建筑物纠偏、加固和改造技术

建筑物纠偏、加固和改造技术

目 录

第一章 湿陷性黄土地区建筑物下沉加固技术 .............. - 8 -

第一节 下沉原因分析 ................................................................... - 8 - 第二节 加固处理原则 ................................................................. - 10 - 第三节 加固处理方案选择 ......................................................... - 11 - 第四节 加固处理工艺 ................................................................. - 11 - 第二章 多层砖混结构的托承加固 ....................... - 16 -

第一节 砖柱核算及加固设计 ..................................................... - 17 - 第二节 施工要点 ......................................................................... - 18 - 第三章 用预应力粗钢筋加固膨胀土地基中砖混结构房屋的方法- 18 -

第一节 地梁下用钢筋混凝土压入桩进行基础托换 ................. - 20 -

1、 工程概况 ......................................................................... - 20 - 2、 压桩的设置 ..................................................................... - 21 - 3、 地梁承顶压能力复核 ..................................................... - 22 - 4、 接桩 ................................................................................. - 23 - 5、 结语 ................................................................................. - 24 -

第四章 加固改造工程中的压入桩托换技术 ............... - 24 -

第一节 用于房屋增层地基基础加固补强 ................................. - 24 - 第二节 用于桩基础补桩 ............................................................. - 25 -

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第三节 用于商层建筑基坑开挖相邻建筑物及边坡支护 ......... - 26 - 第四节 用于大型设备基础纠偏顶升复位 ................................. - 27 - 第五节 用于加固改造桥墩、桥台 ............................................. - 29 - 第五章 混凝土地下蓄水池上浮破坏扶正加固技术 ......... - 30 -

第一节 破坏情况 ......................................................................... - 31 - 第二节 事故原因分析 ................................................................. - 31 - 第三节 事故的鉴定意见及处理方案 ......................................... - 32 - 第四节 复位方案 ......................................................................... - 33 - 第五节 加固方案 ......................................................................... - 34 - 第六章 预应力技术在回转窑墩基加固工程中的应用 ....... - 35 -

第一节 裂缝原因分析 ................................................................. - 36 - 第二节 加固设计 ......................................................................... - 37 - 第三节 结语 ................................................................................. - 38 - 第七章 用喷射混凝土加固钢筋混凝土框架柱 ............. - 39 -

第一节 加固设计 ......................................................................... - 39 - 第二节 技术措施 ......................................................................... - 40 - 第三节 喷射混凝土强度检验 ..................................................... - 41 - 第八章 断裂及倾斜柱的调整加固 ....................... - 41 -

第一节 临时加固 ......................................................................... - 42 - 第二节 屋盖系统的保护及监测 ................................................. - 42 - 第三节 调整复位 ......................................................................... - 43 - 第四节 加固处理 ......................................................................... - 44 -

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第九章 薄腹梁抗剪力不足的补强加固技术 ............... - 45 -

第一节 薄腹梁按实际强度承载能力计算 ................................. - 45 -

1、 加固方案 ......................................................................... - 46 - 2、 施工步骤 ......................................................................... - 46 - 3、 加固效果 ......................................................................... - 47 -

第十章 支架托板换梁工艺 ............................. - 48 -

第一节 处理方案 ......................................................................... - 48 - 第二节 保证质量的技术措施 ..................................................... - 49 - 第三节 施工注意事项 ................................................................. - 51 - 第十一章 用喷射混凝土修复火灾烧伤的钢筋混凝土建筑物 . - 52 -

第一节 结构烧损情况检验 ......................................................... - 52 - 第二节 结构修复设计 ................................................................. - 53 - 第三节 喷射混凝土施工 ............................................................. - 54 - 第四节 喷射混凝土力学性能检验 ............................................. - 56 - 第五节 对啧射混凝土修复方法的评价 ..................................... - 56 - 第十二章 喷射混凝土加固修复住宅墙体技术 ............. - 57 -

第一节 加固方案的确定 ............................................................. - 57 - 第二节 喷射混凝土施工 ............................................................. - 58 - 第三节 加固效果评价 ................................................................. - 60 - 第十三章 化学灌浆在混凝土补强加固中的应用 ........... - 61 -

第一节 化学灌浆材料的用途及作用 ......................................... - 62 - 第二节 常用于混凝土裂缝粘结的灌浆材料 ............................. - 63 -

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第三节 混凝土裂缝粘结的工艺流程及效果检测方法 ............. - - 第十四章 化学灌浆技术在宝钢热轧厂工程混凝土裂缝处理中的应用 .................................................... - 67 -

第一节 宝钢热轧厂地下工程及混凝土裂缝概况 ..................... - 67 - 第二节 宝钢热轧厂工程施工中采用的灌浆材料及其特征 ..... - 68 - 第三节 工程实例 ......................................................................... - 72 - 第十五章 采用聚合物修补加固混凝土技术 ............... - 73 -

第一节 外部粘铜加固法 ............................................................. - 74 - 第二节 聚合物水泥砂浆嵌填法 ................................................. - 75 - 第三节 聚合物浸渍法--负压常温聚合物浸渍法 ...................... - 76 - 第四节 树脂灌注法 ..................................................................... - 77 - 第五节 修补加固方法评价 ......................................................... - 79 - 第十六章 开裂混凝土梁和节点的快速修复试验研究 ....... - 81 -

第一节 混凝土梁快速修复后性能的试验研究 ......................... - 82 - 第二节 混凝土节点快速修复后反复加载的试验研究 ............. - 85 - 第三节 结语 ................................................................................. - 87 - 第十七章 热电厂除尘器支架梁柱裂缝加固处理 ........... - 87 -

第一节 加固原理 ......................................................................... - 88 - 第二节 加固施工顺序 ................................................................. - 88 - 第三节 框架梁加固 ..................................................................... - - 第十八章 多层厂房结构综合加固技术 ................... - 92 -

第一节 结构加固前状况 ............................................................. - 93 -

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第二节 产生问题的原因 ............................................................. - 93 - 第三节 补强加固措施 ................................................................. - 94 - 第十九章 无粘结预应力钢绞线加固技术的应用 .......... - 101 -

第一节 检测与鉴定概况 ........................................................... - 101 - 第二节 加固方案 ....................................................................... - 103 - 第三节 加固效果 ....................................................................... - 104 - 第四节 9-21-5结语 .................................................................... - 105 - 第二十章 排洪涵管加固工程施工 ...................... - 106 - 第二十一章 现浇整体钢筋混凝土涵管加固设计 .......... - 106 -

第一节 加固施工 ....................................................................... - 107 - 第二十二章 采用体外预应力技术加固原煤贮仓 .......... - 112 -

第一节 贮煤仓结构现状 ........................................................... - 112 - 第二节 预应力施工 ................................................................... - 115 - 第二十三章 建筑物纠倾技术 .......................... - 117 -

第一节 导致建筑物倾斜的原因 ............................................... - 118 - 第二节 建筑物纠倾方法的合理选择 ....................................... - 120 - 第三节 建筑物的允许倾斜值 ................................................... - 121 - 第四节 纠倾工程的技术方案制定 ........................................... - 122 - 第五节 建筑物纠倾新技术 ....................................................... - 124 - 第二十四章 软土地区房屋倾斜纠偏加固方法 ............ - 129 -

第一节 场地地基土概况 ........................................................... - 130 - 第二节 新建标题 ....................................................................... - 131 -

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第三节 纠偏加固方法的实践 ................................................... - 132 - 第二十五章 用掏沙纠倾法处理基础不均匀下沉倾斜房屋 .. - 136 -

第一节 地质及工程概况 ........................................................... - 136 - 第二节 事故原因分析及处理方案的选定 ............................... - 137 - 第三节 纠倾的准备与实施 ....................................................... - 138 - 第二十六章 采用旋喷法处理不均匀沉降住宅楼 .......... - 139 -

第一节 地质情况 ....................................................................... - 140 - 第二节 加固补强设计 ............................................................... - 140 - 第三节 加固施工 ....................................................................... - 142 - 第四节 加固效果检查评价 ....................................................... - 143 - 第二十七章 柳锻厂房柱子下沉倾斜的纠偏方法 .......... - 145 -

第一节 柱基下沉倾斜、锤基下沉的原因 ............................... - 145 - 第二节 处理方法选择 ............................................................... - 146 - 第三节 柱子加固、纠偏、屋架顶升实施方法 ....................... - 147 - 第二十八章 柱基倾斜位移的支顶矫正 .................. - 149 -

第一节 柱基位移倾斜的几种矫正方法 ................................... - 149 - 第二节 原柱基荷载、有关参数及位移矫正反力计算 ........... - 151 - 第三节 支顶柱基矫正复位法 ................................................... - 152 - 第二十九章 保持建筑外形改变旧建筑使用功能的综合技术 - 155 -

第一节 工程概况 ....................................................................... - 155 - 第二节 改造方案 ....................................................................... - 156 - 第三节 改造中的问题及措施 ................................................... - 157 -

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第四节 技术措施的实施 ........................................................... - 158 - 第三十章 商业建筑增建地下室的设计与施工 ............ - 161 -

第一节 现场调查 ....................................................................... - 162 - 第二节 改建方案及改建施工 ................................................... - 162 - 第三节 新旧建筑物差异沉降处理 ........................................... - 1 - 第四节 地下室防水处理 ........................................................... - 1 - 第三十一章 大型玻璃生产厂房改造工程施工技术 ........ - 165 -

第一节 工程改造的施工难度 ................................................... - 165 - 第二节 施工方案优化 ............................................................... - 166 - 第三节 加固工程施工技术措施 ............................................... - 167 - 第四节 拆除工程的施工技术措施 ........................................... - 169 - 第五节 托换技术--大梁的承载 ................................................. - 171 - 第六节 实施效果 ....................................................................... - 172 - 第三十二章 砖混结构房屋整体平移的几项关键技术 ...... - 173 -

第一节 平移总体构思 ............................................................... - 174 - 第二节 基础处理技术 ............................................................... - 174 - 第三节 牵引技术 ....................................................................... - 176 - 第三十三章 旧城改造中的房屋整体平移、旋转工程实例 .. - 178 -

第一节 五层框架结构整体平移技术 ....................................... - 179 - 第二节 三层砖混结构整体旋转62。技术 .............................. - 183 -

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第一章 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。

第一节 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

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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，场地排水不畅，地面水就容易沿墙根或散水边浸入基础，导致建筑物下沉。如山西省翼城县某厂食堂，由于基础四周用冻土块回填，又未分层夯实，就浇筑了散水混凝土。当气温回升，回填的冻土消融，填土下沉，混凝土散水部分出现塌陷、开裂，雨水顺裂缝侵人地基，造成建筑物下沉。 5.由于附近新建水库、排洪沟等原因，造成地下水位上升，使建筑物地基发生湿陷。如陕西某锻造厂的成品库，地面排水条件良好，建筑物内外均无上、下水源，但由于地下水位上升，使地基土中的含水量大大提高，引起了建筑物的严重湿陷。

6.洪水浸淹，多见于山区建筑，由于山洪暴发，浸淹建筑物引起湿陷。如青海某水文地质站，没有规划防洪设施，山洪浸淹了10幢建筑，

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造成严重湿陷。

第二节 加固处理原则

在湿陷性黄土地区造成建筑物下沉的主要原因既然是因“水”渗入基础底部而引起的，因此在进行此类建筑物加固处理时，就应充分考虑这一特点，进行针对性的处理，从根本上解决湿陷的问题，才能确保加固的效果。因此，在进行具体的加固处理时，应遵守以下一些原则： 1.首先要查看建筑物场地的地质勘探报告，了解地基土质情况、原来对地基的处理情况、基础设计情况、施工及使用情况，现场考察及查阅工程档案。

2.弄清建筑物湿陷的主要原因，是上下水道跑水渗漏，还是暖气沟内灌水；是地面水由散水等处浸入基础，还是地下水位上升。只有找到引起发生地基湿陷的原因，才能有针对性地进行处理。

3.当发现建筑物出现过大沉降时，如系管道漏水引起的湿陷，就要及时断绝水源，使地基不继续浸水；如系地面水由暖气沟、散水等处浸入地基，则必须先将这些部位处理好，防止水继续浸入基础。 4.要对建筑物的沉降和裂缝进行观测，以了解湿陷变形的发展情况。经过一段时间的观测，如果建筑物下沉变形已接近稳定或基本稳定，且情况又不严重，只需处理好各种水源渗入基础的可能性，并对建筑物受损部分进行一些必要的修补加固即可。

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5.如地基需要加固处理，则应根据土质情况、建筑物要求、施工条件等因素，选用不同的办法来进行加固处理。

6.在考虑进行湿陷性黄土地区的建筑物加固方案时，应采取技术上合理、加固时可行、安全上可靠、经济上合理的方案。

第三节 加固处理方案选择

加固湿陷性黄土地基的方法很多，目前常用的、行之有效的方法有强劳法、灰土挤密桩、灌注桩、石灰桩、双灰桩、换土法、灰土垫层法、灰土井桩等。但是这些处理方法主要用于未建造建筑物以前进行地基处理。当建筑物建成并投入使用后，以上的这些方法就不一定适用了，必须根据建筑物的具体情况和技术要求来选择最合适的加固处理方法，见表9-1-1。

第四节 加固处理工艺

湿陷性黄土地区建筑物浸水下沉后，地基的加固处理工艺要点分述如下。

9-1-4-1硅化法加固工艺 1.加固方案

应根据不同的加固要求和具体情况，采用不同的硅化加固方法。

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（1）紧靠基底外侧钻垂直灌注孔，依靠压力浆液的扩散作用，硅化基础下周边土体，如图9-l-l。

（2）先在基础外一定距离用硅化法做一围幕，然后再按上述方法加固，如图9-l-2。

（3）以不同的角度在基础底下打斜孔，加固基础下的土体，如图9-l-3。

（4）在基础一侧或两侧挖土坑，分层钻水平孔，灌注浆液，加固基础下的土体，如图9-1-4。

（5）在基础上用风镐直接钻孔眼，直接加固基础下的土体，如图9-1-5。

（6）紧靠基础外侧周围钻孔灌浆液做一围幕，然后用第5种方法加固，如图9-1-6。

（7）紧靠基础外侧周围钻孔灌浆液做一围幕，再钻斜孔至基础底部进行硅化处理，如图9-1-7。

7种硅化加固方案的适用范围及优缺点见表9-1-2。

2.土体加固半径可参考表9-1-3，实际使用时应根据试验确定加固半径。 3.确定孔距

孔距与土的加固半径有关，一般孔距为1.73r；如为两排加固时，排与排间的孔距为1.5r，如图9-1-8。

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4.确定孔深

应根据土质情况和建筑物的使用要求来确定。

5.确定硅化面积根据试验确定土体硅化后的强度及硅、设计要求的地基强度[R]和基底面积F来确定 硅化面积F硅。 6.确定孔数

孔数N与每个孔在基底部分的硅化半径了有关。 每孔硅化面积f孔=3.l4r2（全部在基础下部） 故

7.每孔浆液灌注量 Q=

8.施工工艺要点

分层灌注时，每层灌注深度宜为0.8~1.0m；

灌注压力：起始宜用0.02~0.05MPa，每深1m，压力增加0.02~0.05Mpa； 流量：控制在5~10L/min以内；

一个基础上一次硅化地基的面积，不宜超过基底面积的20%，以防引起湿陷变形；

灌注顺序应先灌上层，由上至下逐层硅化到所需深度；

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灌注时应遵守孔对称、先上后下、错位跳动、先外后里的原则。 9-1-4-2氢氧化钠溶液加固法 1.确定加固半径

加固土体的半径r应通过试验确定，在黄土中一般为0.4~0.8m。 2.确定孔距和孔深

孔距一般为1.73r，孔深应根据建筑物的不同要求而定 3.计算加固土的体积公式 V=πr2h

4.计算溶液需用量公式 Q=πr2hnK1000 5.施工工艺要点

（l）用洛阳铲按孔位成孔；

（2）孔中填粒径为10~20mm碎石，每填200mm用木棒稍加捣实； （3）加温碱液，温度控制为90~95℃；

（4）灌注时可用手摇泵加压，压力控制为0.1~0.2MPa； （5）灌注时要先浓后淡，跳孔灌注。 9-1-4-3灰土桩加固法 确定桩径：

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桩径一般选用200~300mm； 确定桩距和桩深

桩距一般为2.5~3.0d；桩深一般为湿陷性土层的厚度，人工打桩时宜为4~6m，机械打桩时宜为6~10m。 桩孔布置

为了造成一个比较坚实的围幕，一般应在基础周围打2~3排灰土挤密桩，桩基和条形基础的桩孔布置如图9-1-9。 4.施工工艺要点

（l）成孔顺序按隔排跳位法进行

（2）拔管后要逐个检查桩孔有无缩颈现象； （3）桩孔回填前应清孔底并夯实；

（4）三七灰土应配比准确，拌合均匀，含水量适宜；

（5）灰土应分层回填，每层虚铺厚度和夯击次数，应根据夯锤重量和落距通过试验确定。 9-1-4-4石灰桩加固法

确定桩径：用人工或打桩机打入桩管成孔，孔径一般选用270~325mm。 确定桩距和桩深：桩距一般采用2~3d。桩深宜为4~6m，宜达土的天然含水量等于18%~20%时为止。 3.桩孔布置：与灰土桩基本相同。

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4.施工工艺要点

（l）宜采用隔排跳打法；

（2）生石灰块粒径不大于50mm，粉状含量不大于15%； （3）桩孔中充盈系数宜为1.4~1.7；

（4）填充生石灰块时，要用桩管或落锤夯击密实；

（5）桩孔上部至少有lm深度内应用素土封孔，以防开花放炮。

第二章 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

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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。

第一节 砖柱核算及加固设计

原设计为500mm×500mm砖柱。屋面及楼面荷载由各层钢筋混凝土大梁传给砖柱，再由砖柱传给基础。基础顶部N=1254.1kN×1.28=1605.25kN。无筋砌体受压构件承载力为： 砖的强度等级MU7.5，砂浆采用M2.5，f=1.l9MPa。

代入得：1605250>0.802×l.19×375000=3572.5（N），显然不安全，仅为规范要求的22.2%。为此设计采用组合砖柱对原砖柱进行加固，见图9-2-6。组合砖砌体计算如下： 1-l剖面

假定为小偏心受压，即 采用对称配筋 为全截面受压。 混凝土为

按构造配筋，每边配3Φl6。

基础面处，按组合砖砌体轴心受压构件计算：

代入得：1600000<0.888（1.19×500×500+l0×300×500×l.0×1206

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×3l0）=1928168（N）安全

第二节 施工要点

砖柱下基础采用托承加固，以改变旧基础的承载能力。根据现场条件、施工单位装备及技术水平，采用了大直径挖孔桩加深加强地基。桩基施工应采用对称间隔施工，施工时应注意观察基础及上部结构的变化，作好必要的安全措施。承力梁采用顶推法施工，按先两边后中间的顺序逐一进行，施工时先卸荷后施工，即先拆除屋盖及第四层墙体和三、四层阳台，然后再进行基础加固。

组合桩施工前一定要将砖柱清扫干净并凿毛，以提高混凝土与砖柱结合的牢固程度。箍筋通过的灰缝须剔缝，以保证箍筋嵌入灰缝中，然后在砖柱两侧用l:2.5水泥砂浆抹平，抹灰层厚25mm。组合柱中纵向钢筋须穿过钢筋混凝土楼板，要求预先量测好位置，对准钢筋部位凿出过板洞，使钢筋伸过楼板。浇注的混凝土宜采用中砂低流动性混凝土。

第三章 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

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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。

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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。

第一节 地梁下用钢筋混凝土压入桩进行基础托换

采用直接将设置在地圈梁下的钢管桩逐节压入地基的方法进行基础托换，费用很高，在土中（尤其在地下水往复升降区段），由于钢管桩被腐蚀而影响耐久性；且钢管压入桩在封顶时没有进行预压，需待建筑物进一步下沉后，才能参加工作。为克服上述缺点，在某房屋基础托换施工中采用钢筋混凝土桩代替钢管桩，并在封顶时对桩进行预压，使桩立即参加工作扩有效地阻止了基础继续下沉。

1、 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

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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，当它含有一定水分时，上部荷载主要由亚粘土中固体颗粒和孔隙水压力来承担；当天气连续干旱时，地基土失水，孔隙水压力逐渐消失，同时固体颗粒压力逐渐增大，亚粘土被压缩，而粘土的含水量相对稳定，

对地基影响并不明显，因而造成地基不均匀沉降。下雨后，地表水很快渗入亚粘土中，孔隙水压力得到补偿，固体颗粒压力减少，亚粘土出现回弹现象，山墙上裂缝便呈现闭合的趋势。因此，地基土含水量的变化，是造成房屋开裂的主要原因。

该工程基础加固，采用地梁下压入桩进行基础托换，不但可以把上部荷载直接传递到含水量相对稳定的深层土中（≥3.5m），避开大气对土层的影响，同时可减轻原基底压力，减少地基下沉，具有工程量小，费用低，结构性能可靠的特点。

2、 压桩的设置

地梁下钢筋混凝土压人桩的设置根数，主要与单桩承载能力的大小有关。一般单承载力由桩的截面大小、桩长、地基特征值、地梁承顶能力、建筑物自重等诸因素确定。由于地基持力层较浅，承载力较高，预计压入土中的摩擦端承桩不可能很长。考虑到施工简便和经济效益，采用了较小桩的截面（200mm×200mm）和较高的单桩承载能力（200kN）。要求压桩封顶完成后，墙与地梁的空隙用泵压入水泥砂浆

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填充密实，由于操作导坑也用毛石混凝土恢复充填，因此，可使原有地震承载力得到恢复，与压入桩处于共同工作状态。

原有地基的承载能力，可用轻便触探仪测定，不足部分由压入桩承担。每米长地梁下需设置压入桩的根数n可按下式计算： 式中G+P——每米长基础上恒载与活载之和（kN）； [R]——基础底面的地基承载力（kN/m2）； A——每米长基础底面积（m2）； Pj ——压入桩的单桩承载力（kN）。

3、 地梁承顶压能力复核

在地梁下，通过千斤顶进行压桩，其反力直接传给地梁。由于一般民用建筑的地圈梁多按构造配置，其截面及配筋普遍偏小，在压桩过程中，地梁被顶裂时有发生。因此，施工前应对地梁的承顶压能力进行复核。

根据结构状况，地梁可看成具有不间断弹性支座的连续梁，以千斤顶反力作外力，直接作用在弹性地基梁上计算内力，并验算其截面强度。但这种计算过于繁琐，不适于施工现场应用。采用倒梁法简化计算过程，一般施工开挖操作导坑宽度约0.8m，故近似取地梁长1.0m，并假定其上作用均布荷载，根据最大压桩力和千斤顶上钢垫板宽度，可求出地梁内力。当复核地梁截面强度为安全时，便可施工。否则，应

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在地梁下增设钢托梁或钢筋混凝土地梁。一般新增混凝土地梁长1.0m，截面取bh=300mm×250mm，当被加固房屋未设地梁时，在墙下设置这种短地梁，也可以进行压桩作业。

4、 接桩

在压桩过程中，如何逐节将桩连接起来，是基础托换的关键。通常有硬接和软接2种方法。

1.硬接，即采用常规的硫磺胶泥浆锚接法。其头节桩飞中节桩、顶节桩的构造见图9-4-1。

2.软接，即用微膨水泥砂浆错接法，砂浆采用525号普通硅酸盐水泥和中砂，重量配合比为1:1。砂浆中含有水泥重量14%的膨胀剂，膨胀剂中生石灰膏与矾土水泥之比为1:1.1，并适量加入缓凝剂。要求在压桩全过程中，砂浆不凝结。按此配方灌孔砂浆28d的锚固力可达0.9MPa。

软接桩的构造，与硬接桩略有不同，系采用φ70钢管作桦头结合，见图9-4-2。制作时，应将铜管内注满混凝土。接桩时，将下节桩端面用砂浆找平，灌入下节桩预留孔的砂浆比空隙体积多3%，对孔安装后，轻轻转动上节桩，使砂浆充满缝隙。

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5、 结语

该工程地梁下用钢筋混凝土压入桩进行基础托换，按上述设计，方法，只需压人8根桩，共计38m长，现已投入使用两年多，经复查该房屋基础不均匀下沉已得到控制，原砖墙裂缝修补后闭合完好，未发现异常现象，说明加固方案是成功的。

第四章 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。

第一节 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

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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。

第二节 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。

包头市中学教学楼为4层（中间局部5层）砖混结构楼房，建筑

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面积4000m2，1986年冬开始施工，1987年建成使用。因地基土有湿陷性，设计了钻孔灌注桩基础，桩长5~6m，要求桩端落在非湿陷的中粗砂层上。由于桩成孔时残留土未妥善处理及施工、使用中管道漏水，造成基础不均匀沉陷，墙体多处发生裂缝，部分门窗变形，玻璃被压碎，无法进行正常教学。

对此采用压入桩托换基础加固方案，在原钻孔灌注桩承台梁底下压入126根5~6m、200mm×200mm的钢筋混凝土预制桩，恢复了教学楼的使用功能。托换加固利用学校暑假，工期仅60d，资金12.8万元。 施工程序及压桩方法与上述增层基础补强基本相似。但由于使用混凝土预制桩，增加了桩的预制和接桩工序，设计桩的制做配筋图。每根托换桩的最下一节预制长度l.5m，下端预制成60。角。中间各节长度为0.4~0.6m，以预埋铁件焊接和预留孔预留插筋相装配，端面抹高标号水泥浆接桩。

第三节 用于商层建筑基坑开挖相邻建筑物及边坡支护

随着高层建筑的崛起，深基坑开挖时相邻建筑物的稳定与边坡支护成了重要的科研课题，特别是地下水位线以下开挖，降水漏斗范围的旧建筑物更容易开裂破坏。基坑开挖前将相邻建筑物可能受到影响的基础部位，根据荷载的大小布桩托换，把荷载通过压入桩传递到新基础下一定锚固深度的持力土层上，这是一种简单省钱的处理方法。

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建设银行内蒙古分行新建办公大楼，地上14层，高61.5m，框架剪力墙结构，箱形基础，地下室埋深5.35m，建成后与旧6层办公楼连成一体。旧楼为混凝土交梁基础，埋深仅2m，新旧楼基础不仅没有距离，且新基础底面低于旧基础底面3m多，新基础大放脚还要深入旧基础边线内0.5m。经方案比较决定采用压入桩基础托换方案。 在靠近新楼的旧建筑物山墙和纵横墙基础底下压了60根219×7底开口无缝钢管桩（图9-5-4）。因为旧基础底面下1.5~2.0m粘性土以下就是粗砾砂层，为保证桩的压入长度和足够的单桩承载力，施工压开口钢管，用短钻杆带小勺钻头伸入桩管内掏土掏砂，用边压入钢管边掏砂的办法将钢管桩压入新基础下3~4m锚固深度。每根压入桩的最后压入阻力均超过设计单桩承载力的2倍，满足结构安全要求。费用仅6万元，20余天就完成了任务，完工后使用多年新旧楼均无不均匀沉降痕迹。

第四节 用于大型设备基础纠偏顶升复位

大型设备基础发生下沉和倾斜，一般都由地基土不均匀沉降所致。在地基基础施工中，往往注意墙桩基础而忽视设备基础。当设备下地基土中有淤泥泥炭透镜体、湿陷土、松填土、空洞未发现或发现后未认真处理，基础易发生过大的沉降和倾斜。特别是机械设备投入运转后，地基土受振压密或管道漏水.浸泡湿陷，更容易造成设备基础下沉破坏。处理时如果采用拆-除重新加固地基再做基础的作法花费太大。

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使用压入桩技术进行托换顶升纠偏加固的方法是，在设备基础底下用千斤顶把预制的涂有防锈漆的钢管桩或混凝土桩逐根压到软弱层下硬持力土层，将设备荷载及基础自重传递下去，靠桩的附加支撑把下沉倾斜的设备基础顶升扶正。

托换桩可在基础下沉多的一侧多布置，在下沉少的地方少布置，以调节各部分地基承载不均衡情况，消除或减少差异沉降。如果基础和设备荷载过大，还可利用多台大千斤顶配合托换顶升。

丰镇电厂是国家“七五”，和“八五”，期间重点能源建设项目，翻车机室和牵车平台建于1988年，基础落在填方整平的地面上。采用机械开挖推平碾压，最大开挖深度12m，机房及设备基础全部落在厚薄不均未碾压密实的填土上。施工时发现翻车机房东西附跨下沉。施工单位采用人工挖孔灌注桩加抬梁的办法处理，因桩短未进入原土层，反而增加了负担。建筑物落成，设备安装未投入运行时又遇管道漏水，东西附跨与主机房之间被拉裂，附跨发生倾斜；平台及基础下沉，中间向下挠曲，一个角基础向下倾斜，最大沉降量达20cm。 经工程处理投标，选用压入桩托换顶升加固方案，使用219×7无缝钢管作桩，压人319根，最大压桩深度13m，桩端进入坚硬粘性土层，压桩力达230~250kN。

为保证设备正常运行，在托换的基础上，对基础倾斜和挠曲进行顶升纠偏。方法是先逐根压桩至深度和压桩力均满足要求后，不撤千斤顶，在基础下沉大的部位加多台500kN~2000kN千斤顶（垫枕木或钢板）

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辅助托换桩上的千斤顶反复顶升，宣至基础偏差调整到满足设计要求，再从基础下交错撤出千斤顶，塞钢管短节垫钢板块，旋紧防回弹大螺栓，支模浇C20混凝土，把托换桩和基础紧固成一体。

第五节 用于加固改造桥墩、桥台

桥梁建造后若干年，由于无法满足日益增长的交通流量、桥面荷载、抗震及防洪要求，或由于某些原因桥墩桥台下沉开裂破坏，需改造维修加固。其中基础工程部分成为设计施工中不好解决的难题。使用压入桩托换或桩墩综合托换技术可做到既保证桥的结构安全，又不中断交通。

具体作法是先把桥墩桥台逐个托换加固，或先压桩托换，后筑混凝土墩，换掉腐蚀的桥墩桥台或腐蚀部分，扩大桥墩桥台支承面积或加大基础埋深，降低桥下河底标高，增加桥下过水断面。

包头市红星桥位于包头市东河区，钢筋混凝土结构，建于60年代，是市区街道过河桥。为增加暴雨过后的泄流量，红星桥上下游河底均需加深加宽。

改造前的红星桥，泄洪过水断面不够，必须按照防洪规划设计要求，将河底加深。新设计河底标高比原河底低1m，离原基础底仅0.67m（图9-5-2），危及桥的稳定和结构安全。

采用压入桩技术，在桥墩桥台底下压桩托换，加深桥墩桥台基础。为

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保证安全，不中断路面交通，采用半幅封闭施工、半幅车辆人流通行交替作业方案。先将半幅施工的桥面下的桥墩桥台分割成条块，间跳式开挖、压桩托换、支模、浇注混凝土。完成半幅施工之后开放，让车辆人流通行，再将令半幅桥封闭，用同样的方法施工，最后加固整修桥面和栏杆，完成改造加固任务。至今基础、桥墩、桥台及桥面结构完好。

目前压入托换技术，已从小规模房屋局部排险托换加固，发展到大口径钢管桩、大吨位千斤顶整个房屋、大型设备基础补救性和预防性托换加固。用桩数量由几根到二、三百根。桩用材料为为几十吨钢管、上百立方米的混凝土。在托换桩顶升螺栓或桩侧加小千斤顶，避免了托换压桩撤出千斤顶后桩产生的回弹。

应用“土塞作用”，大工程和遇上难压入的砂层，可开口压入钢管或边压入钢管，边从管内掏土，然后向管内灌注混凝土成桩。增加桩的压入长度，解决压入桩通硬层或硬夹层不易进尺的矛盾。

第五章 混凝土地下蓄水池上浮破坏扶正加固

技术

合肥市某研究所新建600m3圆形混凝土地下蓄水池，由于主体工程完工后管理不善，池顶未能及时覆土，加之连将大雨，现场排水措施不当，水池西侧长时间受水浸泡后造成水池自西向东倾斜上浮。倾斜后

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的最大差达595m2.

