
地基處理的目的?
在建筑工程中,地基處理是一項關(guān)鍵性步驟,建筑物的工期、造價以及穩(wěn)定性與耐用性直接取決于地基的基礎(chǔ)以及地基的處理技術(shù)。地基是指基礎(chǔ)下面承受建筑物全部載荷的那部分土層.地基的種類很多,一般可分為天然地基和人工地基兩種.當(dāng)?shù)鼗捎诜€(wěn)定性以及壓縮性等因素而不能滿足設(shè)計方案要求時需要對其進行處理,以增加其強度和穩(wěn)定性,盡量避免地基變形等情況的出現(xiàn)。?
一般天然地基是指那些自身硬度符合建筑要求標(biāo)準(zhǔn)、*人工加工的地基。主要包括巖石地基、碎石地基以及沙石類地基。人工地基則是需要人工加固的地基,包括一些軟弱土地基淤泥、雜填土、松散粉砂及粉塵等;還包括一些山區(qū)地基、凹陷性黃土地基等不良地基。?
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2地基處理的主要方法以及其主要適用范圍?
?地基處理的方法有很多常用的主要有深層攪拌法、強夯法、換填法、預(yù)壓法和振沖法。其每種方法都有其自身的優(yōu)越性與局限性,具體應(yīng)用時應(yīng)結(jié)合工程要求、施工材料、施工機具以及施工地點等方面綜合考慮。?
2.1?深層攪拌法?
深層攪拌法的原理是通過深層攪拌機械,利用水泥、石灰石等固化劑將深層的淤泥軟土等地質(zhì)進行固化,使其具有一定的硬度、水穩(wěn)定性與形態(tài)。軟土是指河流、湖泊、谷地等沉積的細沙土粒,具有觸變性、高壓縮性、低透水性、不均勻性等特點。房建工程對地基要求較高尤其是軟土地基,如若施工不當(dāng)將造成不可估量的損失。采用深層水泥攪拌樁將地基固化從而增加了軟土地基的承載力。深層石灰樁攪拌更適合于塑性要求高的軟粘土地基,由于其固化能力優(yōu)越于水泥。?
2.2?強夯法?
強夯法,又名動力固結(jié)法或者是動力壓密法。其原理是利用物理中力的作用,將幾噸甚至幾十噸的重錘從十幾米甚至幾十米的高空中落下給地面一個強力夯擊,并反復(fù)多次的方法。其主要目的是增強地基的硬度并降低其壓縮性。強夯法在使用前應(yīng)選取幾個試驗點進行實驗性施工,適用于處理碎石土、沙土、低飽和度粉土、粘性土等,對軟土地基效果不明顯。?
強夯法實施時應(yīng)注意以下幾點:1?兩邊夯之間留有一定的時間間隔,其取決于當(dāng)?shù)氐鼗乃疂B透性強弱。2?其夯擊的位置要根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型來進行合理的布置。3?夯擊的力度應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐某休d負(fù)荷建筑的結(jié)構(gòu)要求以及處理深度綜合考慮,并通過現(xiàn)場試驗確定。4?夯擊處理的范圍應(yīng)大于建筑物的基礎(chǔ)范圍。5?根據(jù)初始確定的夯擊參數(shù)來制定強夯法方案,*一次夯擊結(jié)束一周后在進行現(xiàn)場考察實驗。?
2.3?托換法?
該方法是以已有的建筑物為基礎(chǔ)進行加固、維修等,或是周圍需要新建工程而影響到已有建筑物的安全。包括樁式托換法,即采用樁的方式進行托換,主要適用于飽和的黃土地基、軟弱的粘土還有松散的沙土等;灌漿托換法,利用大氣壓或液壓采用一定的裝置將一些化學(xué)物質(zhì)注入土壤中,使其固化,增加其承受力并且可以防滲堵漏。根據(jù)其化學(xué)物質(zhì)成分的不同可以分為水泥灌漿和堿液灌漿法,其主要適用于有建筑物的地基或是松散的沙土、雜填土等地基;灌漿法、加大基礎(chǔ)托換和坑式托換法三種又合成基礎(chǔ)加固法,主要適用于已有建筑物基礎(chǔ)支撐不足。?
2.4?土或灰土擠密法?
土樁擠密法主要用以消除地基的濕陷性,而灰土樁擠密法則主要用于提高土地承載力,維持其水土穩(wěn)定性,其主要適用于濕陷性黃土、填土等地基。?
2.5?預(yù)壓法?
