时间:2023-06-06 08:59:25
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地基加固技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

引言
地基是建筑结构的基础,同时也是确保整个建筑工程稳定的重要部分,在建筑工程中,如何提高建筑工程的质量和使用寿命,首先应该解决的问题就是对建筑工程地基进行加固处理。随着我国经济的飞速发展,建筑行业的发展也是日新月异,在现代的建筑工程中,由于各种施工工艺水平和建筑材料质量的不断提高,为确保现代建筑工程的质量打下了坚实的基础。但是在实际的建筑工程中,还必须对建筑的地基基础进行加固,才能进一步的确保建筑工程的质量。特别是最近几年,由于地震等自然灾害的频发,使建筑物面临了严峻的考验,为了使建筑物更加坚固,因此必须对建筑地基进行加固处理。本文从建筑工程地基处理分析出发,就如何进行建筑工程地基处理提出了个人看法,希望能够起到抛砖引玉的效果,使同行相互探讨共同提高,进而对我国今后在进行建筑工程地基加固时起到一定的参考作用。
一、地基处理分析
1、在建筑工程地基处理中,如果持力层为软弱土层时,必须按照以下规定进行:
1.1如果应用淤泥或者淤泥质土作为地基的持力层时,必须用上覆相对较好的土层充当持力层,如果上覆土层的厚度不够,还还必须对仅进行加厚,并且在施工时还不能对持力层进行扰动。
1.2冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;
1.3地基作为确保建筑工程稳定性的重要部分,其必须具备良好的稳定性和荷载强度。因此在选用填土作为持力层时,填土中不能够含有太多的生活垃圾以及一些具有腐蚀性的工业废料,而且在选用填土过后还应该对其进行相应的检测和处理。在地基处理中,如果局部出现暗塘、暗沟时,通常可以运用换土、桩基等处理方法。并且在对其进行处理时,还必须对周围环境和建筑工程的整体结构进行综合性考虑,然后才能根据实际情况选择合理的处理方法。
2、在建筑工程中,对地基进行加固处理时,必须将地基基础纳入建筑整体结构进行考虑,然后结合建筑工程的实际情况进行考虑并采取相关的措施。在地基处理中,应该充分的考虑到上部结构、地基、的共同作用,而在实际的地基处理中,对上部结构的刚度和强度还应该进一步的加强,从而能够增强建筑对地基的适应能力。如果已经选中了相应的地基处理方法,还应该根据建筑的地基设计等级,对选择的方法进行试验检测,合格通过后才能应用到实际的工程中。
3、经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。
二、地基处理方式
2.1换土法
当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时,常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去,然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等,并夯实至密实。同时换填法是将基础底面天然的或后天形成的软弱土层挖去或部分挖去,分层回填强度高、压缩性低且无腐蚀性的砂石、素土、灰土、工业废料等材料,压实后作为基础持力层。常见的有换填砂卵石和灰土法。其主要作用表现为以下几个方面:①换填强度较高的垫层材料后,可以有效地提高地基的承载力。②换填压缩性较低的材料后, 可减少建筑物的沉降量。③换填透水性较大的材料(砂石),可使基础下面的孔隙水压力迅速消散,避免基土的塑性破坏,并可加速垫层下软弱土层的固结及其强度提高。另外换填砂石等材料,因其颗粒粗大、孔隙大、无毛细水现象,可以防止材料受冻而造成的冻胀,如很多建筑物的散水和台阶以及道路的面层下均铺一定厚度的砂石,就是这个道理。④在湿陷性黄土地基中,用素土或灰土材料置换黄土,可消除湿陷变形,同时,换填后的材料因其密实度增加,还可做为防水层,减少下卧天然黄土层被水浸泡的可能性。
2.2预压法
在地基工程中,预压法时处理地基的有效方法,所谓的预压法实际上就是在建筑施工之前,对施工场地进行压实,使土壤的空隙变得更小,并且排出空隙中的水分,从而使土体密实,提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右,真空预压法处理深度可达15m左右。
2.3强夯法
强夯法是法国L·梅纳(Menard)1969年首创的一种地基加固方法,即用几十吨重锤从高处落下,反复多次夯击地面,对地基进行强力夯实。实践证明,经夯击后的地基承载力可提高2~5倍,压缩性可降低200~500%,影响深度在10m以上。
2.4振冲法
振冲法是振动水冲击法的简称,按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用,置换后填料形成的桩体与土组成复合地基;在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达10m左右。
2.5深层搅拌法
深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械,在地基中将水泥和土体强制拌和,使软弱土硬结成整体,形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙,处理深度可达8~12m。施工过程:定位—沉入到底部—喷浆搅拌(上升)—重复搅拌(下沉)—重复搅拌(上升)—完毕。
关键词:房屋建筑,地基加固,方法及技巧
Abstract: in the construction engineering design and construction, often encounter the shortage of foundation intensity, and often need to foundation is necessary to treat. And for the treatment of foundation many methods, including changing soil cushion method, deep close-grained method, drainage consolidation method, the reinforcement method, and each method has its advantages and disadvantages and limitations, and applicable range. So for every project should be from its processing requirements, foundation conditions and the material sources and the cost of the project, equipment all aspects to comprehensive consideration, as the foundation treatment method of reasonable selection and optimization. This paper focuses on the cement-soil pile foundation reinforcement in the application of shallow analysis and discussion. In this paper the application of foundation reinforcement treatment to analyze, to raise people's foundation reinforcement treatment technology research.
Keywords: housing construction, foundation reinforcement, methods and skills
中图分类号: TV223 文献标识码:A文章编号:
建筑工程地基加强处理的目的是通过夯实,换填土,挤密,加筋及排水等方法,达到对地基承载能力的提高,以改善地基土的结构特点使之满足工程需要,其主要目的包括:改善地基原状土的不良特性;提高地基的抗剪切强度;改善地基的压缩量;改善地基的透水特性;改善地基的动力特性。
一、房屋地基加固的原理
当工程结构的荷载较大,地基土质又较软弱(强度不足或压缩性大),不能作为天然地基时,可针对不同情况,采取各种人工加固处理的方法,以改善地基性质、提高承载力、增加稳定性、减小地基变形和基础埋置深度。
地基加固的原理是:“将土质由松变实,将土的含水量由高变低”,即可达到地基加固的目的;工程实践中各种加固方法,如机械碾压法、重锤夯实法、挤密桩法、化学加固法、预压固结法、深层搅拌法等都是基于此加固原理。
在拟定地基加固处理方案时,应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则,从地基处理、建筑、结构设计和施工方面都应采取相应的措施进行综合治理,绝不能单纯地对地基进行加固处理。否则,不但会增加工程费用,反而难以达到理想的效果,其具体的措施有:
(1)改变建筑形体,简化建筑平面。
(2)调整荷载差异。
(3)合理设置沉降缝。沉降缝宜设置在:①地基不同土层的交接处或地基同一土层厚薄不一处;②建筑平面的转折处;③荷载或高度差异处;④建筑结构或基础类型不同处;⑤分期建筑的交界处;⑥局部地下室的边缘处;⑦过长房屋的适当部位。
(4)采用轻型结构、柔性结构。
(5)加强房屋的整体刚度,如采用横墙承重方案或增加横墙,增设圈梁,减小房屋的长高比,采用筏式基础、筏片基础、箱形基础等。
(6)对基础进行移轴处理,当偏心荷载较大时,可使基础轴线偏离柱的轴线。
(7)施工中正确安排施工顺序和施工进度,如对相邻的建筑,应先施工重、高(即荷载重、高度大)的建筑,后施工轻、低(即荷载轻、高度小)的建筑;对软土地基则应放慢施工速度,以便使地基能排水固结,提高承载力。否则,施工速度过快,将造成较大的孔隙水压力,甚至使地基发生剪切破坏。
二、地基加固的方法
根据地基加固的原理,可采取不同的加固方法,这些加固方法可归纳为挖、填、换、夯、压、挤、拌七个字,也就是基本的其中地基加固法。
1、“挖”
“挖”就是挖去软土层,把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中。此种方法适用于软土层不厚时,较为经济。
2、“填”
当软土层较厚,而又需大面积对地基进行加固处理时,则可在软土层上直接回填一定厚度的好土,以提高承载力,减小软土层的承压力。
3、“换”
