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北京西城街地基注浆加固

更新时间:2017-09-14 10:53:02 浏览次数:78次
区域: 北京 > 西城 > 金融街
  北京西城区地基注浆加固
一.概述:
碳纤维布加固修复混凝土结构技术是采用配套胶粘剂将碳纤维布粘贴于混凝土表面,起到结构补强和抗震加固的作用。广泛使用于建筑物梁、板、柱、墙的加固,并可用于桥梁、隧道等其它土木工程的加固补强。
二.主要材料:
2.1关于碳纤维织物的说明
a.特点:
1) 轻质、高强、厚度小;
2) 优质的耐久性、突出的抗疲劳能力;
3)抗碱、抗腐、抗酸及耐腐蚀性;
4) 张力均匀,不扭曲变形;
5)强度高,能灵活地用于抗弯、抗剪及轴压加固。
6) 施工便捷。
b.材料性能:
名 称 碳纤维织物
单 位 质 量 g/m2 200/300
名 义 厚 度 mm 0.111/0.167
复合材料性能 抗拉强度(Mpa) 大于等于3000
弹性模量(Mpa) 大于等于2.1X105
断裂伸长% 大于等于1.5
2.2碳纤维配套树脂:
a.打底胶:
底胶是双组分、低粘度、高渗透性环氧类胶粘剂。对混凝土有优良的封闭性及粘接力,保证混凝土结构与碳纤维复合体系之间的大应力传递,尤其适合用于标号较低、多毛细孔的混凝土基面。
使用方法:将底胶与底胶固化剂按配比混合,充分搅拌均匀,放置5-10min熟化,然后用适当工具将配好的底胶刷于混凝土基面上,涂刷底胶前基面应保证干燥、清洁。底胶适合使用温度为-5℃~40℃,施工温度较低时在配比范围内可略增加固化剂用量。底胶的用量随混凝土的疏松程度而变化。疏松的基面,有时可能需涂刷两遍以上,直至封闭基面。反之,致密的混凝土基面用量较小,高强度、高密度的混凝土基面,甚至可以不用。底胶硬化后方可进行下道工序。
b.找平胶:
找平胶是双组分,用于涂刷过底层树脂的混凝土表面的孔洞抹平,并将待加固构件(如梁、墙)的转角部位修补成圆弧。
使用方法:按产品配比配制结构胶,对混凝土表面缺陷及转角部位进行找平,针对混凝土表面条件的缺陷程度,适当增减胶的用量。
c.面胶:
面胶是双组分,无溶剂、高强度的环氧类胶粘剂,对碳纤维材料有良好的浸润性,面胶浸润到碳纤维片材中形成的复合材料具有极强的力学性能和优良的耐久性能。面胶在保证良好浸润性能的同时,也具有较好的触变性能,使垂直面施工流淌性较小。
使用方法:根据施工环境温度选用面胶,5℃~40℃选用常规胶,其配比随施工环境温度变化而略有不同。-5℃~5℃选用冬季特种面胶,使用时两种组分应充分混合均匀,放置5min左右熟化。即配即用,以保证胶的浸润性,重要的是施工工具与方法应保证胶能浸润到碳纤维片材中,形成的碳纤维复合材料应做到平整、无空鼓,在面胶尚未硬化前应做检查,及时修复。
三.碳纤维工艺
3.1工艺流程.
定 位放线→基层处理(砼面层处理)→找平处理→涂刷底层树脂→粘贴碳纤维片材→涂刷面料→固化养护→竣工验收
3.2施工方法:
A).定 位放线
按设计要求在 部位放线,放线宽度应在粘碳投影面加宽20mm,这样在用丙酮或酒精擦拭砼面时,便可减少对粘贴面的污染。
B).基层面处理
混凝土粘贴面处理:
