂后按位移控制，每級增加一個(gè)裂縫單位，循環(huán)2次：達(dá)到極限荷載后，每級增加兩個(gè)裂縫單位，直至墻體破壞。
3.2.4 試驗(yàn)測點(diǎn)布置及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集本試驗(yàn)安裝了5個(gè)位移計(jì)，分別布置在墻的上部、中部和下部以及頂梁、底梁處。試驗(yàn)時(shí)位移計(jì)的讀數(shù)、液壓往復(fù)作動(dòng)器的荷載和位移值由計(jì)算機(jī)采集。并采用擬靜力試驗(yàn)程序畫出荷載一位移曲線。以監(jiān)控試驗(yàn)進(jìn)程并確定試件的屈服荷載。
3.2.5 試件的破壞形態(tài)試件w1(未加固墻體)：當(dāng)荷載達(dá)到破壞荷載的70～80％時(shí)，在近力端墻趾出現(xiàn)較小的水平裂縫，隨著荷載增加，裂縫逐漸增大并向墻底部的中間發(fā)展：當(dāng)荷載達(dá)到破壞荷載的90％時(shí)，墻體突然開裂，出現(xiàn)一條明顯的階梯形裂縫，寬約0.2mm，隨著荷載增加，該裂縫寬度明顯加大至1mm左右，遠(yuǎn)離受力端墻底的磚出現(xiàn)豎向裂縫，第一、二皮磚被壓碎，墻移急劇加大，試件破壞。試件W2、W3(加固墻體)：當(dāng)荷載達(dá)到破壞荷載的90％以上時(shí)，墻底兩側(cè)的磚出現(xiàn)豎向裂縫，這時(shí)可以聽到碳纖維布發(fā)出響聲，但尚未與墻體表面脫離：當(dāng)位移控制加載到7ram時(shí)，墻體突然出現(xiàn)沿碳纖維布的斜向裂縫，并向墻體中部發(fā)展，此時(shí)碳纖維布在裂縫發(fā)展方向有局部被拉裂的現(xiàn)象，但并未拉斷；當(dāng)位移控制加載到9mm時(shí)，墻體端部磚塊被壓碎，整個(gè)墻體受彎剪復(fù)合破壞。
3.2.6 試驗(yàn)結(jié)果分析
從表3可以看出，加固后的試件與未加固的試件相比，其開裂荷載和極限荷載都有不同程度的提高，開裂荷載的提高率平均達(dá)到10％左右，極限荷載也有一定幅度的提高。同時(shí)，加固后的試件的極限位移增大，墻體延性較未加固墻體有顯著改善。
3.2.7 計(jì)算復(fù)核根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)碳纖維布加固磚砌體時(shí)，主要通過碳纖維布的受拉作用來提高構(gòu)件的抗剪承載力。碳纖維布加固墻體的抗剪承載力(Pu加固)等于未加固墻體的抗剪承載力(Pu未加固)與碳纖維布受拉機(jī)制的抗剪承載力(Pu碳纖維)之和。即：
Pu加固=Pu未加固+Pu碳纖維
為簡化計(jì)算，取碳纖維布的長短向絲的應(yīng)變均為定值。
Pu碳纖維=nc~Et(81bLsin0+l／2e2L’2)／h
n－碳纖維布層抗剪承載力數(shù)，α－碳纖維布抗剪承載力的影響系數(shù)，E－碳纖維布彈性模量，t－碳纖維布的計(jì)算厚度，ε1、ε2一碳纖維布長、短向絲的應(yīng)變，b－碳纖維布寬度，L－墻體長度，L’－碳纖維布長度，θ－碳纖維布沿長向的水平夾角。
Pu未加固=(fv+0.140'O)A
fv―墻體非抗震抗剪強(qiáng)度，σ0－直壓應(yīng)力。
由表4可以看出，按以上公式計(jì)算的結(jié)果與本文的試驗(yàn)結(jié)果基本相符。
4 結(jié)語
以上進(jìn)行的試驗(yàn)及分析僅基于單片墻體，其對整體結(jié)構(gòu)的影響需通過進(jìn)一步的整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析或整體模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，故只對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了基礎(chǔ)性處理和定性分析，采用碳纖維布加固砌體結(jié)構(gòu)的裂縫是有效的。采用碳纖維布加固磚砌體，可提高其抗剪承載能力，提高墻體的開裂荷載、極限荷載，明顯改善墻體的變形能力，增加墻體的延性，開裂位移也有顯著的提高。
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關(guān)鍵詞：軟巖，巷道，底鼓，普氏理論
巷道由于掘進(jìn)或受回采影響引起其圍巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化以及在維護(hù)過程中圍巖性質(zhì)的變化，使頂?shù)装搴蛢蓭蛶r體變形并向巷道內(nèi)移動(dòng)，底板向上隆起，這種現(xiàn)象稱之為底鼓[1]。一般來說，少量的底鼓對巷道穩(wěn)定性并不構(gòu)成危害，大多數(shù)礦井只是采用臥底來解決，但當(dāng)?shù)坠牧枯^大時(shí)就會(huì)妨礙生產(chǎn)，如果修復(fù)方式不當(dāng)，不能有效的控制的底鼓，就會(huì)造成后期的二次乃至數(shù)次修復(fù)，進(jìn)一步破壞了巷道圍巖，出現(xiàn)“越修越壞”的局面，最后導(dǎo)致整個(gè)巷道失穩(wěn)。