将挖、填相结合(即换土垫层法),适用于软土层较厚,而仅对局部地基进行加固。它是将在基础下面一定范围内的软弱土层挖去,代以人工填筑的垫层作为持力层,材料有砂石、碎石、三合土(石灰:砂:碎砖(石)一1:2:4)、灰土、素土等。换土垫层可提高持力层承载力,减小软土层的承压力,加速软土层排水固结,减少基础沉降量。图4.53为砂垫层做法。采用换土垫层法可有效地解决中小型工程的地基处理问题,其优点是可就地取材,施工简便,工期短,造价低。
4、“夯”
利用打夯工具、机具(木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯、重锤、强力夯等)夯击土壤,排出土中水分,加速土体固结,以提高其密实度和承载力。其中强力夯是用起重机械将大吨位夯锤(一般不小于8 t)起吊到高处(一般不小于6 rn),自由落下,对土体进行强力夯实。其原理是用很大的冲击能使土中出现冲击波和很大的应力,迫使土中孔隙压缩,土体局部液化,夯击点周围产生裂隙形成良好的排水通道,土体迅速固结。该方法适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的深层加固,但强力夯所产生的振动,对现场周围已建成或在建的建筑物及其他设施有影响时,不得采用,必要时,应采取良好的防震措施(如挖防震沟),砂垫层剖面图:
1一基础;2一砂垫层
5、“压”
利用碾压机械压实地基土体,使地基压实并排水固结。也可用预压固结法,即先在地基范围的地面上堆置重物预压一段时间,使土体压密,提高承载力,减小沉降量。为了在较短的时间内取得较好的效果,要注意改善土层的排水条件,常用的方法有在预压层表面铺砂层,并用砂井穿过该土层,以利于排水固结(如图4.54)。砂井直径为200~400 mm,间距为砂井直径的6~8倍。
“挤”
用带桩靴的工具或桩管打人土中,挤压土体形成桩孔,然后拔出桩管,在孔中灌人砂石、素土、石灰、灰土等填充料进行捣实,或随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。此法适用于加固松软饱和的土体,其原理是靠挤密挤紧土体,以提高地基的承载力,所以也称为挤密桩。同时,亦能起到迅速排出土体中饱和水的作用,加速地基下沉稳定。此外,根据地基土质不同,亦可采用振动成孔器或振冲器成孔后灌入砂石挤密土体。
7、“拌”
是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基,其原理是利用高压射流切削土体,旋喷浆液(水玻璃、水泥浆等)搅拌浆土,使浆液和土体混合,凝结成坚硬的柱体或土壁。
三、常用地基加固方法及其原理作用和适用范围
1、换土垫层法
包括机械碾压法、重锤夯实法、平板振动法和重夯挤淤法:机械碾压法常用于基坑面积较大和开挖土方量较大的回填土方工程,一般适用于处理浅层次软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻地基;而重锤夯实法一般适用于地下水位以上较为湿润的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基;平板振动法用于处理无粘性土或粘粒含量少和透水性好的杂填土地基。换土垫层法的原理与作用是:挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、灰土垫层、二灰垫层和素土垫层等。它可提高持力层的承载力,减少沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用以及改善土的抗液化性。重夯挤淤法的原理及作用稍微有些不同,它主要是采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法,在地基中形成碎石墩体,以提高地基承载力和减少沉降,这种方法一般适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基,使用这种方法时,还应通过现场试验才能确定其适用性。
2、深层密实法
包括强夯法、挤密法、砂桩挤密法、振动水冲法、灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法和石灰挤密法,首先,强夯法是利用强大的夯击能,迫使深层土液化和动力固结而密实,这种方法使用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土,对淤泥质土,经试验证明施工有效时,可以使用;而其余的挤密法、砂桩挤密法、振动水冲法、灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法和石灰挤密法等,其工作原理大致相同,就是通过挤密或振动使得深层土密实,并在振动挤密过程中,回填砂、砾石、灰土或石灰等形成砂桩等,与桩间土一起组成复合地基,从而提高地基承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性或液化性,砂桩挤密法、振动水冲法一般适用于杂填土和松散的砂石,对软土地基经试验证明加固有效时方可使用;灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法一般适用于地下水位以上,深度为5~10m的湿陷性黄土和人工填土。
3、排水固结法
包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法和电渗排水法,其工作原理是通过布置垂直排水井,改善地基的排水条件,及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施,以加速地基土的固结和强度的增长,提高地基土的稳定性,并使沉降提前完成,这些方法一般适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基,但需要有预压的荷载和时间,对于较厚的泥炭层要慎重对待。
4、加筋法
加筋法包括加筋土、土锚及土钉、土工聚合物、树根桩、碎石桩等,其工作原理是在人工填土的路堤或挡墙内,铺设土工聚合物、钢带、钢条、尼龙绳或玻璃纤维等作为拉筋或在软弱土层上设置树根桩或碎石桩等,使这种人工复合土体,可承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用,以提高地基承载力,增加地基稳定性和减少沉降,土层锚杆的方法适用于人工填土的路堤和挡墙结构,如边坡的稳定,基坑围护结构的支护,地下工程的抗浮,高耸建筑的抗倾覆等,锚杆适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中的基础处理,它是采取用土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提高承载力的,它可以应用在一切需要将拉应力传递到稳定的土体中,来加强土体构造;土工聚合物一般适用于砂土,黏土和软弱土,作为排水和隔离耐久性材料,其作用就是利用土工合成材料本身的高强度,柔韧性力学性能,扩散土的应力,增大土体的抗拉强度,改善土体整体或构成加筋土及各种复合土结构。主要用于排水,反滤,隔离和加筋作用;土钉支护技术是在原土体内设置一定长度和分布密度的土钉群体,与原状同受力,用以弥补土体自身强度的不足,不仅提高了土体的整体刚度,又弥补了土体的抗拉抗剪强度偏低的不足,能明显提高土的整体稳定性。土钉支护适用于基础开挖支护和天然边坡的防护等;树根桩支护技术一般适用于软弱黏土和杂填土地基,其工作原理是在地基中沿不同方向设置直径为100 mm~250 mm的桩,形式是垂直和斜向状都可以,类似树根状的群桩,达到支撑建筑物体的目的,也可用以挡土来稳定边坡。
四、结束语
综上所述,房屋建筑工程地基加固的处理技术方法和措施有很多种,同时,随着时代的不断发展变迁,技术的不断更新换代,房屋地基加固方法也会不断的趋向于完善,因此,在实际的施工过程中,施工人员不但要充分的了解和掌握地基构造的基本原理,施工方法和适应土层范围,同时也要根据当时当地的实际情况出发,结合气候环境等因素进行综合考虑,才可以在具体应用中针对情况灵活使用。
参考文献:
[1] 牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社.2004.
[2] JGJ 79―2002,建筑地基处理技术规程[s].中国建筑工业出版社,2002.
[3] GB 50007―2002,建筑地基基础设计规范[s].中国建筑工业出版社,2002.
[4] 王宗昌.建筑工程施工质量问答[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社.2006.
关键字:冲击碾压,加固,地基
冲击碾压机械
冲击碾压技术是南非人在上个世纪70~80年代首先提出来的。我国于上世纪90年代也开始使用一种冲击式非园滚轮的压路机(冲击压实机),这是一种不同于传统的静碾压实、振动压实和打夯机压实原理的新型压实设备,在机场跑道和高速公路路基施工中应用较为广泛。
冲击压实机主要由三叶(五叶)凸形轮、拖架、摇臂及附属配件组成。在轮式或履带式牵引机车快速的拖动下,凸形轮在运动的过程中局部面积上发生瞬间的竖向冲击,达到压实的效果。实际工程中冲击碾压经常采用三边形冲击压路机和五边形冲击压路机进行冲碾施工。几种常用机型的主要技术参数如表1-1所示。
表1-1 冲击压路机常用机型主要技术参数
冲击碾压技术是由曲线为边而构成的正多边形冲击轮在位能落差与行驶动能相结合下对工作面进行静压、搓揉、周期性冲击的三合一的压实方法。它利用三边形或五边形的压实轮的高振幅、低频率的冲击碾压产生的巨大冲击力将土体击实,使地表下深层土石的密实度不断增加,使其由弹塑性状态变成弹性状态,在地基中形成一定深度的连续、稳定的加强层,而且具有克服路基隐患的技术优势,是土石工程压实技术的最新发展。非圆滚轮在工作过程中所贮蓄的能量来源于以下三部分:重心位置提升所积蓄的势能;滚轮以一定速度旋转所提供的动能;滚轮静重在滚动过程中克服土体变形所作之功。显然冲击能量的大小与滚轮的质量、重心的高度、牵引的速度、非圆形轮廓的边数等参数有关。
加固机理
冲击碾压式压实机在牵引机车快速拖动下,凸轮在运动过程中局部面积上发生了瞬时的竖向振动荷载,这与强夯法一样。振动荷载向地基快速传递能量,传给地基的能量是由压缩波(即纵波)、剪切波(S波、即横波)和瑞利波(R波)联合传递的。体波(压缩波与剪切波)沿着一个半球波阵面径向地向外传播,而瑞利波则沿着一个圆柱波阵面径向地向外传播。
纵波和横波的传播速度为
上二式中,VP――纵波速度(m/s);VS――横波速度;E――介质杨氏弹性模量(kPa);G――介质剪切弹性模量(kPa); ――介质泊松比; ――介质密度。
