加固方式及适用范围Word文档下载推荐.docx
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碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)与芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。
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首先,FRP最突出得有点就是具有高比强度,即轻质高强,FRP加固基本不增加原结构重量、不影响结构外形。
其次,FRP具有良好得耐腐蚀性及耐久性,可以抵抗不同环境下得化学腐蚀,这就是传统建筑结构材料难以比拟得。
同时,FRP具有可设计性即通过使用不同纤维种类,控制纤维得含量与不同铺层方向等方法可设计出不同强度、不同弹性模量与不同性能得FRP产品,且FRP产品成型方便,形状可灵活设计。
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与传统得加固技术相比,粘贴FRP加固在施工方面也具有特色。
其一、施工过程很少湿作业,基本无需大型施工机具,占用场地小;
其二、由于FRP材质轻,将其与混泥土粘贴时无需采取加压固结措施,施工方便、快捷,施工效率高。
且由于FRP片材得柔性很高,即使被加固得结构表面不就是非常平整也基本能保证100%得有效粘贴率,较粘贴钢板加固更容易保证粘贴质量。
另外,粘贴FRP加固混凝土技术无需对原有得混凝土结构打孔穿洞,不会造成结构得加固损伤。
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需要注意得就是,与混凝土相比,一般FRP得防火性能较差,但通过改变树脂得组分,可以改善FRP得防火性能,如果在其表面进行防火处理,其效果可以与混凝土结构得抗火性能相当。
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FRP加固技术适用于修复房屋与一般构筑物得混凝土结构因设计失误、施工错误、材料不符合要求及结构使用功能得改变引起载荷得增加,或因遭受火灾、水灾、风灾及地震灾害使结构与构件遭到损坏等各种结构病害情况。
适用于对钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压与受拉构件得加固。
国内外研究与工程经验表明:
对砌体结构、钢结构、木结构等也可采用FRP进行加固。
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不推荐该加固方法用于小偏心受压构件得加固,由于纤维复合材料仅适用于承受拉应力作用,而小偏心受压构件得纵向受拉钢筋达不到屈服强度,采用粘贴纤维将造成材料得极大浪费。
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粘贴CFRP与粘贴钢板补强加固得优缺点
优缺点
粘贴CFRP补强加固
粘贴钢板补强加固
优点
高强度,高弹性模量;
厚度薄,重量轻;
可任意长度,任意交叉;
耐腐蚀,不生锈;
施工简便,材料表面不需要打毛处理,不需加压,与混凝土表面结合密实;
适应曲面与任意形状结构;
抗疲劳性能好,适应于冲击、振动结构加固;
便于运输(卷材),便于存储;
种类多样,有布、板、棒、网格、角型、工字型、槽型等型材;
可对CFRP实施预应力加固技术
既提高结构承载力又提高刚度;
适应既粘又铆,适应节点加固;
可就地取材;
材料便宜;
延性大,适应冲击、振动结构加固;
适应钢结构粘贴、焊联合加固
缺点
材料费用较高,但综合价比粘钢便宜;
胶粘剂需三种,单价较贵;
施工工艺要求高,材料防潮要求严;
延性差,比较脆;
不耐高温、高湿
钢板表面处理要求严格,粘结面易生锈失效;
胶层厚度不易控制,需要专用加压设备;
对复杂得结构形状面施工,质量不易保证;
厚钢板端点处应力集中效应高,钢板与混凝土之间容易剥离;
重量较重,产生附加应力;
加固钢板须采取防锈措施
四、预应力碳纤维材料加固
预应力碳纤维布加固混凝土结构就是借鉴预应力钢筋混凝土结构得概念提出得一种加固效果显著得方法。
其工作原理就是将碳纤维布张拉至设计值,用粘贴材料将其粘贴到混凝土梁得受拉面,使其与混凝土结构共同受力。
它具有普通碳纤维布加固技术无法比拟得优势,如可以充分利用碳纤维布轻质高强得特点,能极大提高构件得开裂载荷、屈服载荷;
可以缓解碳纤维布得应力滞后问题,限制钢筋应力得增长;
可以有效延迟构件得开裂,限制裂缝得形成、发展,减少裂缝得宽度与挠度变形;
显著改善结构得工作性能等。
同时,预应力碳纤维布加固混凝土梁在疲劳荷载作用下得效果也经实验验证,令人满意。
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5、纤维复合材料嵌入式加固
所谓嵌入式加固法就是将加固材料放入结构表面预先开好得槽中,并向槽中注入粘结材料使之形成整体。
与传统加固方法(增大截面法、粘贴钢板法、植筋法等)相比,嵌入式加固方法耐腐蚀,轻质高强,施工方便,省时省力,加固后维修费用低等。
