探討特殊地基土上的基礎加固處理方法
2015-04-01
1. 引言
在歐美等發(fā)達國家,基礎加固改造的研究開展得比較早,其應用也相對比較成熟[2]。隨著經濟的不斷發(fā)展,基礎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[1]的引進和相關加固技術規(guī)程[3]的出臺,進一步促進了我國加固技術的發(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進行加固。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加固方法及施工方法進行了介紹,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加固提供了依據,可供設計和施工時參考。
2. 濕陷性黃土上的基礎加固處理
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,土體結構迅速發(fā)生破壞,并產生顯著的附加下沉,其強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或鋼筋混凝土獨立基礎下方人工開挖直徑700~800mm的豎直樁孔;按設計要求綁扎鋼筋籠(也可不配筋);安放鋼筋,澆灌混凝土并振搗密實;封口回填。
2.12設計要點
根據上部荷載,按現(xiàn)行《工業(yè)與民用建筑灌注樁基礎設計與施工規(guī)程》確定樁的材料、數量等。其中,條形基礎以每米長豎向荷載計算,柱下獨立基礎以上部傳來的豎向荷載等考慮。
2.13施工要點
對于已建建筑,其基礎下開挖人工挖孔樁要確保原建筑物基礎局部穩(wěn)定,且要保證樁身垂直度和灌注質量。
(1)要保證基礎在施工中的局部穩(wěn)定,同時開挖的兩個樁孔必須相隔足夠的間距,不能在同一基礎下同時開挖相鄰樁孔。
(2)要雙向定位,對稱布置?？⒐ず蟮姆课葺S線已不明確,除特殊位置外,其余樁位均應自兩端向中間雙向定位。在設計樁距范圍內調整尺寸,形成對稱布局,并標注于地面。
(3)應邊開挖,邊校正,確保樁垂直。自斜道進入井道后,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護筒(外包鍍鋅鐵皮),刻上定位標記,此時筒會隨開挖一起下沉。每下挖lm,掛鉛錘1次,參照護筒校正垂直度。
(4)要連續(xù)澆灌,并分層搗實。每次灌注約2m應暫停,用振搗棒振實。在距原基礎底面約80cm處停止?jié)沧?養(yǎng)護48 h后,再將C20干硬性細石混凝土注入空隙內,使細石混凝土得到充分搗實。最后,澆灌高出原基礎底面30 cm厚的與樁同強度等級的普通混凝土,封口。
用上述方法加固基礎進度較慢且不宜采用機械化施工,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,生成的氫氧化物附著在土粒表面,與此同時,氫氧化鈉溶液會使土粒表面發(fā)生膨脹和軟化,造成相鄰土粒在這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,生石灰本身吸水后體積膨脹,又可將周圍土體進一步擠密,從而進一步使土體得到加固。
加固方法:先根據待加固地基的具體情況布孔,然后按一個孔灌堿液、周圍孔夯填粒徑為2.5cm的生石灰的順序施工。應注意: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,其間隔時間不得超過4h)灌入,其溫度不宜低于90 0C。
實踐證明,使用此法加固黃土地基具有附加沉降量小、加固早期強度高且均勻等優(yōu)點,既經濟又實用。因此本文認為,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加固處理
軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。軟弱地基由于具有強度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性,地基很容易產生變形和穩(wěn)定問題。對軟弱地基進行基礎加固處理,原理上可采用提高軟弱地基的強度或增大基礎面積的方法。以下介紹一些常用的軟弱地基上基礎加固處理方法。
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其位置,經一定時間的人工控制后,漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結成一個整體,形成一個高強度的穩(wěn)定的“結石體”。它能顯著改善土的物理性能及水理性能。
基礎灌漿加固施工方法:先在基礎中鉆孔,注漿管的傾角一般不超過600,孔徑應比注漿管的直徑大2 ~3mm,在孔內放置直徑25mm的注漿管,孔距可取0. 5~1. 0m。對單獨基礎每邊打孔不應少于2個,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15分鐘內水泥漿未被吸收則應停止注漿,注漿的有效直徑約為0. 6~1. 2m。對于條形基礎施工應沿基礎縱向分段進行,每段長度可取2. 0~2. 5m。
3.2擴大基礎底面積法
當地基或基礎底面面積積不足時,可采用混凝土套或擴大基底面積。當基底荷載偏心時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。灌注混凝土前應將原基礎涂上混凝土界面劑或鑿毛洗凈后鋪一層相同強度等級的水泥漿,以增強新老混凝土的粘結。對加寬部分的地基應鋪設墊層,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符合地基基礎規(guī)范的要求。沿高度方向應設置錨筋以加強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錨筋、錨栓或灌環(huán)氧。條形基礎加寬時可沿縱向分段進行,分段長度為1. 5 m~ 2 m。擴大的寬度部分底面應不低于原有基底。
4.結語
(1)對不利地基上的基礎進行加固處理,可采用提高地基土的強度或增大基礎面積的方法。
(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加固方法進行了介紹,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加固提供了依據。 以上幾種基礎加固方法,在工程中應用比較廣泛,效果良好,經濟效益顯著,可供設計和施工時參考。