从上式可看出,纵波速度VP和横波速度VS与介质泊松比 密切相关,常见土体的泊松比见表1-2,对于砂土,=0.22,则有
表1-2 部分土体的泊松比
冲击碾压时的冲击能作用于地基上,在地基中产生体波(纵波和横波)和面波两种,但起加固作用的主要是体波。压缩波的质点运动是属于平行波阵面方向的一种拖拉运动,这种波使孔隙水压力增大,同时还使土粒错位,土的结构发生变化,由疏松变为紧密。剪切波的质点运动会引起和波阵面方向正交的横向位移;而瑞利波的质点运动则由水平和竖向分量组成。剪切波和瑞利波的水平分量使土颗粒间受剪,导致土的密实。
基于以上分析,冲击碾压的加固作用概括为:①压实作用。②土体局部液化。③孔隙水从裂缝中排出,土体固结。④土体触变的恢复过程。
冲击碾压工程技术分析
对于土跑道和跑滑间平地区下的填筑体,采用冲击碾压进行加固处理。考虑到冲击压路机的压实厚度可达1.0~1.5m,因而冲击碾压的分层厚度规定为 1.0~1.5m左右。每个分层直接使用25KJ或32KJ的三边形冲击压路机进行冲击碾压施工,在位能落差与行驶动能相结合下对工作面进行静压、搓揉、冲击,效率高,速度快。这种高振幅、低频率的冲击碾压产生的高达200多吨的巨大冲击力使土石混合料中的石块逐渐破碎,改善了土石混合料的级配,石块之间嵌锁密实,土石混合料的密实度和强度不断增加。填筑体承受冲击荷载所产生的沉降变形远大于填筑体自重与外荷载引起的沉降变形,使被冲碾的填筑体更接近于弹性状态,从而避免填筑体产生的差异沉降变形,提高了填筑体的稳定性。
以25kJ三边形双轮冲击压路机在矿渣、砂砾路基上冲击压实为例,压路机按12km/h速度冲碾30遍后,实测深度0.8m处的平均垂直动土压力为1366kPa,相当于对地面产生2000~2500kN的冲击力,产生的冲击功能达到超重型击实功,可使地下深层土体的密实度不断累积增加,达到重型击实标准90%以上压实度。对有些土石材料的有效压实厚度达1.5m,比现有振动压实机械有更好的压实功效,使被冲压的土石填料更接近于弹性状态。由于冲击压路机具有碾压速度高(12~15km/h)、碾压影响深度大(原地基的有效压实深度为1.8m,压实度影响深度达4~5 m,填方的一次碾压厚度可达0.5~1.0 m)等优点,它特别适合于大面积填方工程的压实。
对于沟壑纵横的山区,使用冲击碾压要考虑工作面。冲击压路机的行驶速度不宜过快,否则有可能使冲击轮蹦离地面,与地面接触时间变短,而不利于冲击力的传播与土体压实;但速度过慢,冲击能量会变小,压实效果也会降低。
与强夯法的的大厚度(4.0~6.0m)强夯击实相比,使用冲击压路机分层(一般一层厚1.0~1.5 m)冲击碾压土石料填方,能较好地提高高填方填筑体的整体强度与均匀性。正常情况下,地基冲碾20遍后,1.5m层厚范围内压实度均增加3~5个百分点,并形成1.0m~1.5m厚的连续、均匀、密实的加固层,从而使道面下地基的综合强度与稳定性得到全面提高。
参考文献:
Lamb H. on the propagation of tenders over the surface of an elastic solid. Philosophical transactions of the Royal Society,Ion. ser.a,1904,203:l-142
Bolhngere GA. 爆破振动分析. 北京. 科学出版社,1975
昂贵的拆建费用以及对正常生活秩序和环境的严重影响等问题阻碍了新一轮新建的兴起,于是人们纷纷把日光投向对在用房屋的维修加固和现代化改造,加固改造不仅具有可观的经济效益,同时也具有巨人的社会效益,文章基于此分析了建筑加固的基本原则,并在此基础上研究了既有建筑物基础的加固方法。
1 建筑物基础加固的技术原则
建筑物基础的加固工程属于现有结构的地下加固工程,其难度、造价、施工持续时间等往往比新建筑物更多更大,此外还可能涉及停产或居民动迁等问题。因此在加固时宜尽可能考虑周详,根据结构特点、土质情况选择合理的加固方案,在确定是否加固及何种加固方案时应考虑下列原则。
1.1 挖掘地基潜力
当现有建筑地基基础状态良好、地质条件较好时,应尽量发挥地基与基础的潜力。如考虑建筑物对地基的长期压密使原地基的承载力提高;考虑地基承载力的深宽修正。
1.2 切实计算地基荷载
现有建筑在进行加固时,原设设计资料、计算书等未必齐全、地基的承载力也不一定用足,上部结构的加固或改建与扩建均使地基上的荷载变更,通常均会增加。如果增加后超出地基容许承载力的5%一10%,则一般不考虑地基基础的加固,而考虑调整或加强上部结构的刚度 来解决。
1.3 尽量采用改善结构整体刚度的措施
如加强墙体刚度,加强纵横墙的连接等,可使结构的空间工作能力加强,从而有助于减轻不均匀沉降或减少绝对沉降,因在地基与基础的计算理论中未考虑上部结构空间工作的影响。
1.4 尽量采取简易的结构构造措施
如在基础抗滑能力不足时增设基础下的防滑趾;在基础旁边设置坚固的刚性地坪;在与相邻基础间设置地基梁将水平剪力分担到相邻基础上等。
总之,在考虑地基基础问题时,不应孤立地仅考虑地基与基础本身,还应着眼于结构与地基的共同作用;可用加强上部的办法来弥补地基方面的不足;可用较简单的地下浅层操作来代替深层或水下操作。
2 既有建筑物基础加固方法
日前对既有建筑物进行基础加固的方法很多,不同的方法适用于不同的地质条件、建筑物结构形式、基础类型、建筑物质量事故原因与程度及场地环境条件。
2.1 基础补强注浆加固法
加深与加固锚杆静压桩法适用范围:基础因受不均匀沉降、冻胀或其他原因引起的基础裂损时的加固。
加固方法:注浆施工时,先在原基础裂损处钻孔,注浆管直径可为25mm,钻孔与水平面的倾角不应小于30。
钻孔孔径应比注浆管的直径大2~3ram,孔距可为0.5―1.0m。浆液材料可采用水泥浆等, 注浆压力可取0.1~0.3MPa。如果浆液不下沉,则可逐渐加大压力至0.6MPa,浆液在10~15min内再不下沉则可停止注浆。注浆的有效直径为0.6~1.2m。对单独基础每边钻孔不应少于2个;对条形基础应沿基础纵向分段施工,每段长度可取1.5―2.0m。
2.2 加大基础底面积法
适用范围:当既有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求时的加固。
加固方法:采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础废面积。当基础承受偏心受压时,可采用不对称加宽;当最受中心受压时,可采用对称加宽。当采用钢筋混凝土套加固时,加宽部分的主筋应与原基础内主筋相焊接。对条形基础加宽时,应按长度1.5~2.Om划分成单独区段,分批、分段、间隔进行施工。
2.3 加深基础法(墩式托换)
适用范围:墩式托换适用于土层易于开挖,开挖深度范围内无地下水,或虽有地下水但采取降低地下水位措施较为方便者。
加固方法:将原基础埋置深度加深,使基础支承在较好的持力层上,以满足设计对地基承载力和变形的要求。墩式托换的优点是费用低、施工简便,由于托换工作大部分是在建筑物的外部进行,所以在施工期问仍可使用建筑物。缺点是工期较长,由于建筑物的荷重被置换到新的地基土上,对被托换建筑物而言,将击产生一定附加新的沉降,这是类似于其它托换方法而不能完尘避免的。
2.4 锚杆静压桩法
锚杆静压桩是锚杆和静力压桩两项技术巧妙结合而形成的一种桩基施工新工艺,是一项地基加固处理新技术。加固处理类同于打人桩及大型压人桩,受力直接和清晰。
但施工工艺既不同于打人桩,也不同于大型压入桩,在对施工条件要求及“文明清洁施工”方面明显优越于打入桩及大型压人桩。其工艺是对需进行地基基础加固的既有建筑物基础上按设计开凿压杆孔和锚杆孔,用粘结剂埋好锚杆然后安装压桩架与建筑物基础连为一体,并利用既有建筑物自重作反力,用千斤顶将预制桩段压入土中,桩段间用硫磺胶泥或焊接连接。当压桩力或压入深度达到设计要求后,将桩与基础用微膨胀混凝土浇筑在一起,桩即可受力,从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。
由于该工法施工质量的可靠性和技术的优越性,使该工法在很多项既有建筑地基基础加固中成功地得到应用。特别在完成难度很大的工程中,显示了无比的优越性。
2.5 其他地基加固方法
①高压喷射注浆法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
②灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。
③深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土等地基。
④硅化法。
⑤碱液法适用于处理非白重湿陷性黄土地基。
⑥高压喷射注浆法、灰土挤密桩法、深层搅拌法、硅化法和碱液法等。
关键词:建筑荷载;静载;竖向承载力;地基托换
Abstract: the general for foundation reinforcement technology, often priority considering expanding the area of law or deepen foundation based method, useful also pile foundation or anchor and other methods, the paper will be old and practical roots pile reinforcement technique to a shallow to introduce.
Keywords: building load; The static load; The vertical ultimate bearing capacity; Foundation underpinning
中图分类号:TU47文献标识码:A文章编号:
大多数地基基础随着时间的流逝,会因劣化,损伤造成使用性能下降,或因技术条件限制无法继续使用。这时,根据现状一般应对其进行修复、防护或加固改造处理,以满足不同的使用要求。
1树根桩加固法概述
树根桩法适用于淤泥、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的修复和增层、古建筑的整修、地下隧道的穿越等加固工程。
树根桩加固原理是利用钻探手段在建筑物的基础上施工竖直向下或向下倾斜的小口径钻孔,桩内设置钢筋笼或钢筋,并灌注水泥砂浆、细石混凝土成为树根桩,桩与基础浇筑成一体。树根桩依靠于土层的摩擦力及端承力承担上部建筑荷载。在施工期间树根桩本身不起承担上部建筑荷载的作用,只有当建筑物基础下沉时,树根桩受荷载的负担越来越大,直至建筑物全部荷载转移到树根上或者说建筑物不再发生下沉为止。
2施工准备