?預(yù)壓法主要包括兩種類型,堆載預(yù)壓法,即在施工前在現(xiàn)場堆壓重物進行預(yù)壓以此來增加地基硬度,增強其承載負(fù)荷。另外一種方法是真空預(yù)壓法,一般能產(chǎn)生78kPa_92kPa負(fù)荷,其常常與堆載預(yù)壓法聯(lián)合應(yīng)用來增大壓強,但是其加固深度不**過20米。?
2.6?換填法?
換填法,顧名思義即將基礎(chǔ)地面以下的軟土,粘土等地質(zhì)全部挖空,然后分層填充碎石、沙粒,灰土、礦渣粉質(zhì)粘土等其他硬度較強的材料,并夯實至所需要的密度、硬度,以增加其城中負(fù)荷和抗腐蝕性,主要適用于軟質(zhì)粘土、淤泥、雜填土地基和暗溝。對于一些內(nèi)部存在古墓、古井或者其他重要建筑物的地基可采用局部的換填法,施工時應(yīng)綜合考慮深度,以及施工難度,施工資金等。?
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地基處理是建筑工程技術(shù)中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié),地基處理的技術(shù)的好壞直接決定建筑的質(zhì)量和適用壽命,建筑過程中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡鼗愋停ㄖ桨福约凹夹g(shù)裝備力量綜合考慮,較終來確定一種適宜的地基處理方法。?
建筑物的地基處理及加固是一項非常重要的施工作業(yè),通過這一施工我們可以有效地**建筑物的使用質(zhì)量。但是,加固技術(shù)本身就比較多,如何選擇較合適的方法將直接影響我們的加固質(zhì)量。本文對不同方法的特點及應(yīng)用范圍進行分析并探討了樹根樁法的技術(shù)要點,將給這一工作起到很好的指導(dǎo)作用。?
? 2、相關(guān)概念概述?
所謂地基,主要指的是受到建筑物的荷載影響,處在建筑物的基礎(chǔ)下面的那部分地層。建筑物在建造的時候,如果沒有對天然土層加固就將基礎(chǔ)建在之上,我們將這種地基稱之為天然地基;反之,如果天然地基的強度滿足不了我們建筑物的要求,則建造基礎(chǔ)之前應(yīng)對地基進行一些加固的工作,而這種加固的方法就是加固處理,經(jīng)過處理后的地基就是人工地基。?
3、建筑地基處理及加固的主要方法?
在我們建筑物施工的過程中,有很多地基處理及加固技術(shù),每一種技術(shù)都有其*有的特點,因此,了解這些方法的原理及范圍將給我們的工作帶來很大的指導(dǎo)效果。?
(1)強夯法?
所謂強夯法主要是指通過巨大的夯擊來促進深層土液化及動態(tài)結(jié)固,經(jīng)過這種處理的土體將會更加的密實,而且能夠?qū)Φ鼗某休d力進行有效地提升。另外,這種方法在減少沉降,消除土的脹縮性、濕陷性以及液化性方面也有很好的效果??傮w來說,這種施工方法具有速度快、施工質(zhì)量容易控制,性價比高的特點。?
但是,強夯法比較適用于填土、碎石土比較松散或者粉土、粘性土飽和度比較低的情況,針對淤泥和淤泥質(zhì)土,這種加固方法的效果一般不太理想。另外,由于施工的過程中振動及噪音都比較大,所以會給周邊帶來較大影響。此外,由于這一施工方法埋深比較大,所以填料很難穿透軟弱層。?
(2)深層攪拌法?
這種方法主要是通過深層攪拌機把原土及水泥漿進行原位拌合,產(chǎn)生復(fù)合增強體,進而起到了提升承載力、防治滲漏以及增加穩(wěn)定性的效果。這種加固方法應(yīng)用的地基多屬于固結(jié)淤泥、粉土、粘性土、淤泥質(zhì)土以及沒有流動地下水的飽和松散砂土等情況。?
(3)排水固結(jié)法?
排水固結(jié)法的施工原理主要是經(jīng)過對垂直排水井的布置起到改善排水條件的效果。具體的施工過程中多會使用抽氣、加壓、抽水以及電滲的方式,它可以有效提升基土固結(jié)以及強度增長的速度,對基土的穩(wěn)定性也有很好的提升效果,此外,通過這種方法還可以提前完成沉降。排水固結(jié)法的適應(yīng)范圍主要是沖積土地基以及厚度比較大的飽和軟土。?
(4)高壓旋噴法?