目前，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，礦產(chǎn)資源開發(fā)力度持續(xù)加大，礦山開采技術(shù)水平迅速提高，開采深度逐漸向深部發(fā)展，使得巷道所處應(yīng)力環(huán)境大為改變，所遇到的問題也大為不同，因此，巷道底鼓的問題將隨著技術(shù)設(shè)備的不斷進(jìn)步以及開采深度的加大而變得更加突出，軟巖巷道底鼓的機(jī)理與控制對于巷道的穩(wěn)定，乃至于煤礦高效安全生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。
1.軟巖巷道底鼓機(jī)理
對于巷道底鼓的方式與機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究工作，從軟巖的物理，水理，力學(xué)性質(zhì)等方面入手，取得了豐碩的理論和技術(shù)成果。
1.1 軟巖巷道底鼓的方式[1]
1） 擠壓流動(dòng)性底鼓
此種類型的底鼓通常發(fā)生在底板軟弱破碎，而巷道的兩幫和頂板較為完整的情況下。底板破碎軟弱巖體在兩幫巖柱的壓膜效應(yīng)下，擠壓流動(dòng)到巷道內(nèi)。
2） 撓曲褶皺性底鼓
此種類型的底鼓通常發(fā)生在底板為層狀巖石的狀態(tài)下。底板巖層在平行于層理方向的壓力作用下向巷道內(nèi)撓曲褶皺而失穩(wěn)，巷道跨度越大，底板巖體的分層厚度越小，越容易發(fā)生此種底鼓。
3） 剪切錯(cuò)動(dòng)性底鼓
此種類型的底鼓通常發(fā)生在底板為厚層巖體的狀態(tài)下。雖然底板較為完整，但是在高應(yīng)力作用下將發(fā)生剪切破壞，破壞的鍥塊進(jìn)一步錯(cuò)動(dòng)向巷道內(nèi)鼓出。
4） 遇水膨脹性底鼓
此種類型的底鼓通常發(fā)生在底板巖層為膨脹巖的狀態(tài)下。當(dāng)?shù)装鍘r體含有伊利石，蒙脫石等粘土礦物時(shí)，一旦遇水體積就會(huì)劇烈增大，進(jìn)而引起此種膨脹。論文參考網(wǎng)。
1.2 軟巖巷道底鼓的力學(xué)原因
對于巷道底鼓的力學(xué)分析，目前的方法很多，但是對于軟巖巷道，筆者認(rèn)為兩幫對于底鼓的影響也不容忽視，在不考慮遇水膨脹性底鼓時(shí)，還可以將圍巖視為抗拉，抗剪，抗彎能力都極其微弱的松散體，引入普氏理論來解釋軟巖巷道底鼓的原因,力學(xué)模型如圖1所示。
圖1.巷道底部圍巖壓力計(jì)算圖
巷道底板巖體在兩幫內(nèi)側(cè)受垂直壓力的作用下，發(fā)生破壞，破壞變形的部分如圖（a）中虛線包圍的區(qū)域所示?；瑒?dòng)面MG與水平線的夾角為，滑動(dòng)面BG與水平線的夾角為。假定MG為理想中的擋土墻，那么根據(jù)土力學(xué)原理，CMG滑移體處于主動(dòng)狀態(tài)，而BGC滑移體處于被動(dòng)狀態(tài)，MG上所受的主動(dòng)壓力p1和被動(dòng)壓力p2之差即為推動(dòng)BGC向左滑動(dòng)的實(shí)際推力P。
(1)
(2)
(3)
再將推力P沿滑動(dòng)面BG分解為法向力N和切向力T，則沿滑動(dòng)面BG的有效滑動(dòng)力為
（4）
同理，再對EFC進(jìn)行分析，在滑動(dòng)面FC上得出相同的有效推力T0,巷道底板滑動(dòng)面以上巖體受此二T0的合力P’作用向上鼓起。
（5）
從受力分析，可以知道，軟巖巷道底鼓的過程大致如下：
(1)巷道在開挖后改變了巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，引起底板巖層卸載，產(chǎn)生彈塑性變形，向巷道內(nèi)鼓起。
(2)巷道兩幫在垂直應(yīng)力作用下擠壓底板，使底板受水平應(yīng)力作用沿滑移面向巷道內(nèi)鼓起。
(3)底板巖體在向上鼓起的過程中破碎，體積擴(kuò)大。
(4)底板巖層的流變性又導(dǎo)致底鼓量隨時(shí)間延長而增加。
(5)巷道底板出現(xiàn)拉應(yīng)變，以及兩幫下沉導(dǎo)致底鼓。
另外，對于含有某些粘土礦物(如伊利石，蒙脫石) 的底板， 遇水后體積膨脹，并使圍巖強(qiáng)度降低，結(jié)構(gòu)松散．易崩解，破碎，會(huì)形成膨脹地壓，對巷道由于力學(xué)效應(yīng)引起的底鼓推波助瀾。
2.軟巖巷道底鼓的控制