根据施工设计要求、钻孔孔径和场地施工条件选择钻机机型。一般选择可以任意调整主轴角度的油压岩芯回转机。由于施工时往往受到净空条件低的限制,要配置一定数量的短钻具、短钻杆。
建筑物地基基础多为现浇灌的混凝土,混凝土坚硬且不均一,钻进混凝土基础时可选用牙轮钻头、大八角柱状合金双“品”字形合金钻头、针状合金钻头及钢粒钻头等。在地基基础之下钻进,根据地基土的岩性选择相应的刮刀钻头或合金钻头;在软黏土中钻进时可选用合金肋骨式钻头,使岩芯管与孔壁之间增大一级环状间隙,防止软粘土缩颈造成卡孔、夹孔事故。
3施工工艺
3.1施工工艺流程
钻机安装、定位成孔清孔吊放钢筋笼填料注浆。
3.2树根桩加固法施工要点
1)树根桩的施工方法与钻孔灌浆桩很相似,不同之处在于树根桩可能会穿过原有基础,而钻孔灌注桩实在地基土中成孔。如要穿过原基础混凝土,可采用钻机成孔。在土层中钻孔时宜采用清水活天然泥浆护壁,也可用套管。在软黏土中成孔钻头可采用平口合金钻。不用套管钻孔时,应在孔口处设置护筒,以保证孔口处土方不致坍落。
2)基础下部有地下建筑物时,施工中对钻孔倾角、方位和孔深要严格控制,以防钻穿或偏离地下建筑物过远而影响建筑基础加固的效果。要在钻孔换径、终孔和孔深为5m、10m时分别进行倾角和方位角的测定。
3)在黏性土地基钻进,黏性土的液性指数大于0.25时,呈可塑至流塑状态,应选用较长的岩芯管,将土体钻压入岩芯管中提取岩芯,不要使用清水洗孔,可使用失水量少的低固相冲洗循环,以防附加水分破坏土的结构,降低土的承载力。尤其对危房或有地下建筑工程地基处理时更应慎重。
4)钢筋笼应整根吊放。当分节吊放时,节间钢筋搭接焊缝长度应符合规范要求。注浆管应直插到孔底。需二次注浆的树根桩应插两根注浆管,施工时应缩短吊放和焊接时间。
5)当采用碎石和细石填料时,填料应经清洗,投入量不应小于计算桩孔体积的0.9倍,填灌时应同时用灌浆管注水清孔。
6)注浆材料可采用水泥浆液、水泥砂浆或细石混凝土,当采用碎石填筑时注浆应采用水泥浆。
当采用一次注浆时,泵的最大工作压力不应大于1.5MPa,开始灌浆时,需要1MPa的起始压力,将浆液经注浆管从孔底压出,接着灌浆压力宜为0.1~0.3MPa,使浆液逐渐上冒,直至浆液冒出孔口时,停止注浆。
当采用二次注浆时,泵的最大工作压力不应大于4MPa。待一次注浆的浆液初凝时方可进行二次注浆,浆的初凝时间根据水泥品种和外加剂掺量确定,可控制在45~60min范围。第二次注浆压力宜为2~4MPa,二次注浆不宜采用水泥砂浆和细石混凝土。
注浆施工时应采用间隔施工、间歇施工或增加速凝剂掺量等措施,以防出现相邻柱冒浆和串孔现象。树根桩施工不应出现缩颈和塌孔。
拔管后应立即在桩顶填筑碎石,并在1~2m范围内补充注浆。
4质量控制
4.1钻孔成孔质量控制
树根桩桩径较小,反映成孔质量的参数包括孔斜、孔径、岩芯采取率。通过下钻水位及冲洗液消耗量测定,终孔稳定水位测量和孔深误差校正,并结合设计要求进行施工质量控制。其中对斜孔的倾角和方位要严格控制,要把影响钻孔孔斜的钻进工艺要控制好,如对钻孔机械设备安装、开孔和换径、钻具结构、钻进方法及钻进技术参数等因素进行控制。
4.2混凝土的质量控制
按有关技术规范和规程、工程施工设计、要求进行配合比设计,严格按照设计确定的水泥、砂、细石的比例配置混凝土。灌注前对配制好的混凝土抽样检查,检查混凝土的凝固、固结情况,并对不同年龄期的混凝土的抗压强度进行试验。
4.3吊放钢筋和灌注混凝土质量控制
钢筋笼吊放要按前述工艺要求进行。水下灌装注要连续,不得中断,关注充盈系数要根据地基土情况,一般控制在1~1.2,凡是灌注量超过规定值或浆液从孔口及其他地方冒出时,即可停止灌浆,灌注时桩顶要高出基础底面200L以上,并将树根桩与基础浇灌成一体。
5质量检验
对灌注的水泥砂浆或细石混凝土,要每3~6根桩留一组试块,进行不同龄期的抗压强度试验,检验灌注桩的混凝土能否达到设计要求的技术指标。
关键词:粉喷桩;松软土地基;加固
在具有土质松软、含水量大等特点的沿海、沿江、多雨地区,松软土地基的处理是建筑工程施工过程中必然要面对的课题。此类地基往往稳定性差,易发生地面沉降,因此地基施工的优劣是检验工程质量的标准之一。加固松软土地基的方法有很多,其中粉喷桩技术因集合了经济性、易操作性、高稳定性等优势而被广泛应用,其加固深度甚至可以达到50m。该技术不但可以显著增大松软土地基的抗压承载值,而且加固区域不会对为加固区域产生过多额外的冲击和载荷量;不但能够不造成地基沉降的显著增加,而且能够最大效能地现有资源,降低对周围设施的附加影响;另外,减少了施工过程中对钢材的大量需求,从而可以较大程度低节约工程成本。
1.粉喷桩技术的基本原理
粉喷桩的全称是粉体喷射搅拌桩,与刚性预制桩、灌注桩柔性碎石桩被称为三大工程桩型,其强度介于二者之间。粉喷桩技术加固松软土地基的基本原理为:利用粉喷桩机产生压缩空气将加固剂(水泥、白灰等)喷射到松软土地基之上的松软土层,并在旋转搅拌的外力作用下,将松软土和加固剂充分融合;此时,二者之间会发生大量的物理和化学反应,如离子置换、物理凝聚、化学结合等,进而合成以水泥水化物为主体的凝胶体;最后,此类凝胶体又会和搅拌过程中形成的松软土层泥土颗粒或体积较小的土团凝固起来,复合地基随即构筑起来,从而实现加固松软土地基之目的。
2.粉喷桩加固松软土地基的方案设计
某工程中,其松软土地基大致可分为粉质粘土层、粉砂层两类,前者的基本参数为:土质为软塑、厚度大约为2m左右、标准压力承载值为190KPa左右;后者的基本参数为:土质松散、厚度为4m左右、标准压力承载值为90KPa左右。
松软土地基的加固处理要求:地基压力承载值必须大于等于160KPa;所使用的粉喷桩要求平置且为等边的三角形状、长度为7m、直径为50cm、桩间距为1.2m。
2.1粉喷桩的实际设计
根据上述的分析和要求,对本松软土地基的加固施工过程中所使用到的粉喷桩做如下设计:
(1)加固剂采用粉425#(硅酸盐)水泥和石膏,其中石膏为辅助用料。
(2)加固剂的用量:根据松软土地基的土质不同,加固剂的使用量会有差异,这里采用一个平均值,即水泥的用量为70kg/m,而石膏用量为水泥用量的2.5%。
(3)粉喷桩的强度要求:不小于1.5MPA(90d龄期的标准强度),以无侧限抗压强度作为测量依据。需要说明的是,粉喷桩试件的龄期海域有7d、28d两种,其强度要求为标准强度的[0.4,0.5]和[0.65,0.7]。
2.2粉喷桩加固松软土地基的影响层面
(1)粉喷桩机的搅拌均匀程度。通常而言,搅拌程度越高(即搅拌越均匀),加固剂与软松土地基的原层土的混合程度就充分,抗压能力就越高。因此,在施工的过程中,需要注意搅拌的次数,一般是由调控回转速度与上升速度而实现的。
(2)粉喷桩机的风压及出风量。在确保粉喷桩桩体一致性和稳定性,必须在不同深度之下保证加固剂的喷射量为同一数值。因此,不同的深度所给予的风压和出风量是不一样的,需随着钻孔深度的增加而增加,这样可以使得粉喷桩机的粉喷口内外压力相当。调节风压和出风量的方式是增减粉喷口的个数或直径、增大或降低搅拌头的上升或下降速率。
(3)单位距离内喷粉量的均匀程度。具体的单位距离内喷粉量可能因实际条件和环境的不同而有所差异,但必须要保证均匀,即喷粉量尽量维持在一个定值,需根据施工工人的实际操作经验来具体确定。
3.粉喷桩加固松软土地基的施工
3.1粉喷桩加固松软土地基的施工流程
(1)放样定位。根据设计方案,确定工程施工中各粉喷桩的具体布局和形状,以及各桩之间的实际间距。
(2)粉喷桩机的安装和调试。将粉喷桩机在施工现场安装,并调至最佳使用状态。注意粉喷桩机需平置,且定位准确,标准为粉喷桩的位置误差小于5cm;钻机主轴垂直度误差小于1%。
(3)粉喷桩机在开机状态下,正转送风,并设预搅下沉深度达到所需的地基加固深度值,这里预搅下沉的基本速率为每分钟120m,粉喷桩底部超过设计深度1-2m为佳。
(4)粉喷桩机旋转反转,即将喷粉搅拌升位(反转上升的速率一般设定为每分钟0.8m),且实际停止位置需要低于设计停灰面2.5m,
(5)重复搅拌下沉操作,且下降的深度为地基加固深度值,而下降的速率亦为每分钟0.8m。
(6)重复(4)的操作过程,从而完成一个粉喷桩的施工,此时将粉喷桩机转移到下一个粉喷桩位。
(7)重复(1)~(6)的操作步骤继续进行粉喷桩施工。
3.2粉喷桩施工后的监测
粉喷桩加固松软土地基的施工之后,需要从以下三个方面依次监测粉喷桩的质量情况:
(1)便携式触探仪监测
粉喷桩施工三天之内,需用便携式触探仪查验粉喷桩的情况。沿着粉喷桩桩体直径方向的25%之处设置监测触点,取监测深度范围为[2.1m,3.6m]。在具体的监测过程中,可以以抽样监测的方式,抽取一定数量的粉喷桩进行监测,并查看合格率。本步骤的监测将抽检比例控制在1%,结果合格率为100%。
(2)浅层挖掘监测
粉喷桩施工七天之后,所使用的方法为浅层挖掘监测,即在粉喷桩的浅层部位挖掘出桩体的顶部,检查加固剂与地基原土的融合情况(即搅拌的均匀状况)、实地测出桩体的直径值。本工程中将此步骤的抽检比例控制在5%,结果合格率高达95%,意味着成桩效果非常好,加固剂的搅拌情况优异。
(3)抽芯取样监测
粉喷桩施工28天之后,所使用的监测方法是抽芯取样法,此法是施工的终极监测之法,需要在粉喷桩桩体上打孔取芯来查验其长度值和强度值的大小是否符合设计要求。本步骤的监测将抽检比例控制在0.5%,其强度值为1.1Mpa到3.5MPa之间,达到了设计要求,也就是说,通过粉喷桩技术形成的复合地基实现了加固松软土地基的目的。
另外,为了更准确、完善地了解和认知粉喷桩技术队松软土地基的加固效果和成效,在本工程中,还需在地基之上按一定距离设置监测位置,并通过长时间的观察来测量地基的沉降情况。此处共设置50个监测位置,经过长达10个月的仔细监测发现每个监测位置的实际沉降值不超过20mm,足以证明本工程的加固效果极佳。
4.粉喷桩加固松软土地基的质量控制
(1)在利用粉喷桩技术加固松软土地基时,每个粉喷桩的施工都是一个连续的流程,不应出现任何情况的中断现象,同时要将喷粉的时间和停粉的时间严格控制在允许的范围之内,而且喷粉要充分和完全。
(2)喷粉的均匀性的把握,重点是粉喷桩机钻头的提降速度控制和时间控制。具体而言,喷粉开始之后直到出粉需要时间;粉喷桩机钻头下降到粉喷桩底部时,应保证有一定的停顿时间,粉喷桩体长度越长停顿时间往往越长,停顿之后方可继续提升钻头。加固剂的喷射速度一般为1m/s。
(3)喷粉量的控制。整个施工过程中,钻头的喷粉量要与设计要求保持一致,当加固剂的储存量小于某个值(如500吨)时,应注意增加储量,否则施工应当停止。
参考文献
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[2]刘远才,许纯梅,张兰芳.粉喷桩技术对泥炭土质软土地基的处理效果[J].西南林学院学报,2006(12):89-93.
