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探討特殊地基土上的基礎(chǔ)加固處理方法
1.引言
在歐美等發(fā)達(dá)國家,基礎(chǔ)加固改造的研究開展得比較早,其應(yīng)用也相對比較成熟[2]。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,基礎(chǔ)加固在我國也越來越受到重視。特別是隨著一些新加固技術(shù)[1]的引進(jìn)和相關(guān)加固技術(shù)規(guī)程[3]的出臺,進(jìn)一步促進(jìn)了我國加固技術(shù)的發(fā)展。特殊地基土上的建筑物在超過一定的使用年限后會出現(xiàn)較大的沉降,為延長其使用壽命需對建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行加固。本文主要就濕陷性黃土和軟土這兩類特殊地基土上的基礎(chǔ)加固方法及施工方法進(jìn)行了介紹,討論了各方法的適用范圍及具體的施工方法,為特殊地基土上的基礎(chǔ)加固提供了依據(jù),可供設(shè)計(jì)和施工時(shí)參考。
2.濕陷性黃土上的基礎(chǔ)加固處理
所謂濕陷性黃土,就是在一定壓力(上覆土自重壓力或上覆土自重壓力與附加壓力共同作用)下遇水浸濕后,土體結(jié)構(gòu)迅速發(fā)生破壞,并產(chǎn)生顯著的附加下沉,其強(qiáng)度也隨著迅速的降低的土體。濕陷性黃土在我國分布很廣,其分布面積約占我國黃土總面積的70%以上,主要分布在西北地區(qū)。
濕陷性黃土地基上的基礎(chǔ)加固常采用人工挖孔混凝土灌注樁和灰堿混合法。
2.1人工挖孔混凝土灌注樁
2.11基本方法
在需要加固的條形基礎(chǔ)或鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)下方人工開挖直徑700~800mm的豎直樁孔;按設(shè)計(jì)要求綁扎鋼筋籠(也可不配筋);安放鋼筋,澆灌混凝土并振搗密實(shí);封口回填。
2.12設(shè)計(jì)要點(diǎn)
根據(jù)上部荷載,按現(xiàn)行《工業(yè)與民用建筑灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》確定樁的材料、數(shù)量等。其中,條形基礎(chǔ)以每米長豎向荷載計(jì)算,柱下獨(dú)立基礎(chǔ)以上部傳來的豎向荷載等考慮。
2.13施工要點(diǎn)
對于已建建筑,其基礎(chǔ)下開挖人工挖孔樁要確保原建筑物基礎(chǔ)局部穩(wěn)定,且要保證樁身垂直度和灌注質(zhì)量。
(1)要保證基礎(chǔ)在施工中的局部穩(wěn)定,同時(shí)開挖的兩個(gè)樁孔必須相隔足夠的間距,不能在同一基礎(chǔ)下同時(shí)開挖相鄰樁孔。
(2)要雙向定位,對稱布置。竣工后的房屋軸線已不明確,除特殊位置外,其余樁位均應(yīng)自兩端向中間雙向定位。在設(shè)計(jì)樁距范圍內(nèi)調(diào)整尺寸,形成對稱布局,并標(biāo)注于地面。
(3)應(yīng)邊開挖,邊校正,確保樁垂直。自斜道進(jìn)入井道后,先利用地面定位測定樁位及樁孔上口尺寸,然后制作一套等樁徑的木質(zhì)護(hù)筒(外包鍍鋅鐵皮),刻上定位標(biāo)記,此時(shí)筒會隨開挖一起下沉。每下挖lm,掛鉛錘1次,參照護(hù)筒校正垂直度。
(4)要連續(xù)澆灌,并分層搗實(shí)。每次灌注約2m應(yīng)暫停,用振搗棒振實(shí)。在距原基礎(chǔ)底面約80cm處停止?jié)沧?養(yǎng)護(hù)48h后,再將C20干硬性細(xì)石混凝土注入空隙內(nèi),使細(xì)石混凝土得到充分搗實(shí)。最后,澆灌高出原基礎(chǔ)底面30cm厚的與樁同強(qiáng)度等級的普通混凝土,封口。
用上述方法加固基礎(chǔ)進(jìn)度較慢且不宜采用機(jī)械化施工,但對于濕陷性黃土上已竣工建筑物加層及加固的基礎(chǔ)處理而言,上述方法可能是較安全可行的方法。
2.2灰堿混合法
所謂灰堿混合法,就是將氫氧化鈉溶液灌入土中,使之與黃土中大量的鈣、鎂等堿性金屬陽離子發(fā)生置換反應(yīng),生成的氫氧化物附著在土粒表面,與此同時(shí),氫氧化鈉溶液會使土粒表面發(fā)生膨脹和軟化,造成相鄰?fù)亮Ｔ谶@一過程中的相互接觸更緊密,并發(fā)生表面的相互溶合,從而減少了黃土土粒之間的空隙,密實(shí)度得以增加。另外用生石灰來吸收堿液中的水分,使土粒固結(jié),生石灰本身吸水后體積膨脹,又可將周圍土體進(jìn)一步擠密,從而進(jìn)一步使土體得到加固。