1) 用电锤将原混凝土面层剔除(如有抹灰层,亦应剔除),露出原混凝土基层,用角磨机打磨混凝土表面浮浆层,打磨宽度为每边比片材宽度多1~2cm,去除表面水泥灰浆直至露出混凝土坚实层,粗糙程度越大越好。用压缩空气除去灰尘,粘贴前用棉丝蘸丙酮或酒精刷拭表面除去浮尘及油污。由于预制板脱离剂等化学物质的存在,可能影响底胶的粘结性,所以基面打磨必须全面彻底。如表面遇有蜂窝麻面,应用修补料将表面修补找平;如原混凝土有裂缝,应进行灌胶或封闭处理。
2) 转角处曲面半径:梁边、墙角直角处用角磨机进行倒角处理,转角的曲面半径R不小于20mm以保证碳纤维在转角处的圆滑过渡,并不会损伤碳纤维丝。梁板棱角的处理。
3)表面处理完之后,用压缩空气机将粉尘完全吹净。
C).涂刷底层树脂
用滚桶刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。待树脂表面指触干燥时即进行下一步工序施工。
D).找平处理
用计量器配制找平材料,找平胶与固化剂的重量比为4:1,充分搅拌至颜色完全均匀。打底胶每平米使用量为0.2Kg左右。
混凝土表面若有局部凹凸不平往往造成碳纤维粘结不良,用修复材料修补至平缓。待修复材料表面指触干燥时即可进行下一步工序施工。
E).粘贴片材
按设计要求的尺寸裁剪片材,需注意的是,碳纤维布裁剪应沿着纤维丝的方向(由其受力方式决定),且裁剪后的碳布不可折叠以避免损伤纤维丝,而应小心的卷起。配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位。按照放线的位置沿纤维方向粘贴片材。用罗拉沿纤维方向多次滚压,挤出气泡并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。滚压时不准损伤片材。
此外,粘贴施工中常发生以下问题,按如下方法处理:
1) 转角部位(如梁、柱)粘贴时容易发生粘结不牢、纤维布浮起现象,此时应增加浸渍树脂的用量;
2) 降雨时的雨水、刮风时的沙尘容易附着时,应使用苫布及时遮盖加以保护;
3) 施工中出现结露现象时,应采取用干燥的布擦拭等应急措施。
F).固化养护
为减少雨水、砂、灰尘等对施工质量造成的不利影响,在粘贴完碳纤维后应加强成品的养护措施,并根据环境温度的不同确定养护周期的长短。
环境温度在20℃以上时,初期硬化养护时间约1天,养护1周后方可进行施工质量检测;环境温度在10℃~20℃时,初期硬化养护时间约1~2天,养护1~2周后方可进行施工质量检测;环境温度在10℃以下时,初期硬化养护时间约2天,养护2周后方可进行施工质量检测。
粘贴后初期硬化期内,不允许对片材进行锤击、移动或高温处理。
3.3竣工验收
施工过程中,施工班组随时进行自检;完工后,首先由质检员进行初验,然后请甲方、监理方根据《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》的要求进行验收。
主控项目见下表:
碳纤维验收项目表
序号 检测项目 合格标准 检测方法
1 碳纤维片材粘贴位置 与图纸位置相比,偏差≤10mm 尺测
2 碳纤维粘贴量 ≥设计要求面积 实测计量
3 粘贴质量 空鼓总面积小于粘结总面积的5% 锤击法