1 堤防垂直防渗与地基加固方法选择的基本原则
(1)功能性:必须满足工程实施目的和技术要求;
(2)可实施性:工程实施方案、工程规模、有关参数和技术指标,在当前的技术水平条件下是可行的;
(3)经济性:实施方案通过技术经济比较,投入产出分析,在满足功能性要求的前提下,工程费用较低,工程造价不突破概算;在确定采用后,尚应采用先进技术,优化方案,合理使用新材料,进行比较分析。
(4)环境和安全性:避免工程实施污染环境或污染最小,能保障堤防结构和相邻建筑物安全,保证施工人员的安全。
2 堤防垂直防渗和地基加固方法的选择
2.1 堤防垂直防渗方法的选择
(1)堤防垂直防渗方案的选择主要考虑适应工程性质、地质条件,可满足工程防渗目的和要求,达到一定的防渗标准,工程费用较低等因素。防渗标准直接关系到堤防的安全性以及工程量、工程进度、工程造价、工程验收等。
(2)堤防垂直防渗是渗流控制处理的一部分,尽可能符合前堵后排的原则、堤身和堤基渗流控制措施统一考虑的原则,和渗流控制方案一起应在技术经济比较后进行研究确定。
(3)堤身的垂直防渗处理
可采用截渗墙(薄防渗墙、高压定摆喷、板桩墙),劈裂灌浆等防渗体。在防渗体不能和地基防渗措施统筹实施时,可考虑截渗墙方案。
(4)堤基的垂直防渗处理
透水堤基垂直防渗处理可采用截水槽、截渗墙等作为防渗体。
采用截水槽、截渗墙等防渗体时,材料可采用粘性土、土工膜、固化灰浆、水泥、水泥砂浆、混凝土、塑性混凝土、沥青混凝土、化学材料;施工可采用人工开挖、机械开挖、铺设、冲击钻、回转钻、抓斗、轮铣、射水、锯槽、斗式、多头钻、定摆喷、灌浆、板桩、搅拌桩等技术;其厚度和设置方式应满足材料允许渗透坡降要求;其防渗性能、效果应符合防渗要求和适应防渗体的布置。
对于截渗墙,关键是要采用薄墙和廉价的材料才能有效地减低工程造价。如采用射水、锯槽、链斗、多头搅拌桩、插板等薄墙成槽方式,并使用土工膜、塑性混凝土、自凝灰浆、固化灰浆等作为墙体材料,其单价可控制在150~250元/m2之间。定摆喷、板桩墙、搅拌桩造价也较低,其单价一般在100~500元/m2之间。
对于砂卵砾石含量较高、粒径较大的地层,则应考虑冲击钻、回转钻、抓斗、轮铣等成槽方式的截渗墙,其单价可在250~800元/m2之间。根据堤防工程的特点,对该类地层险工段的防渗处理也可考虑单排灌浆帷幕防渗或劈裂灌浆,配合其它渗流控制措施可以达到一定的渗流控制标准,其单价可在50~150元/m2之间。
(5)堤基防渗置应布置在临水堤脚或堤顶偏临水侧,并与堤身防渗体有效连接,且符合堤基、堤身变形协调的要求。
2.2 地基加固方法的选择
(1)首先应分析采用天然地基的可行性,如有可能应尽量采用天然地基。
(2)根据建筑物对地基的要求和地基条件,确定需要进行处理的范围和处理要求。
(3)地基处理方法必须满足堤防对地基的设计要求,主要指天然地基经处理后应能达到的物理力学指标。
(4)对天然地基的条件、处理要求、工程费用及材料来源等各方面进行综合考虑,以确定合适的地基处理方法。
(5)地基处理方法原则:技术上可靠、经济上合理,方案上可行,又能满足施工进度要求。通过分析比较可以采用一种处理方法,也可以采用由两种或两种以上的处理方法组成综合的处理方案。
(6)注意节约能源,环境保护,避免因地基处理而对地面水和地下水产生污染,同时消除振动噪音等对周围环境产生不良影响。
3 常用堤防垂直防渗与地基加固方法特点及适用范围的比较
堤防垂直防渗与地基加固的方法较多,但在堤防除险加固工程中,比较适用的有灌浆法、防渗墙法、高压喷射灌浆法、深层搅拌法和振冲法等几种,其中灌浆法、防渗墙法、高压喷射灌浆法和深层搅拌法既可以做成防渗墙,处理地基渗漏问题,也可以用于地基加固。而振冲法、强夯法、排水固结法等可应用于新建或改建堤防工程中。
虽然常用的几种地基加固方法可以用来加固堤身,但往往在经济上是不合理的。堤身问题可以按照堤防工程施工规范的有关要求,采用人工翻建的方法重新填筑,施工质量是可以得到保证的,而且还可以利用当地的农闲劳动力,以工代赈。
关键词:公路工程;加固技术;软地基建设
中图分类号:U457+.3文献标识码: A 文章编号:
对公路施工建设中的软土地基技术进行相应控制,就是将打桩、换土、压实等一些技巧进行相应的融合,提升软地基的加固技术的,对软地基加固方法、技术实施因素等一系列的状况了解清楚,能够将软土地基的基础细节了解清楚。
1公路工程软土地基基础事项研究
1.1软土地基的概念分析
软土的性质就是强度不足,需要进行补强将软土结构进行加固、压实,将内部与外部的环境了解清楚,才能将细节性的软地基的事项认识清楚。软土地基是由小颗粒含量非常高的粘土、粉土或者是空隙较大的泥炭、有机质土、松砂构成的地基。对其进行相应的关注,将内部的结构稳定性提升上来,必须将换填土层法、挤密法、深层拌和法进行相应运用,才能使软地基真正进行相应加固,为地基的稳固性建设与稳定性的相应提升提供良好的基础。
1.2软土地基处理方法研究
软土地基的处理就是将换填土层技术进行先进性的运用,才能将软土基底土层打好,采取相应的处理方法,把地基下相应的深度范围内部的全土层挖去,将强度较大的砂、灰土、碎石或者素土及其他性能较稳定、没有侵蚀性的土质,进行相应的压实。开挖换土法使用范围是软土层厚度小于2米的地基,具体方法就是将内部的土质全部挖除,将完善的土质填充到换土部分,而持力层就是无需换土的部分,进行相应的填土过程中,将始终的填充办法呈现出来,使土质的结构能动性提升;在填土时,如果相应的换土部分填充完毕之后,就应该将软弱层的部分调整事项也关注起来,把握技术性的建设办法,将内部的渗透技术提升上来,从而能够将软弱层的结构掌控起来,迎合填土的相应的办法,使自己的建设能力能够强化起来,为软土地基的全面关注起来,将内部与外部的环境了解清楚。使自己的技术性的标准能够强化起来,为以后的软地基的加固技术渗透打好基础。
2公路工程软地基的加固技术研究
将公路工程软地基的加固技术进行相应的提升,对挤密法、反压护道法、顿图预压法、重锤夯实法、深层拌和法认识清楚,才能真正将正确的工作流程呈现出来。
2.1挤密法的应用实施办法
挤密法的应用就是将内部与外部土层环境重视起来,
将软土结构中的反压护道情况重视起来,将土表层的土质提升上来;堆土预压法的建立就是将土层进行相应的填充,对中层的建设事项进行相应融合,使自己的建设效果能够强化起来;重锤夯实就是将重锤按照科学的频率与相应的角度进行有效的夯实,把握重点的建设办法;并且将深层的土质进行科学拌和,于地基成孔桩里,把石灰或者水泥等固化剂和土基软土搅拌、混合处理的方法。表层的2米以内的软土层地基,将这种地基层次定位表层;大于2米小于12米,这种层次为中层,归入化学加固法;大于12米的软土层地基属于深层地基,采取水泥稳定或者石灰稳定的方法。
2.2排水固结法
排水固结法适用于淤泥质土、冲填土和黏性土地基,把饱和软黏土荷载作用之下,将空隙中的水分挤出来,将效应力提升上来,使土的强度能够强化起来。把对袋装的砂井与塑料排水带的效应提升上来,找到相应的建设标准,使排水效果能够呈现出来,为土层的加固效果的完善呈现出来。
2.3高压喷射注浆法
将固化剂与地基土的强制搅拌进行相应的调控,对自身的建设标准能够提升上来,使专业化的搅拌技术能够完善提升上来,在处理淤泥的时候,将含水量较高的部分做重点观察,并且将内部与外部的大环境进行相应结合观察,将内部的水量进行科学的排出,使深层地基的水量能够更好地排出,为地基的加固效果的提升能够更加完善的强化起来。运用特殊喷嘴的注浆管进行相应的喷射,将固化液和土体的混合凝固技术进强化起来,对深层的喷射注浆效果的调整能够呈现出来,使技术性的指标能够提升上来,伴随基础性的实施标准,真正能够将自身的建设效果予以呈现,使浅层、中层、深层的土质加固技术捕捉好,为整体的加固办法的实施打好基础。
2.4加筋地基
将软弱土层进行相应剔除,将内部的土质进行相应的关注,对逐层铺设合成材料和砂石的相应加固进行运用,把握对持力层的填充与迎合的效果呈现出来,将岩土工程的埋设、地基承载力关注起来,使埋设钢筋的技术能够提升上来,把握基础性与全面性的建设技术的呈现力度,对加筋技巧与科学的预备实施能力强化起来,为软地基的全面建设提供良好的建设基础。
2.5静动态排水固结法
将改进的强夯法的夯击机进行相应应用,对排水固结法内部的排水体系进行相应融合,对含水量较高的软黏土地基进行相应的调整,为深层地基的建设标准调整事项提供较好的内容修改办法。一边建设,一边检测,将排水能力的标准化、先进化的固定法则进行融合,为公路工程的建设标准的建设打好基础。
3软土地基处理方法和技术实施研究
对土质状况了解清楚,使地基状况、公路等级、施工环境进行相应的关注,真正将内部与外部的建设能力提升上来,才能对相应的软土地基加固建设强化起来。
3.1地基状况研究
将土质条件进行相应研究,了解黏性土与砂性土的区别,才能找到相应的问题解决突破口,为软土结构的相应调整建设提供较大的帮助。对黏性土的加固方法就是要将扰动频率要小;对砂性土要采用挤实砂桩法,使振动压实的效果能够随着液化效果的全面提升而提升上来。将地基构成情况进行相应关注,将要将构造物的基础使用开挖填换法,对各种土层的处理办法进行相应调整,将配合性的建设标准呈现出来,并且将排水固定的建设内容也进行确立,把握准确的加固时间,使自己的建设力度能够提升上来,为加压实际效果的确立提供方便。
3.2公路等级要求道路性质
将设计性的建设标准提升上来,并且将平整度关注起来,为软地基的沉降处理措施的良好建立提供较好的基础。当公路的级别呈现出较低的情况时,就应该铺设简易的公路地面;地基沉降之后进行常规公路路面的铺设,已达到节约资金、提升建设技术的效果。对公路的宽度和高度进行相应的关注,对换填土的建设准则渗透进去,把握底部与上层的建设技术能够强化起来,为局部的环境建设保护与压重的效果呈现出来。
3.3公路施工环境研究
将公路施工的整体环境结合进来,对地基的噪声、震动效果能够关注起来,使地下水变化与多余的泥水散落情况把握起来,将软地基的建设效果能够强化起来,把握各种公路施工环境中的沉降、地基环境改造等多种信息的关注的效果提升上来,将高架桥、路桥、深层地基的建设环境掌握起来,将隆起或者工程底层的建设标准提升上来,把握技术性的基础建设效果的提升能力,使公路的整体环境能力能够强化起来。
4总结
将设计性的建设标准提升上来,对土质状况了解清楚,使地基状况、公路等级、施工环境进行相应的关注,真正将内部与外部的建设能力提升上来,对挤密法、反压护道法、顿图预压法、重锤夯实法、深层拌和法认识清楚,才能真正将正确的工作流程呈现出来。使自己能够在全面的建设过程中融合更加创新的技术,为软土地基的稳固建设技术的提升标准提升上来,为公路工程的全面建设强化提供更加创新的技术供应手段。
参考文献
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【关键词】:压密注浆技术;地基加固;工程;基础建设
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
1、前言
