
基礎加寬技術適用于既有建筑物的地基承載力或基礎面積尺寸不滿足設計要求時的加固。基礎加寬的費用較低,施工也較方便,有條件時應優先考慮,除非周圍場地限制或基礎埋置深,對周圍環境影響較大,要開挖大量土石方,直接導致加固費用增加等原因不宜采用此技術。基礎加寬應重視加寬部分與原有基礎部分的連接,對剛性基礎加寬后應滿足剛性角要求,對柔性基礎應滿足抗彎要求。當既有建筑物的基礎產生裂縫或基底面積不足,可用混凝土套或鋼筋混凝土套加大基礎。基礎底面積擴大對原基礎的抗沖切和底板的抗彎能力產生不利影響,需使加寬后的基礎抗沖切承載力和底板抗彎承載力滿足設計要求,基礎底面積擴大后也需要重新復核。如果復核結果不滿足要求,則需要在增加底面積的同時增加截面高度。
1.2 加寬形式
當原條形基礎承受中心荷載時,可雙面加寬;單獨柱基,可在基礎底面四邊擴大加固;原基礎受偏心荷載或受相鄰建筑物基礎條件限制時,沉降縫處的基礎或為不影響建筑物正常使用時可用單面加寬基礎方法。
1.3 注意事項
為使新舊基礎連接牢固,在灌注砼前應將原基礎鑿毛刷洗干凈,再涂一層高強度水泥漿或涂砼界面劑,沿基礎高度每隔一定距離設置錨固鋼筋。當采用鋼筋砼套加固時,加寬部分的主筋應與原基礎內主筋相焊接;也可在墻腳或圈梁鉆孔穿鋼筋,再用環氧樹脂填滿,穿孔鋼筋必須與加固筋焊牢;對加套的砼或鋼筋砼的加寬部分,其地基上鋪設的墊料及其厚度應與原基礎墊層的材料和厚度一致,使加套后的基礎與原基礎的基底標高和應力擴散條件相同和變形協調;對加寬部分基礎應按長度1?5m~2?0m劃分成若干單獨區段,分別進行分批、分段、間隔施工,絕不能在基礎全長范圍挖成連續的坑槽和使全長范圍地基土暴露過大,以免導致地基土浸泡軟化,使基礎產生很大的不均勻沉降;為了不擾動原基礎,新加基礎的深度不宜**過原有基礎,一般與原基礎相同。
2.基礎托換法
當原地基持力層的工程性能較差,通過加大原基礎截面無法滿足要求時,可改變基礎持力層,將全部荷載或部分荷載通過豎向構件傳遞到好土層。
2.1 墩式托換技術
墩式托換技術是通過在原基礎下設置墩式基礎,使基礎坐落在較好的土層上,以滿足承載力和變形要求,費用低、施工簡便,施工期間仍可使用建筑物。但是施工工期較長,對被托換的建筑物將會產生一定的附加沉降。施工步驟可按下面進行:在貼近被托換的基礎側面,人工開挖一個長1.2m、寬0.9m的豎向導坑,并挖到原有基礎底面下1.5m處;將導坑橫向擴展到基礎的正下方,并繼續在基礎下面開挖到所有要求的持力層標高;采用現澆砼澆筑開挖出來的基礎下的挖坑體積。在距原有基礎底面80mm處停止澆筑,養護一天后,再用摻人膨脹劑和速凝劑的干稠水泥砂漿填入基底空隙;用同樣步驟,再分批、分段地挖坑和澆筑墩子。
2.2錨桿靜壓樁托換技術
錨桿靜壓樁是利用建筑物的自重,先在基礎上埋設錨桿,借錨桿反力,通過反力架用千斤頂將預制好的樁逐節壓入在基礎中開鑿出來的樁孔內,當壓樁力達到(1.5~2)倍荷載時便可以認為已滿足樁的設計要求,然后澆灌C30早強微膨脹砼,將樁與基礎連在一起,當砼達到強度后,該樁便可立即承受荷載。適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土和人工填土等地基上。錨桿靜壓樁鋼筋砼樁宜采用方形,其邊長為200 mm~350mm,樁長宜為1.0m~2.5m,樁身砼強度等級不應低于C30,樁內主筋按計算確定,在構造上當方樁邊長為200mm時,不宜少于4Ф12;當邊長為300mm時,配筋不宜少于4Ф16。有時在重要的加固工程中,為了提高單樁承載力,也可選用鋼樁。
2.3樹根樁托換技術
樹根樁是一種小直徑一般為150mm~300mm的現場灌注鋼筋混凝土樁。在鋼套座的導向下用旋轉法鉆進,在托換工程中往往要鉆穿原有建筑筑物的基礎進入地基中直至設計標高,清孔后下放鋼筋1根到數根,視樁徑而定,同時放入注漿管,再用壓力注入水泥漿或水泥砂漿而成樁。樹根樁一般為摩擦樁,樁是與地基土共同承擔上部荷載的,樁與土形成復合地基。可運用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基上既有建筑的修復和增層,建筑的整修、巖土邊坡穩定加固,地下鐵道的穿越等加固工程。