水池上浮后，经与设计单位研究决定，先将池内注水250 m2以阻止水池继续上浮，但由于复位工作未及时进行等原因，导致水池各部位破坏（图9-6-1、9-6-2）。

第一节 破坏情况

整个池底呈锅底状破坏，锅底状最深处下陷180mm；池底板距离池壁450mm左右的环向裂缝已基本贯通，裂缝宽度最大达7mm；池底板中间亦有纵横方向的裂缝，地下水由裂缝涌向池内。

池内有纵横各3排共9根混凝土柱，经检测，由于底板上浮使柱子出现不同方向的拉、压破坏，底板呈锅底状后中间下沉，使柱与基础交接面及柱与柱帽交接处的混凝土拉裂破坏。.

池顶盖的裂缝位置和破坏状况与底板大致相似，但损伤程度较底板轻，环形裂缝最大宽度5mm，裂缝深度未发展到板底。

距底板780mm高度范围内池内壁出现轻微的环向裂纹，其余部位未发现破坏迹象。

第二节 事故原因分析

施工周期长，特别是垫层混凝土施工完毕后.底板与池壁未及时施工，

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两者施工间隔长达10个月，使底板与垫层结合的整体作用受到影响。 雨汛期间现场排水措施不当，且由于管道安装时，将西侧进水管位置土方开挖后未能及时回填。土建主体完工后曾在池内注入800mm深的水进行养护及压重，而管道安装时将池内水排干，安装完毕后又未能重新加人，设计池顶300mm厚覆土也未能及时施工，减小了水池的抗浮能力。

各施工及协作单位之间未能密切配合，水池在没有复位的状态下，一次性注水量超载，导致事故发生。

第三节 事故的鉴定意见及处理方案

水池底板呈锅底状破坏，其裂缝宽度已超过了规范要求，复位中板底泥浆从裂缝中冒出，可认为底板钢筋和混凝土已不能共同工作，底板与池壁的连接已失去作用。因此，底板经处理后只能作为垫层使用。经挖开检测后确认，垫层厚度和强度均满足设计要求，也未发生上浮。底板上浮后泥浆的流入只导致底板与垫层的脱离，垫层仍可使用。 柱裂缝可认为是由于水池复位时底板和顶板的破坏，导致柱承受偏压荷载的影响而拉压破坏，其裂缝宽度已超过规范允许值，钢筋受力已达到极限状态，但考虑到每根柱承受的荷载较小，可采取“加筋外包”法加固。

顶板的裂缝亦超过规范允许值，但其位置对顶板的整体破坏影响不

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大，考虑到上部荷载较小，故采取柱顶上部加钢筋混凝土板带的方法，以尽量减小顶板上部荷载及满足防水要求为原则进行处理（图9-6-3）。

池壁内侧除有1道环向裂缝处，其他基本完好，轻微裂纹仍在允许范围内，钢筋还处在弹性阶段，混凝土和钢筋仍能共同工作，因此池壁保留，在裂缝位置做适当封闭即可。

根据现场实地检测与鉴定，对第一手资料进行分析及验算，为缩短修复工期和减少费用，确定除底板重新施工外，其他采取复位及加固的方案进行处理。

第四节 复位方案

水池复位：池底呈锅底状破坏后，池底漏水严重，加水施压已不能对池体复位起作用。待池底板与垫层之间的淤泥和流砂排除后，只能靠水池自重和外部加压的方法进行复位。复位时将水池周围的回填土方自西向东对称分层挖开，并在池体西侧距池壁3.0m远处挖一积水井，以利于开挖后池壁周围泥浆水的排出。为避免水池东侧穿过池壁的4根出水管对池壁复位的影响，复位前将管道切断。

由于水池己倾斜，为防止回填土同时开挖会导致池体产生由西向东的滑移变形，决定东侧1/3圆弧长度内的填土暂不挖除，以保证对池壁的侧压力。待池壁外侧回填土开挖后，检查底板与垫层脱离的高度和

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泥浆涌入的情况，然后对称地将泥砂仔细清除。采用侧面掏土与底板钻孔相结合的方法，即靠外侧的泥砂用人工掏除，其余部位在底板上按顺序钻孔后（孔按梅花形布置，间距1500mm，该孔兼作底板压力灌浆用），采用高压水泵压水冲洗。经5d时间的清洗及池顶加压，底板已基本复位（残余高差为45mm），复位效果较理想。

第五节 加固方案

1.底板施工：底板复位稳定后，从底板钻孔处进行压力灌浆，采用水泥砂浆和纯水泥浆，使用425号普通水泥。施工按逐渐加密的方法进行，分2次施工，间隔时间不少于48h，反复进行至板底孔隙被压实为止，并在底板钻孔处预埋Φ16垂直插筋，以加强新旧底板之间的结合。

底板所有裂缝均凿V形槽，清刷干净后用膨胀砂浆进行封闭处理，然后将底板找平，找平后的原底板作为新底板的垫层使用。

新底板的设计厚度为200mm，混凝土强度等级比原设计提高1级（C23、S6防水混凝土）。

2.池壁加固：池壁采用加钢筋混凝土内套的方法处理，其厚度为l00mm，高度为底板以上1600mm，上口做300mm高斜坡。内套混凝土须与底板混凝土一次连续浇注。

3.柱子加固：柱子采用加钢筋混凝土外套的方法补强。外套厚度为

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100mm，纵向钢筋为4Φ12，下端锚入原基础混凝土内，上端穿过原顶板并做弯钩错固于新增板带内。

4.顶板加固：考虑到上部荷载不大，顶板的损坏程度较底板轻，处理时有针对性地在裂纹部位增加混凝土板带。靠近柱列和池壁的裂缝，板带加宽到池壁外边缘和柱帽上，以利于顶板受力和防水处理（图9-6-3）。

第六章 预应力技术在回转窑墩基加固工程中

的应用

贵州省某水泥厂回转窑为长100.94m、直径3m的筒体，由4个窑墩基础支承，筒体安装坡度为4%。转窑投产运行仅3个月，厂方便发现2号墩基在距墩顶下2.5m处，有1条最大缝宽达3.2mm的水平裂缝（图9-7-1），此裂缝与窑筒体坡度方向恰相反。由于墩基摇动幅度越来越大，故被迫停产。

2号墩基的建筑场地位于岩溶洼地中部，地势平坦，地表水排泄不畅，雨季时局部有积水，其地质状况自上而下为：（1）人工填土，为黄褐色粘土含少量砖屑和碎石，结构松散，厚0.7m；（2）第四系残积土层，为黄褐色粘土，可塑或软塑状，厚7.6~8.4m，fk=110kPa；（3）三叠系中统关岭组岩石强风化带，厚1.0~1.4m，泥质白云岩破碎疏松，呈粉砂或碎块状，黄灰色，fk =300kPa；（4）岩石中风化带，泥

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质白云岩较坚硬完整，有风化褪色现象，fk =1500kPa。

为控制墩基沉降，设计以岩石中风化带作持力层。2号窑墩由4根桩身直径为1.3m、扩底直径为2.0m的人工挖孔灌注桩支承，要求桩嵌入泥质白云岩中风化带不小于0.5m。

据资料显示，桩下部在灌注混凝土时，投放了约20%的毛石，使设计C18的混凝土变成了毛石混凝土。并在毛石抛入过程中，打坏了固定桩竖筋用的三角加强箍筋，造成有的竖筋环向间距偏移84~116mm，设计单位曾在桩顶使用5Φ25钢筋与各桩伸出的竖筋作过焊接连接处理。墩基施工时，混凝土又未能连续浇注，两次混凝土浇灌间隔时间达2个月之久，在距墩顶2.5m处留下了施工缝。

第一节 裂缝原因分析

转窑简体通过托轮对2号墩基作用的竖向力为1900kN，水平推力为380kN，设计动力系数取值为1.2。墩基裂缝开展与筒体坡度方向相反的原因成为分析时争议的焦点。

原设计2号窑墩在转窑及墩基自重作用下总的竖向力为6.0×103kN，由水平推力作用在墩基底面及合力偏心引起的弯矩值为3.94×103kN·m，用它们来复核桩身及桩扩底后地基土对端承桩的承载能力，设计均能满足使用要求。考虑到桩下部混凝土放有部分毛石，使混凝土强度等级降低，采用C13来验核桩身，仍留有足够的安全储量。因

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此，原设计及加部分毛石于桩下部混凝中致使窑墩产生裂缝的可能性应予排除。

从施工资料了解到，墩基下桩深虽达10m，但在第四系土层挖孔成型较好，施工中又是按先做100~150mm厚混凝土护壁，后灌注混凝土桩的工序施工的，从未发生过垮塌，因此存在断桩的可能性极小。如果墩基裂缝是由桩的施工质量使桩沉降引起，则转窑筒体以1.35r/min的速度运行时，由于筒体有一定的挠曲，会造成筒体与托轮的间隙的大小随筒体的运转不断变化，墩基侧面会因此每隔0.74min被反复拉开又被反复压紧，位于露天的窑墩，遇雨地表水渗入会引起地基上逐渐软化成泥浆，通过墩基与基土之间的缝隙不断被挤出，在基础与地坪两侧就会出现泥浆。而现场观察未见此种痕迹，也无墩基斜倾、下陷等现象发生。因此亦可排除因沉降诱发窑墩产生裂缝的可能。 根据计算，2号窑墩在裂缝截面处最大压应力为82.5kPa，最大拉应力为26.5kPa；在上下模板交界处恰为施工缝位置。由于距窑墩顶2.5m处的施工缝界面，未经适当的技术处理，上下混凝土结合差，抗拉强度很低，在窑体往上窜的水平推力作用下，就会发生与转窑筒体坡度方向相反的窑墩水平裂缝。

第二节 加固设计

因对原墩基竖向配筋不明，且混凝土己产生较宽的裂缝，故本工程加固不宜在计算中考虑原墩基竖向钢筋的作用。加固计算按《混凝土结

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构设计规范》（GBJ10--）中预应力混凝土结构有关计算公式进行，主要验算墩基正截面承载力及抗裂。在计算预应力损失时，因本加固预应力筋上端锚固与原墩基顶部钢筋用焊接连接，下端锚固在墩基底部扩展基础中（图9-7-2），无张拉端锚具变形和钢筋内缩问题，但考虑到原墩基有较宽的水平裂缝，虽用环氧树脂浆液注入填满，但两个裂开的块体会有一定的预压变形，其值取α=lmm计算。对构件抗裂验算，要求加固后的墩基在使用阶段，混凝土受拉边缘处不应出现裂缝，并仅验算原墩基已产生水平裂缝的最薄弱处，其截面只用加固后新增的外包矩形环截面，换算成工字形偏心受压构件来计算。

第三节 结语

用折线法预应力加固水泥回转窑墩产生的水平裂缝，其结构受力状况比常规加大截面法更合理经济，施工也简单有效。窑墩仅经15d抢救即投产运行，比预计提前一半时间，仅计算水泥熟料产值便可增加120万元，经济效果十分显著。转窑运行2年后复查，墩基无裂缝等异常现象产生，说明加固方案正确。

原墩基顶以下2.5m水平裂缝处，经计算混凝土边缘受拉应力并不大，如施工时混凝土能连续浇注，不留施工缝，一般不会造成事故，应引以为戒。

墩基产生的水平裂缝方向与转窑简体坡度方向相反，是一次少见的事故实例，认识它对事故产生原因及设计加固方案正确与否起关键的作

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用。从事故处理中得到的启示是建筑物鉴定工作者不但须具备设计与施工经验，还须熟知生产工艺流程，才不致失误。

第七章 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45m2。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。

第一节 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

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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。

第二节 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。

钻凿楼板孔时，应尽可能减小对楼板的破坏，孔洞尽量靠近柱边缘。 凿除柱混凝土保护层应避免对其内部受力筋及箍筋的破坏。 新增设的受力筋穿过上下层楼板后应与上下层柱端部的受力筋焊接锚固，其锚固长度不小于30cm。

对I、Ⅱ类柱中新增设受力筋（其中的1根受力筋）穿过楼板至梁底时，此筋不必穿过梁可直接焊在原柱顶部相对应的受力筋上，其焊接长度不小于20cm。

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第三节 喷射混凝土强度检验

按国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GBJ86—85）规定进行喷射混凝土强度检验。即在施工现场将混凝土喷在预先做好的40cm×40cm×10cm的模板内，其原材料配合比及工艺条件均与施工现场相同，试件经自然养护后割成10cm×l0cm×10cm立方体试块，用标准方法测定其抗压强度。

通过试验可看出，喷射混凝土早期强度增长较快，其14d的抗压强度已达到28d设计强度的95%以上。由于喷射混凝土早期强度增长快，其工艺又具有快速、高效、机动、灵活等特点，对于裂损建（构）筑物补强加固是一种较为理想的施工工艺。

第八章 断裂及倾斜柱的调整加固

太原钢铁公司二钢厂钢渣场找桥，跨度25m，柱距9m。钢筋混凝土工字柱下半部外包300mm厚混凝土。在长期使用过程中，发现一些柱子向外倾斜，其中A列⑥、⑦、⑧轴线柱子倾斜严重，最大值达218mm（图9-10-1）。

现场调查发现，柱子根部外包的混凝土及工字柱本体的混凝土都有明显裂缝，局部已经脱落。将混凝土表面松散部分凿掉以后，可清楚地看到钢筋锈蚀严重。仔细观察还可看出钢筋向外侧弯曲。由此认为柱子向外侧倾斜主要是由于根部断裂造成的，基础的偏沉不是主要原

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因。

为避免影响生产，需利用该厂每年一次的停产检修时间完成断裂柱的调整加固工作。

第一节 临时加固

由于柱子已经在根部断裂，随时都有倒塌的危险。因此，要求天车远离已经断裂的柱子，减少来自各方面的振动。另外，于断裂柱四周挖土彻底暴露断裂部位的工作开始前，在柱头上绑扎缆风绳，拉至四个方向固定。然后再处理断裂部位的松散混凝土，为下一步工作创造条件。

在断裂部位松散混凝土全部凿除的同时，于柱子四个角支顶钢短柱，钢短柱的支顶作业先从一个角开始。即凿掉一个角的外包混凝土后，立即支顶一根钢短柱，并且打紧模子。柱子的四个角支顶依次完成。用钢短柱代替混凝土承受上部柱子传下的压力，同时也使整个调整、加固工作能在比较安全的情况下进行（图9-10-2）。

第二节 屋盖系统的保护及监测

这次调整的钱桥柱，⑧轴线有屋盖系统。在调整过程中，我们采取了保护、监测措施，

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从而保证了屋盖系统不被破坏，同时也减少了屋盖系统对柱子调整的阻力。具体措施如下：

1.将支承屋架的钢短柱底脚与钢筋混凝土柱头连接的螺栓松开，以减少对钢筋混凝土柱子调整时的约束。

2.在屋架下弦，没有水平支撑的节点与⑨轴线屋架下弦的对应节点之间，用木脚手杆连成一体，以防止调整时屋架受压，造成平面外失稳。 3.在屋架与钢柱的连接点，向外侧拉一道钢丝绳（图9-10-3），以减少对屋架的水平压力。.

4.柱子调整期间，对屋架的主要受力杆件进行应力测试。

第三节 调整复位

调整复位时，在向外倾斜的柱头上施加一个向内侧的拉力使倾斜柱复位。具体作法是：

调整前将吊车梁、轨道等与柱子的连接点全部割开，减少其对柱子的约束。为防止调整过程中发生意外，梁与梁之间及走道板等又做了一些临时性的柔性连接。

在柱子上部绑扎钢丝绳，与滑轮组相连，绳头连至倒链，拉至对面柱子根部（图9-l0-4）。

用人工拉倒链，拉力通过滑轮组传给倾斜的柱子，从而使柱子复位。 在施加拉力的同时，根据柱子复位过程中的具体情况，松动固定在柱

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子内侧的2个短钢柱模子，打紧外侧2个短钢柱模子。

将工字形柱外翼缘上的6Φ16钢筋，在柱子混凝土松散、钢筋稍有弯曲部位割断，以减小复位时的拉力。

在给柱子施加拉力的过程中，用经纬仪观测柱复位的情况。 倾斜柱复位之后，立即打紧4个钢短柱的模子，并将其与垫板焊在一起，然后撤去拉力。

第四节 加固处理

由于渣场生产条件极差，经常有大量高温钢渣堆积在柱子旁边，甚至包裹柱子。推土机清渣时，推着钢渣冲击柱子的现象也时有发生。为保证柱子不再断裂，我们采用加大柱子截面的方法进行加固，从基础第二步大放脚到断裂部位2m以上范围内外包钢筋混凝土。 1.将柱子基础及柱子表面（断裂部位以上2m范围内）凿毛并清理干净，凿掉松动混凝土。

2.在柱基础第二步大放脚四周，用环氧砂浆粘结竖向钢筋，内外两侧按大于原柱受力筋配置，其余两侧配Φ22@250构造筋和￠10@200箍筋。钢筋保护厚度比正常情况大，按100mm考虑。

3.用18mm厚钢板代替模板，钢板内侧焊一定数量的锚爪，混凝土浇灌后不拆除模板，以保护混凝土柱表面不致因钢渣冲击而破坏。. 4.混凝土浇灌后，拆掉四周缆风绳，调整吊车梁、轨道等。

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在整个柱子调整过程中，屋面系统未发生任何破坏，屋架受力杆件增加的附加应力最大值为200N/cm2。经过调整的柱子，在混凝土浇灌后3d开始承受吊车荷载，至今未发现异常情况。

实践证明，钢渣场战桥柱调整加固施工方法简单，周期短，并且能满足柱子的强度和刚度要求，适用于相同类型厂房柱子的加固。

第九章 薄腹梁抗剪力不足的补强加固技术

哈尔滨市某研究所新建机加工车间的跨度为15m，施工时选用国标G353（六）SL15-3Ca薄腹梁，混凝土设计强度等级为C30，现场需预制薄腹梁7根。由于施工时水灰比控制不准，造成混凝土实际强度偏低。经采用回弹法、拔出法及试块试压试验，测得混凝土实际强度在C19~C30之间，均未达到设计强度等级。7根薄腹梁混凝土强度评定结果分别为29.7、25.3、23.9、25.0、22.2、20.0和19.3（MPa）。

第一节 薄腹梁按实际强度承载能力计算

根据对混凝土实际强度的检测结果，对7根梁的抗弯和抗剪强度进行了复核。考虑个别测点混凝土的强度等级较低，取C15混凝土。计算分析表明，梁正截面抗弯承载力能满足要求，而在梁变截面距支座1.85~2.85m处抗剪承载力不满足要求。故应对梁进行78加固。主要

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计算结果见表9-11-1。

1、 加固方案

加固方案是用C20细石混凝土将抗剪力不足部位的梁腹混凝土加厚（加固后梁腹厚度同下翼缘尺寸），以提高梁的抗剪能力。通过抗剪载能力计算得知，加固后梁混凝土能满足抗剪要求。为使新旧混凝土结合良好，要求将端梁腹加固部位混凝土表面凿毛，清洗干净，充分湿润，混凝土振捣密实。同时为进一步保证新旧混凝土共同工作，在构造上采取了相应措施。即在梁腹两侧各用3根-80×8竖向板带同上、下翼缘连接，2根横向板带同竖向板带连接，￠8钢筋网同横、竖板带连接，组成新浇混凝土钢骨架，并用6根￠10钢筋锚件穿透梁腹与梁两侧对应的竖板带焊接，以约束新浇混凝土侧向变形（图9-11-1）。

2、 施工步骤

根据坚板带位置，弹出梁上弦钻孔及下弦凿除保护层中心线。查阅薄腹梁施工图后避开上弦钢筋确定钻孔位置，然后用22mm钻头钻孔。如遇钢筋，适当调整钻孔位置。下弦凿除保护层一律用手锤、小钢钎轻凿，剥露的钢筋用钢刷将混凝土碎渣、铁锈清除。根据上弦已钻孔位及下弦焊接板带位置，确定梁腹锚固筋位置并钻孔。

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梁腹凿毛。在所有新旧混凝土胶结部位，手握钢钎将混凝土表皮轻轻凿出麻面。不允许使用手锤、大锤，以免破坏梁腹内部结构。 焊接钢骨架。根据设计要求，所有焊接缝的长度、高度满足焊缝构造要求即可。但应特别注意的是，板带与下弦主筋焊接时，主筋不允许出现咬肉现象，造成主筋截面损伤。故应派一名技术较高的电焊工焊接钢骨架。

清洗、湿润混凝土粱。对凿毛的梁面清洗干净，并连续浇水，充分湿润，以保证新、旧混凝土结合良好。

支模、浇注混凝土。支模前，在新旧混凝土胶接面刷一遍107胶水泥素装，以增强新旧混凝土粘结力；支模时应防止胀模，以免影响梁的外观；随后浇注掺复合早强剂的细石混凝土。采用竹片、钢筋人工振捣混凝土，并用木锤敲击模板，以振实混凝土。上翼缘下面局部不便浇注混凝土，可用1:2水泥砂浆压牢、抹实，12h后即可拆模，用草袋覆盖，浇水养护7d。

3、 加固效果

经对薄复合梁满负荷试验，观测裂缝、挠度均未见异常，效果极佳，并通过质量监督部门验收，交付使用以来无异常现象。

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第十章 支架托板换梁工艺

某中学教学楼为3层砖混结构，建筑面积2940m2，教室及办公室均为6m预制进深梁和空心板构成的楼地面、屋面；局部实验室为现浇楼板梁。该工程交付使用2年多后大部分预制梁在距端部600mm左右出现大小、条数不等的裂纹且有逐渐发展的趋势，经检测部门鉴定属危险构件，且部分梁混凝土强度达不到设计要求，需进行处理。

第一节 处理方案

9-12-1-1方案确定

根据进深梁裂缝程度和混凝土质量情况，初步确定2个处理方案： 采用钢桁架结构。加固工期短，但造价高，需专用设备，且材料不易解决。

采用支架托板换梁。虽工期较长，但造价低，材料易于解决。 经施工安全、人工费使用、设备投入等条件对比后，选择支架托板换梁方案?该方案为硬架（钢或木架）托板，并采用现浇钢筋混凝土梁硬架支模的逆作施工完成换梁全部过程。 9-12-1-2工艺流程

在适当部位设支架（硬架）将梁两侧预制空心板托住（见图9-12-1）→将梁上地面面层用无齿锯沿梁宽整齐切开掀掉，清理至楼板上表面

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→楼板上按放出的线间隔截凿楼板，作换梁时混凝土的浇灌孔→废凿钢筋混凝土梁→清（整）理钢筋→支设梁模板→浇灌混凝土，养护→拆模，装修，恢复地面。

第二节 保证质量的技术措施

l.支（硬）架托板与恢复梁模支撑系统互不干扰，目的是在拆凿与恢复梁的过程中，减少相互干扰而产生的弊病。如：支（硬）架时变形造成楼板的水平位移变形或塌陷，对恢复梁尺寸有影响，所以对托板支架要保证其整体刚度，支架立柱大小及间距应根据材质情况计算确定，梁模板支撑系统自成体系，立柱的大小间距亦应计算确定，支设方法见图9-12-2。

本地区模板支承多采用方木或圆径木，故支承单根承载力的计算如下：

1）托楼板的支承按木构件稳定计算： 式中N——轴向压力设计值（N）；

fc ——木材顺纹抗压强度设计值（N/mm2）； Ao——受压构件截面的计算面积（mm2）； ￠——轴心受压构件稳定系数。 2）梁模板支承按木构件受压强度计算 式中N——轴向压力设计值（N）；

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fc ——木材顺纹抗压强度设计值（N/mm2）； An——受压构件的净截面面积（mm2）；

计算支架时的荷载设计值N，应采用荷载标准值乘以相应的荷载分配系数（《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204一92附表1.3规定）。

（2）支撑间距的确定：在根据式（9-12-1）、（9-12-2）计算的单根支撑允许的情况下，应考虑施工安全，在计算确定的支撑之间均应加设一根支撑，以防某一支撑松脱，造成楼板变形或塌落而影响恢复梁的断面。

2.支架立撑上下均设通长30mm厚木板，沿梁平行铺设，以将立撑造成的集中荷载变均布荷载传开，立撑沿梁的位置距埋梁处的板端不宜过大，以免钢筋混凝土梁拆除后空心板的悬挑部分在施工荷载作用下折断，支点的位置在300~500mm之间，以不影响恢复梁所支设模板需要的工作面为宜。

3.楼板的断凿。为保证空心板水平不位移，空心板间隔破坏，宽度为80~100mm，以能灌入混凝土和振捣棒插入为宜。.

