建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例.pdf
内容提要本课程以工程实例为主线系统介绍了建筑结构的检测鉴定、加固改造与加固施工质量验收。全书共分为 2 篇,第 1 篇为建筑结构检测鉴定与加固概述共分为 3 章，第 2 篇为建筑结构检测鉴定与加固工程实例共分为 7 章。第一篇建筑结构检测鉴定与加固概述第一章 建筑结构检测与鉴定建筑结构需检测鉴定与加固的原因有下列方面：（1）自然灾害（2）建筑使用功能改变（3）设计施工和管理的失误（4）环境侵蚀和损伤积累第二节建筑结构的检测方法及依据一、建筑结构现状调查：首先，应查看工程现场，了解工程所在场地特征和周围的环境情况,检查施工过程中各项原始记录和验收记录，掌握施工实际状况.其次应审查图纸资料，复核地质勘查报告与实际地基情况是否相符，检查结构方案是否合理，设计计算是否正确,构造措施是否得当。第三,应调查工程结构使用情况，使用过程中有无超载现象，结构构件是否受到人为伤害，使用环境是否恶化等二、建筑结构检测方法目前多采用非破损检测方法，常用的检测内容和检测手段有如下几种：(1)混凝土强度检测：主要有非破损检测如：回弹法、超声法、超声回弹综合法和半破损检测如：钻芯取样法和拔出法；(2）混凝土碳化及钢筋锈蚀检测:混凝土碳化深度利用酚酞试剂检测；3）砌体强度检测：砌体强度检测可采用实物取样实验，在墙体适当部位切割式件，运至实验室进行试压，确定砌体时间抗压强度；也可采用原位测定砌体强度如顶剪法、扁顶法;（4)钢材强度测定及缺陷检测：钢材的强度可采用表面硬度法进行无损检测,钢材的焊缝缺陷可采用超声波法检测。三节建筑结构的鉴定方法及依据一、建筑结构鉴定方法已有建筑物的可靠性鉴定方法,正在从传统经验法和实用鉴定法，向概率法过渡；目前采用的仍然传统经验法和实用鉴定,概率鉴定法尚未达到应用阶段。（1）传统经验法（2)实用鉴定法（3）概率法第四节建筑结构可靠性鉴定的类型和等级一、建筑结构鉴定的类型结构可靠性分类建筑物的鉴定，常分为安全性鉴定和正常使用性鉴定。结构的安全性、适用性和耐久性能否达到规定要求，是以结构的两种极限状态来划分的,其中承载力极限状态主要考虑安全性功能，正常使用极限状态主要考虑适用性和耐久性功能，这两种极限状态均规定有明确的标志和限值。（1）承载能力极限状态承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，当结构或构件出现下列状态之一时,即认为超过了承载能力极限状态。（2）正常使用极限状态正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值.鉴定的类别及适用范围按照结构功能的两种极限状态，结构可靠性鉴定可以分为两种鉴定内容,即安全性鉴定和使用性鉴定。根据不同的鉴定目的和要求，安全性鉴定与使用性鉴定可分别进行，或选择其一进行，或合并为可靠性鉴定。各类别的鉴定有不同的使用范围，按不同要求,选用不同的鉴定类别:(1)可仅进行安全性鉴定的情况a。危房鉴定及各种应急鉴定；b.房屋改造前的安全检查；c.临时性房屋需要延长使用期的检查;d。使用性鉴定中发现有安全问题.(2)可仅进行使用性鉴定的情况a.建筑物日常维护的检查;b。建筑物使用功能的鉴定；c。建筑物有特殊使用要求的专门鉴定。(3）应进行可靠性鉴定的情况a。建筑物大修前的全面检查；b。重要建筑物的定期检查；c。建筑物改变用途或使用条件的鉴定；d.建筑物超过设计基准期继续使用的鉴定；e.为制定建筑群维修改造规划而进行的普查。二、鉴定评级的层次与等级划分1.鉴定评级的层次，将建筑结构体系按照结构失效的逻辑关系，划分为相对独立的 3 个层次，即构件、子单元和鉴定单元 3 个层次。2.鉴定评级的等级划分:1）安全性鉴定民用建筑安全性鉴定按构件、子单元和鉴定单元 3 个层次，每个层次分成 4 个等级进行鉴定.构件的 4 个安全等级、表示，子单元的 4 个安全性等级用、表示，鉴定单元的 4 个安全等级用、表示.安全性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容详见民用建筑可靠性鉴定准。2)使用性鉴定民用建筑使用性鉴定按构件、子单元和鉴定单元 3 个层次，每个层次分成 3 个等级进行鉴定。由于使用性鉴定的内容和复杂程度相对比较简单，所以使用性鉴定分级的档数比安全性和可靠性鉴定少一档.构件的 3 个使用性等级用、表示，子单元的 3 个使用性等级用、表示，鉴定单元的 3 个使用性等级用、表示.使用性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容、各层次分级标准详见民用建筑可靠性鉴定标（3）可靠性鉴定建筑结构可靠性鉴定按构件、子单元和鉴定单元 3 个层次，每个层次分为 4 个等级进行鉴定。