這種方法主要是將高壓噴射機械鉆到*位置以后進行加固漿的高壓噴射來實現(xiàn)土體及加固漿液的混合,進而形成復(fù)合增強土體,較終起到加固的作用。這一類加固方法較多的應(yīng)用在淤泥質(zhì)土、淤泥、碎石土、砂土以及填土等地基。在我們施工的過程中,如果土中存在較多大粒徑塊石、植物根莖等情況,則需要在施工之前做好現(xiàn)場試驗,并根據(jù)試驗結(jié)果對使用程度進行確定。另外,當(dāng)利用這一施工方法的時候,如果水泥漿冒出的流失量比較大,我們則應(yīng)對這些流失量進行利益。?
(5)樹根樁法?
所謂樹根樁,主要是指樁徑為?70mm到250mm、長徑比不小于30、使用螺旋鉆成孔、強配筋及壓力注漿工藝成樁的鋼筋混凝土就地灌注樁,它也被我們稱之為小直徑鉆孔灌注樁或者鉆孔噴灌微型樁。這種方法在應(yīng)用的過程中,樹根樁既可以是單根的也可以是成束的,既可以是傾斜的也可以是垂直的。應(yīng)用的過程中,樹根樁經(jīng)常會和原基礎(chǔ)進行相連,這樣就可以把部分荷載傳至深部的土層,進而有效地提升了地基的承載力,很好的起到了控制沉降的效果。?
4、工程實例?
4.1工程概述?
本研究所選的工程為一八層框架結(jié)構(gòu)商品樓,此樓在經(jīng)過幾年的使用之后,出現(xiàn)了墻體裂縫的現(xiàn)象,而且大部分裂縫為斜向裂縫,部分是八字形裂縫及水平向裂縫。在對這些裂縫進行初次的處理之后,整體效果并不好,而且裂縫呈現(xiàn)出繼續(xù)發(fā)展的態(tài)勢,其中較大的寬度已經(jīng)達到了3mm。?
為了找出裂縫出現(xiàn)的原因,我們使用了回彈法對圈梁和構(gòu)造柱混凝土的強度進行檢測,并對粘土磚進行現(xiàn)場取樣在實驗室進行抗壓試驗,通過砂漿強度檢測儀對砌體砂漿強度進行了檢測,質(zhì)檢報告顯示此樓施工的過程中混凝土強度、砂強度以及粘土磚強度都是符合要求的,這就說明墻體開裂不可能是因為上部主體結(jié)構(gòu)強度不足所導(dǎo)致的。而由于這一樓平面的設(shè)計整體呈現(xiàn)出不規(guī)則的形態(tài),因此,出現(xiàn)問題的主要原因很可能是基礎(chǔ)在折彎位置出現(xiàn)了基礎(chǔ)不足的情況,進而導(dǎo)致了柱基不均勻沉降,所以,我們選擇了樹根樁技術(shù)對其進行加固。?
通過對該地基的設(shè)計資料進行查閱,得知這一工程基礎(chǔ)部分的持力層是淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,原設(shè)計估算地基承載力特征值?f=150kPa,而補(地)勘地質(zhì)資料顯示的該層土的地基承載力設(shè)計值?f=100kPa~120kPa,驗收得出的基礎(chǔ)基底壓力設(shè)計值?P=105kPa~140kPa?,所以導(dǎo)致了部分地基強度不足,而我們的工程的目標(biāo)就是通過樹根樁加固技術(shù)滿足承載力方面的需求。?
4.2施工工藝?
根據(jù)我們查閱的資料及相關(guān)考察,本工程適合使用樹根樁壓力注漿法,施工工藝為:?
(1)卸荷,加固前應(yīng)對所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。?
(2)放線布設(shè)樁位,主要是利用施工圖紙進行測量放樣,進而對樁位進行確定。?
(3)成孔,在這個工作中要對準(zhǔn)孔位,并對鉆機進行調(diào)整,確保達到設(shè)計深度。?
(4)清孔,注意清孔的過程中要上下串動鉆具,**清孔的效果。?
(5)鋼筋籠吊放及布置。主要工作是將鋼筋籠放到孔中,本工程中主筋為?4Φ12,箍筋是<6@400。?
(6)吊入注漿管,在本工程中使用的注漿管為?PVC?管,孔口低于注漿孔口150mm。?
(7)投填骨料,主要是吧粒徑為10mm~20mm的碎石投到孔中,這個過程中注意要輕擊籠筋。另外,這個過程中還要注意注入清水的工作。?
(8)注漿,本工程所選的水泥是硅酸鹽水泥,級別為?42.5。另外,施工的時候選擇的是水灰比為?0.45?的?1∶3?水泥砂漿,工作的壓力為0.3MPa~0.5MPa。?
4.3質(zhì)量控制?