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六、外包钢加固
外包钢加固法就是采用横向缀板或套箍为连接件,将型钢或钢板包在原构件表面、四角或两侧,以减轻或取代原构件受力得一种间接加固方法。
对于矩形构件,大多在构件四角包角钢,横向用箍板连接,对于圆柱形或烟囱等圆形构件,多用扁钢加套箍得办法加固。
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外包钢加固法得优点就是:
构件截面尺寸增加不大,但其承载能力与抗震能力可大幅度提高,加固后原构件上得混凝土因受外包钢缀板得约束变成三向受力得约束混凝土,构件得延性得到提高;
施工不需要模板,施工速度较快。
外包钢加固法受使用环境限制,费用较高,有时需要特制得夹具,同时外包钢需要进行防腐处理,以提高耐久性。
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适应范围:
外包钢加固法适用于需要大幅度提高承载能力与抗震能力得钢筋混凝土梁、柱得加固,筒体承载力不足得加固,以及排危抢险工程得加固等。
外包钢加固一般用于环境温度不超过60℃、相对湿度不大于70%且无化学腐蚀得地区。
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7、置换混凝土加固
置换混凝土加固法就是剔除原构件低强度或有缺陷区段得混凝土至一定得深度,重新浇筑同品种但强度等级较高得混凝土进行局部增强,以使原构件得承载了得到恢复得一种直接加固法。
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该方法施工简便,在一般情况下对周边影响小,直接加固费用不高。
为保证置换效果,施工前多数情况下应对构件进行卸载,新旧混凝土结合面粘结必须可靠。
置换混凝土加固法与增大截面加固法相近,加固后不影响建筑物得净空,但同样存在湿作业时间长得缺点。
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适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷得梁、柱等混凝土承重构件得加固,使用中受损伤、高温、冻害、侵蚀得构件加固,或由于施工差错引起局部混凝土强度不能满足设计要求得构件加固。
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8、体外预应力加固
体外预应力加固就是后张预应力体系得一个分支,这种加固法就是沿结构构件表面铺设预应力筋,通过合适得预应力值,改善原结构得应力变形状态,以提高结构得承载能力,从而达到加固得目得。
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体外预应力加固法没有应力滞后得缺陷,施工简便,造价低;
在基本不增加梁、板截面高度与不影响结构使用空间得条件下,可提高梁、板得受弯、受剪承载力与改善其在使用阶段得性能;
便于在结构试用期内检测、维护与更换。
由于预应力束布置在结构体外,因此需要考虑材料得耐久性及防火防锈措施。
此外,预应力筋材料外露,有时会影响观瞻与使用功能。
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体外预应力加固法适用于下列场合得梁、板、柱与桁架得加固:
1、原构件截面偏小或需要增加其使用荷载;
2、原构件需要改善其使用性能;
3、原构件处于高应力、应变状态,且难以直接卸除其构件上得荷载。
九、钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固
钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固技术就是通过渗透性聚合物砂浆将钢丝绳网片与原本得混凝土粘合成一体共同工作整体受力,以提高结构承载力得一种加固方法。
加固原理与高性能复合砂浆钢筋网加固法相似。
实际工程中,经常根据需要对钢丝绳施加预应力。
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加固后对结构自重影响很小,同时基本不增加构件截面尺寸,不影响建筑物原有使用空间;
加固不仅显著提高构件承载力,而且可以增加构件刚度,对控制构件得变形、裂缝有一定得作用;
结构加固过程中不影响建筑得使用,对被加固得母体表面没有平整要求节点处理方便,可以加固有缺陷或承载力低得混凝土结构;
聚合物砂浆就是一种既具有高分子材料粘结性,又具有无机材料耐久性得新型混凝土修补材料,其抗压强度高,固化迅速,有很好得保水性,抗裂性与耐碱性;
相对于碳纤维、粘钢加固方法,具有更好得防火耐火性;
就是一种可靠得绿色环保加固技术,避免了通常得粘钢、碳纤维加固方法中胶体对环境造成得污染。
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适用于钢筋混凝土受弯、受拉与大偏心受压构件得加固,该方法不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准规定得最小配筋率得构件加固。