底鼓控制技術(shù)，歸納起來可分兩個(gè)方面：一是清除底鼓，將巷道底鼓的部分巖石清除，恢復(fù)巷道斷面積。對于底鼓量不大的巷道，只需進(jìn)行臥底即可，但是對于底鼓量較大的軟巖巷道，如果只是臥底，而不采取有效的控制措施，難以奏效。二是防止底鼓，即采取措施將底鼓量減少到允許范圍，如加固法、卸壓法、聯(lián)合法和加固巷道幫、角。論文參考網(wǎng)。在此，主要介紹防治底鼓的方法。
1） 加固法
加固法的基本原理是相對增大底板巖層厚度以及改變圍巖的力學(xué)性質(zhì)，大致可以分為以下3種：一、增加對圍巖的支護(hù)力，如帶底拱的U型鋼可縮型支架，混凝土碹和弧板等全斷面支護(hù)法。二、提高圍巖強(qiáng)度，如底板錨桿，底板注漿，錨注結(jié)合等等。三、上述兩種方法結(jié)合，如全封閉閉錨噴聯(lián)合支護(hù)，噴網(wǎng)全封閉金屬可縮性支架聯(lián)合支護(hù)等。
2） 卸壓法
卸壓法的基本原理是將巷道周邊的集中應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移來控制底鼓。大致可以分為兩類：一、巷道周邊卸壓，如切縫卸壓，松動(dòng)爆破卸壓，鉆孔卸壓等。前蘇聯(lián)對此研究很多，但是此法的現(xiàn)場效果不太理想，實(shí)施起來也比較困難。二、降低巷道整體圍巖應(yīng)力，如利用煤層開采引起圍巖應(yīng)力重新分布的規(guī)律，在巷道頂部開槽卸壓，從而減少受采動(dòng)的影響，使巷道位于卸壓區(qū)內(nèi)。此方法是非常有效的，但是工程量太大。
3） 聯(lián)合法
聯(lián)合法即是將加固法和卸壓法有機(jī)的結(jié)合起來，主要在應(yīng)力集中程度較大，底鼓情況較為嚴(yán)重的情況下使用。
4） 加固巷道幫、角
加固巷道幫、角的作用主要是減弱巷道局部的應(yīng)力集中程度，提高圍巖的自承能力，減少兩幫的破壞和變形，進(jìn)一步減少兩幫破裂圍巖壓縮下沉所造成的底鼓、體積膨脹、頂板的破裂和離層，從而減少巷道底鼓和頂板下沉。主要方法有幫角錨桿，幫角錨索，幫角注漿等。
5） 治水
對于巷道底板含有粘土礦物時(shí)，還需要治水，能排則排，能導(dǎo)則導(dǎo)，能疏則疏，一定要保證巷道內(nèi)不積水。
3. 軟巖巷道底鼓控制研究存在的問題
1）特定的軟巖巷道需要進(jìn)行具體的分析。幾十年來，雖然廣大的學(xué)者對底鼓的機(jī)理和控制做了大量的工作，但是鑒于巷道應(yīng)力狀況以及圍巖性質(zhì)的復(fù)雜性，目前還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，每一種底鼓機(jī)理都有其適應(yīng)范圍。因此對于特定的軟巖巷道來說，其底鼓機(jī)理還需要進(jìn)行具體細(xì)致的分析。論文參考網(wǎng)。
2）所有的底鼓控制技術(shù)都只能適應(yīng)一定的條件。在選擇軟巖巷道底鼓控制措施時(shí)，通?？紤]兩個(gè)因素: 底鼓控制效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，要將這兩個(gè)因素統(tǒng)籌兼顧，在具體分析得出了巷道底鼓的機(jī)理后，選擇合適的控制方案。
3）目前對軟巖底鼓的研究大多數(shù)只是停留在靜態(tài)的分析，對于受動(dòng)壓影響巷道的研究還不夠充分。現(xiàn)有的考慮動(dòng)壓影響的研究主要是針對回采巷道，有少量是關(guān)于底板巷道，且關(guān)于工作面超前支承壓力對底鼓的影響研究甚少，也末考慮巷道較大范圍內(nèi)圍巖性質(zhì)對底鼓的影響，對在支承壓力作用下底板巖層的運(yùn)動(dòng)規(guī)律尚沒有深入的研究。
4）對于受動(dòng)壓影響的頂板巷道底鼓，學(xué)者研究較少。蔣金泉研究了采場附近頂?shù)装逯写蠓秶膽?yīng)力分布，對于巷道的合理布置有著很大的意義。但是當(dāng)巷道布置于頂板，動(dòng)壓對于底鼓的影響程度與布置在底板中有何不同，現(xiàn)在還待研究。
5）大部分底鼓控制方法均圍繞底板進(jìn)行，尚未深入研究加固巷道幫，角來控制底鼓技術(shù)。現(xiàn)在學(xué)者已經(jīng)逐漸開始意識(shí)到巷道圍巖是一個(gè)整體機(jī)構(gòu)，試圖找出關(guān)鍵點(diǎn)來控制底鼓，但是目前還沒形成相關(guān)系統(tǒng)的理論。
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[論文摘要]介紹使用碳纖維材料的廣泛運(yùn)用，再次強(qiáng)調(diào)碳纖維材料在結(jié)構(gòu)加固不可替代的地位。
一、高強(qiáng)碳纖維材料的特性