施工質(zhì)量將會給承載力帶來較直接的影響,因此,我們要注意一下措施:?
首先,在施工的過程中,技術(shù)人員要對每一道工序進行驗收,比如樁位布設(shè)、鉆機就位以及套管安放等。?
其次,要避免底部沉渣太厚的現(xiàn)象,對于清孔,我們要徹底。?
*三,成孔之后,鋼筋籠的吊放、注漿管的投入以及骨料的填投要盡快,確保中間沒有間斷。對鋼筋籠進行加工的時候,要符合設(shè)計的要求。另外,對要**鋼筋籠的垂直,并避免下掉或者上竄的問題。注漿的時候要對其進行輕搖,使骨料密實,要對樁*分進行振搗,避免出現(xiàn)蜂窩問題。?
*四,對泥漿進行灌注的時候,要結(jié)合具體的情況使用減水劑及早強劑。另外,這個過程中還要對壓力及流量進行控制,**漿液的均勻上冒。初次注漿的時候要使?jié){液至樁**冒漿,然后根據(jù)具體情況進行二次注漿。一般來說,注漿量為樁體積1.5?倍。?
*五,為確保加固的效果,我們要做好樹根樁及上部結(jié)構(gòu)的連接。?
最后,做好沉降觀測的工作。本工程中,在加固作業(yè)開始之前就在建筑物上面進行了若干沉降觀測點的布置,這樣能夠幫助我們對地基的變形情況進行定期的觀測。在施工的過程中,平均沉降為4.6mm,較大差異沉降是?1.8mm,所以整個建筑物的沉降不明顯。?
在加固作業(yè)完成之后,還要進行長達8個月的跟蹤沉降光側(cè)。數(shù)據(jù)顯示,*?8?個的月末,較大沉降為1.5mm,處理范圍內(nèi)的較大沉降為0.45mm,可以說沉降整體比較穩(wěn)定,符合各項設(shè)計指標(biāo)及要求。因此,樹根樁加固方法不僅對地基起到了很好的加固作用,也較好的解決了沉降不均勻等問題。?
地基加固處理技術(shù)?
2.1?強夯法?
強夯法也叫做動力固結(jié)法,是一種快速加固軟基的方法,它是將一般為100~400kN的錘從一般為6~40m的高處自由落下,通過沖擊荷載夯實軟弱土層,進而達到提高地基土強度、降低土層的壓縮性以及地基加固的目的。強夯對于以泥炭為主的軟土層有明顯的作用,還可以與較疏的砂并配合使用,盡量采用較大直徑的砂井井徑,這樣可以提高壓密排水效應(yīng)。由于軟粘土采用強夯法,孔隙壓力消散需要的時間比較長,先后夯擊的間歇時間一般需要3~?5個星期,所以在工期施工組織工作上,需要對時間做好安排。在軟土地基加固中,因為復(fù)合加固強夯法加固效果比較好,所以一般采用復(fù)合加固強夯法加固效果的比較多。復(fù)合加固強夯法主要有以下的幾種形式:(1)塑料排水板法,具有很好的加速飽和軟粘土的排水固結(jié)效果;(2)?強夯拌合法:在飽和軟粘土上鋪設(shè)0.5~2.0m的厚墊層,使上部墊層和下伏軟土進行機械混合,從而改變軟土性質(zhì),提高地基土的承載能力;(3)?強夯擠淤加固法:對一般厚度在3米內(nèi)的淤泥層,采用拋填塊石然后再強夯,讓大塊石強迫落到淤泥底層硬土層上,擠出大部分淤泥,剩下的部分留在石縫中;(4)?點夯筑柱法:用強夯法筑柱,若是大面積點夯,柱體間距較小時,可按照復(fù)合地基考慮。?
2.2?灌漿法?