4.拆凿板及梁混凝土前，在该梁下几层的同部位设支架，将施工荷载传至首层地面。拆除混凝土梁时，施工人员应站在图9-12-1中所示的1、2板架上，不得站在空心板的悬挑处（3处）施工。 5.恢复钢筋混凝土梁。混凝土梁断面原设计为矩形，空心板的锚固长度为10cm，凿板后部分板的锚固长度不足，达不到规范要求。为此

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将梁断面改为T形，所改的T形梁是在原设计断面的基础上增加挑出部分（见图9-12-3），以弥补空心板锚固不足。由此增大了梁模板支设难度，在设托板支架时应考虑梁模板支设时需用操作面。

第三节 施工注意事项

施工过程中的安全工作极为重要，应设专人负责，要随时注意支架的稳定，检查支撑有无松脱情况并及时处理。拆凿混凝土梁时应从梁的底侧面开始（图9-12-4），逐段逐步进行。操作人员应在待拆凿梁的同侧工作，严禁梁的两侧同时拆凿施工，以免相互伤人发生安全事故。 托板支架的支撑要适当，每根梁上板的支托力度由一人掌握，以免松紧程度不同。支撑底部使用硬木对拔楔控制支撑松紧程度，各支撑间均设拉结及剪刀撑，使支架有足够的刚度和稳定性。

为保证新浇混凝土与板底处缝隙的密实，混凝土工作度宜选5~7cm，并且充分振捣，混凝土浇灌前应先堵塞板孔。

混凝土浇至楼面标高下0.02m处，上作2cm与地面同质材料的面层。 断凿空心板时，应注意敷设在板孔内的各种线路，以免随意破坏后难以恢复或造成伤亡事故。应用托板换梁工艺，对近30根钢筋混凝土梁进行拆换处理，经济安全，经测算比用钢桁架加固节省资金1.74万元，节省费用29%，并能满足使用及结构性能要求。

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第十一章 用喷射混凝土修复火灾烧伤的钢筋

混凝土建筑物

北京紫薇宾馆系钢筋混凝土框架剪力墙结构，中部大厅13层，两侧客房11层，其中地下部分1层，总建筑面积约9000m2。

该工程施工至11层顶板时发生火灾，致使正在施工的第11层全部和第10层大部梁、柱、墙、楼板严重烧损。

事故发生后，有关单位对火灾区的结构进行了大量测试和检验工作提出出烧损鉴定及修复设计报告。修复设计建议采用喷射混凝土对烧损结构进行补强加固处理。

修复工作用时7d，共完成补强加固工程量约1000m2。经有关单位验收，各项指标均满足加固设计要求，混凝土抗压强度达50MPa以上（设计要求30MPa），加固后梁、墙、柱外观较规则平整，取得了良好的效果。实践证明，采用喷射混凝土修复因各种原因造成的混凝土结构烧损是一项经济合理、行之有效的方法。

第一节 结构烧损情况检验

火灾受害区结构烧损情况检验主要包括以下内容： 1.受害结构的外观检查， 2.结构内钢筋材质检验；

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3.混凝土抗压强度检验；

4.受害结构混凝土碳化深度测定等。

以上综合检验结果表明，该结构物烧损区域中，第10层和第11层的边柱、边梁受灾较轻，中柱、内梁烧损较严重。第10层楼板及楼板梁顶部混凝土有损伤，中柱较为严重，结构混凝土强度均有降低，混凝土性能降低范围均在距结构表面40mm以内；而结构内部钢筋性能尚能满足原设计要求。

第二节 结构修复设计

根据上述结构烧损情况检验结果，对结构不再增补钢筋，也不必将混凝土全部凿除，只需根据具体情况及烧损程度，对混凝土表面结构进行修复处理。设计要求喷射混凝土的标号应不低于30Mpa，修复后的结构表面规则平整。我们按不同结构烧损情况分以下类型进行加固处理：

9-13-2-1 梁的喷射混凝土修复设计

类型Ⅰ：对梁上部和下部均遭受火灾，梁侧裂缝宽度大于0.15mm，或保护层有脱落者，凿除梁底和梁两侧的钢筋保护层，喷细石混凝土至设计尺寸。

类型Ⅱ：对梁的局部和底层遭受火灾，梁侧裂缝宽度小于0.15mm，且保护层无剥落者，凿除梁底及梁侧下部100mm左右高度范围的保护

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层至钢筋处，喷细石混凝土至设计尺寸。 9-13-2-2柱子喷射混凝土修复设计

类型Ⅰ：对柱的四周烧损严重，网状发丝裂缝，有宽达0.2mm以上的裂缝，表面混凝土剥落面积大于25%者，凿除柱四周表面混凝土至主筋内表面10~15mm（且全身不小于40mm），喷细石混凝土至设计尺寸。 类型Ⅱ：对表面有网状发丝裂缝，裂缝宽度小于0.2mm，剥落面积小于25%者，凿除柱四周表面混凝土至主筋中心位置（且全深不小于25mm），喷细石混凝土至设计尺寸。 9-13-2-3墙的喷射混凝土修复设计

类型I：对墙面烧伤严重，表面网状发丝裂纹，有大于0.2mm的裂缝，剥落面积大于25%，或有露筋者，凿除墙面表面混凝土（深度40mm），喷细石混凝土至设计尺寸。

类型Ⅱ：对墙面受烧损，有网状发丝裂缝，宽度在0.2mm以下，剥落面积小于25%者，凿除墙面混凝土（深25mm），喷细石混凝土至设计尺寸。

第三节 喷射混凝土施工

9-l3-3-l原材料及配合比

喷射混凝土采用产天马牌I型普通硅酸盐水泥，其物理力学性能如表9-13-l所示。

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砂子为中砂，细度模数2.58，经检验颗粒级配为2区中砂，含泥率l.0%。石子采用粒径小于15mm的碎石。

配合比为水泥:砂:石=l:2:1.5（重量比），水灰比一般控制在0.45左右。

9-l3-3-2喷射混凝土施工准备工作

根据施工现场的实际情况，喷射机和皮带上料机设置在喷射作业面附近（即第10层、第11层的楼板上），空压机放在地面主楼中间部位。 为确保喷射质量和作业顺利进行，应做好以下准备工作： 1.按修复设计要求，凿除烧损混凝土的疏松层。

2.因地面供水压力不足，需在喷射作业面设置临时水池，并安装水泵，接通水管。

3.为使修复后的混凝土墙、梁、柱棱角清晰、尺寸准确、厚度均匀，事先要支设模板，按设计要求，模板应伸出构件表面，伸出部分即为喷射混凝土的厚度。 9-13-3-3喷射作业操作要求

l.喷射前应将受喷面的浮渣、粉尘用高压水清洗干净，以利新旧混凝土的粘结。

2.射喷混凝土的水灰比应控制在0.45左右，以混凝土表面光滑而不出现干斑和流淌为宜。

3.结构物表面喷完且初凝前要将结构物表面适当刮平至设计尺寸。

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4.终凝后应进行养护，以防因收缩而开裂。

第四节 喷射混凝土力学性能检验

喷射混凝土试件的制取，仍然采用喷大板切割法。原材料及配合比与现场施工完全相同。经一段时间自然养护后，切割成10cm×l0cm×10cm试块，用标准法进行试验，其结果如表9-l3-2所示。

第五节 对啧射混凝土修复方法的评价

实践证明，采用喷射混凝土进行修复加固的方法同以往沿用的现浇、压浆等方法相比，有以下优点：

1.工艺简单，施工方便，无需支模或只需少量模板，可节省费用。 2.修复速度快。特别是有利于地坪上下同时进行修复作业，紫薇宾馆工程修复面积约1000m2，只用了7d时间，为早日复工赢得了时间。 3.工程质量可靠。经测定喷射混凝土抗压强度达50MPa以上，抗拉强度为3.0MPa左右。喷射混凝土与旧混凝土的粘结力一般在1.0MPa以上，均满足设计要求。特别是新旧混凝土具有良好的整体性和粘结强度，从而保证了共同工作，增加了结构的耐久性。

4.能满足结构物的外观要求，墙面喷射混凝土较平整，梁柱的棱角清晰、美观。

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第十二章 喷射混凝土加固修复住宅墙体技术

石油部北京勘探开发研究院29号住宅楼人防地下室施工采用商品混凝土连续浇筑，拆模后发现墙体有较普遍的蜂窝、麻面、露筋和孔洞。为此需进行检验、鉴定及加固工作。

用钻取法和超声波法检验确认，该地下室墙体混凝土21d平均强度为32.2MPa，达到了设计要求强度值。超声波检验认为，墙体结构混凝土基本密实，除已发现的破损区外，并未发现新的破损区和隐蔽的明显孔洞。因此决定可采用喷射混凝土对破损部位进行加固处理。 加固工作历时3d，加固修复墙体总面积1400余m2。完工后经试块检验，喷射混凝土抗压强度为37.9MPa，抗拉强度为3.24MPa，达到了补强加固设计要求，取得了良好效果。

第一节 加固方案的确定

根据该施工中预留试块的强度（14d为31.1MPa）和用钻芯取样法检验墙体结构混凝土的实际强度（21d为32.2MPa），以及用超声波检验墙体内部缺陷，确认该地下室的墙体混凝土强度（破损部位除外）可满足设计要求，只需对有缺陷（蜂窝、麻面、露筋、孔洞）部位用喷射混凝土加固修复。加固设计要求喷射混凝土标号比原设计高一级，

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达35.0MPa。新旧混凝土应具有良好的整体作用，墙体加固修复后表面应光滑平整，并用水泥砂浆抹平，以达到与无破损的墙体表面相一致的平整度。

第二节 喷射混凝土施工

9-14-2-1主要设备及工艺流程

1主要设备有混凝土喷射机、干拌合料搅拌机等。为确保补强加固工作顺利进行，配备

2台喷射机（0.4m3单罐式喷射机及SP-3型转子式喷射机），1台9m3/min移动式柴油空压机，干拌合料搅拌利用施工现场原有0.5m3鼓轮式搅拌机搅拌，用手推车运至喷射机授料台处供喷射使用。作业时两台喷射机交替使用，利用增加输料管的长度实现对所有部位的喷射。

9-14-2-2原材料及配合比

选用质地较纯净的粗细混合砂、粒径10mm以下的河卵石、525号普硅水泥，水泥:砂子:石子=1:2:1.5（重量比），水灰比控制在0.45左右。

9-14-2-3施工准备工作

1.原材料使用前要严格过筛，除去大块物料，以防发生堵管事故。 2.喷射机和空压机等在使用前要认真检验和试运转，确认一切正常才

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能使用。

3.认真凿除描体结构混凝土缺陷部位，凡墙体表面有蜂窝、麻面、露筋及孔洞部位的混凝土一律凿至密实处，缺口应凿成八字形，需加厚的墙体表面也应凿毛，以增加新旧混凝土的粘结和整体强度。 4.为使加固后墙体表面规则平整，厚度均匀，尺寸准确，凡墙体洞口部位或在门窗框处的缺陷部位，事先要支设好一侧（墙体）和侧面（门窗框处）模板。模板应紧靠墙面，接触严密，安装牢固。 9-14-2-4喷射作业

喷射混凝土是借助喷射机械，以压缩空气为动力，将按一定比例的拌合料，通过管道输送并以较高速度喷射到受喷面上凝结硬化而形成的一种混凝土，具有机动灵活、快速高效、质量可靠等优点。 该工程墙体为局部加固，喷射部位不同且不集中，故要求喷射手具有较高的操作技术和熟练的操作水平，来料后及时调节水灰比。喷射作业按先喷孔洞后喷表面的顺序进行，以避免回弹物喷人墙体孔洞内形成松散隔离层，影响新旧混凝土的粘结和其本身的密实性。 为确保喷射质量，除要求控制适宜的水灰比外，喷头操作应严格按要求进行。喷孔洞时应尽量缩短喷射距离，喷头与受喷面的距离以30~50cm为宜，使料束集中，喷捣密实，在喷表面和找平时应适当加大喷射距离，此时以1.0m左右为宜，使料束分散，厚度均匀，喷射面光滑平整。、

9-14-2-5施工中应注意的几个问题

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1.喷射前必须将被凿除部位表面的粉尘、浮渣用压缩空气和高压水冲洗干净。

2.为使墙体表面光滑平整，喷后随即将表面刮平，再用水泥砂浆将表面抹平。

3.喷射混凝土水灰比较小，喷层薄，水泥用量大，为防止早期脱水收缩开裂，需加强养护工作。 9-14-3喷射混凝土的强度检验

主要检验喷射混凝土的抗压、抗拉强度值。试件按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》规定制作，即在施工现场将混凝土喷射在预先制好的40cm×40cm×10cm的模板内，其原材料配合比及工艺条件均与施工现场相同。试件经自然养护28d后切割成10cm×10cm×10cm的试块，用标准法测定抗压强度，用劈裂法测定抗拉强度，其结果见表9-14-1。

第三节 加固效果评价

实践表明，用喷射混凝土对裂损建（构）筑物的修复加固与以往沿用现浇混凝土、压浆混凝土及其他方法相比具有以下优越性： 1.施工方便：喷射法施工为管道输送，可不用或只需少量模板，施工中无需经常搬运设备，通常只需增加管路长度，不受其他工序干扰就能灵活机动地将混凝土输送到任意方向，满足各部位的喷射需要。本工程房间多，喷射部位零散，施工中只用两节输料管并通过墙体空间

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拉入输料管路，即可实施对各房间各部位的喷射作业，充分体现了喷射法施工的机动灵活、工艺简单和施工方便的特点。

2.质量可靠：用喷射混凝土对该工程进行修复加固，测得抗压强度为37.9MPa，抗拉强度为3.24MPa，均达到了补强加固设计要求。尤其是喷射混凝土以高速（70~100m/s）高压喷射到破损结构物表面和孔洞中，能与旧混凝土紧密粘结形成一体，具有较高的粘结力和整体强度，可有效地保证新旧混凝土共同工作，是理想的加固方法。 3.施工快速：对于加固质量要求严格，工程量较大（加固修复面积为1400m2）的地下室工程采用喷射法进行修复，整个工程只用了不到3d时间。修复工作的提前完成为该工程尽快复工赢得了宝贵时间，为早日交付使用创造了有利条件。

第十三章 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。

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第一节 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

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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。

第二节 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

具有较广泛的应用范围，价格较便宜，强度、粘度、固化时间可调节，其力学性能见表9-l5-1。、 9-15-2-2 中化—798类灌浆材料

具有优异的渗透性能和良好的粘结性能，可灌入K=10-8cm/s的泥化夹层和0.00lmm的裂缝中。除用于一般的混凝土粘结外，主要应用于低标高密砂浆层加固等特殊场合，其力学性能见表9-15-2。 9-l5-2-3甲凝类灌浆材料

具有优异的可灌性及良好的粘结强度和光学性能，固结体无色透明。在文物保护和豪华建筑物修复上应用广泛，效果良好。能在-20℃的低温下施工，其力学性能见表9-15-3。 9-15-2-4水玻璃类灌浆材料

由硅酸锅水溶液和各种凝胶剂组成的真溶液。它具有粘度低，可灌性好，抗干缩，无公害，造价低，适应性好，浆液充填率高，固结体强

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度较高，湿条件耐久性好，凝胶时间可以控制和没有毒害等特点，是一种用量大，使用范围广的化学灌浆材料。它彻底克服了水泥悬浊液可灌性差，凝胶时间不能准确控制，容易流失，固结率低等缺点。它的固结体强度为0.5~15MPa，固结率为98%~100%，凝胶时间为30~120s。

第三节 混凝土裂缝粘结的工艺流程及效果检测方法

9-15-3-1工艺流程

1.查缝：在需修补粘结的建筑物上查出裂缝。

2.洗缝：先将裂缝表面的灰尘、油污清理，再用水或有机物溶剂等冲净裂缝。

3.吹缝：用风机将裂缝的水、溶剂及灰尘吹干净。

4.埋设灌浆嘴：在裂缝上按一定距离和合适的位置埋设灌浆嘴。 5.封缝：对埋设好灌浆嘴的裂缝用粘结剂水泥胶泥进行封闭。 6.试压：用溶剂、水或空气进行试压，以检查封缝效果及了解进浆情况。

7.灌浆：对已进行清理、封缝等符合要求的裂缝，用灌注设备从灌浆嘴上灌入灌浆材料，按工程需要调节适当的粘度和固化时间等，灌浆时采用自下而上、由里到外、逐级封闭工艺，以保证被灌裂缝和空隙

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充填密实。

8.对灌满浆液并符合要求的灌浆嘴进行封闭。 9.对完成灌浆的裂缝表面进行修复。 9-l5-3-2效果检测方法

1.取样检查法：对灌浆粘结的缝进行钻孔取芯，用仪器测定其力学性能，以检测灌浆粘结效果。

2.无损伤检测法：采用超声波测试、钻孔摄影、压水试验及模拟试验等手段对混凝土裂缝粘结效果进行检测。 9-15-4 工程实例

1.广州市江湾新城东区地下室：混凝土由于基础受力不均等原因而大量裂缝，其中地下室顶板裂缝524条，大部分贯穿25cm厚的顶板，平均长度4m；梁裂缝443条，贯穿梁；墙壁裂缝24条，平均长度3m，渗漏点7处。

经查找、清理，采用改性环氧树脂灌浆材料和补强灌浆工艺，进行补强灌浆处理，钻孔取样分析，全部符合设计要求。

2.大亚湾核电站计算机中心楼：由于受力不均，楼板、梁出现总长204m的裂缝，影响正常使用。采用弹性环氧树脂灌浆材料进行灌浆粘结处理。经大亚湾核电站质检部门严格检验，认为灌浆粘结达到设计要求。

3.广州市电信途通讯枢纽楼：在直径2.4m的挖孔桩中，由于桩

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孔地下水十分丰富，引起11号桩在5.6m（桩长10.00m）处混凝土体无粗骨料，混凝土体强度仅5MPa，影响桩的质量。由于工期紧迫决定采用化学灌浆法，利用渗透性能和胶结性能良好的中化—798灌浆材料，对该桩多孔隙密集砂浆层补强，经近1个月的压力渗透灌浆，密集砂浆层的孔隙被灌浆材料充分充填粘结，使桩体强度达到设计要求。

4.广州陈家书屋：它被誉为南方建筑艺术馆，因年久失修，柱梁及神台等腐朽严重，危及安全。一般维修方法无法完整保持建筑物的原状，故采用甲凝类高分子灌浆材料进行修复，通过施加压力把浆材渗透到柱、梁内的腐朽、蚀损部位，并继而固化粘结，既达到修复保护目的，又保持了古典建筑物的风貌。

5.广州市茂源大厦：人工挖孔灌注桩直径2m，桩长15m。由于灌注混凝土时，地下水源未抽干，也未下导管，且浇混凝土时从井口上抛石，造成桩尖以上3m段，大部分都未胶结，呈松散状。如采用水泥灌浆，虽然水泥悬浊液固结强度高，抗渗性能好，价廉，但由于地下水丰富，水泥浆难以胶结。选用水泥-水玻璃化学灌浆，通过特殊的双液灌浆系统，将浆液送到松散薄弱部位，快速胶结骨料，达到了补强加固的目的。

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第十四章 化学灌浆技术在宝钢热轧厂工程混

凝土裂缝处理中的应用

上海宝山钢铁厂2050热轧带钢厂是从德国成套引进的宝钢二期工程中最大的工程之一。该工程施工过程中广泛应用化学灌浆技术，先后处理了30多条混凝土裂缝及渗漏水问题，取得了一定成效。

第一节 宝钢热轧厂地下工程及混凝土裂缝概况

热轧厂建筑面积为21万m2，主厂房的上部采用钢结构，地下为钢筋混凝土结构，混凝土量为33.4万m3。厂房长1338.6m，宽2m。热轧厂区最深处是直径24m的铁皮坑，基础底标高为-32m；热轧轧制线基础底板大面积标高为-8m。铁皮冲沟标高为-9~-16m，加热炉基础最深处为-13m。地下构筑物多，德方在电气室、油库、地下管沟、加热炉及电缆沟等地下工程设计时，均不设边沟、排水坑，也没有自动泵排水，一旦渗漏水，就会遍地流淌，影响生产。 热轧厂混凝土裂缝产生的原因，归纳起来有以下几种： 1.结构形体复杂，差异沉降较大； 2.取消桩基（如水处理区域）；

3.大体积混凝土在浇灌中产生大量水化热。

由于整个厂房地下工程较大，深基础又多，施工中虽采取了各种防范

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措施，仍有个别因混凝土不密实或施工缝、伸缩缝、沉降缝处理不周及混凝土裂缝等引起的渗漏水。为控制裂缝的发展，保护钢筋，防止地下水的侵入，可进行化学灌浆处理。该工程裂缝处理所耗用的化学灌浆材料用量共计：环氧浆材4500L，聚氨酯类浆材2500L，水玻璃-水泥类浆8.5t，丙凝、甲凝等其他浆材500L左右。

第二节 宝钢热轧厂工程施工中采用的灌浆材料及其特征

9-16-2-l水玻璃-水泥类浆材

宝钢位于上海吴淤口软弱地基上，地下水位高，为-0.5~-1.5m，遇混凝土断裂缝或沉降缝、伸缩缝漏水较大并伴有泥砂涌出。为加固地基，填充裂缝，采用了水玻璃-水泥灌浆材料。具体施工方法为直接处理法。

直接处理法是在裂缝处直接埋管灌浆。即把水管直接插入断裂的混凝土缝中，插不进去的部位可适当把埋嘴处扩大，用速凝砂浆锚固铁管，待砂浆达到一定强度后，再在铁管中灌注水玻璃-水泥类浆液。 水玻璃-水泥类浆材使用时，一要掌握浆液的凝固时间，二要控制浆材的固结体强度，三要了解其固结体的耐久性（即稳定性）。 掌握凝结时间主要是控制浆液的扩散半径，使浆液在指定的范围内凝固成型，不致过多流失。水玻璃-水泥浆材的收缩较大，为增强其稳定性和微膨胀性，应掺加外掺剂。也可用其他化学浆材对水玻璃-水

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泥类浆材固结体收缩进行补救。这就要求有选择地在断裂缝上安置化学浆嘴或在已灌水玻璃-水泥浆液的缝中补灌化学浆材。补灌一般采用两种材料：一种是防渗堵漏材料；另一种是粘结补强材料。 9-16-2-2环氧树脂类浆材

环氧树脂是含有环氧基的高分子化合物。由于它对多种材料（如混凝土、钢材等）的粘结性能都很好，强度又高，故有“万能胶“，之称。化学灌浆常用双酚A型环氧树脂配制的环氧糠嗣、环氧煤焦油、环氧聚氯乙烯、环氧聚酰胺、环氧聚氨酯焦油等浆液，主要用于混凝土裂缝的封闭补强和防渗堵漏。

由于环氧浆材能灌注宽度大于0.05mm的细裂缝，所以在使用时应尽量发挥其粘结力强、强度高的特性，克服其憎水性和脆性大的缺点。使用时可加入呋喃树脂、糠醛、煤焦油等，以增强环氧树脂在混凝土潮湿基层和水下的粘结力，降低树脂固化的放热温度、收缩率和热膨胀系数。

常用的施工方法为凿槽引排注浆法。这种方法是将混凝土裂缝凿成V形或U形槽，在漏水较集中的部位，分别埋设化学注浆嘴，把全缝的漏水都从注浆嘴引出，然后用早强微膨胀砂浆封闭，并根据需要选择注浆环氧树脂的配合比，进行化学灌浆处理。

采用这种方法时，先把水全部从浆嘴引出，上部早强砂浆的作用是确保进浆压力和注浆饱满。最后的工序是割嘴封缝，封嘴一定要用环氧胶泥或大力土防水砂浆处理，因为环氧类浆液的固化时间较长，液态

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流动度又大，易在固化前流淌到较低部位，形成渗漏空隙，会从浆嘴处渗水。

9-16-2-3聚氨酯类浆材

聚氨酯类材料是效果较好的灌浆材料，已广泛用于地下工程的防渗堵漏及用作涂料、补强材料等。目前聚氨酯灌浆材料种类很多，归纳起来有3类：（1）非水溶性聚氨酯；（2）水溶性聚氨酯；（3）弹性聚氨酯。还可制成聚氨酯焦油、环氧聚氨酯等。

聚氨酯在无水的情况下，可形成强度较高的固结体。它的堵水能力很强，将其注人地下与地下水接触后，可以水为反应剂，靠体积膨胀止水，浆液的体积可膨胀到原来的8~10倍，所以它适用于涌水量大的裂缝的止水堵漏，并具有一定的适应变形的能力。聚氨酯弹性体是一种介于一般橡胶与塑料之间的弹性材料，它的伸长率大，粘结力强。 聚氨酯类浆材的主要施工方法为封闭止水注浆法，适用于沉降缝、施工缝、伸缩缝及涌水量较大的裂缝的止水。具体做法是沿缝（除去缝内的泡沫板、木丝板或嵌缝木板）埋嘴注浆止水。先灌注非水溶性聚氨酯浆液，间隔15min后补灌水溶性聚氨酯浆液，割嘴后用聚氨酯水泥堵孔。因为灌浆材料成品的存放期较短，故以自配为宜。 9-16-2-4其他材料 1.甲凝

甲凝是由甲基丙烯酸单体加入引发剂、促凝剂而生成的高分子聚合物，其固结体强度高，粘度低，可灌性好，粘结牢固。可修补0.2mm

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以下的混凝土微细裂错并能任意控制浆液在几分钟至几小时内聚合成坚硬稳固的凝胶体，所以适用于混凝土承重构件裂缝的加固补强。 甲凝灌浆液对使用条件要求较高，须隔氧灌注或在配制时加入除氧剂，且聚合之前忌水，因此适宜于裂缝的粘结补强，若须在潮湿缝中灌注，尚需加入聚酯树脂对甲凝改性，以保证甲凝的粘结力及固结体的强度。甲凝粘度低，要求封闭裂缝，不得漏浆，以保证粘结效果。 2.丙凝：丙凝是以有机化合物丙烯酰胺为主剂，配合其他药剂，呈溶液状灌入缝中，凝固后形成的透明固体。它除可用于防渗堵漏或加固土壤外，还具有良好的弹性和粘着力，可作接缝止水剂，起堵水加固作用。

丙凝浆液的粘度与水相近，渗透性好，一般用于其他浆液难以注入的部位，浆液在第二次遇水后还有膨胀性。但丙凝胶体失水后会干缩，抗压强度低，毒性大，所以使用时应考虑工程的特点和环境污染问题。 3.SH外掺剂

SH外掺剂为硅酸盐水泥的超早强外掺剂，在硅酸盐水泥中掺入15%~25%的SH剂，1h后强度可达到10MPa。可根据现场需要，将水泥的凝固时间在1~45min之间进行调整。掺入SH外掺剂后，水泥具有微膨胀、抗渗、抗冻及抗硫酸盐腐蚀等性能。SH外掺剂适用于防水、堵漏和抢修工程，常用其作修补裂缝的早强砂浆，是地下工程防水治理的理想材料。

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第三节 工程实例

9-16-3-1热轧厂运输链（地下通廊）下的电缆沟裂缝治理 该电缆沟在路边约2m处，平行于道路，位于冷轧通热轧的热卷运输链通廊的下面，距运输链底有200mm厚砖隔层，热卷运输链的基础桩距该电缆沟两边分别为1m和l.5m，电缆沟上部的运输链沉降、重压和两边打桩的不同步挤压，对电缆沟的裂缝形成均有不同程度的影响。

该电缆沟为一期工程所建，1987年发现裂缝，随着裂缝的增多，漏水日益严重。电缆沟宽1.5m，高2m，底板最低处标高-9.3m，底板厚600mm。共6条裂缝：l号、2号为环形缝，断裂，涌泥砂，缝宽2.5~6mm，贯穿；3~6号上部呈八字形，断裂，涌水量大。针对上述情况，确定采用水玻璃-水泥浆材和氧凝浆材综合治理方案。水玻璃-水泥浆液的灌入，形成大体积水泥凝胶围帷，以堵住裂缝，并提高了地基承载力。然后再灌入具有一定强度和韧性的氰凝材料，将裂缝内侧粘结牢固，起封闭止水的作用。为使该段电缆沟能在受上部热卷材运输产生振动影响时适应变形，所采用的非水溶性聚氨酯的粘结强度为270N/cm2川民温柔韧性为-l20℃通过φ6圆棒不断、不折；膨胀倍数为8~9；抗裂度为膜厚0.3~0.4mm时抗拉>5mm/m。

位于断裂缝周围的微细裂缝，因渗水部位采用水泥高强砂浆封闭，并用水溶性聚氨酯BF浆液灌浆堵漏，效果很好，达到了全部止水的目的。

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9-16-3-2热轧运输链28.5线变形缝的综合治理

热轧运输链28.5线的变形缝，由于两侧结构的不均匀沉降，造成止水带拉裂，严重漏水。先把缝内的沥青绳和油麻丝全部挖出，挖到缝中间的止水带处，然后安上灌浆嘴，用SH高强砂浆封闭全缝，灌注非水溶性聚氨酯。为使沉降缝有适应变形的功能，又在高强砂浆的上面浇注一层弹性橡胶涂料，然后加上一层止水带，粘结止水带与缝两侧混凝土的涂料采用851弹性聚氨酯，再在止水带上面用螺栓钢板固定。该缝1988年11月处理完毕，止水效果良好。

第十五章 采用聚合物修补加固混凝土技术

混凝土在其未使用前就存有微裂缝，尔后在使用过程中随环境、外力的影响则会产生新缝或使原有裂缝扩展。若不加注意，任其发展，会导致混凝土剥落，甚至整个结构自溃。如施工不当，这种崩溃过程将更为加剧。

20世纪初期，许多混凝土工程出现破损，有的甚至十分严重。“修补”，被提到议事日程。即材料与技术多种多样，为了获得混凝土修补后尽可能长的使用寿命，必须正确选择与使用修补材料。50年代初，开始采用聚合物修补混凝土。随后，聚合物在该领域中的使用急剧增长，原因是陆续出现了新的聚合物系统及在实践中发现了聚合物具有许

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多适合混凝土修补所需的独特性能，不仅为工程修补节省了大量资金，且加快了修补施工速度，提高了修补质量。现叙述采用聚合物对混凝土进行修补加固的试验与工程应用实例。

第一节 外部粘铜加固法

此法采用合适的胶粘剂粘结衬砌钢板补强承载钢筋混凝土结构。钢板一般选用2~6mm厚的带钢或根据构件形状采用槽钢、角钢。关键是胶粘剂的选用，其中环氧树脂是最合适的。 9-17-1-1 ET型建筑结构胶粘剂

该股粘剂由甲、乙两组分组成。其中甲组分由环氧树脂、活性稀释剂、增韧剂、抗老化剂、触变剂、填料等组成；乙组分由固化剂及填料等组成。使用时甲、乙组分按（3~6）:1（重量比）拌匀后加入适量干燥洁净的中细砂，充分搅拌即可。其性能见表9-17-1。 9-17-1-2预应力钢筋混凝土T形小梁粘钢加固模拟试验

将一批同一规格露天堆放3~4年的T形梁，分别做4种不同情况下的力学试验，并将所得结果加以比较，为开裂钢筋混凝土构件的粘钢加固提供可靠依据。这四种情况分别为；（1）原始混凝土梁（即未加固梁）；（2）粘贴槽钢加固梁；（3）已开裂梁经粘贴槽钢加固句裂梁用的是经抗弯试验后的原始混凝土梁）；（4）原始梁粘贴槽钢后置户外，经长期自然老化口前3种试验已完成，第4种尚未到龄期。

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试验方法是将欲试梁用ET型胶粘剂粘贴槽钢后，采用一点加载、构件两点受力的方法进行抗弯试验，试验结果见表9-17-2。 试验结果说明，正常的混凝土构件或严重开裂的构件经粘钢法加固后，钢件与原构件能协同工作，使构件的承载能力有不同程度的提高。 9-17-1-3应用实例

l.变电站混凝土架构横梁加固：我国变电站多建于50年代，经长期运行，横梁的主筋（特别是胁梁底部）因混凝土剥落而严重锈蚀，对安全运行造成极大威胁。为了不影响正常供电和节约更换费用，采用外贴钢板加国4首家采用的是福州供电局，至今已9年，运行正常，说明性能可靠。目前有近百个变电站采用此法加固。

2.屋面框架主梁裂缝修补加固：苏州二六七厂光栅刻划精密车间屋面主梁为三跨连续粱。l979年建成投入使用。同年装修吊顶时发现离梁端1.8~2.lm处出现第一条裂缝。至l991年，明显裂缝已有3条（微小裂缝未计），但未发现挠度有明显增大。经用回弹仪测试裂缝附近混凝土强度不低于C20，决定采用ET胶粘剂外贴钢板进行修补加固。5年来加固梁未出现异状。

第二节 聚合物水泥砂浆嵌填法

用聚合物水泥砂浆作破损混凝土的嵌填修补材料。这种材料是以聚合物和水泥为胶结料拌和砂、水而成。试验采用的聚合物为聚丙烯酸酯

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乳液。

9-17-4-1配合比

净浆：水泥:乳液=1:1（体积比）；砂浆：水泥:砂:乳液:水=1:（1~2）:（0.20~0.30）:（0.10~0.20）（重量比）。 9-17-4-2性能

聚合物水泥砂浆嵌填料的性能如表9-17-3所示。 9-17-4-3应用实例

1.混凝土构筑物缺陷、缺损修补：在电力部门（包括电厂烟囱、冷却塔；送变电部门的架构、电杆；水电站的大口径输水管等构筑物）已有400多个单位用于修补施工。上述有缺陷的构筑物与制品通过涂刷、嵌填，恢复了整体性，提高了耐久性。