改革开放以来,随着经济的不断发展,工程建设中遇到的地基条件的情况也越来越多,地基基础加固处理的方法很多,压密注浆技术仅仅是其中的一种,其是指利用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液,注浆开始时浆液总是先充填较大的空隙,然后在较大的压力下渗入土体孔隙。随着土层孔隙水压力升高挤压土体,直至出现剪切裂缝,产生劈裂,浆液随之充填裂缝,形成浆脉,使得土体内形成新的网状骨架结构。浆脉在形成过程中由于占据了土体中一部分空间,加上土层内孔隙被浆液所渗透,从而将土体挤密,构成了新的浆脉复合地基,改善了土体的强度和防渗性能,同时也改变了土体物理力学性质,提高了地基的承载力。
2、压密注浆技术概述
根据作者多年的实践经验,并参考其它资料总结出压密注浆技术主要包含如下几种:第一,静压注浆法,静压注浆也叫做劈裂灌浆。其主要应用于软土地基中,在软土地基中进行静压注浆施工,是利用了劈裂作用机理。采用压力注入比重较大的水泥浆或水泥砂浆,在压力传递作用下,灌入的浆液沿地基应力场中的最小主应力面或弱应力分布区劈裂、延伸,所形成的浆脉状或不规则形状的凝结体,对周围土体产生挤压和密实作用,使土体的孔隙减小,压缩模量增加。浆液凝结体在土体中起到骨架作用,从而达到提高地基承载力,减少沉降变形的目的。静压注在施工时容易产生地面冒浆、串浆等现象,不易保证注浆加固效果,因此,为了规避这种情况,设计和生产时往往采用静压振冲注浆方案。第二,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进到土层的预定位置后,用高压设备把浆液或者是水以20~40 MPa 左右或更高的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲击切割土体,在切割土体的同时,钻杆以一定的速度向上提升,使浆液与土粒强制性的充分搅拌混合,在浆液凝固后,使其在地下形成一个固结体,在众多工民建筑的地基加固与防渗等方面得到了越来越多的应用。第三,复合注浆法,将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合就是复合注浆法,这能发挥两种注浆技术各自的优势。实际工程中先采用高压旋喷注浆成桩柱体,再采用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区。
3、高压喷射注浆法在地基加固中的应用
根据作者多年的实践经验,认为在高压喷射注浆法在地基加固工程中的应用过程中应注意如下几个方面的问题:第一,当喷射注浆管贯人土中,喷嘴达到设计标高时,即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后,随即分别按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求,提升喷射管,由下而上喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于l00mm。根据国内实际工程的应用实例,高压水泥浆液流或高压水射流的压力宜大于20MPa,气流的压力以空气压缩机的最大压力为限,通常在0.7MPa左右,低压水泥浆的灌注压力通常在1.0~2.0MPa左右。采用旋转提升喷射方式时,一般提升速度为0.005~0.25m/rain,旋转速度可取10 ~20 r/mi n。对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位,可采用复喷措施。第二,钻孔的目的是为将喷射注浆管插入 预定的地层中,钻孔方法视地层地质情况、加固深度、机具设备等条件而定。钻进深度可达30m以上,当遇到较坚硬的土层时宜采用地质钻机钻孔,一般在二重管和三重管旋喷法施工中,采用地质钻机钻孔。第三,钻孔完成后,应及时将喷射注浆管插入地层预定深度,插管与钻孔两道工序一般合二为一,但使用地质钻机钻孔完成后,必须拔出岩芯管,插入喷射管。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水、边插管,水压力一般不超过1MPa,压力过高易将孔壁射塌。第三,根据土质、土类、地下水等环境调整喷浆压力、流量、旋转提升速度等,自下而上喷射注浆。根据工程需要进行原位第二次喷射(复喷),复喷时喷射流冲击的对象为第一次喷射的浆土混合体,喷射流所遇阻力小于第一次喷射,有增加固结体直径的效果。第四,喷射的浆液与土搅拌混合后的凝固过程中,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,造成在固结体顶部凹陷,对地基的加固和防渗堵水极为不利。目前一般采用直接从喷射孔口注入浆液填满收缩空洞,或采用二次注浆的方法对固结体顶部进行第二次注浆。第五,高压泵压力偏低会造成喷射流破坏力较低而达不到处理效果, 可能的原因有高压泵性能不足、高压泵摆放距离过远、浆液管路泄漏等。若因高压泵性能不足,不能产生设计要求的压力,应立即更换高压泵;高压泵摆放距离过远,增加了高压胶管的长度,使高压喷射流的沿程损失增大,导致实际喷射压力降低,实际施工中,钻机与高压泵的距离不宜大于50 m;流量较大而压力偏低时,应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出注浆管,检查密封性能。第六,高压喷射注浆完毕后,或在喷射注浆过程中因故中断, 均可能产生加固地基与建筑物基础不密贴或脱空、桩体不连续现象。防止因浆液凝固收缩,可采用超高喷射( 喷射处理地基的顶面超过建筑物基础底面,其超高量大于收缩高度)、回灌冒浆或第二次注浆等措施。防止因喷射注浆中断导致的断桩,可在每次卸管及重新下注浆管时,保证停顿部位的搭接长度不小于100mm,以保证固结体的整体性。第七,在喷射注浆过程中,喷射冲击破坏土层所产生的部分细小土粒随一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解土层状况、喷射的大致效果和喷射参数的合理性等。根据经验,冒浆(内有土粒、水及浆液) 量小于注浆量20者为正常现象,超过20或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应措施。减小冒浆的措施有:一是提高喷射压力;二是适当减小喷嘴直径;三是加快提升和旋转速度等。出现不冒浆或断续冒浆时, 若系土质松软则视为正常现象,可适当进行复喷;若系附近有空洞、通道,则应不提升注浆管继续注浆直至冒浆为止,或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆。第八,不同的土层特性对喷射注浆固结体的直径、强度影响较大,实际工程施工中,宜根据不同土层深度和厚度及时调整喷射参数或进行复喷。第九,固结体不垂直。固结体不垂直会导致其承载力降低,更为严重的是使防渗堵水失败。固结体不垂直主要由钻孔不垂直引起,实际施工时,钻机就位应准确、稳固、垂直,引孔前,采用水平尺校正钻机垂直度,确保钻机就位偏差不大于50mm,垂直度偏差不大于1/100
4、结尾
压密注浆技术对于地基加固工程具有非常重要的作用,其具有适用范围广,施工简单,耐久性好等特点,决定了其必将具有非常广阔的发展前景。作为一名技术人员,应该在实践中不断学习,为提高地基加固工程的质量做出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《地基加固新技术》叶观宝等,机械工业出版社
【关键词】房屋建筑 软土地基 加固 处理技术
房屋是用于提供人居生活环境的建筑设施,也是保障社会群体生活水平的重要措施,成为了社会现代化改造的重点对象之一。新时期国家对房屋建筑提出了全新的质量标准,对各项结构性能指标均有了明确的规定,保障房屋建筑地基性能是改革的主要内容。为了解决传统地基层存在的病害问题,施工单位必须要做好详细地勘测与分析,及时拟定切实科学的的地基加固处理方法。
一、软土地基定义
经过长时间的实践与总结,我国建筑行业对软土层有了明确的定义,把软土层构造规定为:“主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。”从工程建造情况来看,软土层属于地质中十分特殊的现象,这种土层构造破坏了原有地质的稳定性,影响到了地面与地下结构的牢固性,若不及时处理则会危害整个建筑体系的功能状态。
二、软土地基对房屋结构的危害性
房屋建筑是解决人居生活问题的基本保障,兴建房屋可以解决社会群体的住房问题,无论是国家投资的政策性住房,或商业投资建造的商品房屋,都属于现代房屋建筑的范畴。从现有施工情况判断,房屋建筑正面临着不同的结构病害,软土地基作为特殊的地质构造,对房屋建筑产生了多方面的危害性。
(一)破坏承载。对于房屋建筑结构来说,地基是与地面建筑直接接触的构造,分为上面层、中面层、下面层,地基承载力大小决定了地面建筑的受荷载情况。调查显示,软土地段区域面层的受损率更高,上面层更为严重,大大破坏了房屋建筑的安全性。例如,软土路基造成房屋设施的整体性沉降,上面层裂缝的发生率高达50%-60%,对房屋墙体、顶层等结构产生了破坏。
(二)降低性能。软土地基引起房屋建筑病害次数越来越多,在地基结构中也具有多方面的破坏作用,是地基承载性能影响较大的因素之一。地基基层需保持良好的承载力、刚度,才能维持好房屋的承载状态。试验发现,软土地段基层面的抗冲刷能力、抗变形能力等较弱,受到外力作用容易产生异常变化,降低了地基结构的稳定性,长时间处于此种状态势必形成更多的风险。
(三)引发病害。混凝土地基是现代房屋常用的支撑结构,受软土影响而造成房屋受到温度、湿度等条件干扰,造成地基结构失去了固有的建筑性能。软土地段地质条件特殊,混凝土结构遇到含水量过大、温度过低等条件时,其结构性能则无法处于正常状态。例如,冬季低温条件下,软土地段地基的病害率更高,混凝土地基均出现不同程度的裂缝现象,这种裂缝会不断延伸至房屋表面。
三、房屋建筑软土地基加固处理技术
从上述分析情况,软土地基对房屋建筑产生了诸多的危害性,严重影响到了居住者的生活质量水平。针对传统房屋施工存在的不足,施工单位开始转变原有的施工方案,编制更加完整的房屋建造工艺。软土地基加固处理是不可缺少的方式,其需根据房屋建筑具体情况实施解决方案,保障了软土地基的综合性能。
(一)预压法。利用一定程度的堆载进行加固处理,改善了软土层构造的稳定性,有效增强了房屋建筑基础的抗海能力。该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载,促使地基提前固结沉降以提高地基的强度,施工填筑时宜采用分层分级施加荷载,以控制加荷速率,避免地基发生剪切破坏,达到地基强度慢慢提高的效果。
(二)搅拌法。在地基深处将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应,使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基,以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。水泥搅拌桩具有很强的牢固性,用其处理地基层是很有效的一种方式,对软土地段承载力加强很有帮助。
(三)垫层法。当软弱土层厚度不很大时,可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料,通常是渗水性好的砾料。例如,施工单位可换用新的土层,对软土采用换填石料的方式,改善了原有地基层构造的综合性能,这些都是保障房屋设施的可行性方案。