灌漿法就是利用氣壓、液壓或電的化學(xué)原理,將某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂縫或孔隙,從而達到改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)的目的。通過在土中鉆孔灌入較濃的槳液,然后在注漿點將土體壓密而形成漿泡。當(dāng)漿泡的直徑較小時,灌漿壓力一般都是沿鉆孔徑向擴展。隨著漿泡尺寸的增大,就會出現(xiàn)較大的上抬力使得地面拾動,適當(dāng)?shù)厥褂霉酀{壓力而形成的上抬力,可以使下沉的建筑物回升到原來的范圍。壓密灌漿可以在較軟弱的土體中取得較好的效果,也可以在有適宜的排水條件的粘土地基中使用。當(dāng)由于排水不暢而在土體中出現(xiàn)高孔隙水壓力時,一定要采用較低的注漿速率。高壓噴射注漿是灌漿法中較常用于加固軟土地基的一種方法,高壓噴射注漿主要適用于如殘積層、淤泥和人工填土等松散、軟弱土層,在N<15?的砂類土、N<10?的粘性土、粉土和黃土中使用可以達到較好的效果。高壓噴射注漿是指通過鉆機將帶有噴嘴的注漿管鉆進到土層的預(yù)定位置后,用高壓設(shè)備使?jié){液或水變成20MPa?左右的高壓流從噴嘴中噴射出來,從而沖擊破壞土體。當(dāng)噴射流的動壓大于土體結(jié)構(gòu)強度的時候,土粒就會從土體脫落,一些較小的土粒會隨著漿液而冒出水面,其他一些土粒在噴射流的沖擊力、離心力以及重力等作用下,和漿液攪拌混合,按照一定的漿土比例和質(zhì)量大小進行重新排列組合。等到漿液凝固后,在土中形成一個固結(jié)體,如果噴射流移動方向是旋噴形式時,噴嘴一邊噴射一邊旋轉(zhuǎn)和提升,較終形成固結(jié)體呈圓柱狀,可加固工程地基,提高地基的抗剪強度,使其在承受上部結(jié)構(gòu)荷載的作用下,避免出現(xiàn)過大的變形。?
2.3?砂樁地基法?
砂樁地基是采用類似沉管灌注樁的機械和方法,?使用沖擊和振動在軟弱地基中成孔,然后再把砂擠壓進入土中形成大直徑的密實砂樁加固地基。砂土地基容易操作、比較經(jīng)濟實用,一般適用于擠密松散沙土、素填土和雜填土等地基。而對于飽和軟填土地基難以起到擠密加固作用。砂樁地基通過采用振動或沖擊的擠密作用,使地基達到密實的狀態(tài),進而加大地基的承載力,降低孔隙比,提高了地基抵抗震動液化的能力。這種方法用來處理軟黏土地基,?可以達到置換和排水砂井的效果,從而使土的固結(jié)時間縮短,提高了地基的承載力和地基的整體穩(wěn)定性。?
2.4?水泥粉煤灰碎石樁地基?
水泥粉煤灰碎石樁地基,又稱為CFG樁,是較近新發(fā)展起來處理軟弱低級方法,是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂石水拌和形成的高粘結(jié)強度樁。CFG樁具有承載力高、沉降量小、變形穩(wěn)定以及易控制施工質(zhì)量等優(yōu)勢,使用CFG樁可以節(jié)約大量水泥、鋼材等材料,?相對于預(yù)制鋼筋混凝土樁加固,節(jié)省了30%~40%的投資,降低了工程費用。工程中一般采用水泥粉煤灰碎石樁、樁間土和褥墊層構(gòu)成復(fù)合地基,褥墊層的設(shè)置為CFG樁復(fù)合地基在其受荷后提供了樁**的刺入條件,從而確保了樁間土始終參與工作。CFG樁適用于如黏性土、粉土、砂土、松散填土、淤泥質(zhì)黏土等多層和高層建筑地基的處理。?
2.5?水泥攪拌樁地基?
水泥攪拌樁地基就是把水泥、石灰當(dāng)作固化劑,通過深層攪拌機械,在地基深處就地強制攪拌軟土和固化劑,利用固化劑和軟土之間發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng),來達到原狀土的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的目的,使之硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性的水泥土或石灰土。這種方法在地基加固過程中,具有無振動、無噪音、無側(cè)向擠壓、對臨近建筑物影響很小以及施工期短等特點。特別適用于加固較深厚的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力不**過120kPa的黏性土地基,一般用于墻下條形基礎(chǔ)、大面積堆料廠房地基。?
根據(jù)太沙基固結(jié)理論,飽和粘性土固結(jié)所需的時間和排水距離的平方成正比。為了加速土層固結(jié),較有效的方法是增加土層排水途徑,縮短排水距離。因此常在被加固地基中置入砂井、塑料排水板等豎向排水體,使土層中孔隙水主要從水平向通過砂井和部分從豎向排出,砂井縮短了排水距離,因而大大加速了地基的固結(jié)速率。?
1.2用排水固結(jié)原理加固地基的方法?
排水固結(jié)法的實施有兩個方面,一是加載預(yù)壓;另一是排水,即在地基中做排水通道,以縮短孔隙水滲流距離,加速地基土固結(jié)過程。?
1.2.1預(yù)壓方法?
預(yù)壓方法有堆載法、真空法、降低地下水位法等。在實際中,可單獨使用一種方法,也可將幾種方法聯(lián)合使用。?