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公司地址:北京市石景山区古城大街26号国睿大厦510室注浆加固法是工程地基加固常用的方法之一,该方法利用气压或液压配以填充渗透和挤密等方式,把能凝固的浆液均匀地注入岩土层中,驱走岩石裂隙中或泥土颗粒间的水分和气体,并以其自身填充,待硬化后即可将岩土胶结成一个整体,可以改善持力层受力状态和荷载传递性能,从而使地基得到加固,防止或减少渗透或不均匀沉降。
  
  1 工程概况
  
  项目为某车站综合楼。拟采用钻孔灌注桩,为66 根1 000~1 200 mm 钻孔灌注桩。桩端持力层为页岩层,工程桩静载检测结果表明,部分单桩竖向极限承载力达不到设计要求,需要对该地基进行加固处理。施工前,在建筑物周围分别布置了6 个勘探点(探井),探井在掘进过程中有大量的水渗入,致使少数探井没有达到预想的深度。
  
  2 地基勘察概要
  
  根据勘探资料显示,该勘察区地层主要由素填土、角砾及强风化页岩组成,局部有粉土及中砂夹层。各地层情况自上而下为:层主要为素填土,上部主要由素土充填,包括大量的煤屑、砖块以及少量的炉渣、垃圾等杂物,呈松散状态,下部填土孔隙较大,主要由层厚为1.5~5.2m 的大量块石、片石及角砾充填;二层层厚为0.1~2.4 m的棱角状角砾与深灰色冲积再生土,粒径一般10 mm 左右,大者可达30 mm,稍密状态,该层只有在个别探井中未见,在其他数个探井中都未被发现;三层层厚为0.3~0.8 m 的深灰色页岩与强风化岩石,含水量较高,节理发育,见水后较细腻,个别已揭露探井的勘探深度内均未被发现。
  
  3 地基加固方案
  
  3.1 编制依据编制依据的步骤为:
  ①分析XX 车站综合楼设计图;②翻阅建筑地基基础设计规范(GB50007- 2002);③查阅建筑地基处理技术规范(JGJ79- 91);④查看既有建筑地基基础加固技术规范(JGJ123- 2000); ⑤ 查看岩土工程勘察规范(GB50021- 2001);⑥参照使用水利水电工程基岩固结灌浆规程、规范;⑦查看现场实际地形条件。
  
  3.2 注浆加固机理地基
  
  注浆加固根据地质条件及特征,本着确保质量、经济合理的原则,回填至设计标高后,采用水泥浆等浆体静压渗透注浆法,注浆管给予压力作用,使水泥等浆体克服各种阻力,进而渗入土体的孔隙和裂隙中,浆液通过渗透、挤密、填充等方式使得孔隙及松散的土粒胶结,形成相互穿插的脉状结石体。
  
  3.3 压力注浆方案及选择
  
  3.3.1 压力注浆方案注浆方案主要有:
  ①渗入型注浆:该方法适用于存在孔隙或裂缝的地基土层,即将浆液渗入软土的孔隙或裂缝之中,使其与软土固结为一整体,而地基土层结构也基本不受扰动和破坏。
  ②压密灌浆:用浓浆液置换和挤密土体的一个过程,在地基中灌入较浓的浆液,迫使注浆点附近土体压密而形成浆泡。随着浆泡的增大,灌浆压力也增大,从而产生较大的上抬力。
  ③劈裂灌浆:在处理软弱地基时,通过较高的灌浆压力作用,浆液将克服地基中的初始应力并且抵抗土体抗拉强度,使得土体发生劈裂,其方向是沿着垂直于主应力的平面或在土体强度弱的平面,因此渗入型注浆法不能灌入的土体部分可顺利实施灌注,从而增大浆液扩散范围。
  电动化学灌浆:其方法是在地基中插入金属电极并通以直流电,借助电渗作用将浆液注入土体中,或将浆液注入电渗区,通过电渗使浆液均匀扩散以提高灌浆效果。
  
  3.3.2 压力注浆方案的选择
  
  进行注浆施工首先要解决的问题是注浆方案的选择,首先选择注浆方法和注浆材料。同时还应考虑工程本身性质、工程地质条件等各方面囚素。依据工程实践经验,注浆方案选择一般应遵循以下原则:
  ①一般来说,应采用水泥浆或水泥粉煤灰浆液来对伏软弱地基进行加固。
  ②如有硬壳存在软弱土层的上部,要将此软弱土层作为封压层;当无这种硬壳或没发育时,可在地表做一厚约为0.5 m 的粘土垫层作为封压层,或在地基碾实后形成封压层。
  ③如软弱土层上部有较多的砂砾层,应自上而下分段式的注浆,如软弱土层上部砂砾层较少或没有时,应自下而上分段式的注浆。
  本工程选择上述第③种由下至上注浆方式进行。
  
  3.4 地基加固具体方案
  
  3.4.1 方案概述
  
  根据地质资料及设计要求,对该建筑整体地基范围内进行自下而上的分段注浆加固处理。采用注浆花管方法对地基土进行加固处理,用长度为1.0 m 的注浆花管,钻孔深入基岩中自下向上的分段注浆。
  