2.房屋建筑屋面、地下室的防渗抹面与渗漏修补：江苏省吴江市粮食学校屋面与太原市面粉厂地下室，采用该乳液配合其他材料解决了渗漏问题。

第三节 聚合物浸渍法--负压常温聚合物浸渍法

昆山市某邮局为3层框架结构楼房。1985年初竣工，同年5月发现二楼、三楼混凝土梁两端出现不同长度与宽度的斜裂缝。裂缝基本稳定后对裂缝及裂缝两侧疏松混凝土进行增强修补。具体做法如下： 1.清理基层。

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2.制作浸渍腔。用小钉与胶粘剂将术条按浸渍腔大小与形状固定在混凝土上。在木框内衬塑料窗纱，外覆装有气嘴的薄膜。用带有小钉的木条将薄膜固定在术框上。木框四周涂密封膏，以保证密封。 3.浸渍腔通过气嘴与真空系统连接，抽真空，进料（以苯乙烯为主的三元共聚液）。

4.浸溃区内混凝土被单体饱和后，即停止进料，但仍保持一定真空度；以使薄膜紧贴混凝土表面。

5.单体凝聚，停止抽真空，毛拆除浸渍溃腔。 6.用环氧树脂砂浆找平混凝土基层缺损处。

7.在所有已固化的含树脂材料的表面上薄薄涂上一层环氧胶粘剂，随即撤干砂。最后抹罩面层。

第四节 树脂灌注法

9-17-2-1 SEM灌注液

SEM灌注液是以苯乙烯为主的三元共聚液，它的粘度低，可灌性好，适用于细裂缝的重力灌注。其抗折粘结强度为4.24~5.17MPa。 模拟试验：取8m预应力混凝土电杆1根，固定在抗弯试验台座上。用倒链加弯曲荷载使杆身均匀出现2条环向裂缝，其中最大缝宽达0.5mm。选择5条裂缝进行修补，宽度0.4~0.5mm。操作步骤为清理表面→粘封软带→灌注SEM液。15d后铲除软带及表面剩余的聚合物。

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采用同样方法加荷使电杆再次裂缝。由于所加荷载更大，未经修补的17条裂缝长宽都更突出，有的已接近一半周长。而经修补的5条裂缝中有1条始终未见开裂，另4条只是在各缝附近出现宽度约0.2mm以下的新裂缝，说明修补有效，裂缝被粘合，电杆强度得到恢复。 9-17-2-2 EG型灌注液

EG型灌注液是以活性稀释剂配制的环氧树脂灌注液。由于环氧树脂有粘结力好、强度高、收缩小等优点，用其配制的灌注液的粘结力、内聚力均大于混凝土自身抗拉强度。

l.性能：抗压强度35.2~40.4MPa；抗折强度8.4~8.9MPa；抗折粘结强度6.3~7.3MPa（断面在混凝土）。

2.应用实例：苏州市某大桥为箱形结构预应力钢筋混凝土桥。由于设计和施工等原因，建造过程中南、北箱梁壁上都有程度不一的裂缝，总数达50多条。这些裂缝多为规则的竖向缝，由箱内壁向箱外壁纵深发展。其中约80%的裂缝宽度在0.3~1.0mm，长40~70cm；约10%的裂缝宽度大于1.2mm，长度超过120cm，并且贯通箱壁；待裂缝稳定后采用EG灌注液进行压力灌浆补强处理。至今已8年，效果良好。 由此说明采用环氧压力灌浆法，不仅封闭了裂缝，且能承受动荷载的作用，完全恢复了桥梁的强度。

苏州铜材厂熔铸板带车间屋架吊装施工中，有一榀屋架由于设备事故，在翻身移位时落地，造成7处裂缝，决定对下弦受拉区开裂部位采用EG型灌注液进行重力灌注。为检查裂缝内的填充情况，还进行

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了灌注前后超声波无损探伤，结果良好。

第五节 修补加固方法评价

9-17-5-1外部粘钢加固法是用胶粘剂将钢板粘贴在构件受拉区，从而恢复和提高构筑物的承载力。ET型建筑结构胶粘剂粘结强度高，对混凝土与钢板的粘结力均大于混凝土本身的抗拉强度；自身抗拉强度为9.8MPa，几乎是普通水泥砂浆的l倍，因而可将钢板与混凝土粘合牢固。需指出的是，ET胶粘剂的固化收缩虽很小，但由于环氧树脂的膨胀系数一般都比混凝土大，弹性模量则比混凝土小，在胶粘剂与基底混凝土的界面会产生很大的剪力。若剪力超过基底混凝土的抗拉强度，粘结部位邻近的混凝土便会断裂。因而在使用中需注意胶粘剂配方的合理性并控制胶粘剂层的厚度。另外，环境温度大于80℃的场合要慎用。

9-17-5-2环氧压力灌浆法是修补混凝土结构裂缝的又一手段。EG灌注液不同于水泥悬浮液，其自身粘度小，可渗入混凝土的微裂缝，借助压力灌浆机具可灌到宽0.05mm的细缝中，超声波非破损检测结果证明其充填良好。由于浆料与混凝土的高粘结力，其自身抗拉强度高，可恢复开裂构件的整体强度。

9-17-5-3采用负压常温聚合物浸渍法对开裂混凝土梁进行修补增强，可对不规则裂缝及其周围疏松混凝土进行密封增强。聚合物单体迅速填充空隙，经过一定时间聚合反应变为坚硬的塑料。用浸渍工艺修补，

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不需拆除原有结构，避免了结构件可能的暂时变弱和超荷承重。它充分保留和利用了原结构，因而施工操作简便。对生产和使用影响较小，可在不停产的条件下施工，具有明显的社会经济效益。

9-17-5-4用聚合物水泥砂浆作嵌填修补材料，恢复构件整体外形。聚合物水泥砂浆由聚合物水溶液或乳液拌和水泥、砂而成，由于聚合物的高粘结力，使聚合物水泥砂浆提高了与基底混凝土的粘结力，也提高了砂浆本身内部水泥浆体与集料的粘结力，故其粘结强度与抗拉强度均大于基底混凝土抗拉强度。试验证明，用乳液配制的聚合物水泥砂浆与原砂浆粘结力几乎是普通砂浆的6倍，抗拉强度为1.4倍。 聚合物水泥砂浆中由于聚合物乳液加入，具有明显的塑化效应，因而制备等流动性的砂浆时，与无聚合物的相比，水灰比显著减小。聚合物的加入，还使混凝土结构均匀，减少了毛细通道，给聚合物水泥砂浆带来干缩小、密实、抗渗性好等优点。国外学者通过用压录测孔仪对聚合物水泥砂浆孔隙进行测定，结果与未改性砂浆相比，大孔减少，小孔则大大增加。上述性能使聚合物水泥砂浆成为防止钢筋腐蚀的优异保护材料和防渗材料。另外，由于它仍是一种水泥基材料，碱度高，可在钢筋表面形成一层钝化膜；热膨胀系数和弹性模量与基底混凝土接近，减小了界面应力，保证了被修补混凝土的耐久性。这类材料在美国作为桥面修补的应用已有20多年历史。

作为混凝土的修补材料，无论是结构修补还是非结构修补，最基本的是其必须对基底混凝土具有强的粘结力。正因为聚合物具备良好的粘结性能，无论单独使用还是与无机材料复合使用，都是一种优异的修

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补材料。应结合工程特殊需要，取其突出的某项性能。选择修补材料时，例如作为结构加固的胶粘剂，应选择粘结强度大的环氧树脂。具体实施时尚须使其配方得当，提高胶粘剂弹性模量和降低热膨胀系数，使它尽量与基底混凝土接近。还要考虑使用场合，扬长避短。对大面积和厚层嵌填修补采用聚合物水泥砂浆就比树脂砂浆更合适，因它们的弹性模量、热膨胀系数与基底混凝王更接近；而在小面积范围内的薄层修补采用树脂砂浆是可行的，特别是在要求快速修补与结构加固的场合。

第十六章 开裂混凝土梁和节点的快速修复试

验研究

快速修复是在防灾抗灾工作中针对受灾建筑物迅速恢复承载能力而提出的。当灾情发生后，快速恢复生产、生活、通电、通水，快速重建交通和通讯系统显得尤为重要。对因受灾而不能使用的危险建筑物进行快速修复，使其在24~72h内达到原有强度，使灾区生产、生活很快得以恢复有重大意义，它在灾区的重建中将起难以估量的巨大作用。

受灾房屋快速修复在国内刚刚起步，本节对3根混凝土梁、2个混凝土节点试件在模拟灾害性荷载作用下开裂后，采用环氧水泥快速修复进行了研究。3根梁设计成斜拉破坏（3根梁完全相同），2个节点设

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计成核心区破坏（2个节点也完全相同），梁和节点截面尺寸及配筋设计见图9-18-l、9-18-2。混凝土试件采用木模，平放浇捣，混凝土的设计强度等级为C20。

第一节 混凝土梁快速修复后性能的试验研究

9-18-4-l梁的试验情况

梁采用分级加载，第1根梁L1完全压破，不作修复（用来和修复后的梁L2进行比较）。梁L1压到50kN时出现斜拉裂缝，荷载加到60kN时斜裂缝宽度开展2mm。当荷载达到70kN时突然破环，梁沿斜拉裂缝被撕开，梁L1在加载过程中只有主斜裂缝的宽度明显发展，其他裂缝基本不变。

梁L2、L3压到60kN时，斜拉裂缝开展2mm左右。即停机、卸载。梁L2修复后做静力试验，并与梁L1静力试验值比较。梁L3上疲劳试验机做疲劳试验。

9-18-1-2梁L2、L3的修复过程

梁L2、L3加载到60kN后卸载，用凿子凿去松动的混凝土，用空压机吹去松动的混凝土颗粒和灰尘，然后用酒精清洗混凝土表面，待酒精挥发后，用环氧水泥在破损面上涂上一层。

环氧水泥的配比为：环氧树脂（6101号）:乙二胶:磷苯二甲酸丁二脂:水泥=100:7:5: 150。用环氧水泥封缝，并预留灌浆孔。预留灌浆

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孔的方法是把在熔化的蜡中浸过的短钢筋插入裂缝后封缝。 封缝所用的环氧树脂的配方为：环氧树脂（6101号）:乙二胺:磷苯二甲酸丁二脂:甲苯=100:7:5:300，待封缝的环氧水泥固化后即可灌浆。

梁的两侧各设置3个灌浆孔，前后两侧的灌浆孔错开，先对正面的3个孔灌浆，反面的钢筋不拔出，由下而上灌浆至下面一个孔灌的浆由上一孔冒出时为止。把钢筋插入洞内，当灌到最上一孔时，打开反面对应的孔，反面灌浆过程与正面相同。

灌浆的浆液配方是：环氧树脂（6101号）:乙二胺:磷苯二甲酸丁二脂:甲苯=100:9:8:50。灌浆后在破损处支模，灌入环氧水泥。环氧水泥的配方是：环氧树脂（6101号）:乙二胺:磷苯二甲酸丁二脂:水泥=100:8:5:300。12h后可拆模，36h后可进行试验。 9-18-1-3修复后梁的静力试验

梁L1和修复后的梁L2的静力试验方法相同，其测试布置如图9-18-3所示。

1.破坏形态和极限荷载梁L1是斜拉破坏，破坏是脆性的，突然沿斜裂缝撕开，梁L1的极限荷载为70kN。修复后的梁L2是中间正截面受弯破坏，极限荷载为90kN。

2.裂缝开展梁Ll的荷载加到50kN时出现斜裂缝，随荷载的增加，一条主斜裂缝不断加宽，其他裂缝发展很慢，加载到60kN时主斜裂缝开展到2mm左右，当荷载增加到70kN时、梁L1沿主斜裂缝撕开，裂

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缝宽达10mm。

修复后的梁L2加载到70kN时，梁中部产生受弯裂缝。随荷载增加，其中一条裂缝发展成主裂缝。荷载加到80kN时主裂缝开展到2mm左右，当达到极限荷载90kN时，梁上边缘混凝土压碎，直至破坏，修复后的梁L2都未出现斜裂缝，用环氧修复的部分未出现裂缝。修复后梁和原梁主斜裂缝宽度与荷载关系如图9-l8.4所示。 3.挠度

梁L1和修复后的梁L2跨中挠度如图9-18-5所示。 9-18-1-4修复梁的疲劳试验

疲劳试验中取上限35kN，下限10kN，200万次。1号12万次；2号50.6万次；3号85万次，该试验在86万次开裂（修补处）；4号152万次，该试验在120万次，中间混凝土开裂；5号165.5万次，裂缝基本未变化（裂缝宽度和数量均未增加）；6号200万次，裂缝基本未变化。环氧补强部位在86万次时开裂，到200万次未发展，梁中部在l20万次时也未变化。疲劳试验结束时梁静压90kN破坏，破坏形态是斜拉破坏。

由修复梁的试验可见，修复后梁无论是变形还是承载能力都优于原粱。修复后梁的破坏形态发生了变化，从斜拉脆性破坏变为梁中部受弯破坏。疲劳试验200万次结束后梁未破坏，且疲劳试验结束后的静力试验的极限荷载为90kN，超过原梁（70kN），所以修复是有效果的。

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第二节 混凝土节点快速修复后反复加载的试验研究

9-18-2-1

混凝土节点加低周反复荷载（由于是核心区破坏，所以采用荷载控制加载），节点的仪表布置见图9-18-6。主要测试内容为荷载与荷载作用点的位移的关系（由x-y记录仪画出滞回曲线）、节点的剪切变形与剪力的关系、梁端转动与梁端弯矩的关系。

节点J1的荷载加到55kN时节点核心区出现斜裂缝，核心区初裂，随荷载的增加和反复，裂缝时闭时开，裂缝会不断加宽，荷载加到90kN时，节点核心区完全破坏，混凝土压碎。 9-18-2-2 混凝土节点修复过程

节点J2压到90kN时卸载，取下试验台修复。具体修复过程如下：用凿子凿去松动的混凝土，用空压机吹去小块混凝土和灰尘，用工业酒精清洗表面。待酒精挥发后，用环氧水泥在表面涂上一层。还氧水泥的配方为：环氧树脂（6101号）:乙二胺:磷苯二甲酸丁二脂:水泥=100:7:5:150。在破损处支模，灌入环氧水泥，此处还氧水泥的配方为：环氧树脂（6101号）:乙二胶胺:磷苯二甲酸丁二脂:水泥=100:7:5:300。待环氧水泥固化后拆模，用冲击电钻在节点核心区前后各打两排孔。打孔后，用空压机吹去灰尘，从孔里向节点核心区灌浆。灌浆分两次，第一次灌浆结束后0.5h再灌浆。灌浆压力基本保

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持在50N/cm3。浆液的配方是：环氧树脂（6101号）:乙二胺:磷苯二甲酸丁二脂:水泥=100:9:8:100。灌浆完成后用环氧水泥封缝。36h后即可进行试验。

9-18-2-3 节点修复后的试验

修复后节点J2与节点J1试验方法相同。 破坏形态和极限荷载

节点J1是核心区破坏，极限荷载为90kN，破坏时核心区混凝土完全压碎。修复后节点J2是梁端受弯破坏，是由梁纵筋屈服引起，极限荷载为70kN。 2. 裂缝开展

节点J1，当荷载加到55kN时初裂，梁端没有出现裂缝。修复后的节点J2，当荷载加到50kN时梁端出现受弯裂缝，在节点核心区没有出现裂缝。节点J1和修复后节点J2滞回曲线见图9-18-7（a）、9-18-7（b）。梁端剪力和核心区剪应变关系见图9-18-8。梁端弯矩和梁端曲率关系见图9-18-9。

从图9-18-7的滞回曲线分析，原节点的刚度虽大于修复后节点，但从耗能看，修复后的节点优于原节点：（1）修复节点试件由原节点核心区破坏转化为不破坏并促使梁铰出现，这对抗震有利；（2）修复节点试件的滞回阻尼大于原节点试件。

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第三节 结语

通过修复梁静力试验和200万次疲劳试验以及修复节点反复荷载试验研究，可得出如下结论：

1.修复后梁无论是变形还是承载能力都优于原梁，修复后梁的破坏形态发生了变化，从斜拉脆性破坏变为梁中部受弯破坏。200万次疲劳试验修复梁也未被破坏，说明修复是有效果的。

2.修复后节点试件由原节点核心区破坏转化为不破坏并促使梁铰出现，破坏形态发生了变化，另外修复节点试件的滞回阻尼大于原节点试件，这些对抗震是有利的）

3.开裂混凝土梁和节点采用环氧水泥灌浆修复效果是十分显著的，特别对只有个别主裂缝的构件是十分有效的，且速度相当快。但对有许多分布裂缝的构件，效果就不很显著，且施工也较为复杂。

第十七章 热电厂除尘器支架梁柱裂缝加固处

理

济南某热电厂钢筋混凝土框架结构除尘器支架（以下简称支架），南北长16m，东西宽10.5m，

共5层，总1.80m。在标高18.20m平台上砌有16个内径1500mm、壁

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厚400mm的花岗岩罐体（图9-19-l）。

设计要求支架21.80m顶板与花岗岩罐体同时施工。该项工作结束后，发现支承罐体18.20m平台的3榀框架主梁（断面600mm×1100mm）发生严重裂缝，其中以中跨梁最为严重，裂缝多达15道，缝宽0.20~0.37mm。梁两侧面及梁底均出现裂缝，且波及到框架柱上（图9-19-2）。

经分析，裂缝原因为将原金属除尘设备改为花岗岩简体除尘，框架梁荷载少算30%，梁内钢筋少配56%所致。

第一节 加固原理

由于梁出现裂缝并下垂，在保证结构安全，满足使用功能，缩短工期和尽量减少经济损失的原则下，决定在严密的监控下对开裂的梁中部加支柱，进行垂直顶升，使原结构由单跨梁形式改变为双跨连续梁（计算跨度值减半），以减小跨中弯距。顶升时采取应力与变形双控制，使裂缝尽可能闭合，并使构件在允许范围内工作。要严格控制回缩量，以防因负弯矩作用而使梁产生反拱而裂缝。

第二节 加固施工顺序

加固施工顺序为：临时支撑18.20m和21.80m梁；钢筋混凝土基础梁施工→逐层梁内打膨胀螺栓，各层楼板、漏斗板打洞，型钢柱制做，

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焊钢牛腿→吊装、拼装型钢柱就位→预应力顶升，锚定钢板→焊各层梁侧钢板，千斤顶卸荷→楼板与漏斗补洞→密封梁裂缝→框架柱封钢板加固。

第三节 框架梁加固

9-19-3-l临时加固措施

因荷载已全部加上，为防止意外，确保加固过程中的安全，对标高18.20m和21.80m的梁用6根φ200mm钢管加铁模进行临时顶撑。 9-l9-3-2钢筋混凝土基础梁施工

在①、②、③轴梁下两侧开挖标高为-l.30m至-2.50m的基槽，设置6道C30钢筋混凝土基础梁，梁端分别搁置于F与G轴的原基础承台顶面上，中跨梁（JL-1）1800mm×500mm，边跨梁（JL-2）1200mm×500mm，以该梁作为型钢支柱顶撑的支承点，混凝土强度>80%设计强度时方可加荷。

9-19-3-3型钢柱制作在工厂制作6根45号工字钢柱，每根长18.40m，分两节。连接件为钢板，用螺栓固定。梁底和梁侧焊制U形钢板当承托件。在F~G轴接近跨中部位，每榀大梁的两侧打M20膨胀螺栓，并逐层将楼板、漏斗板打洞。 9-19-3-4型钢柱安装

利用三角架、倒链逐层吊装钢柱。每柱为两节，连接处用400mm×320mm

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×20mm钢板加M20螺栓固定。中心线垂直校核无误后，将各层框架梁处固定结点的三角钢板焊牢，与钢柱暂不施焊，与框架梁侧的间隙用钢板模紧。I45与框架18.20m梁底的U形钢板焊好。每梁的2I45用〔20横向焊接连为一体，以免钢柱垂直受力时侧向失稳。型钢柱的下部焊制钢牛腿（图9-19-3、9-19-4）。 9-19-3-5型钢柱顶升

型钢柱全部安装完毕并经验收后开始顶升。型钢柱分中跨、北、南边跨共6根，设6台千斤顶于-1.30m基础梁的顶面上。中柱用2000kN油压千斤顶2台，两边柱用1000kN油压千斤顶4台，均对称安置于柱侧钢牛腿的下面，6块60MPa精密压力表配套使用。在统一指挥下，同时加荷顶6个钢牛腿，带动钢柱上升，顶三榀混凝土框架梁。 千斤顶加荷以前，在每榀大梁的梁底，自西向东安装3块百分表，用以监测18.20m层框架梁的回缩变形。

为保证3榀框架梁、6台千斤顶同步顶升，设总指挥1人持对讲机指挥千斤顶加荷与梁回缩变形监测人员。

顶升荷载分7级进行，中跨柱每级200kN，边跨柱每级100kN，中柱的每台千斤顶每级加荷100kN，边柱每台每级加荷50kN。第一级加荷后，停1h，以后每次加荷后，停30min。这期间，分别用千分表、刻度放大镜和水准仪密切观察花岗岩筒体、楼层顶面的变形、L梁裂缝的闭合和梁挠度的回升，认真做好记录，必要时，暂停加荷进行分析、研究。然后，再加下一级荷载。

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当中跨柱加荷至1000kN，边跨柱加荷至500kN时，开始五层梁底至四层顶面安装φ200mm、壁厚5mm的小钢柱。柱脚、柱帽处垫双层16mm厚钢板，板间对称打人模铁进加固。继续加荷，当中跨钢柱加荷力达l400kN，边跨钢柱至700kN时，裂缝累计回缩量已达0.035~0.195mm，五层的小钢柱也都吃紧力，已达到了钢柱顶升和框架梁加固的预期目的。此时停止加荷，对全部梁的各部位进行全面检查。

在千斤顶继续承载的情况下，将6柱的柱脚钢垫板同时焊牢。在统一的指挥下，各台千斤顶共分7级进行卸荷。 9-19-3-6加固善后工作

荷载全部卸完后，将各层梁的侧三角钢板与I45焊牢（图9-l9-5）。各层楼板洞及漏斗壁补扎钢筋，用C35膨胀混凝土将其补好。所有外露铁件用红丹打底，刷铅油2度。地面以下柱脚用C20混凝土浇筑成矩形，将地面以上钢牛腿割掉，用C20混凝土做成方柱脚，以保护钢结构。

加固工作完成7d以后，梁的变形己稳定。此时用环氧树脂胶泥将所有裂缝做封闭处理，梁面抹20mm厚1:2.5水泥砂浆保护层。 框架柱的断面为700mm×700mm。根据裂缝伸展的长度，中框架柱加固高度为l.50m，边框架柱为l.l0m，分以下步骤进行： l.用高压泵将环氧树脂注入裂缝。 2.柱四面抹20mm厚l:1水泥砂浆。

3.有裂缝的两个侧面，间隔300mm打Ml6膨胀螺栓。

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4.四面包20mm厚钢板（螺栓部位提前钻孔），两侧加槽钢拧螺栓临时固定，拧紧M16膨胀螺栓。

5.钢板交接处分期分段对称施焊，注意防止因温度应力引起钢板变形。焊接全部完成后，再将槽钢拆除，钢板刷防锈漆二道。 该热电厂除尘器支架框架梁、柱的严重裂缝通过处理，仅用26d时间，投入了较少的人力、物力和资金，满足了使用功能要求。在超载30%的情况下，一次加固获得成功。电厂当年投入运行，投产后至今使用正常，未发现任何不良现象。

第十八章 多层厂房结构综合加固技术

哈尔滨市某厂总装车间，建筑面积3716.71m2，长102m，宽16.20m，2层（局部3层）。二、三层间设沉降缝一道，三层屋面板标高12.30m，二层为内框架结构，三层为混合结构，承重外墙厚49cm，内墙厚24cm，毛石条基，设有基础圈梁。竣工不久发现三层12~20轴间的36.54m区段内承重墙体严重裂缝、窗间墙开裂错位、墙体倾斜、梁板及楼梯开裂并倾斜、外墙钢窗变形、圈梁裂缝，已不能安全使用，须及时加固处理。

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第一节 结构加固前状况

承重墙体裂缝。内外墙体裂缝2道，裂缝宽度1~28mm，裂缝长度600~2800mm，均为45斜裂缝。6个承重窗间墙（厚49cm）裂缝，其中2个窗间墙裂透失稳。

内外墙各l处 倾斜，墙体沿裂缝方向错位20~30mm。 梁板、楼梯、圈梁共有裂缝41道，裂缝宽度0.1~0.3mm。

楼板倾斜，倾斜后高差120mm，由于楼板倾斜，大部分内门不能开关。 外侧钢窗变形后成为平行四边形，窗户不能开启。 底层室内水泥地面下沉，室外散水坡下沉塌陷。

经基础开挖后详细观察，地基持力层下陷，严重处基础悬空，其下出现距离基底148cm的坑穴。

该区段建筑处于危险状态，厂方已作出拆除重建的决定。

第二节 产生问题的原因

经全面调查，该厂房12~20轴区间内有一丁字形防空通道，通道顶标高距自然地面9m，在离12~20轴外墙3m附近有一防空洞入口，由于整个建筑物坐落在地势最低洼处，雨后地表水聚集流入防空洞内，其土质具有湿陷性，长期受水浸后逐层塌落而沉陷，致使上部结构遭到严重破坏。-

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第三节 补强加固措施

厂房的补强加固共分两部分，基础部分采用钢筋混凝土灌注桩加承台梁的方法，并采用了石灰挤密桩进行地基加固。上部结构的补强加固是在基础部分加固10个月后，确认基础沉降基本稳定的情况下进行的，为加强结构的整体性，采用了拉杆加固法；开裂失稳的窗间墙则采用先包后灌加固法；混凝土构件裂缝、墙体裂缝采用化学灌浆补强法；最后进行侧窗整形、楼板提升找平及重新装修。为减少经济损失，加固工作是在不停产的情况下进行的，现就上部结构综合加固法作一简要介绍。 9-20-3-1拉杆加固

为加强结构的整体性，在厂房的12~17轴，沿横墙在每层楼板面层标高处设置φ20预应力拉杆（图9-20-1），螺杆为φ22（d=22mm螺母），采用千斤顶施加预应力，预应力拉杆穿墙钻孔必须使用冲击钻，禁止人工凿孔，拉杆垫板采用∟75×10角钢，以使拉杆与墙体共同工作。， 9-20-3-2钢筋混凝土短梁加固

承重砖墙裂缝宽度超过5mm以上，或开裂后错位的墙体，在进行楼面支顶后，采用钢筋混凝土短梁进行加固。即每隔50cm，以裂缝处为中点向两边各延伸50~75cm，将高50cm范围内的墙体拆除，配主筋4￠12，箍筋￠6@200，支模后，灌注C15号混凝土，捣制混凝土短梁，

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见图9-20-2。

9-20-3-3化学灌浆补强加固

对混凝土构件（楼板、圈梁、楼梯）裂缝及承重砖砌体裂缝宽度大于0.1mm、小于0.5mm的墙体，采用建筑结构化学灌浆法进行补强，该方法是将一定的化学灌浆材料配制成浆液，用压送设备将其灌入缝隙内，使其充分扩散，经凝结固化，达到补强目的。

环氧树脂具有强度高，粘结力强，收缩小，化学稳定性好，可在室温条件下固化等优点。采用环氧树脂作为建筑结构灌浆材料进行补强，可以收到下列技术经济效果：能有效地恢复结构的整体性，而且具有封闭防渗作用，补强后结构外观好；补强时一般不需要停产，不影响建筑物的正常使用；与其他方法相比施工简便，速度快，能使建筑物很快恢复使用，可用这种加固方法修复其他方法很难处理的混凝土裂缝，施工费用低，综合经济效果好。

化学灌浆补强中采用的灌浆材料由下列多种材料配制而成。 1.主剂。以环氧树脂作主剂，采用双酸A型环氧树脂，它是由环氧氯丙烧与双酚A在苛性钠作用下缩聚而成的。平均分子量为300~700，软化点小于50℃，为珑泊色或淡黄色的粘稠液体。双酸A型环氧树脂的主要性能：

（1）粘结力强。环氧树脂分子中所含的极性基团，容易使其分子与和它接触的界面产生极性相互作用，使它具有独特的粘结能力。 （2）稳定性高。环氧树脂在未固化前是热塑性的，受空气、光、热

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等影响较小，稳定性好。

（3）收缩小。因其在液态时就有高度缔合，固化过程中没有副产物生成，所以固化收缩小。

（4）化学稳定性好。固化后的环氧树脂有稳定的分子结构，可耐侵蚀。

（5）电绝缘性及物理力学性能优良。常用的国产环氧树脂有E51（618号）、E44（6101号）、E42（634号）、E33、E28等。

2.固化剂。固化剂是一种使未固化的环氧树脂呈热塑性的线结构进行交联固化反应的化学掺剂。固化剂的种类很多，常用的多为多元胺类。胺类固化剂的特征是在常温下使环氧树脂凝结、固化，反应时放出热量多，放出来的热量能加速环氧树脂的固化。胺类固化剂的用量可按下式计算：

胺类固化剂用量（g/100g树脂）=

常用的胺类固化剂有乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等。 3.稀释剂。稀释剂主要用来降低环氧材料的粘度，使之在灌浆时有很好的可灌性，粘结时有较好的浸润力。稀释剂的另外一个作用是控制环氧树脂与固化剂的反应热，延长使用时间，可以增加较多的填充料而降低成本。稀释剂分活性稀释剂和非活性稀释剂两种，该工程结构化学灌浆补强中采用非活性稀释剂。非活性稀释剂不参与环氧材料固化过程中的反应。常用非活性稀释剂有丙酮、甲苯、二甲苯等。