(四)强夯法。对于孔隙较大的地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基,可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是:土层在巨大的冲击能作用下,土中产生很大的压力和冲击波,致使土体孔隙压缩,使土中的孔隙水(气)顺利排出,土体迅速固结。此类方法需借助现场机械设备,利用高强度机械力作为冲压介质以加固土层。
(五)加筋法。对于沉降量不大的路堤,高路堤填土适当采用土工布垫隔,限制了软基和路基的侧向位移,增加了侧向约束。房屋建设改造过程中,使用加钢筋网、钢筋架等方式加固地基,从而降低应力水平,加强了路基刚度与稳定性,提高了路基的水平横向排水,使荷载均布。
四、结论
软土地基对房屋建筑具有多方面的危害性,施工单位需根据现场地质情况编制施工方案,严格控制软土地基对地面房屋产生的危害性。本次采用预压法、垫层法、加筋法、强夯法等,取得了良好的地基加固效果,维持了地面房屋建筑结构状态的稳定性。因此,未来房屋建筑工程处理软土地基,可根据上述方法合理地选择,以获得最佳的地基处理效果。
参考文献:
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[关键词]地基加固复合注浆应用研究
复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序上的结合,分别发挥两种注浆加固方法各自的优点,又可克服各自的技术和工艺缺陷的一种加固方法。
1 地基加固的复合注浆技术的特点
(1)复合注浆适用加固地层、加固工程范围广。
(2)复合注浆浆液扩散范围大,不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行置换加固,而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固,在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。
(3)复合注浆能定向定位,能形成连续的圆柱状的旋喷桩体,旋喷桩直径为400-1200mm,其注浆固结体顶部无收缩,与原基础混凝土或桩混凝土结合紧密,形成的单桩承载力较高。
(4)复合注浆钻孔施工口径较小,对既有建筑物基础和地面损害和扰动很小,可调节浆液凝固时间,施工期建筑物附加沉降小。经济可靠,且耐久性好。
(5)复合注浆施工简便,施工时直接在原基础承台下形成旋喷桩,不需开挖地面,对地面和基础破坏小,且施工时基本无噪音。
2 地基加固的复合注浆技术的施工方法
2.1 复合注浆施工前的准备
复合注浆法加固地基的效果好坏,关键在于能否按设计的方案进行施工。要注意做好施工前的现场调查和施工准备工作。
2.1.1 复合注浆法实施前的现场调查
复合注浆法在地基和桩基础加固中应用时,需在加固实施前对加固对象做必要的调查。
(1)地质条件及周围环境的调查。
调查通常指地质条件调查,但也包括地下埋设物、环境等各种调查项目,主要有:地层土质调查,防止实际施工中因土质浆差异,致使注浆效果发挥不好或粘土矿物与浆液发生化学反应等;地下水调查,测定调查孔的自然水位和实施渗水实验,求出渗透系数K;周边环境调查,如邻近建筑物基础及结构现状和工程地点周围的生活环境、道路状况等。
(2)对需加固的建筑物基础与上部结构现状进行调查
加固前应先对既有建筑物的基础和结构进行鉴定,以便得到一个较为准确的结论,主要工作有:
①详细了解建筑物地基基础和上部结构和管线设计施工资料和竣工图,了解建筑各部位基础的实际荷载。
②对主体结构进行检验:对上部结构进行裂缝调查,对其进行观测并记录,取样进行强度检测,对混凝土采用抽芯或回弹方式进行检测。
③对基础进行现场检验,通过开挖探坑验证基础类型、材料、尺寸及埋置深度,检查其损坏程度。
2.2.2 施工准备
(1)组织施工人员。
复合注浆法加固地基施工时,设备班需配备施工队长、工程技术人员、高压泵工、电工、修理工等。
(2)现场施工前准备。
施工前应组建队伍、清理施工场地、作好机械检修、布置好孔位及搭设工棚、备料等。
(3)确定施工程序。
施工程序一般为:钻孔、建立孔口灌浆装置、采用高压旋喷注浆法进行喷射注浆、利用孔口注浆装置封孔进行静压注浆、对孔进行封闭处理。
(4)根据设计选定复合注浆参数及浆液配方。
(5)配置复合注浆施工机械设备。
(6)确定复合注浆施工中常见问题的处理方案,明确施工质量检查的重点,同时注意作好注浆施工资料记录。
2.2 复合注浆技术的施工工艺
(1)复合注浆的工艺类型。
当前复合注浆的工艺类型主要有:单管法、二重管法、三重管法及多重管法等,这里主要介绍单管法复合注浆。
单管法复合注浆是利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴,置入土层预定深度后,用高压泵等装置,以大于20Mpa的压力,把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体,同时借助注浆的旋转和提升运动,使浆液与从土体中崩落下来的土搅拌混合。然后以大于是0.3~2.0Mpa的压力进行静压注浆,使浆液进一步扩散,经过一定时间凝固,在土中形成圆柱状固结体。
(2)复合注浆的成孔。
复合注浆的成孔包含两方面的内容:注浆钻孔和建立孔口注浆装置。
①注浆钻孔。
对既有建筑物地基进行加固时,先采用地质钻机钻穿既有建筑物原基础或承台,然后根据设计注浆深度要求和地质情况,选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。钻孔垂直度保证
②建立孔口注浆装置。
注浆钻孔施工完成以后,在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置需既满静压注浆要求又满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。孔口注浆装置可采用单管接头式或混合器式,单管接头式用于单液注浆,混合器式用于双液注浆。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在注浆孔口,采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。
(3)复合注浆的注浆方法。
复合注浆的注浆方法由高压旋喷注浆和静压注浆组成:
①高压旋喷注浆方式注浆。
孔口注浆装置埋设满足要求后,先采用高压旋喷注浆方式按设计规定的工艺参数进行注浆,将注浆管分段下入孔底,每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷注浆按从下而上的方式。为减小建筑物的附加沉降,旋喷一般采用单管旋喷注浆方式,下钻时尽量快速且尽量小压力小流量喷水,旋喷时不喷水而直接喷浆一遍,在底部和顶部需喷浆2遍。
②静压注浆方行注浆。
高压旋喷注浆结束后,利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆,扩大浆液的注入范围,防止旋喷固结体收缩增加旋喷体与原基础混凝土结合紧密性。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力,随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力,直至设计注浆量和注浆压力为止。
(4)复合注将的封孔。
静压注浆结束后,需对孔口进行封闭处理,防止浆液流出。若孔内浆液有流失需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。复合注浆顺序有时需根据实际情况进行调整,有时需采用先静压注浆后高压旋喷注浆的方式进行注浆。
3 应用研究
3.1 工程概况
焦作市某皮革厂厂房建筑面积约6000m2,双等跨式五层框架结构,为d480mm锤击沉管灌注桩上承台支承柱基础。工程竣工一年后发现砖墙砌体严重开裂,外墙窗角有严重的八字形裂缝,二层部分窗顶出现水平裂缝,必须进行加固处理。
3.2 事故原因分析
(1)外墙的裂缝形态呈八字型,二层外墙有少量水平向,裂缝主要分布呈对称分布,可以认为建筑物墙体裂缝主要是由于基础沉降差过大引起的。
(2)沉管灌注桩的上半部分位于松散状态的回填土中,平均达9.4米,占整个桩基平均深度的50%,该层回填土对桩基承载力和桩基沉降产生重大影响。回填土在工程竣工时尚未完成固结,导致沉管灌注桩沉降不均匀,引起上部结构开裂。
(3)桩基承载力验算。根据《建筑桩基技术规范》,考虑回填土的负摩阻作用,计算得原沉管灌注桩单桩竖向承载力设计值为294kN,而本厂房在满载作用单桩荷载均为500kN以上,导致厂房发生不均匀沉降以及沉降过大,引起厂房开裂。
3.3 地基加固设计与方案选择
(1)方案选择。
针对本工程特点,相对其它地基加固方法复合注浆法有以下优点:
①本工程有多桩承台,采用复合注浆法可直接在承台下形成高压旋喷桩并能与承台牢固衔接,承担上部荷载,成桩质量可靠。不需开挖承台,钻孔施工口径较小,对基础和地面破坏很小。浆液凝固时间可调,施工期附加沉降小。
②采用复合注浆法可能对本工程上部较厚的填土层进行注浆加固,消除原沉管灌注桩在填土层负摩阻力的影响。此外,复合注浆法对桩侧其它土层及桩底持力层均有加固效果,可较大地增加原沉管灌注桩的承载力,充分发挥原桩基承载力,节省加固费用。
经分析比较,选择采用复合注浆法进行加固处理。
(2)加固设计。
旋喷桩承载力计算:本工程复合注浆法采用先单管高压旋喷后静压灌浆方式,设计旋喷桩桩底持力层为地层的第四层一硬塑状粉质粘土层,旋喷桩长18-20米。经旋喷桩承载力计算并参照以往经验数据,旋喷桩单桩竖向承载力设计值取300kN。
3.4 加固施工方案及注浆参数
本加固工程复合注浆孔位均布置在柱下的承台上,与原沉管灌注桩相距50-100cm。孔位对称布置,使荷载分布均匀,施工时为防止对基础产生较大影响,均采用跳孔施工方法,同一承台上两孔施工间隔时间需三天以上。采用在原基础承台上钻孔并设立孔口注浆装置,然后在基础下直接进行高压旋喷注浆,旋喷注浆结束后再封住孔口进行静压注浆,静压注浆需进行1-2次,确保桩顶无收缩以及桩间土体得到加固。注浆采用425#普通硅酸盐水泥浆液,共加固基础承台33个,综合注浆共95孔。喷射施工时在桩底和桩顶各复喷2米,以扩大旋喷桩桩底和桩顶直径,增加端阻力和桩顶沉与承台接触面积。
高压旋喷和静压注浆采用以下参数进行施工:喷射泵压:20Mpa;提升速度:20cm/min;回转速度:约20r/min;静压注浆压力:0.5~1.0Mpa;浆液水灰比:喷射注浆1~1.1:l,静压注浆0.7~1.0:1。
3.5 复合注浆加固效果
加固结束28天后,对旋喷桩开挖3米检查,检查结果为旋喷桩与基础承台连接紧密,桩径达600mm以上。经对旋喷固结体进行抽芯检查,结果为桩身连续,桩与承台连接良好。本加固工程已使用多年,墙体和结构未出现裂缝,基础采用复合注浆法加固取得了良好的效果。
复合注浆是一种新型的基础加固技术,经工程实例检验,它具有良好的加固效果。
参考文献
[1] 叶观宝.地基加固新技术[M].北京:机械工业出版社,1999.