  3.4.2 注浆参数选用
  
  注浆压力。注浆压力应通过现场实验来确定,综合考虑覆盖土压、浆液种类、地质条件等因素的影响。参照砂砾石土地基注浆工程经验,建议此地段注浆压力选用0.4~1.0 MPa。
  注浆顺序。注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,采用先后内部的注浆施工方法。
  浆液参数。注浆材料为纯水泥浆,水灰比为1∶1,水泥为P.O,32.5 普通硅酸盐水泥。
  注浆量。在一般情况下,理论上注入的耗浆量,应填充到颗粒之间的孔隙中,或沿层理或裂隙劈裂式注入。每孔(段)浆液注入量可用下式计算:Q=πAH R2·β·n=A·S·H·n·β=q·H (1)式(1) 中,Q 为每孔段注浆量,m3;A 为浆液损耗系数,取1.15~1.30;H 为注浆孔深,m;R 为浆液有效扩散半径,m;β 为浆液充填系数;S 为浆液扩散面积,m2;n为孔隙率。综上计算,每延1 m 注浆量Q 为0.8 m3。
  注浆孔间距及注浆速度。注浆孔的布置,采取梅花型,注浆孔间距其取值为1.2~1.5 m,注浆流量为10~15 L/min。
  注浆花管开孔参数。注浆花管采用Φ25 镀锌钢管,小圆孔呈梅花型布置,每隔10 cm横向开设两个Φ6mm小圆孔。
  
  4 加固方案实施
  
  施工工艺流程:选择注浆设备→成孔→花管制作以及安放→注浆→清洗→工程设备简介。
  ①测放孔位。根据设计孔位在注浆范围内准确定 位,定出注浆孔位并将其标记出来。
  ②成孔。注浆孔施工选用孔径为91 mm 或110 mm的XY- 100 型钻机成孔。为防止再发生不均匀下沉,将其状态固定。由于综合楼区域的素填土层深度变化在1.5~5.2m之间,很不均匀,自西向东按照填土层将该区划分为7.5m、5.5 m、3.5 m 这3 个注浆区域,故自西向东将综合楼地基开孔深度安排为8.0 m、5.5 m 二个区域。局部钻孔在见到岩石而未达到设计深度时,以现场实际深度为准。
  ③花管制作以及安放。花管的配置由孔深决定,并通过设计要求进行制作,成孔后注浆花管下入至孔底,将孔口管封闭。
  ④注浆。首先选择注浆材料,水灰比为1︰1 的纯水泥浆,水泥为P.O,32.5 普通硅酸盐水泥,注浆压力定为0.4~1.0 MPa。首先,需要进行现场注浆试验,以确定单孔注浆量,之后根据所采用的注浆工艺进行施工。注浆的工序要先对边缘帷幕孔进行施工,接着要对加固孔进行施工,当注浆量达到设计要求时,终止注浆。为了使注浆工程质量得到确保,边缘帷幕孔孔距一般为注浆孔孔距的1/2。当注浆量小于0.4 L/min,或地面出现大量冒浆,稳定30 min 时即可完成注浆。每组注浆时应间隔2~3 孔隔孔跳打跳注。
  ⑤清洗。如不需要连续施工,注浆完成后务必要及时清洗浆泵、管路等。如连续施工可视具体情况不进行操作。
  ⑥工程设备简介
  
  5 质量检验
  
  5.1 基本要求注浆工程属于地下隐蔽工程,为确保注浆工程质量,要严格按照要求进行注浆施工。
  
  5.2 质量检验该工程的质量检测
  
  从以下两方面来进行:沉降观测。为全面检验注浆效果,观测需要在开工前进行一次,完成室外与室内注浆工程后各进行一次,以及全部工程完工后一个月再进行一次;注浆质量检验是按照前述规范及设计要求,在注浆结束28 d 后进行,注浆孔检验点按注浆孔数的5%进行,检验点合格率大于80%,否则对不合格的注浆区域应重新注浆。质量检验的具体方法有开挖法、钻芯法、载荷试验法、变形观测法等。本工程采用了开挖法,并采用了钻芯法和载荷试验法来验证地基注浆加固质量。

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