1)堆載預(yù)壓法?
堆載預(yù)壓法是工程上常用的有效方法,堆載一般用填土、砂石等散粒材料,當(dāng)采用加載預(yù)壓時必須控制加載速度,制定出分級加載計劃,以防地基在預(yù)壓過程中喪失穩(wěn)定性,因而所需工期較長。?
2)真空預(yù)壓法?
真空預(yù)壓法是在需要加固的軟粘土地基內(nèi)設(shè)置砂井,然后在地面鋪設(shè)砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜,使與大氣隔絕,通過埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道,用真空裝置進行抽氣,將膜內(nèi)空氣排出,因而在膜內(nèi)產(chǎn)生一個負(fù)壓,促使孔隙水從砂井排出,達到固結(jié)的目的。?
真空預(yù)壓法適用于一般軟粘土地基,但在粘土層與透水層相間的地基,抽真空時地下水會大量流入,不可能得到規(guī)定的負(fù)壓,故不宜采用此法。?
3)降低地下水位法?
地基土中地下水位下降,則土的自重有效應(yīng)力增加,促使地基土體固結(jié)。?
降低地下水位法較適宜于砂或砂性土地基,也適用于軟粘土層上存在砂或砂性土的情況。對于深厚的軟粘土層,為加速其固結(jié),可設(shè)置砂井,并采用井點降低地下水位。但降低地下水位,可能引起鄰近建筑物基礎(chǔ)的附加沉降,對此必須引起足夠的重視。?
1.2.2排水方法?
排水方法是在地基中置入排水體,以縮短土層排水距離。豎向排水體可用就地灌筑砂井、袋裝砂井、塑料排水板等做成。水平排水體一般由地基表面的砂墊層組成。當(dāng)軟粘土層較薄,或土的滲透性較好而施工期又較長時,可僅在地表鋪設(shè)一定厚度的砂墊層,當(dāng)加載后,土層中的孔隙水豎向流入砂墊層而排出。對于厚度大、透水性又很差的軟粘土,需同時用水平排水體和豎向排水體構(gòu)成排水系統(tǒng),使土層孔隙水由豎向排水體流入水平排水體。?
一般工程應(yīng)用總是綜合考慮預(yù)壓和排水兩種措施,較常用的方法是砂井預(yù)壓固結(jié)法。?
也可以用類似的機具將石灰粉末與地基土進行攪拌形成石灰土樁。石灰與土進行離子交換和凝硬作用而使加固土硬化。初步研究表明當(dāng)一般石灰用量(按重量計)為10%~12%以內(nèi)時,石灰土強度隨石灰含量的增加而提高,對不排水抗剪強度為10kPa~15kPa的軟粘土,石灰與土攪拌后的強度通常可達原土強度的10~15倍。但石灰含量**過12%后抗剪強度不再增大。?
無論是水泥土樁或石灰土樁都與四周原位土形成復(fù)合地基。故應(yīng)采用復(fù)合地基理論進行分析。?
深層攪拌法用于處理比較軟弱的地基,適用的土類為淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力特征值不大于120kPa的軟粘土。?
1.3排水固結(jié)法施工?
1.3.1施工?
應(yīng)用排水固結(jié)法加固軟粘土地基,其施工順序如下:1)鋪設(shè)水平排水墊層;2)設(shè)置豎向排水體;3)埋設(shè)觀測設(shè)備;4)實施預(yù)壓;5)檢查預(yù)壓效果;6)若不滿足設(shè)計要求,則更改設(shè)計至滿足設(shè)計要求為止。從施工角度分析,要**排水固結(jié)法的加固效果,主要要做好3個環(huán)節(jié),即鋪設(shè)水平排水墊層、設(shè)置豎向排水體、施加固結(jié)壓力。?
1.3.2現(xiàn)場觀測?
在采用排水固結(jié)法加固地基時,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場觀測資料分析地基在堆載預(yù)壓過程中和竣工后的固結(jié)、強度和沉降的變化,其不僅是發(fā)展理論及評價處理效果的依據(jù),同時也可及時防止因設(shè)計和施工的不完善而引起的意外工程事故。工程上通常應(yīng)進行孔隙水壓力觀測、沉降觀測、側(cè)向位移觀測等。?
2灌漿法?
灌漿法是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入有縫隙的巖土介質(zhì)或物體中,以改善灌漿對象的物理力學(xué)性質(zhì),適應(yīng)各類建筑工程的需要。下面主要介紹與地基處理有關(guān)的灌漿法。?
2.1灌漿的目的及應(yīng)用?
灌漿的主要目的有:?