碳纖維是一種由有機(jī)母體纖維（例如粘膠絲、聚丙烯腈或?yàn)r青）采用高溫分解法在1000～3000度高溫的惰性氣體下去除碳以外的所有元素制成的新型非金屬材料。具有高比強(qiáng)、高比模、耐疲勞、抗蠕變、比耐熱鋼還耐高溫、比不銹鋼還耐腐蝕、耐磨損、尺寸穩(wěn)定、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熱膨脹系數(shù)小、自和吸能抗震等一系列優(yōu)異性能。另一重要特性就是比重小。比重一般在1.6左右，是鋁的二分之一，鋼的五分之一。盡管碳纖維質(zhì)量輕，但它強(qiáng)度高，有很高的“比強(qiáng)度”（比強(qiáng)度＝材料的強(qiáng)度極限/材料的單位重），碳纖維還有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數(shù)），一般僅約為19克；拉力高達(dá)300KG/MM2；目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優(yōu)異寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能。
二、高強(qiáng)碳纖維材料在生產(chǎn)生活方面的運(yùn)用
碳纖維材料有著如此神奇的性能，理所當(dāng)然地被人們廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)輕巧，而且消耗動(dòng)力少，推力大，噪音??；用碳纖維增強(qiáng)塑料來制造衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器，機(jī)械強(qiáng)度高，質(zhì)量小，可節(jié)約大量的燃料；用碳纖維制電子計(jì)算機(jī)的磁盤，能提高計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量和運(yùn)算速度；在體育器材應(yīng)用中主要用于制作高爾夫棒、網(wǎng)球拍、賽車、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、滑翔機(jī)、人力飛機(jī)、帆船桅桿、摩托車及登山用品，如登山杖、滑雪杖、攀巖頭盔等。
碳纖維利用其特有的力學(xué)特性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍工、體育休閑等結(jié)構(gòu)材料；利用其振動(dòng)衰減性，應(yīng)用于音響器材；利用其耐疲勞性，應(yīng)用于直升飛機(jī)的葉片；利用其耐高溫性，應(yīng)用機(jī)剎車片和絕熱材料；利用其尺寸穩(wěn)定性，應(yīng)用于宇宙機(jī)械、電波望遠(yuǎn)鏡和各種成型品；利用其耐藥品性，應(yīng)用于密封填料和濾材；利用其電氣特性，應(yīng)用于電極材料、電磁波屏蔽材料、防靜電材料；利用其生體適應(yīng)性，應(yīng)用于人工骨、韌帶；利用其X-光透過性，應(yīng)用于X-光床板等。
三、碳纖維材料在結(jié)構(gòu)加固方面的運(yùn)用
利用碳纖維材料為主要原料的碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是一種新型的加固技術(shù)。始于20世紀(jì)80年代美、日等發(fā)達(dá)國家，我國起步較晚，發(fā)展較快，建筑領(lǐng)域從80年代后半期開始把它作為鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土鋼材的替代材料加以研究，并作為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的張拉材料、建筑物的外墻材料、既有結(jié)構(gòu)物的加固材料等加以利用，已經(jīng)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。
（一）碳纖維材料結(jié)構(gòu)加固適用范圍
碳纖維材料適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、煙囪、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)；另外，磚砌體的某些力學(xué)性能也可以用碳纖維進(jìn)行加固。
具體說來可以但不限制于：利用碳纖維加固公路橋敦結(jié)構(gòu)、對既有鋼筋混凝土煙囪的加固；構(gòu)件抗彎加固、梁柱構(gòu)件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿斷裂加固、砌體的抗震加固、承載力不足加固、樓宇增層加固、框架柱軸壓比超限加固、樓板開裂加固、剪力墻開洞加固、樓面荷載增大加固、橋梁斷裂、舊橋大修加固和水塔加固等等。