各层次的可靠性鉴定评级，以该层次的安全性和使用性等级的评估结果为依据综合确定。构件的 4 个可靠性等级用 a、b、c、d 表示,子单元的 4 个可靠性等级用 A、B、C、D 表示,鉴定单元的 4 个可靠性等级用、表示.可靠性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容、各层次分级标准详见民用建筑可靠性鉴定标准.（3）可靠性鉴定建筑结构可靠性鉴定按构件、子单元和鉴定单元 3 个层次,每个层次分为 4 个等级进行鉴定。各层次的可靠性鉴定评级，以该层次的安全性和使用性等级的评估结果为依据综合确定.构件的 4 个可靠性等级用 a、b、c、d 表示,子单元的 4 个可靠性等级用 A、B、C、D 表示，鉴定单元的 4 个可靠性等级用、表示。可靠性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容、各层次分级标准详见民用建筑可靠性鉴定标准。（4)适修性鉴定所谓适修性,是指一种能反映残损结构适修程度与修复价值的技术与经济的综合特性。对于这一特性,建筑物所有或管理部门尤为关注。因为残损结构的鉴定评级固然重要，但鉴定评级后更需要关于结构能否修复及是否值得修复的评价意见。民用建筑适修性子单元和鉴定单元，分别按 4 个等级进行评定，子单元或其中某组成部分的 4 个适修性等级用、表示,鉴定单元的 4 个适修性等级用、表示，各层次适修性的评级标准详见民用建筑可靠性鉴定标准。第五节建筑结构构件安全性鉴定评级一、混凝土构件安全性评级混凝土构件的安全性涉及多方面因素，主要是构件的承载能力、构造、位移（或变形)和裂缝 4 种因素，鉴定标准将这 4 个因素作为 4 个检查项目，分别规定了安全等级标准。混凝土构件的安全性鉴定,就是先评定该构件各个检查项目的安全性等级，然后取其中较低的等级作为该构件的安全性级。三、建筑结构检测依据建筑结构的检测应以国家及有关部门颁布的标准、规范或规程为依据，按照其规定的方法、步骤进行检测和计算，在此基础上对结构的可靠性作出科学的评判.我国已颁布了建筑结构检测技术标准GB/T503442004、砌体工程现场检测技术标准GB/T 503152011、钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010、建筑基桩检测技术规范JGJ 1062003；砌体基本力学性能试验方法标准GB 1292000 等一系列检测标准和技术规第五节建筑结构构件安全性鉴定评级一、混凝土构件安全性评级混凝土构件的安全性涉及多方面因素，主要是构件的承载能力、构造、位移(或变形）和裂缝 4 种因素，鉴定标准将这 4 个因素作为 4 个检查项目，分别规定了安全等级标准.混凝土构件的安全性鉴定，就是先评定该构件各个检查项目的安全性等级，然后取其中较低的等级作为该构件的安全性级。二、钢构件安全性评级钢结构构件的安全性评定，是在其承载能力、构造及变形等 3 个检查项目逐个评定的基础上,取最低 1 个等级作为该构件的安全性等级。三、砌体构件安全性评级砌体结构构件的安全性鉴定，应按承载力，构造以及不适于继续承载的位移和裂缝等 4 个检查项目，分别评定每 1 受检构件等级,取其中最低 1 个等级作为该构件的安全性级。四、木构件安全性评级木结构构件的安全性鉴定，应按承载能力、构造、不适于继续承载的位移、斜纹或斜裂、腐朽及虫蛀等 6 个检查项目，分别评定每 1 受检构件等级,取其中最低 1 个等级作为该构件的安全性等级。第六节构件正常使用性鉴定评级一、混凝土构件使用性评级混凝土结构构件的正常使用鉴定，应按位移和裂缝两个检查项目,分别评定每一个受检构件的等级,取其中较纸一级作为该构件的使用性等级。混凝土结构构件碳化深度的测定结果,不参与评级，但若构件主筋已处于碳化区,则应在鉴定报告中指出，并应结合其他项目的检测结果提出处理见。二、钢构件使用评级钢结构构件的正常使用性鉴定，应按位移和锈蚀(腐蚀)两个检查项目,分别评定每一个受检构件的等级，取其中较低一级作为该构件的使用等级.对钢结构受拉构件，尚应以长细比作为检查项目参与上述评级，因为柔细的受拉构件在自重作用下可能产生过大的变形和晃动，不仅影响外观，甚至会妨碍相关部位的正常工作。三、砌体构件使用性评级砌体结构构件的正常使用性鉴定，应按位移、非受力裂缝和风化(或粉化)三个检查项目，分别评定每一个受检构件的等级，取其中较低一级作为该构件的使用等级。受力裂缝未列入检查项目，是因为砌体结构构件的脆性性质，决定了砌体受力裂缝一旦出现，不论其宽度大小，将影响甚至危及结构安全，而对使用功能的影响已成为非常次要的问题。砌体墙、柱的正常使用性按其水平位移(或倾斜)的评级方法与混凝土柱相同，此处不再赘述。