樹根樁施工簡單靈活,所需施工場地較小,施工時噪音和振動小,適合于對公害控制嚴格的市區作業;樁孔孔徑小,對基礎和地基土幾乎都不產生附加應力,施工時對原有基礎影響小,也不干擾建筑物的正常使用;能穿透各種障礙物,適用于除粒徑較大的卵石層以外的各種類型的土層,既能在水位以上干作業成孔,也可在有地下水的情況下成孔成樁。樹根樁樁的布置可采用直樁型或網狀結構斜樁型;直徑宜為150mm~300mm;樁長一般宜**過30m;樁身的硅強度等級不應低于C20,鋼筋籠外徑宜小于設計樁徑40m~60m,主筋不宜少于3根,對軟弱地基,主要承受豎向荷載時的鋼筋長度不得小于1/2樁長;主要承受水平荷載時,應全長配筋。
3.地基加固技術
3.1高壓噴射注漿施工法
高壓噴射注漿施工法,是利用鉆機把帶有噴嘴的注槳管進入土層的預定位置,用高壓設備把漿液或水以20一40MPa的高壓從噴嘴中噴射出來,沖擊破碎土體;同時,噴嘴按一定的要求移動,使槳液與土攪拌混合形成水泥土體,待其凝固后在土中形成的固結體。適用于既有建筑物地基承載力不足,或地基變形偏大,特別是產生過大不均勻沉降時。施工工序是:土方開挖→鉆機就位→鉆進引孔→漿液配制→噴射注漿→沖洗→回灌補漿、樁頭處理、浮漿處理→土方清底、裁樁、褥墊層及后續工序。
3.2灌漿加固法
灌漿加固法是把某些能固化的漿液注入土體孔隙或石裂隙中,將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體,以提高土的物理力學性能及水理性能。運用于砂土、粉土、粘性土或人工填土等地基加固,一般用于防滲堵漏,提高地基土的強度和變形模量以及控制地層沉降等。該法施工時不饒動、不破壞原地基土結構,無須大型的機械設備,是加固舊房地基的一種值得優先考慮的方法。此法所用的漿液應流動性好、泌水性小,并具有一定硬化強度和穩定性。但由于水泥漿的析水性大、凝固慢、穩定性較差,一般只適用于灌注礫石或孔隙大于0.2~0.3mm的地基土中。
當工程結構的荷載較大,地基土質又較軟弱(強度不足或壓縮性大),不能作為天然地基時,可針對不同情況,采取各種大工加固處理的方法,以改善地基性質、提高承載力、增加穩定性減小地基變形和基礎埋置深度。地基加固的原理是:“將土質由松變實,將土的含水量由高變低”,即可達到地基加固的目的;工程實踐中各種加固方法,如機械碾壓法、重錘夯實法、擠密樁法、化學加固法、預壓固結法、深層攪拌法等都是基于此加固原理。在擬定地基加固處理方案時,應充分考慮地基與上部結構共同工作的原則,從地基處理、建筑、結構設計和施工方而都應采取相應的措施進行綜合治理,其具體的措施有:改變建筑形體,簡化建筑平而;調整荷載差異;合理設置沉降縫;采用輕型結構、柔性結構;加強房屋的整體剛度,如采用橫墻承重方案或增加橫墻,增設圈梁,減小房屋的長高比,采用筏式基礎、筏片基礎、箱形基礎等;對基礎進行移軸處理,當偏心荷載較大時,可使基礎軸線偏離柱的軸線;施工中正確安排施工順序和施工進度;對軟土地基則應放慢施工速度,以便使地基能排水固結,提高承載力。否則,施工速度過快,將造成較大的孔隙水壓力,甚至使地基發生剪切破壞。
二、地基處理方法
1、樁基礎處理法
我國樁基礎的大規模應用與發展主要在新中國成立以后,特別是在**以后,樁基礎的發展進步突飛猛進,無論是樁型創新還是施工工藝進步,無論是應用的廣度還是研究的深度,都是**的。目前樁基礎形式多種多樣,適用性和實用性也大不相同,作為地基處理技術中較重要的組成部分,對其的推廣研究是非常重要的。
1.1土樁及灰土樁
土樁及灰土樁是由樁間擠密土和填夯的樁體組成的大工復合地基,在我國華北和西北地區有廣泛應用。土樁及灰土擠密樁是在基礎底而形成若干個樁孔,然后將土或灰土填入并分層夯實,以提高地基的承載力或水穩性。土樁及灰土樁適用于處理地下水位以上,深度5m一15m的濕陷性黃土或大工填土地基。土樁主要適用于消除濕陷性黃土地基的濕陷性,地下水位以下或含水量**過25%的地基土,不宜采用該樁基處理方法。
1. 2砂樁