（二）碳纖維材料結(jié)構(gòu)加固施工過程中的技術(shù)特點(diǎn)
碳纖維比重小，施工便捷，加固以后不影響外觀和自重。碳纖維比重只有鋼鐵的1/4，厚度小于0.5mm，可以在基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸的狀況下，發(fā)揮強(qiáng)大的補(bǔ)強(qiáng)加固效果。補(bǔ)強(qiáng)功能全面，耐久性能好，還有優(yōu)良的抗紫外線及抗環(huán)境老化性能。
（三）碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范
采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)通過配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼十構(gòu)件表面，使碳纖維片材承受拉力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力。
（四）碳纖維片材可采用下列方式對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固:
在梁、板構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固，纖維方向與加固處的受拉方向一致；采用封閉式粘貼、U形粘貼或側(cè)面粘貼對梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直；采用封閉式粘貼對柱進(jìn)行抗震加固，纖維方向與柱軸向垂；當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，碳纖維片材也可用十其它形式和其它受力狀況的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固；采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算；鋼筋和混凝土材料，{根據(jù)檢測得到的實(shí)際強(qiáng)度，按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)；碳纖維片材應(yīng)根據(jù)構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)變，按線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定其相應(yīng)的應(yīng)力；碳纖維片材應(yīng)取生產(chǎn)廠提供的不小于95%保證率的極限抗拉強(qiáng)度作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)采用粘貼碳纖維片材對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)考慮加固后對結(jié)構(gòu)中其它構(gòu)件或構(gòu)件的其它性能可能產(chǎn)生的影響；采用粘貼碳纖維片材進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，宜卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。如不能在完全卸載條件下進(jìn)行加固，應(yīng)考慮二次受力的影響；在受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的實(shí)際混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于Cl5。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C10。
四、碳纖維材料發(fā)展前境
碳纖維的諸多優(yōu)異特性，碳纖維應(yīng)用的范圍越來越廣。從50年代主要應(yīng)用在火箭、宇航及航空等尖端科學(xué)，到80年代被廣泛應(yīng)用于體育器械、紡織、化工機(jī)械及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。同時(shí)，隨著高性能及超高性能的碳纖維的相繼出現(xiàn)，它應(yīng)用的范圍越來越廣，如A380、波音777、美國新型主戰(zhàn)坦克，碳纖維比重占到15%以上。同時(shí)，隨著碳纖維加工技術(shù)的普及，它的應(yīng)用范圍自80年代起逐漸涉及到民用方面。到目前為止，我國各種應(yīng)用占碳纖維率需求比例分別為體育30%，航空10%，工業(yè)60%。