四、木构件使用性评级木结构构件的正常使用性鉴定，应按位移、干缩裂缝和初期腐朽三个检查项目的检测结果，分别评定每一个受检构件的等级，取其中较低一级作为该构件的使用等级。木构件的挠度使用性评级未像混凝土等构件挠度评级那样，采用检测值与计算值及现行设计规范限值相比较的方法.因为木结构作为一种传统结构,我国积累有大量的使用经验。另外，计算木桁架的挠度，要考虑木材径、弦向干缩和连接松弛变形的影响，这些数据在已有建筑物的旧木材中很难确定。第七节子单元安全性鉴定评级一、地基基础安全性评级地基基础是地基与基础的总称。地基是承担上部结构荷载的一定范围内的地层。基础是建筑物传递荷载的下部结构。地基应具备不产生过大的沉降变形、承载能力及斜坡稳定等三方面的基本条件。基础作为结构构件应具有安全性和正常使用性。地基基础子单元的安全性鉴定，包括地基、基础和斜坡稳定三个检查项目的安全性评级,检查项目中的最低一级作为子单元的安全性等级.二、上部承重结构安全性评级上部承重结构子单元的安全性鉴定评级,应根据其所包含的各种构件的安全性等级、结构的整体性等级，以及结构侧向位移等级三个方面进行确定。三、围护系统的承重部分安全性评级该系统工作的各种构件的安全性等级,以及该部分结构的整体性安全等级进行评定。一种构件的安全性等级是根据每一受检构件的评定结果及构件类别的规定进行评级。围护系统承重部分的结构整体性等级的规定进行评定。围护系统承重部分子单元的安全性鉴定评级，按该系统专设的和参与当上述各种构件和结构整体性的评定结果仅有级或级时，围护系统承重部分的安全性等级按占多数的级别确定；当含有级或级时，可按下列规定评级:(1）若级或级属于主要构件，按最低等级确定；（2）若级或级属于一般构件，可按实际情况定为级或级.围护系统承重部分的安全性等级，不得高于上部承重结构的等级.第八节子单元使用性鉴定评级民用建筑第二层次的使用性鉴定，同样包括地基基础、上部承重结构和围护系统三个子单元。各子单元使用性鉴定分成三个等级，分别用、表示。一、地基基础使用性评级地基基础的使用性等级，应按下列原则确定：。当上部承重结构和围护系统的使用性检查未发现问题，或所发现的问题与地基基础无关时，可根据实际情况定为或级.2.当上部承重结构和围护系统所发现的问题与地基基础有关时，可根据上部承重结构和围护系统所评定的等级，取其中较低一级作为地基基础使用性等级。3。当一种基础按开挖检查结果所评的等级，低于按上述方法评定的级别时，应取基础开挖检查所评的等级作为地基基础的使用性等级.二、上部承重结构使用性评级上部承重结构子单元的使用性鉴定，应根据其所包含的各种构件的使用性等级、结构的侧向位移等级以及振动影响等三方面进行.三、围护系统使用性评级围护系统子单元的正常使用性鉴定，应根据其使用功能和承重部分的使用性两方面进行。按围护系统使用功能的要求，可划分 7 个检查项目，鉴定时，即可根据委托方的要求，只评定其中的部分项目，也可在对各个项目评级的基础上，确定围护系统使用功能的等级.第九节鉴定单元安全性及使用性评级一、鉴定单元安全性评级鉴定单元的安全性评级，应根据地基基础、上部承重结构及围护系统的承重部分等 3 个子单元的安全性等级，以及与整栋建筑有关的其他安全问题进行评定.在 3 个子单元中，地基基础和上部承重结构是鉴定单元的两个主要组成部分，因此，一般情况下,取地基基础与上部承重结构子单元中的较低等级作为鉴定单元的安全性等级.若按上述原则的评定结果为级或级，而围护系统承重部分的等级为或级，则可根据实际情况将鉴定单元所评等级降一级或二级，但最终所确定的等级不得低于级。当现场宏观堪察认为,建筑物处于有危险的建筑群中,且直接受其威胁，或建筑物朝一方向倾斜,且速度开始变快时，可直接评定为级。二、鉴定单元正常使用性评级鉴定单元的使用性评级,应根据地基基础、上部承重结构及围护系统三个子单元的使用性等级，以及与整栋建筑有关的其他使用问题进行评定；按三个子单元最低的使用性等级确定。当按上述原则确定的鉴定单元使用性等级为级或级，但房屋内外装修已大部分老化或残损，或房屋的管道、设备已需要全部更新时,宜将所评等级降为级。第十节可靠性评级建筑物的可靠性由安全性和正常使用性组成。在评定出各个层次的安全性等级和使用性等级后,方可再确定该层次的可靠性等级；当不要求给出可靠性等级时，可采取直接列出其安全性等级和使用性等级的形式共同表达。当需要给出各层次的可靠性等级时，可根据其安全性和正常使用性的评定结果，按下列原则确定：(1）当该层次的安全性等级低于级、级或时，应按安全性等级确定.(2）除上述情况外，可按安全性等级与正常使用性等级中的较低等级确定.第十一节适修性评估在民用建筑可靠性鉴定中,若委托方要求对安全性不符合鉴定标准要求的鉴定单元或子单元或某种构件，提出处理意见时,宜对其适修性进行评估。