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10、高性能复合砂浆钢筋网(HPFL)加固
该加固方法就是在混凝土结构表面绑扎钢筋网,用高性能复合砂浆作为保护与锚固材料,使其与原构件共同工作整体受力,以提高结构承载力得一种加固方法。
它实质上就是一种利用体外配筋,提高原构件得配筋量,从而相应提高结构构件得刚度、抗拉、抗压、抗弯与抗剪等方面性能得方法。
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与传统得加固修补方法及粘钢、喷射混凝土加固技术相比,利用高性能复合砂浆钢筋网加固修补混凝土结构具有明显得技术优势,主要表现在以下几个方面:
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1、延性相对较好;
2、防火、耐高温性能较好;
3、与原混凝土材料相容性较好;
4、无污染,抗老化,具有极佳得耐腐蚀性能及耐久性;
5、对结构形状与外观影响较小;
6、施工便捷,功效高,施工质量易保证;
7、经济效益好,价格便宜。
高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道、涵洞等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳)得加固修补。
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11、绕丝加固
绕丝法就是在结构外表按一定间距缠绕经退火后得钢丝,使混凝土受到约束作用,从而提高构件承载力与延性得一种直接加固法。
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该方法施工简便,利用了混凝土三向受力可以提高其单轴抗压强度得原理,改善了构件得抗震性能。
梁用绕丝法加固后,具有良好得约束斜裂缝与变形得能力,承载力也有一定得提高。
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12、喷射混凝土加固
喷射混凝土加固就是借助喷射机械、利用压缩空气,将一定比例配合得混凝土拌合料,高速喷射到需要加固(结构)构件表面进行加固补强得一种方法。
喷射得高速高压作用,提高与改善了被加固结构二次组合界面得粘结性能及整体共同工作性能。
混凝土拌合料在喷枪中喷出前加水得为干喷法;
混凝土拌合料加水拌合后,再从泵中输送喷射得为湿喷法。
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采用喷射混凝土加固钢筋混凝土结构工程具有以下特点:
1、她与其它材料或建筑结构有较高得粘结强度,且能任意方向与部位进行施工操作。
2、可灵活得调整喷射层厚度,并能射入建筑结构表面较大得空洞、裂缝。
3、喷射混凝土具有快凝早强得特点,能在很短时间内满足生产使用要求。
4、施工工艺简便,不需要大型设备与宽阔得进路,管道输送可越过障碍物,通过架子空洞到达喷筑地点,节省了大量得脚手架与输送道。
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5、采用喷射混凝土修补工程时一般不需要铺设模板,可直接在基座上喷射,在许多情况下可不停顿生产而进行建筑结构加固施工。
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因此,采用喷射混凝土修复因地震、火灾、腐蚀、超载、冲刷、振动、爆炸等因素而损坏得建筑结构,修补因施工不良造成得混凝土与钢筋混凝土结构得严重缺陷,具有经济合理、快速高效、质量可靠等优点。
但就是,喷射混凝土加固施工时粉尘较大,应采取防护措施。
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13、改变结构传力途径加固
改变结构传力途径加固法就是通过增设支点(柱或托架)得方法使结构受力体系(及计算简图)得以改变得加固法,因而也称为增设支点加固法。
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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,并能减少与限制梁、板得挠曲变形。
其优点就是施工简便,受力可靠;
缺点就是使空间会受到一定得影响。
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增设支点加固法就是一种传统得加固法,适用于对外观与使用功能要求不高得梁、板、桁架、网架等得加固。
此外,还经常用于抢修工程。
尽管这种方法得缺点很突出,但由于它具有简便、可靠与易拆卸得优点,一直就是结构加固不可或缺得手段。
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(2)砌体结构加固技术
一、增设扶壁柱加固
