结构加固改造之基础加固

,第六节地基基础加固改造理论与技术,同济大学土木工程学院,结构加固改造理论与技术,第六节地基基础加固改造,基础加固的原因地基基础受力特点增层工程纠倾工程移位工程基础加固和托换,2020/5/18,2,倾斜、不均匀沉降上部荷载增加,2020/5/18,3,1基础加固的原因,2013.3.4俄罗斯索契一幢因隧道坍塌而倾斜的房屋,安徽六安中天蓝山11号楼不均匀沉降导致房屋倾斜、主梁断裂,栏杆被拉出,上图红色标注的范围就是主体承重梁断裂的位置,2既有建筑地基基础受力特点,2020/5/18,4,地基计算模型忽略上部影响、考虑基础刚度考虑地基强度,图8.6.2基底反力分布,线性分布假定：反力按线性分布，由静力平衡条件来确定。适用：基础刚度大地基软且均匀,文克勒假定：压力与地基沉降成正比。适用：抗剪强度较低的地基（如淤泥、软黏土）,弹性半空间假定：弹性半空间连续体适用：抗剪强度较高的地基,2020/5/18,5,浅基础的类型,2既有建筑地基基础受力特点,2既有建筑地基基础受力特点,2020/5/18,6,独立基础柱下基础,图8.6.2基底反力分布,图8.2.4预制钢筋混凝土柱杯口基础的连接,图8.2.3现浇柱的基础中插筋构造示意,2既有建筑地基基础受力特点,2020/5/18,7,（a）不带肋（b）带肋图8.6.2条形基础,条形基础墙下基础柱下基础重叠,图8.6.2十字交叉条形基础,（8.6-3）,2既有建筑地基基础受力特点,2020/5/18,8,（a）（b）平板式）（c）（d）梁板式图8.6.2筏板基础,筏板基础高层建筑平板式施工快、梁板式省材料,2既有建筑地基基础受力特点,2020/5/18,9,（a）常规式（b）套箱式图8.6.2箱型基础,箱型基础-补偿基础增加刚度减小沉降差,分类,向上增层,室内增层,地下增层,可分为向上增层、室内增层和地下增层,北京最牛违建,分类,向上增层,室内增层,地下增层,（a）平面图（b）立面图分离式结构体系,注：图片引自建筑物位移纠倾与增层改造唐业清中国建筑工业出版社,分类,向上增层,室内增层,地下增层,（a）铰接式（b）刚接式协同式式结构体系,注：图片引自建筑物位移纠倾与增层改造唐业清中国建筑工业出版社,分类,向上增层,室内增层,地下增层,（a）框架柱承与首层柱（b）大跨空腹桁架(c)顶层梁吊内柱图外套框架结构体系,注：图片引自建筑物位移纠倾与增层改造唐业清中国建筑工业出版社,分类,向上增层,室内增层,地下增层,图底层扩建外套结构体系,注：图片引自建筑物位移纠倾与增层改造唐业清中国建筑工业出版社,分类,向上增层,室内增层,地下增层,(a)平面示意图（b）剖面示意图图外套框架增设内筒结构体系,注：图片引自建筑物位移纠倾与增层改造唐业清中国建筑工业出版社,分类,向上增层,室内增层,地下增层,大层高建筑改建,分类,向上增层,室内增层,地下增层,4纠倾工程,纠倾设计步骤确定沉降量倾斜验算地基承载力纠倾方案，如迫降，顶升位置和机具数量优化纠倾沉降速率、回倾速率、回倾时间等防复倾加固,纠倾方法,迫降法,其它方法,3纠倾工程,图水平钻孔掏土纠倾法示意图,图片引自张鑫等建(构)筑物纠倾技术进展，山东建筑大学学报2008.4（23）2,图应力解除法纠倾示意图,图辐射井射水取土纠倾示意图,图沉井掏土纠偏,抬升法,3纠倾工程,纠倾方法,迫降法,其它方法,图降水纠倾法示意图,图片引自张鑫等建(构)筑物纠倾技术进展，山东建筑大学学报2008.4（23）2,图浸水纠倾法示意图,抬升法,4纠倾工程,纠倾方法,迫降法,其它方法,图桩顶卸载纠倾法(端桩法)示意图,对端承桩、摩擦端承桩宜采用桩顶卸载法,即常说的截桩法,将所需砍去的桩头与底板的联结处截断,或者将桩周底板四周凿穿约200mm宽的缝,截断缝中钢筋,使桩与承台完全脱离,待纠倾完成后再重新做桩头与底板的连接。文献14曾采用此方法成功对某沉管灌注桩基础框架结构的六层建筑物进行纠倾。,对于摩擦桩宜采用桩身卸载,即通过对沉降较小一侧的土方开挖暴露该部位桩体上部(图14),增加桩体下部和桩端的荷载,从而引起沉降达到纠倾的目的。由于采用该方法纠倾需要时间比较长,且工作量比较大,往往需要与其他方法联合使用。,图桩身卸载纠倾法示意图,抬升法,4纠倾工程,纠倾方法,迫降法,其它方法,迫降法：污水外排障碍、地表水倒灌顶升法：顶升力有限建筑体量小,图托换梁顶升纠倾法,图压密注浆示意图,图福建某教工住宅墙梁顶升600mm,抬升法,4纠倾工程,纠倾方法,迫降法,其它方法,抬升法,5移位工程,上海音乐厅移位工程占地面积1254m2，为框架-排架混合结构。原址顶升1.7m，平移66.46m，最后顶升1.68m。,图工人正在顶升起来的结构下放钢垫块,图刚开始移位的结构,图顶升1.7m的结构,图平移过程中的结构,加固原则先进行地基调查鉴定,2020/5/18,25,6基础加固和托换,加固原则先进行基础调查鉴定,2020/5/18,26,6基础加固和托换,加固原则,2020/5/18,27,6基础加固和托换,挖掘挖掘地基潜力-当现有建筑地基基础好时长期压密承载力提高；地基承载力的宽度修正。计算实际地基荷载超出5%-10%左右，一般不加固基础，而考虑上部刚度。改善结构整体刚度加强墙体刚度，加强纵横墙的连接等尽量简易施工、运输、周边环境,先进行地基基础调查鉴定,图素混凝土加固套,6基础加固和托换,基础加固基础补强注浆加大基础底面积-加宽、加筏板式基础,图基础补强注浆,6基础加固和托换,基础加固基础补强注浆加大基础底面积-加宽、加筏板式基础,图桥墩台扩大基础加固1-扩大基础2-新旧基础结合3-丁石,6基础加固和托换,基础加固基础补强注浆加大基础底面积-加宽、加筏板式基础,图桥墩下桩式基础加固左-新加打入桩中-新加钻孔桩3-新加静压桩,6基础托换,图静压桩托换,图墩式（坑式）加固,图抬墙梁加固法,（a）条形基础（b）桩基础（c）断桩托换图沉井托换加固,1,3,提高抗剪承载力,提高承载力避免结构物、边坡、隆起失稳,改善土的透水性,降低动水压力，避免液化,增强整体性,2,降低土的压缩性,控制沉降总量及不均匀沉降,4,改善不良土质,湿陷性、膨胀性,7地基加固方法及作用,地基加固作用,7地基加固-地基加固方法,7地基加固-地基加固方法,图强夯法,图振冲挤密法