可按下列处理原则提出具体意见：（1）对适修性评定为、的鉴定单元，或评为、的子单元或其中某种构件,应予以修复使用。（2)对适修性评定为的鉴定单元，和评为的子单元或其中某种构件，应分别作出修复和拆除两种方案，经技术、经济评估后再作选择。（3）对安全性和适修性评定为的鉴定单元，及-、的子单元或其中某种构件,宜考虑拆换或重建。（4）对有纪念意义或有文物、历史、艺术价值的建筑物，不进行适修性评估，而应予以修复和保存。三、总结受我国经济政策的影响，可以预料，已有建筑物加固改造的工程规模会继续扩大.这种趋势必然会对加固改造材料市场、专业改造技术服务业产生一定的影响。对已有建筑物进行加固改造是一个极其复杂的系统工程,这需要负责技术决策的有关人员具有高水平综合解决问题的能力，不但要精通建筑结构理论,掌握各种修补材料的物理力学性能和耐久性能，需要懂得结构和结构材料劣化损坏的机理，同时还必须了解与使用环境有关的各种影响因素。这种技术难度大、决策过程复杂的系统工程绝非一般的个体责任者所能承担的。第二节第二节 建筑结构加固的一般原则建筑结构加固的一般原则一、方案制定的总体效应原则制定建筑物的加固改造方案时，除要考虑可靠性鉴定结论和委托方提出的加固改造内容要求外，还要考虑加固后建筑物的总体效应.因此，制定加固方案时，应全面、详细分析整个建筑结构的受力情况.二、材料的选用和强度取值原则 1。加固改造设计时，原结构的材料强度按如下规定取用：若原结构材料种类和性能与原设计一致，则按原设计值取用;若原结构无材料强度资料，则可通过实测评定材料的强度等级，再按现行规范取值。2.加固改造材料的要求。加固用的钢材应优先选用 HRB335 级热轧带肋钢筋或 HPB235（Q235）级的热轧钢筋；加固用的水泥应采用强度等级不低于32.5级的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥.3。加固用混凝土的强度等级，应比原结构的混凝土强度等级提高一级，且加固上部结构构件的混凝土的强度等级不低于 C20,加固用混凝土内须加入早强、高强、低收缩、微膨胀、自流密实的外加剂使混凝土改性。4.加固所用粘结材料及化学灌浆材料一般宜采用成品，其粘结强度应高于被粘结构混凝土的抗拉强度和抗剪强度.三、三、荷载取值原则荷载取值原则加固结构承受的荷载加固结构承受的荷载,应进行实地调查后取值。在应进行实地调查后取值。在一般情况下一般情况下,当原结构按当时荷载规范建筑结构荷载当原结构按当时荷载规范建筑结构荷载规范取值时，在鉴定阶段对结构的验算仍按原规范取规范取值时，在鉴定阶段对结构的验算仍按原规范取值；一经确定需要加固时，加固验算应按现行的建筑值；一经确定需要加固时，加固验算应按现行的建筑结构荷载规范的规定取值。结构荷载规范的规定取值。四、承载力验算原则进行承载力验算时，结构的计算简图应根据结构的实际受力状况和结构的实际尺寸确定。构件的截面面积应采用实际有效截面面积，即应考虑结构的损伤、缺陷、锈蚀等造成的不利影响。验算时，应考虑结构在加固时的实际受力程度、加固部分的受力滞后特点以及加固部分与原结构协同工作的程度，对加固部分的材料强度设计值进行适当的折减。还应考虑实际荷载偏心、结构变形、局部损伤、温度作用等所带来的附加内力.当加固后使结构的重量增大时,应对相关结构及建筑物的基础进行验算.第三节 建筑结构加固技术及其选择一、地基加固方法当天然地基不能满足建筑物对它的要求时，需要进行地基处理，形成人工地基以满足建筑物对它的要求。当已有建筑物地基发生工程事故,需要对已有建筑物地基进行加固处理，以保证其正常使用和安全。1.换填法当在建筑范围内土层上层存在淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等为软弱土层,厚度又不很大，软弱土层的承载力和变形区满足不了建筑物的要求时，可以采用换填强度较大的砂碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，成为良好的人工地基。2。排水固结淤泥、淤泥质土、冲填土等的软弱饱和粘性土层,这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差且不少情况埋藏深厚。由于其压缩性高透水性差，在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，而且沉降的延续时间很长，有可能影响建筑物的正常使用，另外，由于其强度低,地基承载力和稳定性不能满足工程要求.因此，这种软粘土地基通常需要采取处理措施，排水固结法就是处理软粘土地基的有效方法之一。3。强夯法和强夯置换法强夯法常用来加固碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等各类地基。