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4.增塑剂。加入增塑剂的目的，主要是减少环氧树脂硬化后的脆性，由于加入增塑剂，可降低大分子之间的相互作用力，提高材料的韧性、抗冲击强度和耐寒性能，同时还有降低反应放热温度和延长使用时间的作用，但抗拉强度、弹性模量、软化点都相应降低。增 627

塑剂分活性增塑剂与非活性增塑剂两种，该工程结构化学灌浆补强中采用非活性增塑剂。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三乙酯等。

5.填料。环氧材料中加填料，可使固化物的一些性能得到改善，如降低热膨胀系数、收缩率、放热温度，提高粘度，抗冲击性能等。同时还可以减少环氧树脂用量，降低成本。常用的填料有石棉纤维砂、石英粉、瓷粉、小石子等。

6.反应促进剂。由于粘结工艺要求尽快结束固化反应，以缩短操作时间，因此，在配制浆液时需要添加各种促进剂，加速固化剂与环氧基的反应。常用胺类固化剂的促进剂有苯酚、煤焦油、聚酰胺等。 环氧树脂灌浆材料的组成可分为三大类，该工程采用的是非活性稀释剂体系。设计了在常温条件下的环氧基液配合比组分：环氧树脂主剂、增塑剂、稀释剂、固化剂；环氧胶泥配合比组分：环氧树脂主剂、增塑剂、固化剂、促进剂、吡啶、稀释剂、水泥；环氧灌浆浆液配合比组分：环氧树脂主剂、增塑剂、释稀剂、固化剂。经试验浆液凝固后的抗压强度为63.5MPa，粘结强度为l.9MPa。

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目前国内尚无定型的专用化学灌浆设备，为此自行设计加工两套压力灌浆罐，并配备空气压缩机（国家定型产品）、管道、灌浆嘴、冲击钻、天平、配浆器具组成灌浆设备。这两套化学灌浆设备具有下列性能：可灌满混凝土构件裂缝宽度在0.1mm以上的裂缝；灌浆压力可达lMPa，一般0.2~0.4MPa即可满足化学灌浆的要求；灌浆设备功能齐全，移动灵活，便于维修保养。 9-20-3-4化学灌浆一般工艺流程

缺陷调查→缺陷部位处理→埋设灌浆嘴→封闭处理→试漏→配浆→灌浆→封口→养护

1.缺陷调查。对混凝土构件及承重砖砌体的裂缝长度、宽度、深度及走向进行调查并作好记录。

2.缺陷部位处理。用钢丝刷等工具将混凝土构件裂缝表面及承重砖砌体裂缝部位表面的灰尘、浮渣等污物清除，沿裂缝两侧2~3cm处涂刷环氧基液，为封闭处理准备好基底。

3.钻孔。在裂缝上钻骑缝孔，以便使灌浆具有较广的通路，而且能使浆液进入裂缝的深部，提高浆液的充盈度，钻孔孔径为机0mm，砖砌体裂缝孔距40~60cm（混凝土结构裂缝孔距应为30~50cm），钻孔后应用压缩空气将孔内粉尘与碎屑吹净。

4.埋设灌浆嘴。灌浆嘴位置设在裂缝较宽处及裂缝端，在贯通裂缝上必须两面交叉设置，并考虑了一定数量的排气孔，灌浆嘴可用普通（I级钢）圆钢或塑料制作，用环氧树脂胶泥封闭。

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5.封闭。用环氧树脂胶泥沿裂缝两侧2~3cm的部位刮平进行封闭处理，特别要注意灌浆嘴周围的封闭质量，确保密封效果。

6.试漏。用环氧树脂胶泥封闭1d后，即可进行试漏，试漏前沿封闭部位涂刷一层肥皂水，从灌浆嘴通入压缩空气（压力与灌浆压力相同）。若封闭不严，产生漏气时肥皂水会起泡。如发现漏处则可用环氧树脂胶泥堵漏。

7.配浆。环氧树脂浆液的配制方法是按确定的灌浆配合比，先将环氧树脂加热，使其能较好地与其他外加剂搅拌混合。外加剂的掺加次序是：稀释剂、增塑剂、促进剂，最后加入固化剂，搅拌必须均匀。浆液配制后最好能予以冷却，使其反应速度缓慢，粘度增长不致太快。 628

8.灌浆。灌浆前用压缩空气将孔道（通过灌浆嘴）吹干净（达到无水、干净状态），然后进行灌浆。灌浆压力可控制在0.2~0.4MPa，压力升高应缓慢，防止骤升骤降。以下述三方面为进行终止灌浆的控制条件，即压力罐上的压力表稳定2min以上；排气灌浆嘴冒出浆液，从透明压浆管观察到浆液停滞。终止灌浆后立即用木楔将灌浆嘴塞严。 9.养护。养护温度以l5~25℃为宜，夏季养护期为2d，冬期（采暖）则需7d以上。养护期间不应受冲击和振动。

灌浆效果检查。采用压水试验，压力值一般为灌浆压力的70%~80%，

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压水试验至基本不进水，且不渗漏时，即认为合格。

采用上述化学灌浆补强方法，共加固处理混凝土构件裂缝41条，承重砖砌体裂缝105条，效果良好。其余159条缝宽度小于1mm的裂缝则采用抹刮环氧树脂胶泥进行加固处理。 9-20-3-5窗间墙加固

窗间墙的加固采用“先包后灌”的方法。即在窗间墙四角沿墙高设置4根∟75×10的角钢，角钢四周设￠10@l50mm的套箍，角钢之间配5￠10纵向钢筋，并与套箍点焊形成钢筋网。套箍经预热后焊接，从而使其冷却产生预应力。浇水湿润后抹M10水泥砂浆厚50mm，同时沿裂缝处埋设灌浆嘴。养护7d后，对窗间墙进行环氧树脂压力灌浆加固，灌浆工艺同前述，见图9-20-3。 9-20-3-6楼板提升找平

楼板倾斜后高差120mm，因此门不能正常开启。刨除水泥砂浆面层及预制空心板的灌缝混凝土后，采用千斤顶加横梁的方法，逐块将预制空心板提升到原有位置并找平坐浆后重新灌缝做水泥砂浆面层。 9-20-3-7门窗整形，油漆粉刷

对变形的钢窗及内门进行整形修复，并对整个厂房进行油漆粉刷。经测量，对该厂房四周的排水系统进行设计，使雨水及时排出，厂房基础不再受雨水浸蚀，消除了隐患。

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第十九章 无粘结预应力钢绞线加固技术的应

用

某综合楼为3层砖混结构，平面布置如图9-21-1所示，总建筑面积约为1100m2，建成至今，已使用近12年，其设计和施工无图纸和记录存档。现场勘察发现施工质量低劣，尤其是混凝土工程；结构设计也不合理，建筑物各层横轴4~7间为大开间，用作营业厅和会议室，设置了4道大梁（一端带挑梁），砖砌体承重。楼屋面均采用预制空心板（包括外走廊和雨棚），屋面未采取保温隔热措煎.单侧无组织排水。

第一节 检测与鉴定概况

9-21-1检测与鉴定概况 9-21-1-1裂缝状况

梁上裂缝多属温度裂缝，最大宽度 9-21-1检测与鉴定概况 9-21-1-1裂缝状况

梁上裂缝多属温度裂缝，最大宽度0.15mm，主要发生在跨中部位，呈典型的弯曲裂缝形态。部分屋面梁两端产生斜裂缝（宽度0.1mm），长度约占梁高的l/3。

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9-21-1-2混凝土剥蚀状况

屋面梁及雨棚挑梁混凝土存在不同程度的剥蚀，⑥轴和④、⑤轴挑梁尤为严重，其中④轴挑梁局部表面已剥蚀近50mm，梁内钢筋锈厚约1.5mm。现场检测时凿开了部分梁的保护层，发现混凝土骨料级配不当，几乎都是大骨料，粒径较大，其中有两处凿开检查时发现混有砖、泥等杂物。梁内钢筋普遍锈蚀。屋面排水侵蚀也加剧了屋面梁混凝土的剥蚀。

9-21-1-3混凝土强度评定

采用混凝土强度拔出仪和回弹仪检测、评定。楼面梁混凝土强度平均值为15.8MPa，屋面梁强度平均值为13.8MPa。检测结果表明，用作大梁的混凝土强度太低。 9-21-1-4鉴定结论

根据现场调查和检测的情况，经分析计算，楼、屋面梁正截面（控制截面）的抗弯能力普遍不足，差值在19.28~29.24kN·m范围内，占复核设计要求承载力的16%~24%。为确保安全，必须加固0.15mm，主要发生在跨中部位，呈典型的弯曲裂缝形态。部分屋面梁两端产生斜裂缝（宽度0.1mm），长度约占梁高的l/3。 9-21-1-2混凝土剥蚀状况

屋面梁及雨棚挑梁混凝土存在不同程度的剥蚀，⑥轴和④、⑤轴挑梁尤为严重，其中④轴挑梁局部表面已剥蚀近50mm，梁内钢筋锈厚约1.5mm。现场检测时凿开了部分梁的保护层，发现混凝土骨料级配不

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当，几乎都是大骨料，粒径较大，其中有两处凿开检查时发现混有砖、泥等杂物。梁内钢筋普遍锈蚀。屋面排水侵蚀也加剧了屋面梁混凝土的剥蚀。

9-21-1-3混凝土强度评定

采用混凝土强度拔出仪和回弹仪检测、评定。楼面梁混凝土强度平均值为15.8MPa，屋面梁强度平均值为13.8MPa。检测结果表明，用作大梁的混凝土强度太低。 9-21-1-4鉴定结论

根据现场调查和检测的情况，经分析计算，楼、屋面梁正截面（控制截面）的抗弯能力普遍不足，差值在19.28~29.24kN·m范围内，占复核设计要求承载力的16%~24%。为确保安全，必须加固。

第二节 加固方案

9-21-2-1加固方法

应用无粘结预应力钢绞线技术进行梁加固。楼面和屋面梁结构形式相同，抗弯强度的不足程度较为接近。加固设计时为偏于安全，可选取最大应提高的抗力值（即29.24kN·m）作为各根被加固梁的设计依据，故选用相同的加固方案。钢绞线布置方案和构造处理如图9-2l-2所示。

9-21-2-2加固作用

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采用无粘结预应力钢绞线加固梁，对梁的整体结构性能均有较大的改善。加固所产生的加固力是自平衡力系，且对原结构是反向荷载作用，既抵消了部分原结构上作用的外荷载，也改善了梁自身的结构性能，如预应力作用所产生的反拱和裂缝闭合。加固不仅提高了梁正截面的抗弯能力，对支座附近的斜截面抗剪强度亦有很大程度的提高。 9-21-2-3加固材料

无粘结预应力钢绞线的材质情况见表9-21-l；钢绞线涂包油脂、套管材料及壁厚见表9-21-2；铺具采用三夹片单孔锚具。 9-21-2-4构造措施

支撑垫板采取与梁内主筋焊接生根，垫板尺寸为300mm×80mm×12mm，钢板上焊接￠18光圆钢筋（长300mm），以保护钢绞线套管在支撑点处不破损并减小张拉时的摩阻力，同时也加强了垫板的刚度。梁内主筋的保护层厚度一般都在30mm以上，钢绞线（含套管）直径为19.2mm，因此钢绞线张拉施工结束后，其下边缘至梁底尺寸在20mm左右，可做抹灰包裹，不影响构件的外观。锚固垫板的尺寸为300mm×150mm×16mm，张拉施工时安放在梁端锚固位置上。该工程被加固梁的截面尺寸为240mm×420mm。

第三节 加固效果

加固施工中，单根钢绞线的实际张拉力为100kN，以避免锚固位置和

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支撑位置的偏差所带来的不利影响。

该加固工程，各项张拉力损失值总计为25.8kN，实际有效张拉力为74.2kN。被加固梁跨中段正截面抗弯强度提高值为31.13kN·m；主跨两端支座范围内斜截面抗剪强度提高值为33.69Kn；挑梁支座截面抗弯强度提高值为22.l6kN·m；挑梁支座斜截面抗剪强度提高值为13.68kN。跨中反拱变形计算值为4.37mm；挑梁梁端反向变形计算值为0.85mm。另外，张拉施工结束后，梁上跨中和支座原有的裂缝基本闭合。

施工中对被加固梁抹25mm厚1:2水泥砂浆，用107胶涂刷被加固梁外表面，构件外观看不到加固痕迹。

第四节 9-21-5结语

钢绞线材料的强度高、长度取值大、柔韧性好，对梁板类构件的加固，易形成各种较好的布筋方案，从整体上改善构件的结构性能。尤其适用于大跨度梁、板、屋架和多跨连续梁板的整体加固。

由于油脂和套管的作用，施工中摩阻力很小，易控制有效张拉力和加固效果。

加固施工速度快，不影响被加固构件的外观和使用功能。该加固工程，在不影响正常营业的条件下，仅用10d时间完成了12根梁的加固施工。

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第二十章 排洪涵管加固工程施工

我国西南某公司发电厂欲建进厂公路，拟在两座山包间建填方高度为36m的高填方路基。为排洪，在路基底部设有两条并列且有一定坡度的内径为3.5m的四铰圆管式柔性涵管，由4块1m宽弧形预制构件在现场拼装浇筑而成。管壁混凝土厚度与强度等级按重、轻型分别为40、30cm和C30、C20，环向和纵向配筋皆为￠6@160。涵管施工完毕，回填路基，当回填至12m左右时，发现涵管普遍出现裂缝，最大缝宽5cm，个别钢筋受拉已呈屈服状态，且管径发生较大变形。停止填土后，裂缝与变形均停止发展，几天后恢复少量填土，裂缝与变形明显发展，被迫停工。经有关专家论证，认为涵管必须进行加固方可继续填土，同时要求所采取的加固方案应保证涵管的正常排洪作用，且在40d左右完成，以保证整个电厂施工的正常进行。

第二十一章 现浇整体钢筋混凝土涵管加固设计

在原涵管内现浇圆形整体钢筋混凝土予以加固。新涵管内径为2.5m，壁厚50cm（考虑到原涵管变形差异，允许不小于45cm），混凝土强度等级为C35，主筋为Ⅱ级钢，其余为I级钢，由于涵管上部覆盖回填土层厚度不同，因此配筋分重型和轻型两种管段，环向主筋重型段配

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内、外两层2Φ28@l00钢筋，轻型段配内、外两层2Φ25@70钢筋，纵向分布筋均为￠12@200。钢筋总量为510t，混凝土l500m3。涵管沿长度方向每隔6~9m（与原涵管所设沉降缝对齐）设沉降缝1道，宽度为2cm，用沥青麻絮塞满，后经协商改为沥青煮木板，以便施工。

第一节 加固施工

根据工期紧，施工现场狭窄（见图9-22-1），缺乏现场堆料和搅拌混凝土场地等特点，决定采用搅拌运输车长距离（单程32km）运送混凝土，并使用泵送浇灌工艺，同时设计制作了成套的筒形整体滑动钢模板，对加快施工进度，保证工程质量起到了关键作用。下面对施工中的几个主要问题加以简要介绍。 9-22-2-1施工方案与程序

由于原涵管内作业面很小，为加快绑扎钢筋和装拆滑动钢模板的速度，减轻工人的劳动强度，使用了运送成型钢筋和筒形整体滑动钢模的钢平车，并在涵管内通长铺设钢轨。为此，施工涵管时在横断面上设施工缝，整个涵管为两次施工，施工缝尽量设在圆形结构下半部的理论反弯点附近。首先从上游进口处开始施工涵管下部，按规范留出外伸搭接钢筋，处理施工缝，同时预埋固定钢轨的小块钢板。拆模后，铺钢轨并加以固定。施工涵管上部拱形部分也从上游进口处开始，由于每个涵管均配有成套钢模板，l号和2号涵管可分别分段施工。先用钢平车将成型的钢筋送到作业面，绑扎完一段后，再用卷扬机将由

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钢平车支

承的筒形钢模板整体滑移就位，然后将泵送混凝土管道引入钢模板并浇注混凝土。待混凝土达到一定强度后拆模并滑移至下一段。拆摸后混凝土达到一定强度时，用压力灌浆法把水泥砂浆压入圆形涵管顶部小块月牙形空隙中，保证涵管断面的密实性。

用上述方法施工，上部拱施工进度为每天每涵管进尺1个沉降缝间隔段，6m、7m、8m或9m不等。涵管施工程序见图9-22-2。 9-22-2-2钢模板设计、制作与装拆

整体钢筋混凝土涵管紧贴在原装配式涵管上，因此用它作为新浇混凝土的外模，整个钢模板的设计与制作关键在于上部拱的筒形内模、支承刚架和钢平车的尺寸准确和相互配套，以便装拆和整体滑移。 因底部混凝土环向弧长不大，只须用扣件或粗钢丝把钢管和粗钢筋沿弧形表面形成方格连成整体，并加盖定型模板加以固定即可。对上部拱专门设计制作了成套整体滑动筒形钢模板、支承刚架和运载钢平车。上部拱的筒形钢模板由面板和纵横向加劲肋组成，并支承在安有多根多方向回旋支杆的刚架上，刚架要承受模板、管壁内钢筋和所浇注混凝土重量，而且原涵管已处于较大变形和严重开裂状态，在所设附着式振动器强烈振动下，刚架还要起到必要的支护作用。因此刚架要有足够的强度和刚度。典型的6m长模板与支承刚架由3台平车支承。平车靠卷扬机控制滑动移位（图9-22-3）。

因钢模板外形尺寸己确定，原涵管的实际尺寸已参差不齐，为便于钢

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模板顺利滑动就位，须根据不同情况使模板外形尺寸有向内收缩余地，同时也便于脱模与滑移。为此，在筒形钢模板横胁上，大致相当于时钟2点半和9点半处做三角形切断，（不切断面板），当横向加劲肋下部大直径横向花篮螺杆缩短时，很容易使筒形钢模向内收缩到所需位置。

模板安装主要是利用设在支承刚架顶部和两侧的螺旋支杆及下部的水平螺旋杆的伸缩将模板按设计要求调整就位，必要时可利用小型千斤顶辅助进行，在上部拱的筒形钢模板与底部混凝土施工缝连接处事先填入可压缩橡胶管，防止混凝土漏浆。每段涵管的端模用煮沥青木板制成，斜撑焊在与筒形钢模板横向加劲肋相连接的水平向钢管上。通过松动各支承螺旋杆进行脱模。纵肋上装有附着式振动器，以便振动筒模中混凝土。

由于模板整体设计先进、合理，装拆方便，包括滑动移位在内，拆装一套模板仅需4~5h。 9-22-2-3钢筋成型与绑扎

整个涵管的环向主筋为Φ28、Φ25两种，在钢筋加工车间成型后运往现场。对涵管下部钢筋，绑扎时与双层配筋的底板钢筋相同。而绑扎上部拱钢筋需利用平车，将成型好的钢筋运至涵管内的作业面后，在平车上进行操作。首先绑扎外层环向主筋和纵向分布钢筋，以形成方格网状，再用横向钢筋控制内外层钢筋的间距，进行内层钢筋的绑扎。为便于定位和绑扎，在绑内外层钢筋时，先将本段内部分环向主

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筋与下部预留搭接钢筋焊接起来，再穿入少量纵向钢筋形成大网格，最后进行其余钢筋的绑扎。 9-22-2-4混凝土施工工艺 1.混凝土配合比与搅拌

为满足集中搅拌、长距离运输和泵送浇灌的要求，经大量试验和计算得出了既满足设计强度又便于泵送浇灌的配合比，收到了良好的效果。

配合比为：525号普通硅酸盐水泥470kg，高炉重矿渣990kg，山砂750kg，水200kg，减水剂按水泥用量的0.3%掺入。

减水剂分两次加入，第一次在搅拌站加0.15%，第二次在入泵前加入搅拌车0.15%。按以上配合比配制的混凝土，经试验，坍落度均控制在20±2cm以内，抗压强度满足设计要求。 2.混凝土运输和泵送浇灌

运输：从搅拌站到施工现场距离32km。由于距离较远，路面情况差，加之该地区白天气温较高，混凝土在途中拥落度损失较大，对泵送浇灌质量极为不利。为此确定每天日落后到次日天亮前为运输和浇灌混凝土时间，8~12h，而用于浇灌的时间为5~8h，白天则用来等强度的提高和拆装滑移钢模板。这样可以保证每天两涵管共进尺12~18m（按沉降缝分6~9m为1段）。

泵送浇灌：从泵车引出两条泵送管道（直径150mm），通向1号和2号涵管。第一步浇灌底部混凝土，泵送管道铺设在原涵管壁和已经支

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好的底部模板上，管道浇注一段拆除一段（因浇注是从远端开始），直到浇注完整个涵管并拆除全部管道为止。底部混凝土浇注完毕后，应及时处理好施工缝。底部模板全部拆除后，立即进行平车钢轨安装。第二步进行上部拱的混凝土浇灌。浇灌混凝土之前，首先把整套筒形钢模板用卷扬机拖到上游人口进行支模。模板安装就位后，在两轨间辅设泵送管道，即开始泵送浇注混凝土，泵送管道走向及入模口见图9-22-4。

由于混凝土流动性较好，泵送时又有一定的压力，入模后经过布料和振动，除在顶部尚留有少量月牙形空隙外，基本可充满整个模板。 脱模：由于工期较短，每天必须完成一个沉降缝距离段（6~9m不等）的整套工序，而混凝土在模板内的时间只有8~10h，要在如此短的时间内脱模移位，按常规是不允许的。为此除了在配合比上采取一些措施外，还考虑到涵管内通风差不易散热，整体筒形钢模板封闭性能好，有利于保温，水化热散失慢等因素均有利于混凝土的早强。同时，原涵管虽开裂严重，对上部回填土（不再继续填新土）仍有一定承载能力，且新涵管所配钢筋密集，对钢筋本身和新浇灌的混凝土仍能起到支承作用。故决定在混凝土浇灌完毕后8~10h即脱模移位。实践表明，除个别部位因粘模造成混凝土表面脱皮外，其他情况良好，未发现因早期脱模而形成的裂缝。 3.压力灌浆

为填充浇灌混凝土时留下的空隙，使用灰浆泵进行压力灌浆卢具体作

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法是在浇灌上部拱混凝土之前，在这一段的两端埋入进浆管和排气管，见图9-22-5。由进浆管压入水泥砂浆，砂浆充满空隙后即从排气管挤出，表示水泥砂浆已完全充满空隙。待砂浆凝固后对进浆和排气孔进行填实压光处理。

第二十二章 采用体外预应力技术加固原煤贮仓

宁夏大武口洗煤厂原煤贮仓建于1969年。贮仓平面为矩形，纵向长96.8m，横向宽38m。贮仓横断面呈六边形，仓顶最高标高14.46m。该贮煤仓贮量2万t，是保证洗煤厂正常生产的重要建筑。 贮煤仓结构形式为单排刚架，沿轴线设置楼面梁，柱间距分别为12m、18m和24m。刚架柱为斜柱，倾角为45。。整个煤仓的结构构件均为预制混凝土构件，楼板为双T形板，仓外壁板为预制槽板，并支撑在毛石挡墙上（轴距6m）。

煤仓上部带窗户的顶楼为砖混结构的皮带输送机通廊。仓下部有地下通道供卸煤用（图9-23-1）。

第一节 贮煤仓结构现状

贮煤仓1969年建成，投入使用后不久发现贮仓东西两端部山墙外倾，14.46m标高处柱顶与纵梁脱开导致仓顶、檐口、圈梁和输煤廊楼顶

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圈梁被拉断。4根山墙柱的柱顶位移量如图9-23-1所示，最大位移90mm，贮煤仓其他结构完好。

1971年大武口洗煤厂采用钢格构斜支撑对煤仓进行加固。但效果不理想，加固后并未阻止住山墙柱外倾，更未使柱子复位，最后只得将两端贮煤仓卸空停止使用，贮煤量减少30%。造成柱子外倾的主要原因是山墙部分原设计不当。 9-23-2加固方案及加固设计

1991年大武口洗煤厂欲在不停产的前提

加固贮煤仓，使空仓恢复使用，以增加精煤产量。为此，对几个加固方案进行了论证，最后选定体外预应力水平拉结加固方案，见表9-23-l。

加固设计根据以下三方面确定： 9-23-2-l预应力钢绞线数量的确定

钢绞线数量由山墙柱复位拉力及复位后仓内煤的侧压力中较大者确定。山墙柱复位拉力计算可视为柱根部固定、上部滑动的弹性体，并考虑到山墙壁板对柱的约束作用，故计算时柱的抗弯刚度增加l倍。柱顶平均位移60mm时（图9-23-3），算得复位推力需740kN左右。另外还应加上柱顶与结构搭接处的摩擦阻力等。标高14.46m处的楼板、轨道、大梁及山墙壁板对柱的摩擦阻力约为235kN，砌体与混凝土的摩擦系数为0.7，钢材与混凝土的摩擦系数为0.45，摩擦接触面按70%~80%计算，算得总复位力为975kN。

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根据计算，满仓时煤对山墙柱的侧压力约708kN。考虑到卸煤过程的冲击荷载，再乘以1.5的动力系数（此系数偏大，但对加固后的结构有利）。所以在长期使用过程中，柱承受的侧压力不会超过1060kN。最后确定钢绞线数量为14—Uφj15元粘结钢绞线（表9-23-2）。 为减少钢绞线松弛造成的预应力损失（该工程因工期要求紧故未采用低松弛钢绞线），设计预应力控制强度仅取钢绞线标准强度的50%。较低应力下，1000h的松弛率约降低到3.4%。 9-23-2-2 锚固位置的确定

预应力钢绞线的水平高度选在11.703~11.800m之间。这里是第11轴斜梁与牛腿之间的夹缝，可容纳一根钢绞线通过，是比较理想的标高。再降低高度，就要增加张拉力，增加钢筋用量，显然是不利的。 锚固位置选在山墙柱外侧，通过承压板锚固在仓外（图9-23-4）。这种体外施加预应力的加固方法要求锚固节点必须安全可靠。为此选用经过许多重点工程考验的B&S系列错具中的Z15一7。

承压板为组合工字型截面的钢梁。通过抗弯、抗剪和局部承压验算后的截面尺寸见图9-23-5。 9-23-2-3钢绞线的防蚀及保护

加固用的钢绞线分4束，每束7根，分别置于山墙柱两侧，纵向穿贮仓而过。为保护钢绞线免遭煤粉的冲刷，采用外包塑料皮的无粘结钢绞线7根，钢绞线外套￠83mm镀钵钢管，张拉后钢管内灌注水泥浆。塑料外套、硬化水泥浆和钢管构成3道防护，阻止煤粉中微酸介质（水

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分、硫及二氧化碳）的侵蚀。

第二节 预应力施工

9-23-3-1承压板和钢管安装

组合型钢承压板采用分区对称焊接，以减少温度应力变形，并用夹板方式固定在柱外侧（图9-23-5）。

φ83mm的镀钵钢管每根长6m，预先焊上法兰盘，然后在仓内逐根安装。仓内接管非常危险，又不能影响生产，故难度较大。

施工单位与洗煤厂积极配合，在煤堆到钢管标高附近时，立即集中人力摊平煤堆。派人下仓在煤堆上施工，抓紧夜班不卸煤的时间接管和安装吊杆。

安装后的钢管总长98m，共4道。每隔6m左右用花篮螺栓固定在仓顶上，减少钢管下挠。接管的顺序由仓一端伸向另一端，同时在管内穿过1根通长8号铅丝，以备穿束用。 9-23-3-2预应力筋穿束及锚固

无粘结钢绞线下料长度为100m，每7根一把形成集团束，拖运到仓顶平台上进行穿束。穿束动力由1.5t卷扬机牵引为主，人工推送为辅。穿束用的钢丝绳由钢管孔洞内的8号铅丝带过，并由专用网套与钢绞线束连接。穿束过程宜慢宜稳，人机协调同步。如果穿束钢丝绳与钢绞线脱开就会前功尽弃。

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穿束后，应立即将锚具套在外伸的钢绞线上并填入夹片进行预紧。此时预应力钢筋已经受力，整根钢管不会因输煤冲砸而发生折断。 9-23-3-3张拉顺序及效果

该工程预应力张拉采用对称分级循环张拉方式，张拉顺序及循环次数见图9-23-6。

张拉时用2台YCN-18型千斤顶分别在B、C轴上对称的柱边位置张拉。每束7根钢绞线端部由Z15-7型锚具固定，然后用群锚单根张拉法分四l6级逐根达到设计张拉力。

张拉控制应力为σcon=735MPa，每根钢绞线最大张拉力103kN，每根柱子设计水平拉力为1440kN，钢筋的理论计算伸长值为377mm。在张拉过程中，以油压表控制拉力，并量测实际伸长值。同时在贮仓远处用经纬仪观测柱子的复位情况，随时通报张拉人员，并作记录。 从实际张拉效果看，当拉到第二轮即7、8顺序时，柱顶与梁间缝隙开始慢慢闭合。此时，油压表显示15MPa，每柱受拉力约560kN。这时进行观测，虽然柱顶未完全复位，但被拉开的缝隙基本闭合。为承受贮煤时的侧压力，继续进行第三、四轮张拉，最后每根柱的总拉力约980kN，比理论计算拉力1060kN低8%。因为实际复位效果比预想理想，故未继续张拉到设计值1440kN。此时钢绞线的实际应力约500MPa，对于钢绞线最大控制应力1030MPa有较大富余，故张拉停止。 9-23-3-4灌浆及锚具封堵

在安装镀钵钢管时，每根管共留出4个灌浆排气孔，间距20m左右。

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灌浆的配比为水:

水泥:细砂=1:2:1。压力灌浆从一端开始，逐段压浆待排气管出浆后，移到下一个注浆口灌浆，依次移过去，最后在贮仓的另一端结束。 为防止贮仓外面的锚具和承压锚板长期在露天环境下锈蚀，张拉完毕后观察7d未发现锚具滑移、承压板变形等问题，于是支模后用不低于C20的细石混凝土将锚具锚板封堵。其保护层厚度不小于50mm。最后拆除钢斜撑，修复输煤廊。