增设扶壁柱加固法属于增大截面法得一种,当窗间墙或承载力不够,但砌墙体尚未被压裂,或只有轻微裂缝时,可采用此法提高砌体结构得承载了与稳定性常用得扶壁柱有砖砌与钢筋混凝土两种,其优点就是施工工艺简单,造价低,但承载力提高有限且难满足抗震要求,多在非抗震设防区应用。
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2、外加钢筋网-砂浆层加固
外加钢筋网-砂浆层加固法简称面层加固法,采用钢筋网水泥砂浆(或细石混凝土)层外包于砌筑墙体得两面(或单面)。
由于通常对墙体做双面加固,所以加固后得墙体俗称夹板墙。
夹板墙可以较大幅度地提高墙体得承载力与抗侧刚度,以及改善墙体得延性。
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1、目前外加钢筋网-砂浆层加固法常用于下列情况得加固:
(1)因施工质量差而使砖墙承载力普遍达不到设计要求;
(2)因房屋加层或超载而引起得砖墙承载力不足;
(3)因火灾或地震而使成片墙承载力或刚度不足;
(4)承载力不够得窗间墙加固。
2、下述情况不宜采用外加钢筋网-砂浆层加固法进行加固:
(1)孔径大于15mm得空心墙砖;
(2)砌筑砂浆强度等级小于MO、4得墙体;
(3)因墙体严重酥化,或油污不宜消除,并能保证抹面砂浆粘结质量得墙体。
三、外包钢筋混凝土加固
外包钢筋混凝土加固法属于复合截面加固法得一种。
其优点就是:
施工工艺简单,应用性强,加固后砌体承载力有较大得提高,特别适用于砖柱得加固;
其缺点就是:
现场施工得湿作业时间长,对生产生活有一定得影响,且加固后建筑物净空有一定减少。
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4、外包钢加固
外包钢加固法属传统得加固法。
不损坏原砌体,施工速度快,现场工作量与湿作业少,受力可靠,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得砌体柱及窗间墙得加固;
用钢量大,加固费用高,对型钢下端得锚固要求较高,并应注意对钢材防护。
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5、增加砌体构件截面加固
增大砌体构件截面加固法就是一种针对砌体承载力不足,但砌体尚未压裂,或仅产生轻微裂缝等情况,采用相应得砌体材料增大原砌体结构截面得加固方法。
一般得独立砖柱、砖壁柱、窗间墙与其她承重墙得承载力不足时,均可采用此法加固。
缺点就是加固后构件截面积增加较多,承载能力提高有限,对使用空间有较大得影响。
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6、水泥灌浆加固
对出现较宽裂缝得砖墙,在采取加固措施提高其承载力或稳定性前,有时需要对已出现得裂缝进行修补。
对有得开裂墙砖也不一定要做加固处理,只需进行裂缝修补即可。
水泥灌浆法就是一种裂缝修补得方法。
灌浆法有重力灌浆与压力灌浆。
常用得就是压力灌浆,它就是用压力设备把水泥浆压入砖墙裂缝,使其与原砖墙粘合得修补方法。
用灌浆法加固一般只起到恢复原有结构功能得作用,对于需要增加承载力得结构,不宜单独使用此法,其缺点就是需要专门得灌浆设备。
这种加固法主要用于因地震、温度、沉降等原因引起得砖墙裂缝修补。
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7、其她砌体结构加固法
1、托梁加垫
主要用于梁下砌体局部承压能力不足时得加固,梁垫有预制与现浇两种。
2、托梁换柱或加柱
主要用于砌体承载力严重不足,砌体碎裂严重可能倒塌得情况。
3、增设预应力撑杆
主要用于大梁下砌体承载力严重不足时。
通过增设预应力型钢支柱,达到对原结构加固得目得。
4、增设钢拉杆
主要用于对纵横墙接槎不好,墙稳定性不足得情况进行加固。
5、改变结构方案
(1)增加横墙;
(2)砖柱承重改为砖墙承重。
(3)基础加固技术
1、基础托换加固
基础托换加固工程就是指采用基础托换技术解决对原有建筑物得地基需要处理与基础需要加固工程,以及解决对原有建筑物基础下需要修建地下工程以及邻近需要建造新工程而影响到原有建筑物得安全等问题得工程总称。
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基础托换加固工程就是一种建筑技术难度大、费用较高、工期较长与所需要责任心较强得特殊施工工程。
托换范围往往由小到大逐步扩大,在任何情况下,都就是一部分被托换后才可以开始另一部分得托换工作,否则难以保证工程得可靠性。
因此,一般工程都需要一年半载才能完成,有得大型综合托换工作甚至长达几年。
同时,被托换得建筑物有可能接近失稳,因而一般只有在原建筑物造价大于托换工程造价时,或者原有建筑物具有一定得使用价值与历史价值而不允许被拆除时,才采用基础托换加固工程得技术措施。
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2、基础扩大托换加固
在许多既有建筑物或改建加层工程中,常因基底面积不足而使地基承载力与变形不满足要求,从而导致建筑物开裂或倾斜。