它不仅能提高地基的强度并降低其压缩性，而且还能改善改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。高饱和度的粉土与软塑流塑的粘性土等地基，如淤泥和淤泥质土地基，强夯处理效果不显著,这是可采用在夯坑内填碎石、砂或其他粗颗粒材料，通过夯击能作用排开软土,从而在地基中形成碎石墩。强夯置换法用于高饱和度的粉土与软塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程，具有良好的处理效果。4。振冲法和振冲置换法振冲法形成的复合地基由桩体和周围土体共同承担上部荷载,桩体能适应较大变形，透水性好，且成桩过程中随地层软弱程度的不同，形成上下不同的桩,它们与土体共同作用有力地改善了地基的工程性能。如复合地基承载力能力显著提高,沉降量明显减少,地基的抗剪性能和排水效果提高。振冲置换法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。处理不排水抗剪强度不小于20kPa 的饱和粘性土和饱和黄土地基。振冲加密适用处理砂土和粉土地基，不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于 10%的中砂、粗砂地基。5.砂石桩法砂石桩法适用于处理松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基。对饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理.砂石桩法也可用于处理可液化地基。6.水泥粉煤灰碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩简称 CFG 桩，是在碎石桩基础上加入适量石屑、粉煤灰和水泥，加水拌和制成的一种具有一定黏结强度的桩,与周围地基土体形成复合地基。它比一般碎石桩复合地基的承载力高、变形量小。水泥粉煤灰碎石桩法适用于处理粘性土、淤泥、淤泥质土、粉土、砂性土、杂填土以及湿陷性黄土地基中以提高地基承载力和减少地基变形为主要目的地基处理。若以消除液化为主要目的时，采用 CFG 桩不太经济。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。7.夯实水泥土桩法夯实水泥土桩地基处理时应用土料和水泥拌和形成混合料,通过各种机械成孔方法在土中成孔并填入混合料夯实形成桩体，当采用具有挤土效应的成孔工艺时,还可将桩间土挤密,形成复合地基，提高地基承载力、减少地基变形.夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过 10m。8。水泥土搅拌法水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械,在地层深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土桩体,桩间土构成复合地基。从而达到提高地基强度和增大弹性模量。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。9。高压喷射注浆法高压喷射注浆法就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入至土层的预定深度后，以 2040MPa 的压力把浆液（或水）从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层及预定形状的空间，当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体剥落下来,一部分细粘土随浆液或水冒出地面，其余土颗粒在射流的冲击力、离心力和重力等作用下将浆液混合并按一定的浆土比例和质量大小有规律重新排列，凝固成新的加固体，从而达到加固土体的目的。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。可用于既有建筑和新建建筑地基加固，深基坑、地铁等工程的土层加固或防水.高压喷射注浆有强化地基和防漏的作用,可卓有成效地用于既有建筑和新建工程的地基处理、地下工程及堤坝的截水、基坑封底、被动区加固、基坑侧壁防止漏水或减小基坑位移等。10.石灰桩法石灰桩是以生石灰为主要固化剂与粉煤灰或火山灰、炉渣、矿渣、粘性土等掺合料按一定的比例均匀混合后,在桩孔中经机械或人工分层振压或夯实所形成的密实桩体。石灰桩的主要作用机理是通过生石从的吸水膨胀挤密桩周土，继而经过离子交换和胶凝反应使桩间土强度提高，与桩间土共同作用形成复合地基。