1)加固。提高巖土的力學(xué)強度和變形模量,增強基礎(chǔ)與周圍巖土介質(zhì)之間的結(jié)合,提高地基承載力,減少地基壓縮變形,**土體穩(wěn)定性;?
2)糾偏。使已發(fā)生不均勻沉降的建筑物恢復(fù)正常位置;?
3)防滲。降低巖土滲透性,減少滲流量,提高抗?jié)B能力;?
4)堵漏。截斷巖土中滲透水流。?
灌漿法適用于土木工程中的各個領(lǐng)域。?
2.2灌漿材料?
灌漿工程中所用的漿液是由主劑(原材料)、溶劑(水或其它溶劑)及各種外加劑混合而成,通常所說的灌漿材料,是指漿液中所用的主劑。?
灌漿材料常分為粒狀漿材和化學(xué)漿材兩個系統(tǒng),其后再按材料的主要特點細分為不穩(wěn)定粒狀漿材、穩(wěn)定粒狀漿材、無機化學(xué)漿材和有機化學(xué)漿材等四類。?
2.3灌漿理論?
在地基處理中,灌漿工藝的實施可有不同途徑,其灌漿機理可歸納為四類,即滲入性灌漿(或稱壓力灌漿、滲透灌漿)、劈裂灌漿、壓密灌漿和電動化學(xué)灌漿。?
2.3.1滲入性灌漿?
滲入性灌漿是指在灌漿壓力作用下,漿液在不擾動和破壞地層結(jié)構(gòu)的條件下滲入巖土縫隙的灌漿。漿液的滲入與水在土中滲透相似,灌漿壓力相對較低。?
2.3.2劈裂灌漿?
劈裂灌漿是利用水力劈裂原理,用較大的灌漿壓力,使?jié){液克服地層初始應(yīng)力和抗拉強度,使其沿小主應(yīng)力作用的平面上發(fā)生劈裂,人為地制造或擴大巖土縫隙,以提高低透水性地基的可灌性和注漿量,從而獲得更為滿意的灌漿效果。在土層中的劈裂灌漿機理可用有效應(yīng)力的庫侖―莫爾破壞準(zhǔn)則說明。地層中由于灌漿壓力的作用,將使砂礫石土的有效應(yīng)力減小。當(dāng)灌漿壓力pe達到下式的條件時,將導(dǎo)致地層破壞:?
式中h-灌漿段深度;hw-地下水位高度;K-扣除浮力的小主應(yīng)力與大主應(yīng)力之比。?
上式所代表的破壞機理可用莫爾包線解釋。由于孔隙水壓力和灌漿壓力使有效應(yīng)力逐漸減小,較終應(yīng)力圓與破壞包線相接,表明地層已開始劈裂。?
在建筑工程施工中較常用的地基加固方法就是注漿加固法,運用此方法可以充分改善持力層受力狀態(tài)和荷載傳遞性能,使地基得到有效加固,從而防止或減少滲透或不均勻沉降。本文通過分析注漿加固的概念及分類,以某工程為例針對注漿加固技術(shù)在建筑地基處理中的應(yīng)用問題進行探討,以期通過本文的闡述節(jié)約工程資金、提高工程效率,不斷提升建筑地基工程質(zhì)量。?
1?注漿加固的概念及分類?
?注漿技術(shù)是通過注漿管把具有流動性、填充性、膠凝性的一種或幾種漿液材料,按一定的配比注入地基土中,漿液以充填、滲透和擠密等方式擠走土粒間的水分和空氣,使?jié){液與原來松散的土粒膠結(jié)成整體,從而提高原來土體的強度。?
?注漿加固技術(shù)適用于砂、粉土、填土、裂隙巖石各種漿材的適用范圍。注漿加固根據(jù)注漿方式分為幾下幾種類型:??
(1)滲透注漿。注漿壓力小,土體的顆粒大,用于滲透系數(shù)大于10-4cm/s的砂性土體注漿。漿液在土體中滲透并凝結(jié)而加固土體。?
?(2)劈裂注漿。用于滲透系數(shù)小于10-4cm/s的土體。由于土體中孔隙小,漿液流動困難,需用注漿的壓力將土體劈裂,使?jié){液沿裂隙滲入土中。軟土體較易劈裂,但強度較高的土體不易劈裂,這樣加固后的土體中形成了由漿液凝固成的等巖土體的加固及防滲。?