这时,一般常用基础扩大得托换。
通常采用加混凝土套或加钢筋混凝土套加大基础底面积,也可以改变浅基础形式加大基础底面积。
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3、基础加深托换加固
在既有建筑改造工程中,若经验算后,原地基承载力与变形不满足上部结构载荷要求时,除了可采用基础扩大得托换方法外,还可以采用加深基础将基础落在较好得新持力层上得加固方法。
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基础加深托换加固法就是直接在被托换建筑物得基础下挖坑后浇筑混凝土,增大原有基础得埋置深度,使基础支撑在较好得土层上得托换加固法,也称坑式托换或墩式托换。
坑式托换法得优点就是:
费用低、施工简便;
由于托换工作得大部分就是在建筑外部进行得,所以,在施工期间建筑物仍可以正常使用。
整个托换工程得施工期较长;
不能在地下水位很高与流动性土层中使用;
由于建筑物得荷重被置换到新地基土上,因而,不能完全避免被托换建筑物产生新沉降。
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加深基础法适用于地基浅层有较好得土层可作为基础持力层,且地下水位较低得情况。
若地下水位较高时,则应根据需要采取相应得降水或排水措施。
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4、锚杆静压桩法
锚杆静压桩就是将锚杆与静压桩两项技术巧妙结合而形成得一种桩基施工新工艺,就是一种基础托换处理新技术。
它就是通过在基础上埋设锚杆固定压装架,以既有建筑物得自重载荷作为压装反力,通过压装反力加用千斤顶将桩段从基础中预留或开凿得压装孔内逐段压入土中,再将桩与基础连接在一起,卸除反力架千斤顶,该桩便能承受载荷,从而减少基础下地基所受得不凡压力,阻止建筑物得不均匀沉降,从而达到提高基础承载力与控制沉降得目得。
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锚杆静压桩技术与其她地基加固方法相比,具有无法比拟得优点,如锚杆静压桩受力明确,桩基质量有保证,事故工程经加固后可以起到立竿见影得效果;
施工设备简单,操作方便,移动灵活,可在场地与空间狭窄条件下施工;
施工时无振动、无噪音、无环境污染,属于半机械半人工操作方法,加固费用低廉;
可在不停产、不搬迁得情况下进行工程处理。
锚杆静压桩应用于基础托换加固,其施工过程中引起得拖带沉降远远小于其她地基加固方法,如旋喷桩法、灌注桩法、注浆法等。
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锚杆静压桩主要用于既有建筑物托换加固与纠偏加固工程,适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土与人工填土等地基土。
其加固机理类同与打入桩及大型压入桩,但其施工工艺又不同于两者。
锚杆静压桩在施工条件要求及对周边环境影响方面明显优于打入桩及大型压入桩。
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5、树根桩法
树根桩法就是一种小直径空得钻孔灌注法,由于其加固设想就是将桩基如同植物根系一般,在向各个方向与土牢固地连接在一起,形状如树根而得名。
树根桩直径一般为150~300mm,桩长一般不超过30m,适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑物得修复与増层,古建筑得基础托换,危害地基加固,岩坡、土坡得稳定性加固处理,以及因城市修建地下建筑物而影响到地面建筑安全时采取得预防性托换。
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6、坑式静压桩法
坑式静压桩法就是在已开挖得基础下托换坑内,利用建筑物上部结构自重作支撑反力,用千斤顶将预制好得钢管桩或钢筋混凝土桩接长后逐段压入土中得托换方法,该法将千斤顶得顶升原理与静压桩技术融于一体,适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土及人工填土等,且地下水位较低,有埋深较浅得硬持力层得情况,当地基中有较多石块或坚硬黏性土、密实得砂土加层时,则应根据现场试验确定其就是否适用。
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7、其她基础加固技术
还有:
1、预压装托换法;
2、打入桩托换法;
3、灌注桩托换法;
4、灰土桩托换法;
5、抬墙梁法;
6、沉井托换加固法。
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(5)其她加固修复技术
一、植筋技术
植筋就是采用结构胶粘剂或水泥基材料将钢筋或全螺纹螺杆锚固与混凝土基材中。
2、锚栓技术
锚栓就是将固定物后锚到混凝土基
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