石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基；用于地下水位以上的上层时，宜增加掺合料的含水量并减少生石灰用量,或采取上层浸水等措施.石灰桩不适用于地下水下的砂类土。11。灰土挤密桩法和土挤密桩法土桩和灰土桩挤密地基是用沉管、冲击或爆炸等方法在地基挤土，形成 2860cm 的桩孔，然后向孔内夯填素土或灰土（所谓灰土，是将不同比例的消石灰和土掺合而形成，形成土桩或灰土桩。成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩间土得到挤密。另一方面，对灰土桩而言，桩体材料石灰和土之间产生一系列物理和化学反应，凝结成一定强度的桩体。桩体和桩间挤密土共同组成的人工复合地层，属于深层加密处理的一种方法。土桩主要适用于消除陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工地基的承载力和水稳性，并消除湿陷性黄土地基的湿陷性。12.柱锤冲扩桩法柱锤冲扩桩法是通过用直径 300500mm、长度 26m、质量 18t 的柱状锤,利用自行杆式起重机或其他专用设备，将柱（柱锤）提升至距地面一定高度后下落，在地基土中冲击成孔,并重复冲击至设计深度，在孔内分层填料、分层夯实形成桩体，同时对桩间土进行挤密，形成复合地基.柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基。13.单液硅化法和碱液法单液硅化法是硅化加固法的一种，是指将硅酸钠（Na0。nSiO)溶液灌入土中，当溶液和含有大量水溶性盐类的土相互作用时，产生硅胶将土颗粒胶结，提高水的稳定性，消除黄土的显陷性,提高土的强度。碱液法是将加热后的碱液（Na0H 溶液），以无压自流方式注入地基土中,使土粒表面溶合胶结形成难溶于水的、具有高强度的钙铝硅酸盐络合物，从而达到消除黄土湿陷性，提高地基承载力。对于下列情况可采用单液硅化法或碱液法：（l）沉降不均匀的既有建（构）筑物和设备基础；（2)地基受水浸湿引起湿陷，需要立即阻止湿陷继续发展的建（构）筑物或设备基础.(3)拟建的设备基础和构筑物.二、基础加固方法1.基础扩大托换对许多既有建筑物或改建增层工程,常因基底面积不足而使地基承载力和变形不能满足要求，导致建筑物开裂或倾斜。此时，加固方法之一就是采用基础加宽的托换方法,一般这种托换方法施工简单、造价低廉、质量容易保证，工期较短,为经常采用的方法。2.基础加深加固在许多既有建筑物或改造工程中，由于基底面积不足而使地基承载力和变形不能满足要求,此时也可采用加深基础，是直接在被托换建筑物的基础下挖坑后浇筑混凝土的托换加固方法。以满足设计规范的地基承载力和变形要求。3.基础锚杆静压桩加固法锚杆静压桩的优点是:施工时无振动,无噪音；设备简单，操作方便，移动灵活，可在场地和空间狭窄条件下施工;可应用于新、旧建筑物的地基加固和基础托换；并可在不停产和不搬迁的情况下进行施工处理。4。基础树根桩加固法树根桩是一种小直径的钻孔灌注的钢筋混凝土桩，制桩时可竖向也可斜向，并在各方向上可倾斜任意角度，因而所形成的桩基形状如同树根。树根桩适用于各种不同的土质条件，如淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、碎石土、黄土和人工填土等地基上既有建筑物的修复、增层、古建筑物的整修，地下铁道的穿越以及增加边坡稳定性等托换加固都可应用。三、混凝土结构加固方法1。增大截面法增大截面法是增大结构构件或构筑物截面面积进行加固的一种方法。它不仅可以提高被加固构件的承载能力，而且还可以增大截面刚度，改变自振频率，使正常使用的性能在某种程度上得到改善。这种加固方法广泛用于加固混凝土结构中的梁、板、柱和钢结构中的柱、屋架（补焊型钢)等。但采用这种方法会减少使用空间，当在梁板上浇捣混凝土后浇层时,还会增加结构自重。2。局部置换法这种方法适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。采取这种方法加固梁式构件时,应对原构件加以有效的支顶.当采用本方法加固柱,墙等构件时,应对原结构、构件在施工全过程中的承载状态进行验算、观测和控制，置换界面处的混凝土不应出现拉应力，若控制有困难,应采取支顶等措施进行卸载。采用本方法加固混凝土结构构件时，其非置换部分的原构件混凝土强度等级，按现场检测结果不应低于该混凝土结构建造时规定的强度等级。3。绕丝加固法该法适用于提高混凝土构件承载力和延性。其优点为构件加固后增加自重较少、外形尺寸变化不大;缺点是对矩形截面混凝土构件承载力提高不显著，限制了其应用范围。4。外加预应力加固法预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆）或撑杆，对结构进行加固的方法。