摘要:介紹建筑物地基基礎(chǔ)抗震鑒定方法及加固技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞:基礎(chǔ) 建筑物 框架 剛度
  地震是主要自然災(zāi)害之一,它會(huì)破壞建筑物與構(gòu)筑物的安全,造成房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開(kāi)裂、鐵軌變形等,嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生地光燒傷人畜的傷亡事故。地震所造成的直接災(zāi)害有可能引發(fā)次生災(zāi)害。有時(shí),次生災(zāi)害所造成的傷亡和損失,比直接災(zāi)害還大。地震引起的次生災(zāi)害主要有火災(zāi)、水災(zāi)、毒氣泄漏、瘟疫等。截止到目前,世界各地發(fā)生的地震災(zāi)害都對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了不同程度的危害。
  從古至今,人類(lèi)始終堅(jiān)持著對(duì)地震災(zāi)害的研究,并嘗試了各種預(yù)測(cè)和抗震的方法。傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)主要利用結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件屈服后的塑性變形和耗能來(lái)耗散地震的能量,所以一定要嚴(yán)格要求這些區(qū)域的耗能性能。這些區(qū)域一旦出現(xiàn)問(wèn)題,整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能都會(huì)受到影響,嚴(yán)重者會(huì)威脅結(jié)構(gòu)的安全性能。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),大都采用匹配結(jié)構(gòu)延性、剛度和承載力的耗能構(gòu)件,或增設(shè)多道抗震設(shè)防線(xiàn)來(lái)改進(jìn)結(jié)構(gòu)抗震性能。
  通常所說(shuō)的抗震方法包括地震預(yù)報(bào)、消能減震、加固建筑物等。本文主要針對(duì)建筑物地基基礎(chǔ)抗震加固進(jìn)行探討和分析。
  已有建筑物上部結(jié)構(gòu)的抗震加固設(shè)計(jì),應(yīng)盡量采用不作地基及基礎(chǔ)加固的方案。若必須加固地基及基礎(chǔ),則要確保加固方案技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)有效,且便于施工。
  地基及基礎(chǔ)的抗震加固目標(biāo)如下:
 、偈股喜拷Y(jié)構(gòu)加固的效果得以有效的利用,而且滿(mǎn)足整體結(jié)構(gòu)所需的抗震性能。
 、诨A(chǔ)必須能安全承受加固后結(jié)構(gòu)物的總荷載。
 、鄢霈F(xiàn)地基下沉或樁的反摩擦力及地震時(shí)砂土液化等情況時(shí),建筑物結(jié)構(gòu)性能不致受到過(guò)大的影響。
  1 抗震鑒定要求
  進(jìn)行地基基礎(chǔ)抗震鑒定時(shí),應(yīng)仔細(xì)觀(guān)察建筑物的地上和地下部分的現(xiàn)狀,分析已有的地質(zhì)資料,如有必要應(yīng)做地質(zhì)補(bǔ)充勘察或挖坑查看基礎(chǔ)現(xiàn)狀。
  對(duì)位于抗震不利地段的建筑物,除考慮建筑本身的抗震性能外,還應(yīng)特別注意巖土的地震穩(wěn)定性。對(duì)產(chǎn)生滑坡、泥石流、崩塌、地陷、潰堤等災(zāi)害的危險(xiǎn)性應(yīng)進(jìn)行鑒定并采取必要的防護(hù)措施。
  對(duì)于一般工業(yè)與民用建筑(如砌體房屋、多層內(nèi)框架磚房、底層框架磚房及地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層的一般單層廠(chǎng)房、單層空曠房屋和多層民用框架房屋等),如有正常荷載下的沉降已趨穩(wěn)定且現(xiàn)狀良好,或沉降雖未穩(wěn)定,但肯定能滿(mǎn)足其靜立設(shè)計(jì)要求者,可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算。
  對(duì)于鑒定地震設(shè)防裂度為八九度時(shí)的8層以上多層房屋,或按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ7-89)確定的地基持力層的承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別小于100kPa和120kPa的單層廠(chǎng)房、空曠房屋,應(yīng)按下式驗(yàn)算地基土的抗震承載力:
  fsE≤ξs·f
  式中fsE——調(diào)整后的地基土承載力設(shè)計(jì)值。
  ξs——地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)。隨土的不同,ξs取為1.0~1.5。
  f——地基土靜承載設(shè)計(jì)值,按(GBJ7-89規(guī)范)取用。
  一些軟弱地基或嚴(yán)重不均勻地基,在地震時(shí)易產(chǎn)生不均勻沉降,引起建筑物開(kāi)裂。當(dāng)建筑物建造在軟土地基上或因地基處理不當(dāng),致使建筑物發(fā)生傾斜或墻身歪斜,以及由于地基不均勻沉降,建筑物的上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時(shí),應(yīng)考慮加固建筑物的地基和基礎(chǔ)。
  2 加固技術(shù)措施
  當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)需要加固時(shí),可采用如下技術(shù)措施:
  2.1 進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)時(shí),首先考慮易于實(shí)施的、加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施的方案,必要時(shí)才進(jìn)行地基處理。若液化層為基礎(chǔ)的持力層,一般需采取地基加固措施。宏觀(guān)經(jīng)驗(yàn)表明,液化土層具有雙重作用,它可以使地基失效,加深震害程度,也可以減小傳遞給房屋結(jié)構(gòu)的地震能量,避免震害蔓延。
  2.2 相對(duì)于規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,加固技術(shù)的發(fā)展則相對(duì)緩慢,從八十年代開(kāi)始進(jìn)行抗震加固以來(lái)似乎改進(jìn)不大。引入的新材料、新技術(shù)不過(guò)是碳纖維加固技術(shù)、粘鋼技術(shù)、高強(qiáng)材料、噴射混凝土技術(shù)等。對(duì)于建筑物下的液化土層,可選用下列方法對(duì)地基或基礎(chǔ)進(jìn)行處理,以消除或減輕因液化而帶來(lái)的危害。
  2.2.1 增設(shè)樁基或增加樁數(shù),嚴(yán)格設(shè)定樁基。樁基——伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)度,這其中不包括樁尖的部分,應(yīng)按照相關(guān)的計(jì)算來(lái)確定,對(duì)于碎石土、粗、中粗、堅(jiān)硬的粘性土不應(yīng)小于0.5m,其它非巖石最好不小于1.5m。
  2.2.2 降低地下水位或改善排水條件。
  2.2.3 對(duì)液化土,可在基礎(chǔ)外側(cè)設(shè)碎石排水樁,而在室內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土地坪。
  2.2.4 可液化土層較淺且厚度不大時(shí),可采用基礎(chǔ)托換法加深基礎(chǔ),并穿過(guò)液化土層,置于非液化土層。
  2.2.5 深基礎(chǔ)——基礎(chǔ)底面埋人液化深度以下穩(wěn)定穩(wěn)定土層中的深度不應(yīng)小于0.5m。
  2.2.6 加密方法(例如震動(dòng)加密、強(qiáng)夯法)——應(yīng)處理至液化深度下界,且處理后圖層標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值應(yīng)大于相應(yīng)的下限值,在采用加密大或者是換土法進(jìn)行處理時(shí),在基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度,應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)底面下處理深度的1/2,且不小于處理寬度的1/5。
  2.3 對(duì)于不均勻地基、軟土地基、可液化地基,可通過(guò)以下措施增加上部結(jié)構(gòu)剛度,將地震引發(fā)的不均勻沉降所造成危害程度將至最低。如果地基承載力設(shè)計(jì)值無(wú)法達(dá)到抗震要求,就通過(guò)托換或采取有效的加固措施來(lái)提高地基承載力。以往在抗震構(gòu)件加固處理方面,只著重加強(qiáng)某些構(gòu)件抗震能力,最終往往造成除已進(jìn)行加固處理的構(gòu)建以外的其他構(gòu)件的抗震能力較差,鑒于此,結(jié)構(gòu)加固應(yīng)該注重整體結(jié)構(gòu)抗震性能的改善;以往的抗震措施只知道加固構(gòu)造和進(jìn)行抗震驗(yàn)算,現(xiàn)在應(yīng)該轉(zhuǎn)變這種工作方式,可研究抗震概念,從中分析出對(duì)建筑物鑒定加固的方法。
  2.3.1 結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的抗震加固提高建筑物的整體剛度,并合理調(diào)整荷載。
  2.3.2 對(duì)于磚墻承重房屋,應(yīng)增設(shè)圈梁與墻體的連結(jié),在地坪處增設(shè)圈梁或增加墻體的抗震能力。對(duì)于單層廠(chǎng)房、倉(cāng)庫(kù)等柱子承重房屋,可適當(dāng)加強(qiáng)或增設(shè)地圈梁。
  2.3.3 若同一建筑單元內(nèi)基礎(chǔ)埋深不同,或雖埋深相同,但土質(zhì)不均勻而引起明顯的沉降差異時(shí),應(yīng)增加該處圈梁配筋及加強(qiáng)圈梁與墻體的聯(lián)結(jié)。
  2.4 當(dāng)?shù)鼗休d力設(shè)計(jì)值不滿(mǎn)足抗震要求時(shí),可采用下列加固措施:
 、佼(dāng)承載力設(shè)計(jì)值比要求的差值大于20%時(shí),或基礎(chǔ)在加固前已出現(xiàn)不容許的沉降及裂縫時(shí),應(yīng)采取加大基礎(chǔ)面積或加固地基、減少荷載等措施。
  ②當(dāng)承載力設(shè)計(jì)值比要求的差值不大于20%時(shí),采用適當(dāng)提高上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降能力和減少外荷載等措施。
  2.5 托換帶形基礎(chǔ)時(shí),每一托換段的長(zhǎng)度不宜超過(guò)2m,坑壁應(yīng)隨挖隨加支撐,且不宜在地下水位以下進(jìn)行。
  眾所周知,經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),地震造成的損失越大,所以今后的經(jīng)濟(jì)建設(shè)一定要考慮地震災(zāi)害的預(yù)防措施和減震措施。認(rèn)真做好建筑物地基基礎(chǔ)抗震加固。