?注漿是采用液壓、氣壓和電滲方法將漿液注入地基中,將其凝固成“結(jié)石體”,從而起到防滲和增加其強度等功能。漿液材料可分為粒狀漿材和化學(xué)漿材兩大類。粒狀漿材包括純水泥、水泥粉煤灰、水泥砂粘土、水泥粘土等;化學(xué)漿材包括水玻璃、堿液等無機漿材和環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯、丙烯酰胺、木質(zhì)素等有機漿材。?
?(3)壓密注漿。利用壓力下的較濃漿液使土體壓密,在注漿部位形成球形的“漿泡”,離漿泡面0.3~2m內(nèi)的土體都受到明顯壓密而增強,漿泡的強度則更高,漿泡的直徑可達4m。壓密注漿常用于中砂地基;粘性土若具有適宜的排水條件宜可選用。??
(4)電滲注漿(電化學(xué)注漿)。用于粘性土體,在粘性土體中插入電極后就會在土體中產(chǎn)生電滲現(xiàn)象,使通電區(qū)內(nèi)的土體中的水分流向陰極,從而在土體中給注入的漿液讓出通道;若注入硅酸鹽漿液,就能在通道上形成硅膠,并與土粒膠結(jié)成加固體。?
?2?注漿加固技術(shù)在建筑物地基處理中的工程實例??
2.1?工程概況?
?項目為某車站綜合樓,擬采用鉆孔灌注樁,為66根1000~1200mm鉆孔灌注樁。樁端持力層為頁巖層,工程樁靜載檢測結(jié)果表明,部分單樁豎向極限承載力達不到設(shè)計要求,需要對該地基進行加固處理。施工前,在建筑物周圍分別布置了6個勘探點(探井),探井在掘進過程中有大量的水滲入,致使少數(shù)探井沒有達到預(yù)想的深度。?
?根據(jù)勘探資料顯示,該勘察區(qū)地層主要由素填土、角礫及強風(fēng)化頁巖組成,局部有粉土及中砂夾層。各地層情況自上而下為:*一層主要為素填土,上部主要由素土充填,包括大量的煤屑、磚塊以及少量的爐渣、垃圾等雜物,呈松散狀態(tài),下部填土孔隙較大,主要由層厚為1.5~5.2m的大量塊石、片石及角礫充填;二層層厚為0.1~2.4m的棱角狀角礫與深灰色沖積再生土,粒徑一般10mm左右,大者可達30mm,稍密狀態(tài),該層只有在個別探井中未見,在其他數(shù)個探井中都未被發(fā)現(xiàn);三層層厚為0.3~0.8m的深灰色頁巖與強風(fēng)化巖石,含水量較高,節(jié)理發(fā)育,見水后較細膩,個別已揭露探井的勘探深度內(nèi)均未被發(fā)現(xiàn)。?
?2.2?壓力注漿方案的選擇?
?進行注漿施工首先要解決的問題是注漿方案的選擇,注漿方案選擇一般應(yīng)遵循以下原則:?
?(1)一般來說,應(yīng)采用水泥漿或水泥粉煤灰漿液來對伏軟弱地基進行加固。?
?(2)如有硬殼存在軟弱土層的上部,要將此軟弱土層作為封壓層;當(dāng)無這種硬殼或沒發(fā)育時,可在地表做一厚約為0.5m的粘土墊層作為封壓層,或在地基碾實后形成封壓層。?
?(3)如軟弱土層上部有較多的砂礫層,應(yīng)自上而下分段式的注漿,如軟弱土層上部砂礫層較少或沒有時,應(yīng)自下而上分段式的注漿。?
?本工程選擇上述*(3)種由下至上注漿方式進行。?
?2.3?地基加固具體方案??
2.3.1?方案概述。根據(jù)地質(zhì)資料及設(shè)計要求,對該建筑整體地基范圍內(nèi)進行自下而上的分段注漿加固處理。采用注漿花管方法對地基土進行加固處理,用長度為1.0m的注漿花管,鉆孔深入基巖中自下向上的分段注漿。?
?2.3.2?注漿參數(shù)選用。注漿壓力,注漿壓力應(yīng)通過現(xiàn)場實驗來確定,綜合考慮覆蓋土壓、漿液種類、地質(zhì)條件等因素的影響。參照砂礫石土地基注漿工程經(jīng)驗,建議此地段注漿壓力選用0.4~1.0MPa。?
?注漿順序。注漿順序應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進行,采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方法。?
?漿液參數(shù)。注漿材料為純水泥漿,水灰比為1:1,水泥為P.0,32.5普通硅酸鹽水泥。?
?注漿量。在一般情況下,理論上注入的耗漿量,應(yīng)填充到顆粒之間的孔隙中,或沿層理或裂隙劈裂式注入。每孔(段)漿液注入量可用下式計算:?
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