该工程采用体外预应力进行加固并使柱子复位。在超过100m长的结构中应用无粘结筋作为张力元，这种方法理论清晰，计算简单，施工方便（有效工期仅20d），节省费用（钢绞线4t、锚板及吊杆2.5t、钢管4.5t，全部用钢量约11t，比仓内钢梁拉结或仓外钢斜撑加固方法节约钢材几十吨），加固复位效果明显。

第二十三章 建筑物纠倾技术

近年来由于多种原因，一些建筑物发生倾斜，严重影响正常使用，甚至危害用户安全；也有一些古老的建筑物发生了倾斜。正确分析建筑物发生倾斜的原因，提出合理可行的纠倾方案，采用简便、易行的施工方法，尽快将建筑物纠倾扶正，再通过加固修缮，以较小的工程费用支出（相当于原造价的20%~30%）挽救倾斜的建筑物，是利国利民的好事。

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第一节 导致建筑物倾斜的原因

1.地基软弱，如持力层为饱和软粘土、淤泥或淤泥质土等欠固结土层，在建筑荷载（特别是偏心荷载）作用下，极易发生过大的沉降或倾斜。 2.两建筑物相距过近，使地基中附加应力叠加，地基沉降量加大而导致建筑物的相互倾斜。

3.由于管道漏水、地面积水、室外污水井倒灌等，使房屋地基浸水湿陷，建筑物倾斜。这种情况在填土或湿陷性黄土地基发生的颇多。山西长治某工厂的100m高烟囱，因一侧的黄土地基浸水湿陷，烟囱倾斜达153cm。

4.在已有建筑物附近施工并降低地下水时，引起相邻房屋地基失水固结，建筑物发生倾斜。在地下水位较高的各类土中（除砂卵石地基外）均易发生，如兰州某住宅楼因相邻建筑物施工降水而发生39cm的倾斜。

5.地下洞穴如石灰岩溶洞、土洞、墓穴、地下巷道以及地下铁道工程等，其地面可能发生沉降，使建筑物发生倾斜甚至开裂。山西某车站水塔由于基础附近有基穴且长期积水，使水塔倾斜cm。 6.地基勘察工作失误，地基主要受力层范围内有厚薄不均的软弱土夹层，使建筑物下沉量大小不均，发生倾斜。

7.基础设计方面的错误，如选型不当以及施工质量低劣而使建筑物倾

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斜。青岛某烟囱，设计时选择错误基础方案，桩数过少，并有许多断桩，导致50m高烟囱倾斜112cm。

8.山区或丘陵地区，有大面积回填土时，由于地基土层软硬不均，引起建筑物倾斜，甚至开裂。

9.在建筑物内外大量堆载，使地基承受较大的附加压力，引起基础沉降，建筑物发生倾斜。

10.由于山体滑坡、地震液化等自然灾害引起建筑物的倾斜。如日本神户大地震使位于山坡上的大批建筑物滑胡破坏。

11.在深基坑开挖中，由于支护结构破坏，使相邻建筑物倾斜或倒塌。如广州市东风路一建筑的深基坑（17.5m），因支护结构破损，引起相邻三幢两层楼房相继倾斜和倒塌。

12.由于建筑施工放线错误，使相邻建筑物的基础重叠相压，引起建筑物倾斜。图9-24-l为三河市一居民楼基础和相邻水塔基础重叠相压，使水塔倾斜40cm。

13.在淤泥或饱和软粘土地区，由于拆除建筑群中某一栋旧建筑物，使得已经平衡稳定的地基因局部卸载，在周围建筑物地基的侧向挤压下发生隆起，从而引起相邻建筑物的倾斜。图9-24-2是汕头市某广场上原有一座古建筑拆除后，使周围建筑发生严重倾斜的情形。 14.修建在河流、湖泊、水塘岸边的建筑物，如在地基土层中含有淤泥、软土夹层，受压后发生侧向流动挤出，造成地基下陷，建筑物倾斜、破损。

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此外，如在软土地基上施工时，加荷速率过快，导致地基挤出破坏而引起房屋的倾斜；采用桩基础的建筑物，桩尖持力层软硬不均时，造成桩基础的差异沉降而引起建筑物的倾斜；或者由于上述多种原因综合作用，均可导致建筑物倾斜或破坏。

第二节 建筑物纠倾方法的合理选择

根据倾斜原因，选择合理的纠倾方法，是制定好纠倾技术方案、确保纠倾工程成功的重要前题，选择纠倾方法时，应注意以下各点： 1.为避免采用迫降法（图9-24-3）造成的室内净空减少、室内外管线标高改变所带来的一系列问题，并降低工程造价，应尽可能选用抬升法（图9-24-4）。

2.对因管道漏水或其他原因地基渗水而引起建筑物的倾斜，可采用浸水法或掏土法。浸水时要控制浸水量，掏土时要避免突然下沉现象。 3.对饱和软粘土或含水量较高的砂性土地基上由基坑开挖、降水引起的倾斜，可在建筑物的另一侧降水（井点管、滤水管、沉井、大口径井），使建筑物回倾。

4.在软土地基上倾斜的建筑物，可用软掏土法纠倾（如应力解除法），但应控制回倾速率。

5.对于粉土、粉质粘土、粘土等地基上的倾斜建筑物，用其他方法难于奏效时，可采取辐射井纠倾法。

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6.位于砂土或砂性填土地基上的建筑物发生倾斜时，可采用局部振捣液化法使地基发生瞬时液化，造成基础下沉而达到纠倾的目的。 7.由于建筑物自重偏心引起倾斜时，可采用增层（或加载）反压纠倾法。

8.当采用桩基础的建筑物倾斜时，可用桩体卸载法或桩顶卸荷法纠倾。

9.如地基下沉量过大，软土层较厚，建筑物又具有较好的整体刚度时，要采用顶升法或横向加载纠倾法。

10.对于倾斜量较小的建筑物，可采用水平双灰桩法纠倾。 11.对在煤矿开采区或土层易发生斜向滑塌变形地区修建房屋时，施工时应预留纠倾条件，如预留砂垫层、顶升孔或锚杆静压桩孔等。 12.建筑物纠倾时，并不只是采用一种方法，根据其倾斜和地基土层特征，可采用两种或多种并用的纠倾方法，如锚杆静压桩及压重法，注水法和掏土法，辐射井法和应力解除法或双灰桩法等。

13.建筑物防止复倾加固，应选择有效的方法与纠倾同时进行。防复倾可采用双灰桩、灌浆、扩大基础底面积以及地坪缆板法等。

第三节 建筑物的允许倾斜值

当建筑的倾斜量已达到甚至超过允许倾斜值，且该建筑物尚具有纠倾扶正的经济价值和使用条件时，应进行建筑物的纠倾扶正。建筑物的

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允许倾斜值是重要的界限值，根据经验并参考有关规范的规定，本文提出建筑物允许倾斜值（表9-24-1）供纠倾工程借鉴。

建筑物纠倾水平变位设计控制值S’h可按下式近似计算： 式中

S’h------建筑物纠倾水平变位设计控制值；

Hg-----建筑物自地面算起的高度，如图9-24-3、9-24-4； b-----纠倾方向的建筑物宽度；

ΔS’-----建筑物纠倾时需调整的沉降差值，ΔS’=ΔS±a； ΔS----建筑物的实际沉降差；

a-----考虑施工因素预留滞留后的回倾量，常取a值为（1/10~1/12）ΔS 。

第四节 纠倾工程的技术方案制定

为取得纠倾工程的成功，制定纠倾方案时应注意以下几点： 1.在制定纠倾方案前，应对倾斜建筑物的上部结构、地基基础状况以及倾斜、裂缝产生的原因进行调查分析。2.对整体结构刚度差的建筑物，纠倾前要对原结构进行加固，以防止纠倾施工时破损甚至倒塌。 3.在制定方案时，要考虑建筑物地基在纠倾施工时可能产生的附加沉

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降，在纠倾施工时要加强现场观测。

4.在制定方案时，要考虑纠倾后再复倾的可能性，应采用有效加固手段做好防复倾的地基处理。

5.在制定方案时，选择的纠倾方法既要安全可靠、施工简便，又要经济合理，尽可能降低工程造价和缩短工期。

6.纠倾扶正施工前要进行现场试验性施工。以便选定施工参数，验证纠倾方案的可行性，进行必要的调整与补充，使其更加完善。 7.纠倾方案中应规定现场监测方式，监测点的设置，监测内容和手段，以便通过监测控制回倾速率和掌握纠倾复位结束的时机，预留出滞后回倾量。

8.纠倾方案中应有安全防护和报警措施，以确保纠倾施工的正常进行。

9.纠倾方案应对建筑物复位后房心土的回填、奔实、地坪做法以及墙体裂缝的修补等做出规定，这些都有利于建筑物整体刚度和抗倾复的能力，要通过分流措施降低原基础底面压力。.

10.房屋回倾后，应有3个月的稳定观察期，确认建筑物稳定后，再进行加固与修缮工程。.

11.纠倾方案中应明确竣工文件所包括的内容，如原纠倾设计方案、施工日记、试验性施工小结、现场监测及裂缝变化记录、鉴定和验收结论等，作为纠倾建筑物的技术档案予以保存。

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第五节 建筑物纠倾新技术

近年纠倾技术有较大发展，常用的建筑物纠倾新技术有：浸水法、辐射井法、锚杆静压桩法、顶升法、应力解除法飞触变法、桩身卸荷法、降水法、静力压桩法等。 9-24-5-1浸水纠倾法

这是在建筑物倾斜的一侧地基中注水，引起地基湿陷的纠倾方法。浸水纠倾法适用于含水量低于

20%，湿陷系数

（coefficientofco11apsibility）δs大于0.05的湿陷性黄土或填土地基上建筑物的纠倾工程，可选用注水坑、孔或槽等不同方式注水；注水纠倾前，应进行现场注水试验。注水试验坑（槽）与倾斜建筑物间距不小于5m，试验坑（槽）底部低于基础底面以下0.5m，通过试验确定渗透半径、注水量与渗透速度的关系。一栋建筑物的试验注水坑、槽不宜少于2处。 9-24-5-2辐射井法

这是通过在倾斜相反一侧的室内外设置辐射井进行人工射水、排土纠倾的方法。该法适用于粘性土、粉土、砂性土或填土等地基上的、条形基础的建筑物的纠倾工程。此法是经过工程实践证明有广泛适用性的有效纠倾方法。

辐射井一般可采用圆形混凝土或砖砌沉井，井的内径不小于

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0.8~1.0m，井身的混凝土立方体抗压强度标准值不低于15MPa，砖的抗压强度不应低于7.5MPa，水泥砂浆标准立方体抗压强度不应低于5MPa。

辐射井应设置在建筑物沉降较小一侧的室内外，其数量、下沉深度和中心距应根据建筑物的倾斜情况、基础类型、埋深、场地环境以及基底下土层性质等因素确定。通过试验性施工取得本法所需的施工参数，是取得纠倾成功必不可少的条件。

辐射井应在井壁上设置射水孔与回水孔，射水孔为12cm×12cm，回水孔为6cm×6cm，射水孔位置应设在距基础底面下50~80cm左右，回水孔宜在射水孔下交错布置，沉井应封底，井底标高宜低于射水孔标高1.0~1.2m。

通过高压射水的射水排土，在基础下地基中，形成若平水平孔洞，使部分地基应力被解除，可引起地基土不断塌落变形，迫使建筑物沉降小的一侧地基不断沉降。由于成孔大小、深度、间距的可调性，该法能有效控制建筑物的回倾速率和变形量。该法的排土范围广，施工安全，不受天气变化影响?纠倾方法可靠。

高压射水泵工作压力及流量，一般应根据需要冲孔的土层软硬，在现场进行试验确定，每栋建筑物应不少于两组射水施工设备及人员同时施工，冲孔排土范围应贯通基础底下全宽度。在射水、排土过程中，应根据建筑物的整体刚度、基础类型、工程地质和水文地质等因素，确定建筑物的最大沉降速率，一般回倾速率应控制在5~15mm/d；完

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工后应继续对建筑物进行沉降观测，其时间一般不应少于l~2个月。射水井尚应回填337灰土分层夯实。在室内地坪标高1m以下范围内的射水井井壁应拆除。 9-24-5-3锚杆静压桩纠倾法

这是在倾斜一侧建筑物基础上设置压桩架，凿桩孔，将桩压入地基中的纠倾方法。锚杆静压桩法适用于地基地层较软弱，没有孤石、树根以及持力层埋藏较浅的地基；设计铺杆静压桩前应对纠倾建筑物地基进行静力触探，Ps值应小于8MPa，查明地层分布情况，确定桩端持力层的位置。

锚杆静压桩的设计应包括锚杆直径、锚固长度的设计，桩尺寸选定，压桩孔，桩数及其排列，压桩力的确定，以及反力架、千斤顶等（图9-24-6）。

锚杆静压桩法还可分别与掏土、降水以及压重等辅助措施相配合进行纠倾。

9-24-5-4顶升纠倾法

这是在倾斜相反一侧的墙或柱体上，设置若干千斤顶，以其顶升力进行纠倾的方法，它适用于建造在深厚的软土地基上建筑物的纠倾工程。顶升纠倾法是在建筑物的首层的柱或墙上设置顶升点，根据建筑物的总荷重与顶升力（千斤顶）的大小来确定顶升点的数目；顶升力是按墙体或柱承载能力来设计，对于多层砖混结构，一般顶升力控制在200kN左右；

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9-24-5-5应力解除法（钻孔排泥纠倾法）

这是在倾斜相反一侧，用钻机均匀钻孔，造成地基侧向应力解除，使基底下淤泥向外挤出，引起地基下沉的纠倾方法，它适用于建造在厚度较大的淤泥地基上建筑物的纠倾。

钻孔的布置和直径的选择，应根据建筑物场地的工程地质条件、掏十的次序、纠倾量的要求以及施工机具条件确定，孔径一般可选0.4~0.6m。钻孔内由基底向下3~5m深度范围内设置钻孔的套管，保护基底下的土体不直接向侧向流动，套管长度应根据掏土深度确定。施工时要根据建筑物回倾速率，有控制地钻取出套管下挤入钻孔的淤泥，促使地基沉降，建筑物回倾。 9-24-5-6淤泥触变纠倾法

这是在倾斜相反一侧地基中，采用旋喷、定喷或摆喷等高压射水或振捣棒振动等引起淤泥触变(thixotropy)，使其瞬时丧失强度，造成建筑物回倾的纠倾法，它适用于淤泥或淤泥质粘土地基上钢筋混凝土基础的建筑物纠倾。触变喷射孔位应选择在建筑物沉降小的一侧或直接设置在基底下。触变喷射孔位的数量和距离选择，应视建筑物纠倾量和地质情况确定，纠倾量小时可采用封闭式喷射孔；纠倾量大时选用连通式喷射孔。纠倾量可通过调整喷射孔距、触变深度、控制喷射压力和调整喷射时间等参数确定。 9-24-5-7桩身卸荷法

桩身卸荷纠倾法是采用压力为20MPa高压水，喷射建筑物沉降较小一

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侧桩身的全部或部分，或冲松柱底土层，暂时破坏部分桩的承载力，促使桩基础产生下沉。达到纠倾要求时，还可根据土质条件，采用合适的加固方法，恢复桩基承载能力。采用桩身卸荷法纠倾时，应验算卸荷一侧桩承台的支承能力，防止建筑物产生不可控制的下沉。卸荷的桩数，可通过试算，结合现场施工和观测资料调整。纠倾量较大时应采取分阶段卸荷、分阶段沉降法，防止次应力对上部结构产生较大的影响。 9-24-5-8降水法

适用于饱和土地基上的浅基础，且上部结构刚度较好的建筑物纠倾，其方法是在室外倾斜相反一侧地面上，通过设置沉井斗井点管、滤水管以及大口径降水井等，用泵排水，强制降低地下水位进行纠倾。 沉井一般采用圆形砖砌沉井或预制混凝土井筒，内径不于小1.0m，砖强度等级不应低于7.5MPa，水泥砂浆强度等级不低于5MPa；沉井下沉施工时，为减少井内积水，便于施工，可边抽水边挖土，水量较大时，可暂时用石灰砂浆封住浅水孔，达到设计标高后再启封使用。 9-24-5-9静力压入桩纠倾法

静力压入桩纠倾法，适用于建在局部土坑、暗沟和古井等松软填土、淤泥土、含有透晶体地质条件地基上的条形与单独基础建筑物的纠倾工程，该法是以基础底面为反力支托，在基础下地基中压桩的办法进行建筑物纠倾。压人桩可选用15cm×15cm钢筋混凝土方柱或圆桩，桩长可根据开挖坑底标高的净空确定，采用分段接长的办法用硫磺胶

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泥接桩。

压入桩设计应包括桩径、桩长、桩尖持力层选择、桩的布置、单桩承载力确定、压桩力大小等，一般压桩力为单桩承载力的1.5倍。 建筑物纠倾是诊治病害建筑物的风险工程。通过现场调查提出有效、可靠的纠倾方案；根据开工前的试验性施工提取施工参数和在施工过程中的现场监测，调整施工进程和回倾速率；开裂严重的建筑物，纠倾前应做好建筑物的加固，防止纠倾过程建筑物严重破损或倒塌；纠倾后应做好防复倾的加固处理，恢复地坪工程也是防复倾、分流基底压力的重要措施；纠倾扶正后要有不少于3个月的静止观察期，完全稳定后再进行裂缝加固和修缮装饰工程。上述问题都是纠倾工程获得成功的重要环节。

第二十四章 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。

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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。

第一节 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。

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第二节 新建标题

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。

2.房屋上部结构荷载重心与基础底板形心的偏心距过大。有的结构在荷载较大的一边，筏基外挑悬臂长度反而小，加剧了基础底板的偏心荷载，增大了不均匀沉降。

3.基础埋深确定后，原地面标高相差很大，使整板基础室外两侧回填厚度相差过大，矿有的甚至在2m以上，增加了底板的附加偏心荷载。 4.建筑物平立面在长短向均有高低错落，造成上部结构荷载分布不均，增大了建筑物的沉降差异。

5.房屋的平面布局不合理。如房屋过长，中间设双墙沉降缝，造成底板下附加应力的重叠相加，使沉降缝处沉降过大；房屋沿沉降缝倾斜，使顶部墙体碰撞开裂。

6.挤密桩在同一建筑物下长度不一，使软土在挤、压、振后强度、变形特性相差较大。

7.施工顺序及方法不妥。房屋各层不同步施工，或被置换的软土及建筑材料就近堆放在底板基坑侧边，造成人为的偏心荷载。

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8.砂石垫层过厚（>2m），未分层辗压夯实，密度不均。

9.施工过程中部分原状土被扰动，使其抗剪强度降低；局期抽水，因水位降低而造成房屋不均匀沉降。

10.各种挤密桩的施工操作质量差异过大，材料质量低劣，断桩、缩颈现象严重；桩距过密，相邻桩的施工间隔时间过短，造成后成桩对前成桩的横向挤压。

11.雨季基坑长期泡水，造成底板下软土局部松散、软化，使地基强度不均匀。

第三节 纠偏加固方法的实践

9-25-3-1堆载降水法

在8号楼沉降较小一侧的底层架空板下，用砖块堆压重300余t，约占整幢房屋全部荷载的1/15。纠偏的效果虽不明显，但能减慢和控制房屋倾斜发展的速度。在建筑物沉降小的一侧打竖井抽水，降低地下水位。由于土的渗透系数小，抽水涌水量小，形成的潜流漏斗曲线缓降，影响半径小，效果不明显。 9-25-3-2静压桩法

南湖利民新村1号楼最大倾斜量29cm。该建筑平面两段前后错动2m，中间设双墙沉降缝，整个楼沉降曲线呈正弯曲形，宽12cm的沉降缝两侧墙顶层互相碰撞。在沉降量大的一侧共压桩21根，桩长20m（为

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多节桩，断面250mm×250mm，每节长2m，用硫磺胶泥锚筋连接），压桩力300kN。由于压桩速度过快，布桩集中于一端，使软土被扰动，加剧了房屋的沉降与墙体裂缝的扩展。压桩后半年，房屋沉降才趋于稳定。

9-25-3-3静压锚杆桩和掏土纠偏法

南湖湖西村9号、10号楼均为6层建筑。纠偏前，9号楼最大倾斜值为36.9cm，10号楼为32.1cm，倾斜率已达22‰并仍在发展。采用的纠偏方法是，先在沉降大的一侧基础底板上打孔，压桩41根（静压锚杆多节桩），每节长2.5m，断面250mm2，混凝土为C30号，用硫磺胶泥接桩，压桩力300~500kN，并使桩顶与筏基联成整体作为支承点，使房屋一侧沉降处于稳定状态；房屋沉降小的一侧压桩前同样在基础底板上打孔，压桩作保护桩（数量较沉降大的一侧少）。利用保护桩位竖向孔，对孔内深部的土层进行冲水捣土，形成孔穴。经反复冲水排出泥浆，使其下沉，房屋逐步回倾至倾斜率<3‰，然后在井孔中填砂，压人34根保护桩，封桩顶子整板内。纠偏2幢楼房历时7个月，恢复了正常使用功能。这类纠偏方法稳妥可靠，但费用大，工期长，所需费用相当于原造价的23%。 9-25-3-4反向掏心抽降法

小区8号楼为6层住宅楼，纠偏前最大倾斜值为27.6cm，倾斜率为16.4‰。纠偏时，在房屋沉降小的一侧，距房屋纵墙18m处同一直线上打37个斜向掏土孔井，孔雀0.3m，间距1m，孔井斜长41m，与水

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平向的夹角为50。，深入挤密桩尖下1/2宽度范围，其中4个孔井在桩尖下预留钢管。同时，在靠墙4m处打3个竖向掏土水井，孔径0.3m，井深31m。先用9m3空压机将压缩空气送入掏土井中，产生高速气流，形成气及水和泥浆的混合物，再将井内水和泥浆同时抽出。竖井的短期效果不显著。由于桩尖下的斜孔井孔穴内泥浆大量排出而使房屋沉降，沉降速度取决于抽水强度。抽水强度状，沉降快，影响范围也大；反之则小。停止抽水后沉降曲线平坦。包括打井，共历时13d（每h最大回倾约3cm）使房屋复位。 9-25-3-5改进型的反向掏心抽降法

取消房屋一侧的垂直孔在沉降小的一侧打一排间距1.5m、孔径30cm的斜孔，倾角一般为50。~60。（视现场地形确定），伸入房屋宽度的l/2，预留4个斜孔（钢管）进行高压空气扰动抽水，使房屋逐步复位。

以上两种方法均为利用软土的特性进行纠偏。目前已纠偏6幢，用时l~2个月，经2年观察，已趋于稳定。这类纠偏方法费用低，每幢仅需6万元左右。

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纠偏方法通常可归纳为三类：堆载法、降水法和掏土法（抽水与泥浆法）。

1.堆载压重时，若荷载较小，由于底板下附加应力增加不大，短期内效果不太明显。而且堆物的运输费用高，占地面积大，以及因底层住

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户搬迁，造成住户不便和有危险感。若荷载过大，则沉降过快，采取稳定应急措施较困难。

2.由于软土的渗透系数小，如采用降低地下水位法，短期内抽水降低地下水位较慢，效果也不显著。

3.采用抽水带泥浆法时，二由于饱和软粘土的灵敏度高，触变性大，钻孔后（尤其是密排孔井）严重扰动软粘土，；使其抗剪强度大大降低，同时在持力层内形成孔穴，沉降速度加快。对竖井的抽水带泥浆法，仅利用其侧向触变的特性，因此效果不如斜孔。

确定纠偏量时须留有一定的倾斜量，以防矫枉过正。同时需要有一整套可靠的稳定措施，如在孔中填砂或混凝土等。纠偏过程中，每天纠偏量不宜超过2cm，回倾速度不宜过快。应加强监视与测量，每天详细绘制回倾、沉降、裂缝、开裂、闭合曲线，作为纠偏过程的决策依据。

实践证明，在持力层中打斜孔穴效果较好，房屋沉降量约为孔穴直径的1/3。沉降差异的产生因素很复杂，对软土而言，主要与扰动触变性和加荷方式、房屋结构有密切关系。对每幢房屋的倾斜发生原因应仔细调查，采取适宜的纠偏方案。

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第二十五章 用掏沙纠倾法处理基础不均匀下沉

倾斜房屋

在冲积平原和江河三角洲地区兴建的浅基础结构房屋，由于基础的设计或施工处理不妥而造成不均匀沉降的现象很多。要做到投入较少的人力物力财力进行危房维修，“掏沙纠倾”是一种比较行之有效的方法。

第一节 地质及工程概况

广东省高明县城为近年兴建的新城区，位于珠江堤岸西侧的冲积洼地，一般地质情况自上而下为：第一层耕植土厚约0.4m，第二层软塑粘土厚1.2~l.4m，第三层淤泥厚3m左右，第四层淤泥质土厚9~11m，再下是亚粘土等。由于该地区是明显的软质土地表结构，加上新县城的市政排水系统不健全，城市的废水得不到集中排放，只能向地下渗透，致使地下水位很高，地面下挖20~30cm便可见水，所以该城区不少未打桩的2~3层房屋均出现不均匀沉降，房屋倾斜现象严重。 该县城某厂内，有2座4层砖混结构宿舍，平面呈矩形，坐北向南。其中一幢的建筑面积为1000m2，高14m，采用纵横钢筋混凝土闭合式条形基础，条形基础宽度最大3.2m，最小1.5m，纵横墙连成整体，在转角处及楼梯间设有混凝土构造柱(图9-26-1)。基础设计要求由原地面下挖2.6m，在离外墙边2m范围内换土，密实铺1.2m厚粗砂。

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另一幢建筑面积1100m2，情况大体相同。这2座宿舍在施工中和建成后整个地基下沉，且出现不均匀沉降。建筑物向北倾斜，倾斜率最大达1.85%，楼地面明显南侧高、北侧低，基础最大沉降差15.2cm(南北向)，并引起三、四楼层东西端的窗台下和部分砖墙出现斜裂缝，个别楼板产生45。角裂，严重影响住户的使用和安全。

第二节 事故原因分析及处理方案的选定

根据调查与勘察，这起工程质量事故的主要原因有以下几点: 1.换土厚度不够是引起普遍下沉的直接原因。粗砂垫层施工不符合设计要求，厚度仅0.8~1m(设计要求1.2m)。填砂的密实度也不均匀，使地基士的相对变形加大。

2.建筑物的形心与重心不重合，重心偏向北侧，产生较大偏心力矩(约5000kN·m)，致使基础底面产生的最大压力差达30kN/m2，造成明显的不均匀下沉。

3.排水系统不健全，地下水位过高，在施工中和施工后都对基础产生不利影响。由于建筑物的整体刚度尚好，这是纠倾技术安全实施的基本前提，基础底部采用了换土处理方案，是实施掏挖处理的必要条件。因此决定采用“掏沙纠倾”，法，就是掏挖基础下的沙垫层，利用房屋本身的自重使其复位。

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第三节 纠倾的准备与实施

9-26-3-1观测

施工前和施工中，采用以下方法对房屋的沉降进行观测，以便校核、调整控制每个步骤具体的掏沙量。

1.在建筑物四个大角及南北外墙中间处挂垂球，观测倾斜数值。 2.用水准仪在建筑物外墙上扫描一水平线作为掏沙前的基准线，并用于控制纠倾时的水平变化。

3.在首层外墙内侧或外侧大角处设辅助水平测量的连通管，以水准器随时监测沉降。

4.用水平尺测量楼地板的倾斜角度。

每天开工前、下班后两次定时用水准仪全面测量各墙柱下沉量和各大角垂球的倾斜值、连通水管水位，并列表记录。 9-26-3-2掏挖

掏挖主要在南侧进行（即原沉降少的一侧）。将每条轴线的条形基础沿轴线1m左右划为一段（图9-26-2），以使基础恢复水平为原则，计算每段下的掏沙总量。并注意每段由高到低顺序间隔掏挖。每次的掏沙厚度不能过大，约分10个循环完成，每个循环周期控制为2~3d。掏挖时在条形基础底板两侧向内挖进，图9-26-2施工流程分段示意图用沙钩和插管（钢钎）平插。每段要均匀，并注意基础底板的底面（朝下的一个面）不能完全架空或掏成一个孔洞，以防基础因应力集

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中而突然下沉导致破坏。务必保持各轴线基础按线性比例平稳下沉，尽量避免使整个结构由于地基反力不均匀而产生过大弯矩及扭矩。 经过以上纠倾工作，当建筑物的倾斜率符合地基设计规范规定的允许值（0.25%~0.3%）时，停止掏挖。掏挖后基础下的空隙必须立即填塞石料，并利用房屋自重压实地基，继续向垂直位置恢复。 9-26-4结语

从完成掏沙纠倾的观察数据分析，建筑物由1.85%的倾斜度纠正成小于0.3%的符合规范规定的倾斜率，效果是明显的。从用纱纸封贴的裂纹观察，房屋调正后，裂纹不但没有发展，而且还有部分合拢。2座宿舍采用“掏沙纠倾”，法，施工工期分别为12d和7d，纠倾和修复的费用共6.5万元，占2座宿舍总造价的16.3%。

第二十六章 采用旋喷法处理不均匀沉降住宅楼

海坊市某住宅楼共4层，层高2.8m，长46.70m，宽9.44m。砖混结构，采用横墙承重，石砌条形基础。住宅楼分3个单元，由于中、西两单元地基的不均匀沉降，导致楼体出现八字形裂缝。大裂缝宽度在20mm以上，且有继续发展的趋势。裂缝处部分墙皮空鼓，即将脱落；少数门窗变形，启闭不灵，成为危房。