加固方法:先根據(jù)待加固地基的具體情況布孔,然后按一個(gè)孔灌堿液、周圍孔夯填粒徑為2.5cm的生石灰的順序施工。應(yīng)注意:石灰孔的石灰不要填滿,要留出lm填3:7灰土,以減小生石灰膨脹后使地表隆起;堿溶液需在石灰孔填滿后立即(如有耽擱,其間隔時(shí)間不得超過4h)灌入,其溫度不宜低于900C。
實(shí)踐證明,使用此法加固黃土地基具有附加沉降量小、加固早期強(qiáng)度高且均勻等優(yōu)點(diǎn),既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。因此本文認(rèn)為,堿灰混合加固法是加固濕陷性黃土地基的較好方法。
3.軟弱地基土上的基礎(chǔ)加固處理
軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。軟弱地基由于具有強(qiáng)度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性,地基很容易產(chǎn)生變形和穩(wěn)定問題。對軟弱地基進(jìn)行基礎(chǔ)加固處理,原理上可采用提高軟弱地基的強(qiáng)度或增大基礎(chǔ)面積的方法。以下介紹一些常用的軟弱地基上基礎(chǔ)加固處理方法。
3.1注漿加固法
注漿加固法是一種新型的地基基礎(chǔ)處理加固方法。注漿加固法(也稱灌漿法)是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理,通過注漿管把漿液均勻地注入地層中,漿液以填充、滲透和擠密的等方式,趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣并占據(jù)其位置,經(jīng)一定時(shí)間的人工控制后,漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體,形成一個(gè)高強(qiáng)度的穩(wěn)定的“結(jié)石體”。它能顯著改善土的物理性能及水理性能。
基礎(chǔ)灌漿加固施工方法:先在基礎(chǔ)中鉆孔,注漿管的傾角一般不超過600,孔徑應(yīng)比注漿管的直徑大2~3mm,在孔內(nèi)放置直徑25mm的注漿管,孔距可取0.5~1.0m。對單獨(dú)基礎(chǔ)每邊打孔不應(yīng)少于2個(gè),漿液可由水泥漿或氧樹脂等制成,注漿壓力可取0.2~0.6MPa,當(dāng)15分鐘內(nèi)水泥漿未被吸收則應(yīng)停止注漿,注漿的有效直徑約為0.6~1.2m。對于條形基礎(chǔ)施工應(yīng)沿基礎(chǔ)縱向分段進(jìn)行,每段長度可取2.0~2.5m。
3.2擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積法
當(dāng)?shù)鼗蚧A(chǔ)底面面積積不足時(shí),可采用混凝土套或擴(kuò)大基底面積。當(dāng)基底荷載偏心時(shí)則采用不對稱混凝土套,對于中心荷載則采用對稱混凝土套。灌注混凝土前應(yīng)將原基礎(chǔ)涂上混凝土界面劑或鑿毛洗凈后鋪一層相同強(qiáng)度等級的水泥漿,以增強(qiáng)新老混凝土的粘結(jié)。對加寬部分的地基應(yīng)鋪設(shè)墊層,材料和厚度與已有部分的墊層相同。
素混凝土套的臺階高寬比應(yīng)符合地基基礎(chǔ)規(guī)范的要求。沿高度方向應(yīng)設(shè)置錨筋以加強(qiáng)與老部分連接和抗剪。鋼筋混凝土套亦須在新舊混凝土間設(shè)錨筋、錨栓或灌環(huán)氧。條形基礎(chǔ)加寬時(shí)可沿縱向分段進(jìn)行,分段長度為1.5m~2m。擴(kuò)大的寬度部分底面應(yīng)不低于原有基底。
4.結(jié)語
(1)對不利地基上的基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理,可采用提高地基土的強(qiáng)度或增大基礎(chǔ)面積的方法。
(2)本文就濕陷性黃土和軟土地基這兩類特殊地基土上的基礎(chǔ)加固方法進(jìn)行了介紹,并討論了各種方法的適用范圍及具體的施工方法,為特殊地基土上的基礎(chǔ)加固提供了依據(jù)。以上幾種基礎(chǔ)加固方法,在工程中應(yīng)用比較廣泛,效果良好,經(jīng)濟(jì)效益顯著,可供設(shè)計(jì)和施工時(shí)參考。