这种方法可在几乎不改变使用空间的条件下,提高结构构件的正截面及斜截面承载力.预应力能消除或减缓后加杆件的应力滞后现象，使后加杆件有效地工作。预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩,减小原构件的挠度,缩小原构件的裂缝宽度，甚至可使裂缝完全闭合。因此，预应力加固法广泛用于混凝土梁、板等受弯构件以及混凝土柱(用预应力顶撑加固）的加固.其缺点是增加了施加预应力的工序和设备。5。外粘型钢加固法该法适用于梁、柱、墙、桁架和一般构筑物的加固。其优点为受力可靠,能显著提高结构，构件的承载力，对使用空间影响小，施工简便且湿作业少；缺点是对使用环境的温度有限制，且加固费用比较高。6。粘贴纤维增强复合材料加固法纤维增强复合材料有碳纤维加固修复混凝土结构技术是一项新型、高效的结构加固修补技术。其中碳纤维布、板材应用较广，是利用浸渍树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，共同工作达到对混凝土结构构件加固补强.较传统的加固方法具有明显的高强、高效、施工便捷、适用面广等优越性.该法适用于钢筋混凝土受拉和受弯构件承载力不足的加固，当利用其缠绕的约束作用时，也可以用于受压构件的加固。但是该方法也存在一些缺点。例如，使用环境温度有限制，且需作专门的防护处理。若防护不当，易遭受火灾和人为损坏.7。外粘钢板加固法该法适用于受弯及受拉构件的加固.其优点为施工工期短、加固后基本不改变构件外形和使用空间；缺点是使用环境的温度有限制，粘贴曲线表面的构件不易吻合，且钢板较薄，需作防锈处理等。8.外加钢丝绳聚合砂浆围套法外加钢丝绳聚合砂浆围套法是在混凝土构件或砌提构件外加钢丝绳网,以聚合砂浆围套,用聚合砂浆作为保护和锚固作用，以协同构件共同工作的一种加固方法.9.高性能复合砂浆钢筋网加固法钢筋网复合砂浆加固法是在混凝土构件表面绑扎钢筋网,用复合砂浆作为保护和锚固作用，使其共同工作整体受力，以提高结构承载力的一种加固方法。它实质是种体外配筋，提高原构件的配筋量,从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面性能的方法。既有类似于加大截面法，但增大面积又不大，对结构外观及房屋净空影响不大。该方法工艺简单，适用面广，可广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固，根据构件的受力特点和加固要求不同，可选用单侧加厚、双侧加厚、三面和四面外包等。与传统加固维修方法相比，该方法具有明显的技术优势,主要表现在以下方面：（1）施工便捷,施工工效高，湿作业较少,不需要大型施工机具，无需现场固定设施，施工占用场地少。（2）具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能.(3）适用面广。(4）施工质量有保证，由于钢筋网比较柔软，即使加固的结构表面不是非常平整,也基本可以保证有效的固定。（5)对结构形状和外观影响不大。(6）经济效益好,价格便宜。（7)具有很好的耐火性能和耐高温性能。10.改变结构传力途径加固法改变结构传力途径加固法是指通过增设支点（柱或托架）的办法使结构受力体系（计算简图）得以改变的加固方法，因而也称之为增设支点加固法。在梁、板跨中增设支点后，减少了计算跨度，从而能较大幅度地提高承载能力，并能减小和限制梁、板的挠曲变形.该方法适用于梁、板、桁架等结构的加固,其施工简单，受力可靠；缺点是使用空间受到一定的影响。11。喷射混凝土加固法喷射混凝土加固是借助喷射机械，利用压缩空气，将混凝土拌合料，高速喷射到需加固结构（构件）表面进行加固补强的一种方法。采用喷射混凝土加固法具有以下优点：(1）它与其它材料或建筑结构有较高的粘结强度，且能向任意方向和部位进行施工操作。（2）可灵活地调整喷射层厚度，并能射入建筑结构表面较大的洞穴，裂缝。(3）喷射混凝土具有快凝早强的特点，能在短期内满足生产使用要求。（4)施工工艺简便，不需要大型设备和宽阔的路，管道输送可越过障碍物,通过子孔洞到达喷筑地点，节省了大量的脚手架和输送道.（5）喷射混凝土用于修补工程一般需支设模板，可直接在基底上喷射，在许多情况下可不停顿生产而进行建筑结构加固施工。四、砌体结构加固方法1.增设扶壁柱法扶壁柱法属于加大截面法的一种，当窗间墙或承重墙承载力不够，但砖砌体尚未被压裂,或只有轻微裂缝者，可采用此方法加固，来提高砌体结构的承载能力和稳定性。常用的扶壁柱有砖砌和钢筋混凝土两种，其优点是施工工艺简单，造价低，但承载能力提高有限，且难满足抗震要求,多在非抗震设防区应用。2。钢筋网水泥砂浆面层加固法钢筋网水泥砂浆面层加固法简称面层加固法,是采用钢筋网水泥砂浆（或细石混凝土)层外包于砌筑墙体的两面（或单面），由于通常对墙体作双面加固,所以加固后的墙俗称为夹板墙。