砂樁也稱為擠密砂樁或砂樁擠密法。其定義是指用振動、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后再將砂擠入土中,形成大直徑的密實砂柱體的加固地基的方法,砂樁屬于散體樁復合地基的一種。砂樁法適用于擠密松散砂土、粉土、薪性土、素填土、雜填土等地基。對飽和薪土地基對變形控制要求不嚴的工程可采用砂樁置換處理,砂樁還可用于處理可液化的地基,而在用于飽和薪土的處理時,較好是通過現場試驗后再確定是否采用。
1.3水泥粉煤灰樁
水泥粉煤灰樁由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高薪結強度樁,和樁間土、褥墊層一起組成復合地基,該法的適用范圍很廣,在砂土、粉土、薪土、淤泥質土、雜填土等地基均有大量成功的實例。獨立基礎、條形基礎及筏基都有應用。對淤泥質土應按地區經驗或通過現場試驗確定其適用性。該法具有適用性廣、承載力提高幅度大、施工簡便、工期短等優點。
1.4混凝土樁
混凝土樁分為普通鋼筋混凝土樁和預應力混凝土樁兩類,其施工工藝有兩種類型:擠土類樁及非擠土類樁,擠土類的有沉管灌注樁(現澆,沉管方法有靜壓、振動、錘擊等)、預制樁(普通鋼筋混凝土、預應力混凝土);非擠土的一般均為現澆,有大工挖孔樁、沖(鉆)孔灌注樁等。混凝土樁應用而廣,很多地基土處理中都適用,而且施工工藝簡單,可操作性較強,樁體強度較高,耐久性良好,被現在各種工程建設中廣泛使用。
2.換土墊層法
換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高淺基礎下的地基承載力,滿足地基穩定性的要求,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防比凍脹和消除膨脹土的脹縮。當建筑物基礎下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結構荷載對地基的要求時,常采用換土墊層來處理軟弱地基。換土墊層法是將基礎下一定范圍內的土層挖去,然后回填以強度較大的砂、碎石或灰土等,并夯實至密實,它可有效地處理荷載不大的建筑物地基問題。換填法處理地基時換填材料所形成的墊層,按其材料的不同,可分為砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層和干渣墊層等。
3、預壓法
預壓法適用于處理各類軟弱地基,包括天然沉積層或大工沖填的土層,如沼澤土、淤泥、淤泥質土以及水力沖填土等。預壓法是在建筑物建造之前,在場地內堆土或其他重物,對地基進行預壓,使地基在預壓荷載作用下排水固結,在地基強度提高到符合要求后,就卸除荷載,然后按照設計要求修建建筑物,或者利用建筑物本身的荷載分級施加進行預壓。根據預壓方法,預壓法可以分為堆載預壓法和真空預壓法。堆載預壓法分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度**過4m時,應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程,必須在地基內設置排水豎井。堆載預壓法處理深度一般達l0m左右,真空預壓法處理深度可達15m左右。
4、強夯法
強夯法亦稱動力固結法,適用于處理雜填土、碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土以及濕陷性黃土等地基。強夯法是將機械能轉化為勢能,再由勢能轉化為動能,即夯擊能,在重錘落地的一瞬間,能對土體產生強大的沖擊波,可提高土體強度,降低土的壓縮性,起到改善砂土的振動液化性和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。實踐證明,經夯擊后的地基承載力可提高2倍一5倍,壓縮性可降低200%一500%影響深度在l0m以上。同時,夯擊還能提高土層的均勻程度,減少將來可能出現的不均勻沉降。強夯法主要用來提高土的強度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。工程實踐表明,強夯法加固地基具有使用經濟、施工簡單、加固效果好等優點,因而被各國工程界所重視。其缺點是施工時噪聲和振動較大,一般不宜在大密集的城市內使用。
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