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第一节 地质情况

场区（中、西两单元）地质情况（图9-27-1）简述如下： 9-27-1-1地下水

场区未见地下水，仅沉降缝两侧有因排水管道渗漏而形成的孔隙水。

9-27-1-2地基土

1a层：素填土：棕褐色，湿，可塑，沉降缝附（近该层土下部呈饱和状态。由轻亚粘土组成，厚2.0~3.5m，容许承载力78.4kPa； 1b层：淤泥质亚粘土：灰黑色，可塑，含灰黑色有机质和砖屑弃物，厚0~3.8m，容许承载力88.2kPa； 2层：轻亚粘土：黄褐色，可塑~硬塑~坚塑，含姜石，埋深3.o~7.1m，容许承载力195kPa。 为控制裂缝进一步扩展，制止工程沉降，决定采用三重管高压旋喷灌浆工法，对素填土和淤泥质亚粘土区域强行灌入水泥浆液，以提高土体密实度，减少含水量，构成桩土共同承重的复合地基，达到制止沉降的目的。

第二节 加固补强设计

9-27-2-1加固补强的目标

计算该楼基底处线荷载为190kPa，设计基底压力为119kPa，而该处

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地基容许承载力只能承担设计荷载的70%左右，该工程地基加固目标是使复合地基容许承载力达到l40kPa。 9-27-2-2加固范围

根据沉降和墙体开裂情况，确定对轴线①至轴线⑩长约26m的一段进行灌浆加固（图9-27-2），加固重点是承重横墙。要求穿过填土和淤泥亚粘土至底部承载能力较高的轻亚粘土持力层处。灌浆凝固体的底端应嵌入稳定持力层内0.30m，顶部应将原砌块石基础包裹0.30m，如图9-27-3所示。由于河槽深浅变化较大，各孔加固深度在现场确定。

9-27-2-3灌浆孔位布置

沉降缝两侧回填素土和含淤泥亚粘土，轻便触探N10都在10击左右，预估旋喷体直径按1.5m考虑。标准孔距定为2.0m，内外钻孔均靠基础边缘施工，排距定为1.8m。考虑中、西两单元地基地质情况，灌浆孔布于室内52孔，室外8孔，共计60孔。 9-27-2-4灌注浆液

为就地取材，降低工程费用，确定采用425号普通水泥调配纯水泥浆，水灰比重量比为1：1，设计密度为1.51g/cm3。据计算每立方米浆液耗用425号普通水泥和水各为756kg。

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第三节 加固施工

9-27-3-1施工机具

采用新三管旋喷工艺，主要机具设备为：高压泵1台，空压机1台，XJ-100型地质钻机2台，HB80/10型灌浆泵5台，搅拌机2台（l台备用），喷头2个，旋喷管10m，倒链1架，高压胶管、气压胶管和一般压力胶管若干。 9-27-3-2旋喷工艺参数

1.高压水喷流：压力33MPa、40MPa、41MPa，流量75L/min； 2.空气喷流：压力0.7MPa，气量3.0m3/min；

3.水泥浆液：水灰比1:1，喷浆压力0.25MPa，流量80L/min； 4.旋转速度：12~15r/min； 5.提升速度：12~15cm/min； 6.喷嘴直径：1.9~2.0mm。 9-27-3-3加固施工

施工过程中，严格执行设计要求和有关规范中关于旋喷地基的有关规定，先室外后室内隔孔跳打法旋喷施工。室内施工时由于受场地和空间，故将三角机架改为人字机架，改一次提升三管为三次分别提升；个别孔位距墙体大近，则采取楼板打洞，以横担滑轮吊钻施工。 1.孔位测定：根据设计要求，孔位中心尽量靠近条形基础的边缘布设。根据实地条件，个别孔位作了调整和删除。

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2.钻孔：为控制钻孔的垂直度，钻机稳固就位后先测量机台的水平度再开钻，钻进过程中随时测量钻杆的垂直情况，当进入持力层不小于0.3m时停钻。钻孔的倾斜度不得大于1%。

3.插管：钻孔完毕移走钻机后，将旋喷管插入预定深度，个别孔因沉淀填塞喷管下不去时，采用低压水扰动同时加压的方法下到预定深度。

4.旋喷作业：旋喷管下到预定深度后，立即搅拌浆液，开始自下而上旋喷作业。旋喷过程中严格控制旋转和提升速度，根据冒浆情况随时调整，冒出的浆液可视水泥含量的多少酌情回收利用。拆卸旋喷管时动作要快，并注意保持不小于0.2m的搭接长度。

5.桩顶凹穴处理：在旋喷注浆完成、浆液与土搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液析水作用产生收缩，在桩顶形成深约0.30m左右的凹穴。本工程地面距桩顶仅1.70m左右，旋喷完成后均设专人在原旋喷孔上进行二次注浆，填补凹穴。同时，用2.0m长的木杆插入孔中不断搅动，以利浆液扩散并与基础进一步结合。开挖检查时发现，此法处理桩顶凹穴效果可靠。

第四节 加固效果检查评价

竣工后按计划要求，进行开挖、抽芯和沉降观测三项检查，辅以理论计算进行验正。

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9-27-4-l开挖检查

对早期施工的2号、4号桩开挖出一部分，对旋喷桩进行了验收。经测量和直观观察，喷体垂直度良好，桩体直径在1.8~2.1m，比预估直径增大0.3m，桩体外缘不平，桩土咬合密实，有利于桩体承载。 9-27-4-2抽芯检查

在2号桩高程27.5m处取试块做抗压强度试验，极限抗压强度可达5.20MPa，充分满足建筑物的承载要求。 9-27-4-3沉降观测

在地基加固前设标观测的基础上，加固后又连续定点观测，资料证明，施工期间由于土体水分瞬间增多，造成附加沉降2.5mm左右。工程验收后又经1个月的连续定点观测，沉降早已停止，加固效果可靠。 9-27-4-4复合地基承载力

实践证明，施喷凝固体的刚度和抗压抗折强度明显高于地基土体，可将旋喷体视为短桩计算垂直承载能力，进而计算复合地基容许承载力。经计算，比确定的140kPa的加固目标提高了55.7%，说明方案合理，效果可靠。

实践证明，利用高压旋喷灌浆工法对工程地基进行加固补强，具有设备简单、工期短、效果可靠、造价经济等优点。施工时既不会损伤住宅楼的原有结构和装饰，也不影响二层住宅楼的正常使用。

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第二十七章 柳锻厂房柱子下沉倾斜的纠偏方法

佳木斯煤矿机械厂锄锻车间1975年投产使用，建筑面积20l6m2其结构为杯形基础，钢筋混凝土柱子，钢屋架，车间内安装1台自由锻锤，l台模锻锤及0.75t锤、0.25t锤。锻锤基础底面尺寸为4.5m×5.5m，基底标高-4.0m，与柱基础底面同深。锤基础中心线与柱基础中心线距离6.5m。

经过l年的锤基振动，发现靠近锻锤的2~6号柱均有不同程度的下沉倾斜，3、4号柱较为严重。3号柱下沉l60mm，向内倾斜60mm；4号柱下沉l40mm，倾斜40mm。自由锻锤基础下沉310mm，没有发生倾斜现象，不影响生产使用。

到1988年4月，下沉与倾斜数值加大，其中3号柱下沉218mm，向内倾斜100mm；4号柱下沉178mm，向内倾斜80mm，吊车运输受阻，其他柱子也均有不同程度的下沉。1t锻锤基础下沉390mm，但没发生倾斜现象，屋盖钢架系统完好无损。

1990年4月之后，这些柱子不再下沉，处于稳定状态。

第一节 柱基下沉倾斜、锤基下沉的原因

1.工程地质条件较差。该车间所处地区的工程地质柱状图表明：15m深度内均为砂质、砾砂质，[R]=220~280kN/m2，e=0.7，中密。由于锻锤冲击产生较大的冲击波和应力，这时砂层中的细砂、粉砂将锤的

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振幅增高，由于速度的冲击产生竖向位移和水平滑动，不断灌注到砾砂层空隙中。砂层本身及其上的覆盖层将逐渐产生沉陷现象，这是基础下沉倾斜的主要原因。柱基础内侧大放角和外侧大放角的砂土层受到锻锤冲击波、振幅和产生的振动应力加速度大小不同，两侧砂层的下沉量也不同（内侧距基础近，外侧较远），所以柱基会向车间内侧倾斜。

2.砂层在振动力的影响下，内摩擦角减小，柱基下砂粒向锤基础方向移动（因锤基础下沉值大），使柱基发生倾斜。

3.由于该车间内的设备防水不好，大量渗漏到地下，基础底部较细小的砂粒随水流注入到砂层孔隙中，使锤基、柱基发生沉陷和倾斜。 研究分析证明，对较疏松的砂土层，锻锤振动时间越长，下沉量越大，砂层逐渐趋于密实，但当超过一定时间后，下沉就会停止，砂层变得密实稳定。

第二节 处理方法选择

1.将柱子及基础、砖墙、圈梁等全部拆除，重新浇注混凝土基础并浇注预制桩，重新砌墙。该方法所需时间较长、资金多，影响车间生产，故未采用。

2.加大柱基底面积，提高柱基础质量，即在下沉与倾斜较严重的柱子

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外部加大柱基础，并浇注钢筋混凝土附墙柱至原柱牛腿时，将牛腿上部短柱破碎，保留钢筋，并将其弯成一定角度纠偏，然后通过横向拉筋、箍筋和外附墙柱浇捣成一个龙门架形正体柱，直至设计标高。此方案不用拆除砖墙（只在原柱牛腿上部将墙凿成0.5m宽、4m高的槽即可），保留原柱，并达到使用功能要求；柱子下沉与倾斜均得到解决；施工时间短，节约资金，基本不影响生产，但浇注混凝土时需掺早强剂。此方案被采纳。

第三节 柱子加固、纠偏、屋架顶升实施方法

1.根据图纸要求，首先在2~4号柱北侧打钢桩（工18@1000，L=7000mm），防止柱基土壤滑移。

2.浇注钢管立柱混凝土基础（掺早强剂），并按图纸要求预埋钢板（500mm×500mm×15mm）、螺栓（4φ18），见图9-28-1。

3.同时在车间外侧按施工图要求挖附墙柱基础土方，绑钢筋，浇注混凝土基础。及时回填土，将地面夯实找平。

4.在车间内外搭设脚手架，按高度要求铺跳板，设置操作平台和安全网。

5.在吊车梁上设方木顶柱（400mm×400mm），长度实测，并用铁丝将其固定在短柱上。方木柱顶部放置千斤顶（3根需要加固的柱子同时放置50t千斤顶）。

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6.车间外部附墙柱混凝土浇注到牛腿处时，暂停施工，并用草袋盖上。 7.在车间外侧利用搭设好的脚手架平台及风动工具，自牛腿至标高11.0m处，将砖墙破碎打通，露出车间内柱。

8.根据实测数据，2号柱下沉133mm，3号柱下沉218mm，4号柱下沉178mm。3名千斤顶操作人员同时站在操作平台上，水平仪架设在吊车平台上，在施工负责人员统一指挥下，先将3号钢屋架顶升40mm，与4号钢屋架下沉值齐平，然后，同时启动3、4号柱上的千斤顶，将钢屋架同时顶升45mm，与2号钢屋架下沉值齐平；最后2、3、4号柱上的千斤顶同时启动顶升138mm，超过设计标高5mm，预留下沉值。

9.用绞车将3根钢管柱（按设计事先做好）起吊安装就位，顶在加固好的钢架节点处，用硬木方模紧，8号铁丝临时固定，然后焊接角钢支撑。经检查无误后，千斤顶卸载，拆除木方顶柱。这时屋盖全部荷载由钢柱承担，见图9-28-2。

10.用风动工具迅速将混凝土短柱破碎，保留钢筋，并将外侧钢筋向内弯折60mm，经焊接加强，全部短柱钢筋垂直度（附墙柱筋垂直度测量在外面进行）无误后，按设计要求安放预埋铁件。外侧附墙柱钢筋按图与内短柱钢筋绑扎成一个正体柱（龙门架形），检查合格后，支模板，浇注C30混凝土直到设计标高（掺早强剂）。 11.拆除模板，调整吊车梁和钢轨，达到要求为止。

12.堵砌墙洞口，待混凝土达到设计强度之后，拆除钢管柱，屋盖荷

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载由加固后的柱子承担。

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该车间柱基础及柱子经此法加固处理后，经17个月的跟踪观测未发现异常现象，效果良好。柱子下沉与倾斜得到纠正，吊车能正常运行。

第二十八章 柱基倾斜位移的支顶矫正

辽宁营口中型轧板厂原厂房柱基和设备基础埋置深度各为-3.40m和-6.50m，新扩建厂房柱基和四辗轧机基础、主电室基础埋深分别为-6.50m、-11.60m和-8.20m。

新旧柱基边缘接壤处相距很近（约1.5m），且基底高差较大（约3.1m）。新柱基施工前在其中间施打一排板桩挡土墙，以保护原柱基的稳定和使用安全。新建基础土方开挖施工周期较长，人工降水期近1年，受其影响原厂房柱基底面以下土壤中孔隙水被大量排出，在生产使用荷载作用下土壤逐渐被压密而沉陷，原柱基开始沉降而位移。其中B轴l9号柱基向西移位182mm，倾斜夹角为49’38\"，危及原厂房结构的稳定和安全使用。

第一节 柱基位移倾斜的几种矫正方法

原柱基础整体向西位移倾斜，有3个矫正方案：

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1.托柱换基法。先将混凝土预制柱与基础杯口凿开使它们脱离，拆除旧基础后柱身向东推移复位，重新浇注新基础。这样做难度大，须适量吊柱使其移位，这是旧基础杯口上部宽度不足、偏心荷载过大、难以加固补强所致。

2.托梁换柱换基法。先将原厂房屋架梁托起更换柱及基础，其中相邻两根吊车梁随之拆除，待新基、新柱安装完毕再安装吊车梁。这是考虑由于预制柱倾斜位移，侧向受到扭曲，复位时有可能因拉裂而损坏，及柱身因使用多年表面腐蚀脱皮而需更换。

上述两个方案经论证都是可行的，在鞍钢改造扩建工程中曾采用过，但施工周期长，耗资较大，且影响正常生产。

3.支顶法。经过现场实际调查，新扩建基础已经回填完毕，原打入土层中的挡土极桩还未拔出，且与原倾斜位移柱基外边缘有2m多的距离，又可用做支点。故决定采用水平支顶矫正、柱与基础整体同时复位的方法。

首先将倾斜位移柱基础四周土挖开，以减少基础矫正时推顶的摩擦阻力，西侧沿板桩

挖至所需深度。初步确定利用原板桩挡土墙作反力的靠背，如果以板桩墙后面的填土（山坡土与碎石混合物）为被动土压力与板桩本身原嵌固深度所建立的抵抗水平推力之和大于使原柱基推移的水平荷载（土与基础底面或上部荷载作用下的摩擦阻力），便有可能完成矫正工作。

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第二节 原柱基荷载、有关参数及位移矫正反力计算

9-29-2-1原柱基荷载组合

N=1060kN，Q=21kN，m=193kN·m，a=4.8m，b=3.8m，h=0.4m， γ=19kN/m3，Ku=2.5，f1=2.0，f2=0.5，φB=28。（含c值）。 9-29-2-2支顶柱基位移的反力计算 大放脚下垫层的被动土压力为：

大放脚下部垫层两侧壁摩擦阻力为：

基底与土壤的摩擦阻力为：

柱基支顶水平总推力为：

式中 Tu1柱-----基底部素混凝土垫层的（破坏性）被动土压阻力； γ-----土壤容重； h-----素混凝土垫层厚度； φB-----土壤内摩擦角（含c值）; Ku-----土壤挤压滑移剪切破坏系数；

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a-----大放脚底长度； b-----大放脚底宽度； Tu2-----垫层侧壁摩擦阻力； f1-----混凝土面与土壤的摩擦阻力； Tu3-----基底摩擦阻力； F-----柱基底面积； N-----柱基轴向荷载； Q-----纵向剪力； M-----柱基弯曲力矩。

根据计算结果选用2台100t级的卧式液压千斤顶。

第三节 支顶柱基矫正复位法

将倾斜移位的B轴19号柱基四周土挖开后，基底以下尚有400mm厚的素混凝土垫层与原柱基分期浇筑成整体，混凝土层之间附着力较强，接触面积大，所以矫正时须整体水平推移。 9-29-3-1支顶点位置的确定

原杯口件基由斜坡硅面和一级大放脚组成，基础（含其下垫层）重心合力点水平位置在一步大放脚台阶偏上一点。同样根据垫层附加被动土压力（挤压剪切破坏），在一步台阶竖向居中处建立水平支顶点。

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在同一水平面上设置2个点，即纵向由中心向南、北两侧各1m位置定点，并作为柱基，使其向东侧水平推移复位时易于整体矫正顶进，以防止平面移位时产生倾斜。倾斜移位柱基支顶矫正的总体布置如图9-29-1所示。

9-29-3-2柱基水平支顶结构的布置

在已挖好的基坑内，为使挡土板桩承受较为均匀的支顶反力，在板桩与柱基大放脚的水平支顶点标高和位置的相对应部位，设置一道双工字钢组合横梁，长度为4m。横梁与竖向板桩接触不严处用钢板补焊堵缝，使板桩成为整体。另一方面在柱基大放脚台阶立面设立的2个支顶点上，为防止着力点过分集中使混凝土面层破坏，安放l根3.2m长的双工字钢组合横梁，使集中荷载较均匀地分布在基础侧面上，在侧面与组合梁间的空隙处用中砂或粉砂填满并捣实。在卧式液压千斤顶底座设置2根双工字钢组合支撑短柱，长度为1.25m。

在水平支顶移位之前，将吊车梁以下的2根剪刀叉防风架节点切开，以防其因临近20号柱受拉而产生位移或被拉断。 9-29-3-3 支顶推进位移的观测

对倾斜位移柱基用经纬仪测定柱身：外边线的控制垂线，找出水平位移差值。在支顶推移过程中分3个阶段进行，并用水准仪观测柱基在矫正复位时的沉降量。第一阶段水平推移60mm，停留l0min，退回20mm。第二阶段推移90mm，停留15min，退回30mm。第三阶段推移顶进100mm，停留30min，退回20mm。分阶段分层次推移顶进或卸荷

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回移的主要目的，是松弛或消除推移顶进所产生的内应力。如果发现在推进支顶进程中原柱基各有关部位出现异常（混凝土微裂缝等），须及时纠正或采取必要的技术措施。

挡土板桩作为提供支撑反力的靠背，在液压千斤顶加荷支顶推移桩基复位的同时，相对位移将会发生变化，即倾斜桩基逐渐向东复位，而靠背板桩在反力作用下也向西位移，靠背板桩位移达到98mm时趋于稳定，倾斜柱基则继续向东位移。这一测量结果与原来预讨的情况基本一致。

最终测试结果是：支顶推进倾斜柱和基础复位前进共计181mm，而原控制垂直线重合靠背板桩向西位移只有113mm。柱基复位后由水准仪测得沉降量为2.15mm。

9-29-3-4柱基水平加荷支顶控制方法

为观察和防止在液压千斤顶加荷支顶推进过程中柱基、柱身与吊车梁各部节点处等主要部位产生裂缝，顶进控制速度为每分钟不大于5mm，并且按3个阶段的停留时间进行跟踪检查，发现问题及时处理，以确保安全顶进复位的顺利进行和正常生产。

一切准备就绪后，正式破土挖掘柱基四周土方并运至指定位置，安装前、后两道横梁，支顶短柱和2台100t级液压千斤顶调整加劲后，开始加荷支顶并保持柱基水平移位。

2台液压千斤顶是用组合钢支柱支顶交替更换重复使用的。最后将钢支柱焊固于板桩与柱基各自的横梁上，以保持支顶牢固且不位移。

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营口中板厂原厂房柱基倾斜位移危及建筑物的安全使用，采用水平支顶推移复位的方法矫正获得成功。与前两个方案比较，可节省投资1.65~2.46万元，并缩短工期15~21d。

第二十九章 保持建筑外形改变旧建筑使用功能

的综合技术

一些地处城市繁华区的旧建筑物，由于建造年代久远，建筑风格独特，有较高的建筑艺术水平，成为宝贵的建筑遗产，是城市建筑艺术不可分割的组成部分。但这些建筑物多已“超龄”，使用，且使用功能不尽完善，不能适应经济发展需要。如何保持原有艺术风貌，挽救“超龄”建筑，改变使用功能，扩大使用面积，延长使用寿命，是人们十分关注的课题。

在旧建筑内部增设新分离式结构体系，是解决这个问题的一种好方法。它具有结构合理，受力可靠，施工简便并有利于减少工程投入的特点。

第一节 工程概况

位于哈尔滨市商业最繁华的大街中段两幢相邻的商城（以下简称

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甲、乙栋）原是20~30年代建造的俄式三层内天井砖木结构住宅（一层为商业用房），建筑风格独特，艺术水平具有代表性。原建筑面积分别为2558m2和2450m2，首层层高分别为4.8m和4.5m，二、三层层高分别为4.2m和4.5m，内天井占地面积分别为140m2和150m2。外墙均为普通砖砌筑，墙厚620mm，内墙厚240~370mm，其余为木质分隔墙，木质地板楼面，灰板条天棚，三角形木屋架，铁皮屋面防水，女儿墙高分别为3m和3.8m。外墙为水刷石或水泥砂浆饰面，有大量艺术花饰。

拟将甲栋改造成明三层暗五层，呈阶梯状退缩形式。新增加的第四层是第三层建筑面积的三分之二，地下室同标准层，改造后的建筑面积4350m2，其中新增建筑面积1802m2（图9-30-1）。

拟将乙栋改造成明三层暗七层，呈阶梯状退缩形式。新增第四层与第三层面积相同，新增第五层630m2，新增第六层385m2，新增地下室630m2，改造后的建筑面积4911m2，新增建筑面积2465m2（图9-30-2）。 由于地基坐落在松花江江漫滩上，地质条件复杂，淤泥质粉细砂持力层fk=120kPa，基础埋深-1.8m，毛石基础和砖基础，底部大放脚1.2m，地下水位较高（-6~-4m）。

第二节 改造方案

建设单位设想在保持原建筑艺术风格的原则下，将这两幢旧建筑物改

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造成商城，并充分利用内天井的原有建筑空间，扩大营业面积，同时增加办公用房和地下库房，解决辅助用房不足的问题。

依据建设单位的设想，通过方案对比，将在旧建筑内新增设分离式钢筋混凝土的自承重结构体系（甲栋为框架结构体系，乙栋为无梁板结构体系）代替原建筑内全部结构体系，旧建筑内部的结构体系全部拆除，仅保留外墙体。用新结构体系承担全部荷载，保留的墙体仅承担自重荷载。新结构体系可不受原基础结构的，建筑平面布置可不受旧建筑平面，并能适应商业建筑大空间的特点。

第三节 改造中的问题及措施

甲栋地下室施工中采取先施工新结构，后拆除旧结构的逆作法方案，其问题是新旧结构的基础标高差，新结构体系施工中自重荷载、施工荷载的传递，新结构体系的基础施工与新结构柱的连接，新结构施工中与旧结构相交处的处理，新旧结构的连接等。为此采取了以下技术措施：

l.选择人工挖孔大直径灌注桩作承受新结构荷载和施工荷载的临时性基础。

2.采取钢管围护桩、钢筋混凝土墙（或挡土梁）解决新旧建筑的基底标高差。

3.采用在新结构与保留墙体问设连接铁件的方法使其共同工作。

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4.采用型钢格构短柱解决先施工框架柱与后施工基础的连结。

第四节 技术措施的实施

9-30-4-1钢管围护桩

新增地下室统板与旧基础标高相差近2m，为防止旧基础侧向扰动和位移，沿旧基础周边打入钢管围护桩（间距250mm，桩长6m，直径159mm）对基础进行必要的围护，保证旧基础的稳定。为确保基土不受扰动，在送桩前先进行引孔，其深度为2.5~3m，桩端部做成锥状，以利于进桩和保证桩内无泥土，送桩顶高出地下室顶板板面20~50mm，以利形成钢管围护桩的水平支撑，减小钢管桩的弯矩和长度。开挖土方前在桩管内浇注细石混凝土，以增强钢管围护桩的刚度。 9-30-4-2人工挖孔大直径灌注桩

布置人工大直径钢筋混凝土灌注桩和柱网时，既要避开旧建筑物内的结构墙体，又要兼顾新结构形成后的建筑和结构的功能要求，还要符合有关防火、卫生及人流通道等规定。

大孔桩的边桩与旧墙体距离不宜过大或过小，以免对上部悬挑梁及桩位造成影响。为确保人工挖孔大直径钢筋混凝土灌注桩顺利成孔和操作人员的安全，采取预应力胀圈支护技术进行桩壁支护（角钢50×50×5，间距小于1500mm）。预应力胀圈外侧用厚术板紧密与胀圈相贴施加预应力，以支护牢固为准。木板要交错布置，浇注混凝土时及

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时分节，逐个逐层拆除支护胀圈和木板，确保大孔桩与土壁间的成桩质量。

9-30-4-3型钢格构短柱

为保证混凝土统板基础梁钢筋能连续穿过框架柱，在人工大直径桩与柱间预埋设型钢格构短柱（图9-30-3）临时承担部分新结构体系的荷载，以保证逆作统板基础的质量。

型钢格构短柱的重心要与大孔桩重心重合，定位线要与柱定位线重合，以保证混凝土柱的施工质量。基础梁与格构短柱间的施工缝采用高一级的膨胀细石混凝土浇注，以恢复混凝土柱的整体性和确保施工缝施工的质量。

9-30-4-4新结构体系与外墙的连接

为确保新增结构体系与保留的外墙间能产生可靠连接以形成水平约束，又不会因新旧结构发生相对沉降位移时，对保留的外墙体产生不良影响，在新增结构的板、梁与保留外墙体间埋设对扣铁件（甲栋采用18号槽钢间距3000mm，乙栋采用125×80角钢间距3000mm），使其既能产生水平约束，又能保证新旧结构间的相对垂直位移。铁件对扣时要紧密，且各方向要相互垂直，不得因混有杂物而影响工作效果（图9-30-4）。

9-30-4-5地下室土方逆作施工

新增结构体系施工到一定高度时暂停施工，转入自上而下拆除旧建筑物，先拆屋面，然后拆除木质地面及非保留墙体，同时进行地下室土

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方逆作施工，出土口为电梯井口、楼梯口和预留口，并利用旧墙体拆除后遗留的后浇板带口出土。地下室土方完成后立即进行新增结构统极基础施工，再转入新增结构上层施工。 9-30-4-6混凝土后浇板带施工

在施工一、二层混凝土新增结构时，将旧建筑物内墙体凿出新增结构梁能正常通过的洞。新增板在距旧墙体适当位置断开（断开宽度应考虑板钢筋的搭接长度和施工操作方便）。施工缝处用铁筛网作挡混凝土的挡板。在后浇板带处的混凝土梁顶部增加大直径短钢筋以加强受压区。旧建筑内的墙体全部拆除后再补浇后浇带，使其与新增结构成为共同工作的有机整体。 9-30-4-7混凝土挡土梁

混凝土挡土梁是借鉴钢管围护桩方法，在增设地下室时对原有基础加以保护的另一种方法（乙栋原旧墙体基础与统板基础底标高差1.55m，故采用此方法），挡土梁不象钢管围护桩那样贴紧原有基础，而距外墙基础有适当距离（取l=2.6m，为高差的1~2倍即可），这样虽然地下室建筑面积稍有减小，但资金投入相应减少，可用余下资金增加上部建筑面

积以增加营业额，还具有减少施工程序、施工方法简单的特点。混凝土挡土梁施工时沿基础周边分段挖沟浇筑挡土梁，以保护原有基础不受损害，并可作为地下室结构墙。

采用该方法改变旧建筑使用功能，不影响市容市貌，可以保持原建筑

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立面风格且无改造痕迹，减少了工程投资；采用逆作法施工可减少土方开挖量和建筑材料堆放、运输，并减少拆除房屋时建筑垃圾的运输、处理或爆破工程费用。

该方法在改变旧建筑使用功能的同时，可改变原结构体系，重新进行平面布置和内外装修，使内部焕然一新；同时还可扩大使用面积，设置各种功能的用房；并通过必要的加固补强措施来改变外墙的结构受力条件，延长旧建筑物的使用年限。

第三十章 商业建筑增建地下室的设计与施工

哈尔滨丝绒城为20年代初砖木结构体系建筑，改建前地上三层，其中一层为药店，二、三层为居民住宅，局部地下室为锅炉房，占地面积600m2，建筑面积1880m2。

由于结构年久失修，需进行改造，要求改造后的建筑为丝绒商品专卖店。受总体规划，改建后建筑物原有立面造型保持不变；地下由原局部地下室改为全地下室作商场仓库及通风机房；地上由原3层增为4层，其中一、二、三层为设有自动扶梯的商场，四层为业务办公室。改建后建筑面积增至3300m2。

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第一节 现场调查

该工程建设年代已久，无任何资料供参阅，现场调查情况如下： 1.基础开挖探坑2处，测得基础宽740mm，高1.4m，埋深2.0m，为碎石自灰砂浆基础。，

2.临街外墙厚为620mm，MU5红砖，M2.5自灰砂浆，其余墙厚均为490mm（指承重墙体）。

3.承重墙为内外双环，木屋架，木擦体系楼板，房间、走廊、隔墙均为灰板隔墙。

第二节 改建方案及改建施工

建设单位要求保留外围护结构，内部墙体及楼板全部拆除（图9-31-1）。

该建筑物前临大街，其余三面与住宅相毗邻，且工期短，为节省冬季施工费用，确定采用屋面整体封闭，自上而下，上下并行的方案（图9-31-2）。 9-31-2-1增建地下室

改建后地下室室内地面标高为-2.7m，基底标高为-3.9m，已超过原建筑物基础埋深，为此，先采用打隔桩对旧建筑物基础进行保护。隔桩为直径159mm，壁厚8mm的钢管，桩长6m，桩中心距为210mm，要求

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全部打入地下。由于采用室内封闭作业，先按设计要求拆除一层楼板，室内净空由原4.3m增至8.5m，满足了钢管桩施工要求的空间，也不会因结构失稳而带来危险。上部屋面封闭又可适应冬季施工。采用经改制的SH-30型地质钻机打桩，锤重270kg，落距2m，用25d时间将220根钢管桩全部按设计要求打入地下。 9-31-2-2施工方案