夹板墙可以较大幅度地提高墙体的承载能力，抗侧刚度以及墙体的延性.3。外包钢筋混凝土加固法外包钢筋混凝土加固法属于复合截面加固法的一种,其优点是施工工艺简单，应用性强，加固后砌体承载能力有较大的提高，适用于砌体墙、壁柱、柱的加固。其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产生活有一定影响，且加固后建筑物净空有一定减小。4。外包钢加固法外包钢加固法属于传统的加固方法。其优点是施工速度快,现场工作量和湿作业少，受力较可靠，适用于不允许增大原构件截面面积，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱及窗间墙的加固,其缺点是用钢量大，加固费用高，并应注意对钢材的防护。5.增大砌体截面法采用相应的砌体材料增大原砌体构件截面的加固方法。增大砌体截面法主要用于砌体承载能力不足，但砌体尚未压裂，或仅轻微裂缝的情况。一般的独立砖柱、砖壁柱、窗间墙和其它承重墙的承载能力不足时，均可采用此法加固，缺点是加固后会减小一定的净空。6。水泥灌浆法水泥灌浆法是一种用于裂缝修补的加固方法。灌浆方法有重力灌浆和压力灌浆。常用的是压力灌浆，它是用压力设备把水泥浆液压入砖墙裂缝，使其与原砖墙粘合的修补方法。用灌浆法加固一般只能起到恢复原有结构功能的作用，对于需增加承载力的加固,不宜单独使用，其缺点是需要专门的灌浆设备.这种加固方法主要用于因地震、温度、沉降等原因引起的砖墙裂缝的修补.7.其他加固方法托梁加垫，主要用于梁下砌体局部承压能力不足时的加固，梁垫有预制和现浇两种。托梁或加柱,主要用于砌体承载能力严重不足，砌体碎裂严重可能倒塌的情况。增设预应力撑杆,主要用于大梁下砌体承载能力严重不足时.通过增设预应力型钢支柱，达到对原结构进行加固的目的.增设钢拉杆，主要用于纵横墙接槎不好，墙稳定性不足的情况下加固。改变结构方案，主要包括增加横墙和将砖柱承重改为砖墙承重。五、钢结构加固方法钢结构的加固方法主要有：改变计算图形，加大原结构构件截面和连接强度,钢构件焊缝连接补强，钢结构裂纹修复.当有成熟经验时，也可采用其他加固方法.1。改变结构计算简图这种方法是指改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。改变结构计算简图的一般方法主要包括：对结构采用增加结构或构件的刚度的方法进行加固,对受弯构件采用改变其截面内力的方法进行加固，对桁架采用改变其杆件内力的方法进行加固,必要时也可采取措施使加固构件与其它构件共同工作进行加固。2.钢构件增大截面加固法采用这种加固方法加固钢构件时，所选的截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。加固的构件受力分析的的计算简图，应反映结构的实际条件，考虑损伤及加固引起的不利变形，加固期间及前后作用在结构上的荷载及其不利组合。对于超静定结构尚应考虑因截面加大、构件刚度改变使体系内力重分布的可能，必要时应分阶段进行内力分析和计算。3.钢构件焊缝连接补强钢构件焊缝连接补强主要是连接件的加固和加固件的连接，包括焊缝连接加固，螺栓和铆钉连接加固，加固件的连接。连接件加固连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强螺栓连接方法的选择，应根据结构加固的原因、目的、受力状态、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。焊缝连接的加固，可依次采用增加焊缝长度、有效厚度或两者同时增加的方法实现。螺栓或铆钉需要更换或新增加固其连接时，应首先考虑采用适宜直径的高强度螺栓连接。当负荷下进行结构加固，需要拆除结构原有受力螺栓、铆钉或增加、扩大钻孔时，除应设计计算结构原有和加固连接件的承载力外，还必须校核板件的净截面面积的强度。加固件的连接，为加固结构而增设的板件（加固件）,除须有足够的设计承载力外,还必须与被加固结构有可靠的连接以保证二者良好的共同工作。4.钢结构裂纹的修复与加固为提高结构的抗脆性断裂和疲劳破坏的性能，在结构加固的构造设计和制造工艺方面应遵循下列原则：降低应力集中程度，避免和减少各类加工缺陷，选择不产生较大残余拉应力的制作工艺和构造形式,以及采用厚度尽可能小的轧制板件等。修复裂纹时应优先采用焊接方法;对网状、分叉裂纹区和有破裂、过烧和烧穿等缺陷的梁、柱腹板部位，宜采用铅版修补；用附加盖板修补裂纹时，一般宜采用双面盖板，此时裂纹两端仍须钻孔；当吊车梁腹板上部出现裂纹时,应检查和先采取必要措施，如调整轨道偏心等。第三章 建筑结构加固工程施工质量验收第一节第一节 建筑结构加固工程施工质量验收建筑结构加固工