关键词:房建;地基加固;施工技术;探讨
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:
在房屋建筑飞速发展和建筑地基处理环境日益复杂的今天,正视目前房屋建筑施工单位在地基处理中,地基处理技术的运用情况,并采取一些科学、合理和有效的房屋建筑施工中地基处理新方法,有利于房屋建筑施工效率的提高,成本的降低和质量的保证,进而保证了整个房屋建筑工程的质量,能够带来良好的经济效益和社会效益。
1 房建地基设计的主要依据和基本要求
1.1设计时的主要依据
影响高层建筑地基设计的因素有很多,很复杂,如结构上的作用、岩土工程勘察资料、抗震设防要求、
上部结构类型、地下室层数、建筑竖向布置和水平布置(主楼与裙房)等,要依据这些因素全面分析地基设计的安全性、合理性及经济性。特别应该强点的是,岩石工程的勘察报告必须真实可靠。
1.2设计时的基本要求
高层建筑地基设计的要求比较严格、复杂,涉及的问题很多,如地基的稳定性,结构的整体稳定性,结构的整体抗倾覆能力,结构抗滑移能力,天然地基的竖向承载力,桩基的竖向承载力和抗震水平承载力,天然地基的变形计算、桩基的沉降计算和水平变位的设计,基础结构的承载力计算,基础结构的变形、抗裂、裂缝宽度的计算。特别要强调的是这些设计要求,一方面要在定性设计及概念设计方面满足要求,另一方面需要进行复杂的精确计算满足承载力和变形的要求,在计算广泛应用的今天,以变形控制设计地基是完全有可能的。
2 房建地基加固的几种有效技术
2.1设置沉降缝
2.1.1沉降缝的原理
沿高层建筑主、裙楼交接处设沉降缝。沉降缝自上而下(基础也要断开)将主楼和裙楼分隔成各自独立的结构单元,相邻结构单元之间的差异沉降并不相互影响,不会由此产生结构内力。
主楼的沉降量一般要比裙楼的沉降量要大,基础施工前可先分别估算主楼单元及裙楼单元各自的沉降量,在施工时适当调高主楼楼面相对高度和适当高低裙楼楼面相对高度,使两者在经历了整个沉降过程后变为一致。
2.1.2沉降缝的构造
沉降缝的宽度一般为100mm,并且应符合沉降缝的要求。有盖板覆盖,缝顶处要覆盖密实,防止雨水渗入。
2.1.3沉降缝的优点
沉降缝的优点在于设计思路简单,无需考虑抵抗不均匀沉降引起的结构内力。
2.2设置施工后浇带
2.2.1施工后浇带的原理
后浇带的位置通常设在主楼和裙楼交接处附近结构受力较小的部位(如梁、板的反弯点处)。在分别浇筑主楼和裙楼主体单元时,从基础梁到上部结构的梁和板都预留出施工后浇带,待主楼和裙楼的主体分别完工后,再用膨胀混凝土将两部分连接起来,使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。
2.2.2施工后浇带的构造
后浇带宽度一般为700~1000mm,实践中较多采用1000mm。后浇带处钢筋可断也可不断。后浇带一般做成企口式,无论何种形式,后浇带在补浇混凝土前必须凿毛并清理干净。后浇带从预留到浇筑的时间当然越长越好,但为了施工期间不影响设备安装,一般不应少于40天,最宜60天。
2.2.3施工后浇带的填充
后浇带的填充材料宜采用浇筑水泥、微膨胀水泥或普通水泥加铝粉等配制的混凝土。当施工现场缺乏这类水泥时,也可采用普通水泥混凝土,但要求混凝土强度等级比原来高一级,潮湿养护不少于15天。
2.2.4施工后浇带的优点
施工浇带的优点就是在于完全解决了设缝的弊端。
2.3设置CFG桩
2.3.1CFG 桩根据本场地的工程地质条件, 设计要求如下
(1)桩径为400mm, 等边三角形布桩, 桩心距为1. 3m, 基础外缘每边不少于一排护桩。
(2)桩长平均为17m, 以残积粉质粘土作持力层, 进入持力层1m 以上。
(3)施工桩顶标高为-6.9m( 完工后需挖掉桩头1m) 。基础下铺设30cm 厚砂石垫层。
(4)设计桩身强度为C18。
(5)处理后复合地基承载力标准值!400kPa。
(6)设计布桩972 根, 置换率约10%。
(7)搅拌好的混合料坍落度为3~5cm。
(8)成桩时拔管速度为1.2~ 1.3m/ min。
2.3.2 CFG桩的施工
施工机械为DZ- 55 型振动沉管打桩机, 采取连续施打方式成桩, 桩长以贯入度控制为主, 桩底标高控制为辅。
2.3.3施工工艺
(1)桩机进入现场, 根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度, 并进行设备组装、调试。
(2)放线布设CFG 桩桩位。
(3)桩机就位, 调整沉管与地面垂直, 确保垂直度偏差 1%。
(4)启动马达沉管到符合设计要求的深度标高, 停机。
(5)沉管过程中做好记录, 每沉1m 记录电流表的电流一次,并对土层变化予以说明。
(6)停机后立即向管内投料, 直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌和, 拌和时间!2min。加水量按坍落度3~ 5cm 控制, 成桩后浮浆厚度 15cm 为宜。
(7)沉管拔出地面, 确认成桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘性土封顶, 然后移机进行下一根桩的施工。
(8)施工过程中, 抽样做混合料试块, 一个台班做一组(3块) , 试块尺寸为15cm*15cm*15cm, 用作测定28 天后的抗压强度。
(9)施工过程中应随时做好施工记录, 并在成桩过程中随时观察地面升降和桩顶上升。
2.4设置土工加筋
2.4.1土工加筋设计要点
主楼和裙楼地基为整体基础, 砂石垫层中加筋的主要作用是加强垫层的稳定性, 减少地基因承重不均而产生变形,发生不均匀沉降。
2.4.2土工加筋施工程序
基底处理一加筋带测量定位一铺压第一层砂石垫层一铺设土工筋带一铺压第二层砂石垫层一重复铺筋带、铺压砂石垫层至完成设计要求。
2.4.3土工加筋施工工艺
基底处理一筋带测量定位, 标高测量一铺填第一步砂石垫层一碾压至要求的干密度一铺中粗砂一铺土工加筋带并固定一接头和交叉点固定U 形钢钉一铺中粗砂一铺填第二步砂石垫层一碾压至要求的密度一重复上述工艺直至完成设计要求的加筋层数和垫层厚度。
3 结束语
高层建筑地基是高层建筑结构体系最重要的组成部分,它涉及到整个高层建筑结构安全与经济等重大问题。目前,我国现存着很多高层建筑密集,地震烈度高,工程地质差等的大城市,高层建筑的体型也日趋复杂。所有这些因素,都给高层建筑地基的合理设计,尤其是优化设计增加了难度。因此我们要从以往的设计经验中总结经验,来设计出加固的高层建筑地基。上述几种处理高层建筑地基加固的施工方法,各自有自己的优点,在实际工作中应采何种方法较为合理,要因事制宜,要根据地质条件、经济成本、工期等因素综合考虑。只要考虑得当,总会选出最佳的处理方案的。
参考文献:
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[2] 王凤亮.房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J].现代装饰(理论),2011,(02).
[3] 罗信哲.探析房屋建筑工程软地基处理[J].科学之友,2012,(06).
[4] 唐颖栋,曹云锋,侯小平,牛明雷.地基处理技术综述[J].低温建筑技术,2011,(04).