材料的比強(qiáng)度愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大，從這個(gè)意義上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景，綜觀多種新興的復(fù)合材料(如高分子復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料)的優(yōu)異性能， 不少人預(yù)料，人類在材料應(yīng)用上正從鋼鐵時(shí)代進(jìn)入到一個(gè)碳纖維材料廣泛應(yīng)用的時(shí)代。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要：隨著交通量的迅猛增長和車輛的重型化，原有橋梁承載力明顯不足；各種病害影響發(fā)生強(qiáng)度、剛度降低；采取粘FRP的方法對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁進(jìn)行加固取得較好的效果。
引言
各種鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)在我國公路建設(shè)中被大量采用。近年來，隨著交通量的迅猛增長和車輛的重型化，許多原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低的橋梁承載力明顯不足；一些橋梁受各種病害影響發(fā)生強(qiáng)度、剛度降低；還有許多立交橋的梁跨結(jié)構(gòu)被超高車撞壞，混凝土大塊脫落，主筋被撞彎甚至折斷，嚴(yán)重威脅運(yùn)營安全。當(dāng)梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不能提供足夠的強(qiáng)度和使用性能時(shí)，必須進(jìn)行加固。根據(jù)實(shí)際情況，可選用不同加固方法，如預(yù)應(yīng)力加固、噴射混凝土加固、聚合物浸漬加固、粘鋼加固、粘FRP板加固等。其中粘鋼加固由于具有方便快速、增加自重少、所需施工場地小等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。
一、加大截面加固法
加大截面加固法、顧名思義，是采用同種材料——鋼筋混凝土，來增大原混結(jié)構(gòu)截面面積，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。基本要求是：原結(jié)構(gòu)結(jié)合面基層應(yīng)堅(jiān)實(shí)，表面應(yīng)粗糙、清潔，新澆混凝土收縮小，粘結(jié)性能好。在梁底分段剝開縱向鋼筋的保護(hù)層，焊上短鋼筋后再焊上新增受力鋼筋，新加受力鋼筋與原受力鋼筋比較靠近，通過焊接短筋進(jìn)行連接，短筋直徑應(yīng)不小于5d，間距不大于500mm。
混凝土梁底面暴露出主筋工作量大，施工操作復(fù)雜，且對原梁有一不定期的損傷?，F(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)期長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，截面增大對結(jié)構(gòu)外觀及房屋凈空也有一定的影響。該法施工工藝簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時(shí)間長，對生產(chǎn)生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
二、預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿多結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法，特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力手段強(qiáng)迫后加部分——拉桿或撐桿受力，改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，致使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力滯后現(xiàn)象得以完全消除。因此，后加部分與原結(jié)構(gòu)能更好的共同工作，結(jié)構(gòu)的總體承載力可顯著的提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸載、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果。適用于大跨結(jié)構(gòu)加固，以及采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力狀態(tài)下的加固，施工設(shè)備簡單，可有效的提高梁的抗彎剛度，缺點(diǎn)是減小建筑凈空、影響建筑外立面，影響上層樓蓋結(jié)構(gòu)或屋面防水構(gòu)造。