为保证工程进度，在内承重墙拆除前开始基础施工。

1.按商场设计要求，结构内部为全框架体系，先在内框架柱下设大直径人工挖孔桩。桩长5?5m，桩有效长度l.6m，直径0.8m，扩大头直径1.8m，单桩竖向承载力标准值495kN，用以承受地下室顶板、梁、柱及施工荷载。筏片基础底至地下室地面部分采用钢格构柱，将地下室顶板、梁、柱及施工荷载通过该柱传至桩基础，又能使镜片基础的地梁施工主筋穿柱绑扎，不被截断。格构桩采用木模封闭，以免施工地下室柱及顶板时落入混凝土（图9-31-3）。

2.以地面作支撑，在地面上直接铺设梁板的模板，按设计要求绑扎钢筋、浇混凝土。地下室顶板边梁要顶住钢管桩，使之在地下室底板、基础开挖后，对钢管桩起支点作用，使钢管桩受力保持最佳状态（图9-31-4）。

3.待地下室顶板浇注完毕，混凝土强度达到设计值的70%以上后，采用立体交叉作业：±0.000以下开挖地下室及基础，绑扎地梁及底板钢筋，浇注混凝土，地上利用地下室顶板堆放施工必要的材料及设

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备，同时绑扎一层梁、板、柱钢筋。这样即解决了施工场地，利用地下室顶板边梁做钢管桩的支点，也保证了开挖、施工地下室及基础时旧建筑物的安全。地梁施工前将格构柱木模拆除，用钢刷清理浮土、杂物，刷水泥素浆，按地梁要求重新支模，最后用C30膨胀混凝土浇注成型。

第三节 新旧建筑物差异沉降处理

为使外墙不失稳，并考虑新旧建筑物差异沉降，每层楼板边梁每隔2500mm与外墙拉接（图9-31-5），既调节了新旧建筑物的差异沉降，又约束了外墙，使之出平面不变位。

第四节 地下室防水处理

该工程所处位置常年地下水位较高（峰水期地下水位仅-1.5m），又由于地下增层的特殊性，要求地下室基础分段开挖，分段施工，因此施工缝较多，给防水施工带来困难。筏片基础虽采用S8抗渗混凝土，但主体施工完毕后，发现地下室地面及墙角均有渗漏现象，为此对地下室地面及墙面进行处理。对渗漏不太严重的漏缝，两侧剔成沟槽，用快硬堵漏胶泥一次性堵实；对渗漏较严重的漏点，埋设引水管分两次采用高效堵漏胶泥将漏点堵实。待漏孔全部封闭后，将整个地下室地面分两次抹30mm厚高效防水砂浆。每层厚15mm，第一次要充分压

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实找平，初凝后方可抹第二次，并用力压实压光，每层要一次完成，不留接槎。处理后使用至今未发现漏水、渗水。

该工程1993年10月1日正式交付使用至今效果良好，说明旧建筑物密集的商业区，在保持老街建筑风格，不影响相邻建筑正常使用的情况下，可改造成所需要的形式。

第三十一章 大型玻璃生产厂房改造工程施工技

术

厦门明达玻璃有限公司主厂房原为54m×60m的6层现浇框架结构，其顶层系由排架、钢托架、16榀30m跨钢屋架及大型屋面板结构的平板玻璃生产车间。由于进行技术改进须对原厂房进行内部改造，把厂房中间60m×22m部分1~5层框架梁板柱拆除，以形成1000m2左右的大空间，加固18根旧柱，新增14根大柱和8根22m跨30m长的双支组合大梁。加固的柱与新增的大柱、大梁形成新框架，以承受拆除范围内的第6层楼面及屋面荷载。

第一节 工程改造的施工难度

1.工期要求紧：建设单位要求整体工程改造的工期控制在300工日内。

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2.工程改造量大：加固基础的土方开挖量约2000m3，混凝土量为1050m3，加固和新增柱的混凝土量为360m3，大梁混凝土量为485m3，新旧结构的钢筋焊接量约5250个接头，拆除的梁板柱的混凝土量约1100m3。

3.施工环境条件差：由于在室内施工，作业面受室内条件（层高、柱网、交通运输等因素）的，机械使用很困难。

4.加固质量要求高：加固后形成的新框架体系为改造工程的重要受力结构，其基础深，且柱高，梁跨度大，截面配筋多而密，操作工艺要求严，施工难度大。

5.拆除物的作业风险大：拆除的层数多，高空作业危险性大，组织施工的安全难题多，拆除时不能整体倒塌，只能分层解体，以保证周围原有结构不受损伤。

6.托换的技术难度大：将屋面体系的荷载托换给大梁承受，卸荷时要求高。应避免解体瞬间大梁受荷过猛，造成大梁自身结构损伤，并影响邻跨结构，屋面体系也不应因变形而渗漏。

第二节 施工方案优化

该工程改造规模和施工难度大，为保证施工质量及工期要求，确定施工方案和施工技术措施非常重要。

根据施工图的设计要求，加固工程按施工规范执行，组织分段流水立

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体交叉作业。

拆除施工是影响造价和工期的主要环节，拆除方案是首先要考虑的问题，为此比较了以下几种方案：

1.爆破方案：在厂房内部进行空中解体，须选取适合的爆破参数，一次最大装药量和爆破顺序，但爆破带来的震动、噪声、飞石和瓦斯危险性大，不利于结构稳定和交叉作业。工期约45~50d，且造价高（约81万元）。

2.人工凿除方案：造价低（约40万元），但劳动强度高飞工效低，预计工期长达90d，无法满足合同工期要求。

3.无声破碎技术与人工凿打相结合方案：楼板用人工凿除，梁柱采取在构件的适当位置打孔，灌入SCA无声破碎剂，经10~24h水化反应后，产生30MPa的膨胀压力将构件的混凝土胀松，然后用人工剔除。这种方案所需造价约50万元，工期约45d。

经技术经济和工期比较后，认为采用方案3为优，并采取先加固后拆除，加固从下往上，拆除从上而下的顺序。

第三节 加固工程施工技术措施

加固工程包括基础、梁和柱等构件，须使新旧结构连成一体，组成新的结构体系共同受力。采用扩大原基础底面积并增加连梁，每个基础均要斩毛或打成台阶形。加固柱竖向穿过各层梁板，需凿除加固

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位置的梁板混凝土；而大梁是由2根450mm×1800mm（最大断面500mm×2000mm）梁形成双肢组合大梁箍住五层柱（图9-32-1），以承受五层柱以上的荷载，因此它是新结构体系的关键构件，也是改造工程施工的关键部位。在层高仅有2.87m，净空仅630~730mm的空间（图9-32-2）施工如此配筋密、跨度长、高近2m的深梁，难度相当大。

9-32-3-1模板的设计与安装

由于大梁的自重大，每肢重20.3~25.1t/m。为保证大梁施工的模撑系统有足够的强度、刚度和稳定性，模板设计时考虑以下因素：大梁底距五层楼板面仅240~340mm，而五层楼板原是堆载仓库（原设计活荷载取值为10kN/m2），可利用其承受部分荷载，故在梁模底均匀地铺设100mm×100mm楞木，使梁荷载能通过楞木均匀地传给楼板；在五层板下设置支撑予以加固，保证五层结构稳定；由于梁高度大，混凝土浇筑的侧压力随之增大，因此梁侧模采用M12对拉螺栓及木斜撑与钢管撑搭配使用的支撑形式，并按规范要求将梁底起拱65mm。 大梁顶面距离六层板底只有630~730mm，为方便混凝土浇捣，先安底模及内侧模，外模分两次安装；钢筋绑扎完后，先封下半部分至1.1m高，待大梁混凝土浇捣至高度1.0m时再封上段模板。 9-32-3-2粗钢筋连接

梁主筋及弯起筋多而密集，主筋排距最多达5排，间距仅25mm，且为Φ25的粗钢筋。由于受建筑物的，钢筋无法在场外一次成型

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后就位，只能在五层板面进行连接。为保证质量，方便施工，决定采用冷挤压对接技术，按规范对接头位置错开的有关规定执行。 9-32-3-3混凝土的配制与施工工艺

该梁为深近2m、单肢混凝土量近25m3、强度等级达C40的重要受力构件，必须保证质量。材料选用525号的普通硅酸盐水泥，1~3cm碎石，中砂和缓凝型减水剂，混凝土初凝时间控制在8~10h。由于混凝土体量大，施工时采取了防裂措施（每厚厚度控制在20~30cm），减缓浇灌速度，以利浇灌面的散热。由于混凝土浇捣受净空的，为方便大梁上半部的浇筑，在大梁上方的六层楼板面凿300mm×300mm、间隔800mm的孔洞作为浇灌口。浇灌后应加强养护，保证浇水养护8d，养护期内保持大梁表面湿润。

第四节 拆除工程的施工技术措施

经过加固，新的结构体系已形成。根据设计要求，应将原厂房中部1~5层梁板柱的结构构件进行室内空中解体。施工中采取了以下技术措施：对楼板要求有计划地安排交叉施工，采取人工敲打拆除；对梁板结构将根据结构受力状况和施工作业面，采取SCA无声破碎剂与人工凿除相结合的方法，即将构件的混凝土胀松后由人工清除。. SCA无声破碎剂是一种静态破碎剂，是由铝、镁、钙、铁、硫、铁等氧化物磨细混合而成的灰白色粉末。使用时将SCA和水调制成流动状

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浆体后，填灌到炮孔中，物料经水化反应后因其体积膨胀约2倍，产生巨大的横向膨胀力而使混凝土胀裂破碎。它具有爆破力而无冲击波，又不产生振动，无声响，且无烟尘和飞石，二次破碎也很容易等特点。又由于膨胀进程是缓慢的，胀裂破碎可安全进行，不影响其他工种操作，有利于安排交叉作业。

由于SCA无声破碎剂只产生30MPa的膨胀压力，且混凝土的钢筋将吸收SCA部分膨胀能而对膨胀起作用，因此决定按以下工序进行操作：

1.用无声破碎剂破除梁、柱两侧各150mm范围内的钢筋保护层（图9-32-3），然后用气割切断主筋及箍筋。

2.在梁、柱切断主筋的位置钻孔，装无声破碎剂。 3.经10~24h后，用人工剔除松动的混凝土。

为保证破碎质量，对每一构件的破碎位置、布孔、外孔的直径与总长度等进行了合理的设计。从经济和进度角度出发，只对柱头、梁端进行无声破碎；楼板及脱离后的柱、梁段采用人工凿除。对柱头飞梁端无声破碎工艺参数设计如下：在距端头面200mm处钻孔，孔距控制在300mm以内，钻孔总长度按下式计算： 式中L——钻孔的总长度（mm）； D——钻孔的直径（mm）； Sc——材料被破碎的面积（mm2）；

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Rt——被破碎材料的抗拉强度（MPa）； B——材料开裂的经验系数，取0.6； ——材料的泊松比，取0.3； P——SCA产生的膨胀压，取30MPa。

第五节 托换技术--大梁的承载

新的框架形成后，如何将第六层结构及屋面荷载转换给大梁承受，是工程改造设计的关键问题，要求做到逐渐卸荷，即大梁须由小到大逐渐承受荷载。为避免五层柱拆除时对大梁造成冲击荷载或在短时间内使大梁承受全部荷载，导致大梁结构受损伤，在对大梁的强度和刚度进行验算后，确定拆除大梁底下的柱子时，先采取使原支承面逐渐缩小，即逐渐削弱柱端横截面，使大梁逐渐增大受荷量；其次是从中间柱子开始拆除，向两侧柱子对称地进行，使大梁的跨度由小变大，均衡地增大荷载，其步骤是：先切断柱主筋，然后用无声破碎分三级破碎柱混凝土，每一级均从柱四周同步进行，每级间隔时间为24h。 位于原屋面体系中间位置的大梁处在原屋面结构的重要部位，要拆除梁底的柱子，大梁中间必须承受约3000kN的集中力。能否安全可靠地把原屋面体系结构荷载托换到大梁上，也是托换技术成败的标志。因此，除采取以上措施外，还在梁底下设置千斤顶作为卸荷装置。即在每肢梁下（柱的两侧）分别布置1台YQl---L200千斤顶，先顶住

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大梁以便拆柱。梁与柱的连接拆除时，使千斤顶预先卸荷，随后逐步卸荷，使大梁缓慢地承受荷载。

千斤顶卸荷的施工顺序是先将千斤顶安放在钢平台上，启动油泵，使得千斤顶顶住大梁，然后切断柱子，随后以挠度逐步控制两台千斤顶同步卸荷。原设计主大梁22mm跨度应有2cm的挠度，施工中控制每一级挠度增量为2mm（用千分表计量），每级维持时间为30min。实测挠度达到l.2cm时，千斤顶已不受荷，大梁已完全进入工作状态。最终形成厂房改造后的大空间（图9-32-4）。，

第六节 实施效果

该工程改造规模大，要在保持原厂房形状不变的情况下进行内部改造，设计施工难度大，技术、质量、安全要求高，且工期紧，经分析比较后，采用先加固后托换和无声破碎技术与人工拆除相结合的施工技术措施，实践证明是成功的。整个结构体系满足设计要求，安全地进入正常工作状态，工程质量好，结构安全可靠，托换后组合大梁均无损伤，屋面无渗漏，工期满足要求，节约造价30余万元，取得良好的经济效益和社会效益。

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第三十二章 砖混结构房屋整体平移的几项关键

技术

房屋整体移动，是指在保持房屋建筑结构整体性和可用性不变的情况下，将其整体移动一个位置。通常移动方式如下（图9-33-l）： 1.整体平移：指把房屋从A处整体搬移至B外，或从B处移至A处。A、B在同一水平线上。

2.整体升降：指把房屋从B处整体搬移至C处，或从C处移至B处。B、C在同一铅垂线上。

3.整体斜移：指把房屋从A处整体搬移至C处，或C处移至A处。A、C既不在同一水平线上，也不在同一铅垂线上。

4.整体转动：指把房屋沿房屋的某一点，整体转动一个角度α。它又分为水平转动（图9-33-1b）和垂直转动（图9-33-1c）。垂直转动又叫做房屋（建筑）纠偏。

整体斜移可分解为平移和升降之和。即从A移至至C，可分解为先由A移至B，再移至C。纠偏在国内外的建筑工程（特别是古建筑、古塔、古寺）中应用广泛。

房屋整体平移就是在保持房屋整体性和可用性不变，或在不破坏房屋整体结构和造型条件下，将其整体水平移动一段距离。多是对钢筋混凝土框架结构房屋施行，对砖混结构目前尚未见有报道。位于重庆地区的某四层砖混结构商住楼房（建筑面积约2000m2），在经过充分论

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证、设计和模拟试验的基础上，已顺利平移了8m，且平移后还水平转动了约10。。

第一节 平移总体构思

1.设计一艘能在陆地上拖动的“船”；

2.设法把楼房从原基础的某一位置切断，使其脱离原基础，支承在“船”上；

3.在拟平移的终点位置按房屋原基础平面和结构另做一新基础； 4.在新、老基础间造就一种便于“船”拖动的行走轨道；

5.对“船”施加拉（或推）力，将其从原基础处拉（或推）至新基础上；

6.将房屋的上部与新基础联结起来。至此，平移结束。

上述总体构思能否实现，关键技术有两个：一是基础处理，二是牵引技术。

第二节 基础处理技术

基础处理包括被移房屋原基础的处理、新基础的处理、原基础到新基础之间部分（即牵引轨道下的地基处理）3大技术。它是关系到能否把房屋从原基础上脱开，移后房屋是否坚固可用和牵引过程中房屋是

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否会垮塌的3项关键技术。基础处理合理与否，关系到平移是否成功和移后房屋是否还具有使用价值的问题。 9-33-2-1原基础处理

原基础处理是指怎样把被移房屋从原基础上切断，使其与原基础脱离，以便移动。由于基础托换技术的研究和实际工程的广泛应用，原基础的处理已经不是一件难事。本工程采取的方法和步骤是： 1.先把原基础两侧的填土挖去，使全部基础暴露。

2.在原基础两侧底部各浇注一钢筋混凝土梁（梁下先做一混凝土垫层），称为下基础梁，下基础梁一直延伸到新基础下。 3.待下基础梁达到一定强度后，在下基础梁上安装行走机构。 4.在安装好的行走机构上和基础轴线两侧，支模浇注两根钢筋混凝土梁，称为上基础梁，上基础梁把原基础夹持住。为使夹持牢固，浇注上基础梁前，先将原基础沿轴线方向的两侧各切去10~20mm，并在左右上基础梁之间每隔1~2m浇注一钢筋混凝土联系梁。

5.待上、下基础梁达到设计强度后，再在上下基础梁之间适当位置把房屋上部结构与原基础切断。至此，房屋的上部结构就脱离了原基础，而重新支承在新浇注的可动基础上。从整栋大楼看，这时的上基础梁、行走机构就尤如组成了一艘“船”，整栋大楼就支承在了这艘“船”上。如果牵引这艘“船”，房屋即可移动。见图9-33-2。 9-33-2-2新基础处理

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在房屋需要移动的终点位置，根据新的地质情况和地基承载能力，按原基础平面形式重新做一房屋基础，以便房屋移动后支承上部结构。新基础的上顶标高，应低于原基础切断处标高100~200mm。待房屋移动后，在新基础与房屋上部结构之间以及上下基础梁之间浇注一钢筋混凝土梁，将上下基础梁之间的行走机构埋于梁内。待该梁的强度达到设计强度后，房屋与新基础就会形成一个整体。该梁还可起圈梁作用。因此，移后的房屋，其整体性及基础的可靠性甚至优于原房屋。 9-33-2-3轨道地基处

在房屋新位置与原位置之间，一般均有一软土层。此软土层须经加固处理（即轨道地基处理），它是决定房屋移动是否成功的又一关键技术。该地基的基本要求是：当房屋移至这一区段后，地基不能有沉降，特别不能有不均匀沉降。否则，当房屋从原基础处移至这一地段后，前方到达软土层，而后半部还处于坚硬的地基上，会在基础梁上产生负弯矩，从而使房屋上部开裂，甚至垮塌。工程中采用的措施是换土—夯实—延时—再夯实。即先把软土层挖去，换上不易沉降的砂卵石并逐层夯实。用1~2个月时间，使其自然下沉，预计沉降稳定后再夯实。最后再浇注这一地段上的下基础梁，并酌情加大下基础梁的宽度。

第三节 牵引技术

房屋从原基础上脱离后，整栋楼房就支承在了由行走机构和上基础梁组成的“船”上。要把这个宠然大物搬动，牵引技术的设计是很关键

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的，它包括牵引机构和牵引动力两大技术。 9-33-3-l牵引机构

牵引机构分滑动机构和滚动机构两种。滑动机构的优点是牵引过程中房屋比较稳定；缺点是要找到一种强度高、硬度大、摩擦系数小的材料比较困难。如用一般材料，滑动摩擦系数大，又给牵引增加了困难。滚动机构的优点是摩擦系数小，便于牵引；缺点是牵引过程中的速度较难控制，稳定性也差。但只要机构本身的强度、硬度、刚度适宜，牵引动力设计合理，速度和稳定性问题是可以解决的。因此该工程采用滚动机构（图9-33-3）。 9-33-3-2牵引动力

牵引动力是指对房屋移动施加的外界力。牵引动力一般由若干个牵引分力组成。即在沿移动方向平行的每组上基础梁上施加一个牵引分力。牵引分力有两种，一是推力，二是拉力，均由液压千斤顶施加。用推力比较稳定，但房屋每移动一段距离，千斤顶就要重新安装，且要另浇注反力梁或反力柱。用拉力的优点是千斤顶可以固定在新基础以外某一位置，千斤顶不动，，反力梁柱无须反复浇注。缺点是千斤顶到被移房屋间距离远，需用较长的拉杆或拉绳。而拉杆或拉绳应变值须完全一致，才能保证千斤顶在施加相同拉力下，房屋各轴线所受的拉力一致，从而整体移动。由于钢拉杆的应变值一致性优于钢拉绳，故本工程采用钢拉杆。

牵引动力设计的基本要求是：施加在房屋各个轴线上的牵引分力须与

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房屋上部结构传给上基础梁的重力成比例，以保证房屋受各牵引分力作用后，各轴线的位移完全一致。或在牵引分力作用下，房屋横墙和横向上基础梁不得出现弯矩。否则受弯矩作用，房屋会出现垂直裂缝，甚至垮塌。

牵引技术的优劣，是决定房屋平移能否成功的关键。房屋由静到动或由动到静，均靠牵引机构和牵引力来实现。众所周知，不管由静到动，还是由动到静，都将产生一个加速度。该加速度会对房屋上部结构产生剪应力，导致房屋前后倾斜、摇摆。砖混结构房屋抗剪能力很差，如加速度过大可能产生剪应力，当其超过房屋的抗剪能力时，会导致房屋出现水平裂缝；还可能导致房屋前后倾塌，使平移失败。因此加速度应严格控制在一个数值以内，并采取有效措施，尽量使其值减小。该工程采取了3项措施：一是牵引力的增加和房屋的平移速度慢，二是设计了一种缓冲制动装置，三是在房屋顶部设置了防倾斜的拉杆。

第三十三章 旧城改造中的房屋整体平移、旋转

工程实例

旧城改造拓宽街道时，需拆除原有建筑再建，这种作法造成大量的人力物力消耗，且影响正常的生产活动，给居民生活造成不便并带来财产上的巨大浪费。近年来，使用房屋整体平移、旋转技术较好地解决了这一问题。

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第一节 五层框架结构整体平移技术

9-34-1-1工程概况

晋江市糖烟酒公司综合楼主楼系9开间五层框架结构，全长30m，宽8.1m，临街面阳台挑出1.8m，后面通长走廊挑出1.8m，建筑面积1700m2，附属房为2层砖混结构卫生间，该楼因街道拓宽采用整体平移技术将整座大楼向后推移7.7m至新街道红线内，使该建筑物得以完整保留。后将五层框架部分移到新址，实现了5层框架结构整体平移。在整个移动施工过程中，2层以上均继续使用，2层电脑绣花厂照常生产，整个楼房移动当天也不停产，3~5楼12户职工照常居住生活。对于有保留价值又有后退余地的建筑物，采用后退方法代替拆除，可节省大量技资，且不影响2层以上工厂生产和居民生活，一举三得。

9-34-1-2多层框架结构整体平移技术 1.改造原有建筑使其成为可移体

可移体的条件是能够承受水平移动推力，同时在移动过程中担负建筑物自重和楼面荷载。我们将建筑物沿基础面水平切开，整体建筑分为基础部分和上部建筑部分，在柱底和墙底设置托换梁系构成水平框架底盘，与原设计竖向框架组成空间框架结构，使上部建筑成为可移体。 上述框架还可适应整体顶升，可分担柱子荷载，便于切断框架柱。在

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柱底设置滚动支座，便于将各滚动支座安装到设计位置上，有利于移动到位后拆除滚动支座并连接柱子。

在本例工程设计施工中，五层主楼托换梁底盘构成水平框架与上部结构组成的空间框架结构，也使上部建筑能跟着底盘移动作平稳的移动，使二层以上生产工人和住户在移动过程无不舒适感觉。 2.新基础的建造新基础设计必须满足两个条件：

（1）基础能够承受建筑物长期荷载，新旧基础不致产生不均匀沉降；（2）基础能够承受整体移动荷载，要求滚动支座滚动到任何位置时基础梁板系统及地基土壤均能承受移动荷载而不发生影响移动的变形。

该工程原设计基础为筏基，五层部分基础底板在上，梁在下，三层、二层部分板在底，梁在上。

新基础也是筏基，考虑到新旧基础不均匀沉降，作局部加锚杆静压桩补强；兼作轨道的地梁按轨道要求作局部加固处理。 3.设置移动轨道

建筑物通过轨道才能从旧址移动到新址，对轨道的要求是：必须保持表面水平，以减少推动阻力；能够承受滚动支座移动过程的作用力。本工程中每个滚动支座作用力达600~700kN，轨道利用旧基础地梁面与新基础梁面，因此按轨道要求进行局部加固与找平，移动行进时再垫以钢板。 4.建造滚动支座

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建筑物的移动系通过滚动支座的滚动来实现。整个建筑物的移动过程在设置若干个滚动支座后，就转化为若干个滚动支座的滚动过程。在本例工程中，五层框架结构部分设置50个滚动支座，每个支座荷载600kN左右，总荷载约2500kN。滚动支座由上下钢板中间放置直径400mm的钢轴组成。 5.设置推力支座

推力支座、千斤顶和压杆支垫组成推移建筑物动力系统。推力支座给千斤顶提供足够的反力才能推进建筑物，推移如此巨大重量的建筑物没有强有力的推力支座是难以奏效的。为此设置14个推力支座，支座设置在旧基础梁上，用锚杆与基础梁连接。 6.压力支垫系统

巨大的推动力由千斤顶提供，而千斤顶顶程是有限的，本例推移距离达7.7m，而选用的千斤顶顶程只有15cm，因此必须设置压力支垫系统，每次推移千斤顶15cm后，就要回缩千斤顶增加一个支垫，使千斤顶重新具有推移15cm的能力。

支垫系统由预制钢筋混凝土垫块和压杆稳定装置组成。垫块规格为200×200×150、200×200×300、200×200×600、200×200×1200、200×200×2100（单位均为mm），可组合成以150mm为进级的各种尺寸。

稳定装置由锚杆与压紧角钢组成。 7.移动控制行进系统

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移动控制行进系统由行进标尺、移动指示针、终点限位装置三部分组成。

行进标尺由固定标尺与可动标尺组成。固定标尺在不动的基础面上轨道边沿以m为单位，可动标尺用木板制作以mm为单位，移动指挥者与操作人员每人都心中有数，按统一的标志号令进行操作。 8.移动作业

安装千斤顶（加垫）→推移（随时轮换滚轴和垫板）→换千斤顶（加垫）→推移（随时轮换滚轴和垫板）→换千斤顶（加垫）→推移（随时轮换滚轴和垫板）→......一直到达新址。 9-34-1-3技术经济效果

多层建筑后退或向前、向左、向右位移与拆除相比较，技术经济效果显著。拆除首先遇到的问题是住户搬迁安置，而移动只需搬迁底层住户，二层以上都可以不动。2层中外合资盛达电脑绣花厂在施工过程中照常生产，3~5层12户职工照常安居生活，不受影响。

以晋江市糖烟酒公司综合楼为例进行分析，该楼房建筑面积1700m2，炸毁清理费用需10万元，重建费需119万元，搬迁安置费用需10万元，12户住户内装修需24万元，合计163万元，而移动包括新基建造、地面修复等项只需30万元，节省133万元，节约81.6%。

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第二节 三层砖混结构整体旋转62。技术

在旧城改造新开辟街道时，往往原有建筑与街道轴线既不平行也不垂直，甚至插入街道中构成某种交角。闽侯县交通局综合楼为L形建筑，其中一翼插入新开辟街道中，与街道轴线构成62。交角，如图9-34-1（a）所示，原需要拆除，后采用一翼割离旋转移动的技术，选择一特定中心旋转62。，使移动翼一边正好与相邻新建六层楼房齐平，同时在左右两侧各增加一个开间，并加高至六层，构成图9-34-1（b）平面，使街景整齐养观，而且建筑面积增加3.33倍。旋转移动工程仅花2d时间。 9-34-2-1选定旋转中心

选定旋转中心是使旋转后楼房后退至街道红线内而且房屋外边线恰好与相邻新建大楼齐平的重要措施。在总体平面图上，首先延长新建大楼沿街外边线，以拟旋转房屋宽度为距离作平行线交拟旋转房屋背街面边线于一点，这一点就是所要求的旋转中心。

旋转中心用外径为95mm的钢轴制作固定于原有基础地梁上，外套内径为100mm的钢管，钢管固定在旋转底盘上，钢管与钢轴之间填以黄油，上口包两层布以防杂物掉入。

实际转动情况良好，阻力小，能承担水平推力，不变形并起到良好的导向作用，使房屋旋转到新基础后准确地落到新基础上。 9-34-2-2设置新基础

房屋旋转移动时只旋转移动地梁面以上建筑，原基础不动，新基础必

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须在新址重做。甲方要求新基础按六层设计，基础梁面必须与旧基梁面保持水平才有利于旋转移动。部分新基础梁面还兼有轨道功能，因此必须按轨道要求进行表面处理。 9-34-2-3建造旋转轨道

在新旧基础间必须建造旋转轨道，轨道以旋转中心为圆心，以旋转中心至旋转支座距离为半径画圆弧，以旧基支座位置为起点，以新基支座位置为终点画圆弧轨道。圆弧轨道必须满足旋转移动荷载要求且与移动轨迹吻合。

9-34-2-4建造可调反力支座

千斤顶通过反力支座为旋转提供推动力，推动房屋作整体旋转，千斤顶顶程仅150mm，而旋转推移最大线长度长达8m，因此必须不断改变反力支座位置，可调反力支座由钢支架与轨道梁上预留孔组成，钢支架由角钢支撑槽钢横梁与固定螺栓组成。 9-34-2-5设置旋转支座

旋转支座实质上是旋转的支腿，通过它沿轨道作旋转运动，旋转支座由上下钢板与直径40mm钢轴组成。滚轴作径向扇形布置，使支座沿圆弧作准确的旋转移动。 9-34-2-6设置旋转底盘

在旋转体地梁面上设置托换梁，纵横托换梁构造成水平框架与上部结构组成整体，框架承受旋转推力，带动上部结构作整体旋转。

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9-34-2-7加固原有结构并切开旋转体

旋转体为原有结构一翼，必须与原有结构切开才能移动，切开时会改变原有结构受力状况，需要形成切后受力体系。该工程在楼梯相邻跨切开，钢筋混凝土楼板在梯墙处切断，因此需增加两根构造柱和承受楼板荷载的钢筋混凝土梁，待梁柱系统达到设计强度时，才能断开砖墙与楼板，使它成为可转动体。 9-34-2-8旋转作业

先整体顶升房屋，设置11个滚动支座，安装11台千斤顶作为推移旋转的动力，在统一号令指挥下作不等速推动，推动速度与滚动支座半径大小成正比。

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