三、粘鋼加固法
粘鋼加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，以提高承載力的一種加固法?；炷两Y(jié)構(gòu)加固用膠、強(qiáng)度高，粘結(jié)力強(qiáng)，耐老化，彈性模量高，線膨脹系數(shù)小，具有一定的彈性，膠本身強(qiáng)度及其粘結(jié)強(qiáng)度總是大于混凝土的強(qiáng)度。與其他加固方法相比，粘鋼加固技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如不減小建筑凈空、不影響建筑外立面，不影響上層樓蓋結(jié)構(gòu)或屋面防水構(gòu)造，施工時(shí)對生產(chǎn)和冬小麥影響較小，無現(xiàn)場澆注混凝土的濕作業(yè)，施工設(shè)備簡單，可有效的提高梁的抗彎剛度，粘鋼加固后幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重，因此不會(huì)引起基礎(chǔ)等其它構(gòu)件的連鎖加固。采用構(gòu)件外部粘鋼加法，鋼板厚4mm，材質(zhì)A3，粘結(jié)劑采用冶金建筑研究院的YJS結(jié)構(gòu)膠，對于這類梁的加固是在梁底面粘貼鋼板，鋼板固定起初設(shè)計(jì)是用的射釘，但是由于鋼板較薄和混凝土強(qiáng)度低，所以射釘又無鋼質(zhì)墊圈，錨固不力，而導(dǎo)致鋼板剝落，并且易造成鋼板翹曲。后來采用了木架板加對頭楔頂緊帶鋼，效果很好，既經(jīng)濟(jì)又安全可靠。
采用粘鋼技術(shù)加固砼梁，技術(shù)可靠，工藝簡單，不增加結(jié)構(gòu)自重，不會(huì)引起基礎(chǔ)等其他構(gòu)件的連續(xù)加固，不影響建筑使用功能。施工靈活，不占獨(dú)立工期，做到了對建筑質(zhì)量缺陷的處理，不影響施工進(jìn)度。具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
該法施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。
四、粘FRP板加固法
粘FRP板的施工工藝分以下幾個(gè)步驟：首先用噴砂機(jī)打磨混表面，去掉1-2mm表面疏松層；然后用噴氣機(jī)清除混凝土表面的混凝土碎裂屑；環(huán)氧樹脂和固化劑按一定的比例混合，然后均勻地涂于FRP板的板面和混凝土梁的表面上，粘貼時(shí)要趕出氣泡并壓平；粘貼后對粘貼面施加壓力，直到粘結(jié)劑養(yǎng)護(hù)完成。本文建議粘FRS板加固用的FRP板的厚度取為2—4m，且FRP板與加固的梁等長。從加固的效果出發(fā)，進(jìn)行抗彎加固時(shí)，宜在梁的受拉面粘貼FRP板，進(jìn)行抗剪加固時(shí)，宜在梁的底面和側(cè)面粘貼的FRP板以形成U型加固方案，提高試件的延性。為了保證加固梁的FRP板與混凝土在使用過程中粘結(jié)完好，還可在FRP的端部采用錨固加強(qiáng)措施。
FRP板直到破壞均表現(xiàn)出線彈性特征，其力學(xué)性能與加固纖維的種類和纖維的排列方向有關(guān)，因而可通過改變纖維的排列方向得到某一特定方向上最大的材料強(qiáng)度。粘FRP板進(jìn)行抗彎加固和抗剪加固的效果均與FRP板纖維的布置方向有關(guān)。
由粘FRP的抗彎加固和抗剪加固的試驗(yàn)研究可知：在對梁進(jìn)行加固時(shí)，一般可同時(shí)提高梁的受彎承載力和受剪承載力，亦即抗彎加固和抗剪加固是相關(guān)聯(lián)的。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，應(yīng)針對結(jié)構(gòu)的具體情況，重點(diǎn)進(jìn)行某一方面的加固。
結(jié)束語
由于FRP板應(yīng)力應(yīng)變曲線沒有屈服平臺(tái)，存在脆性性能，因而加固梁 的延性問題被提出來了，但只要設(shè)計(jì)合理，粘FRP板加固梁的延性可以得到滿足。且粘FRP板加固對提高隨重復(fù)荷載的構(gòu)件（如吊車梁）的正截面和斜截面疲勞強(qiáng)度效果都較好，尤其是對斜截面疲勞強(qiáng)度的提高效果更大。粘FRP板不僅可用于梁的加固，而且可用于樁和砌體的加固；還可用于新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過改進(jìn)FRP板的材料性能和粘結(jié)劑的性能可進(jìn)一步提高粘FRP板的加固效果。粘FRP板技術(shù)是一種有效的結(jié)構(gòu)加固形式。
