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地基加固

地基加固

    來源:大发快3改造    發布時間:2018-04-22 23:18    浏覽量:

  地基加固簡介

  地基加固就是按照上部結構對地基的要求,對地基進行必要的加固,提高地基土的承載力,保證地基穩定,減少上部結構的沉降或不均勻沉降,消除濕陷性黃土的濕陷性及提高抗液化能力的方法。

地基加固

  地基加固方法

  1.換填法

  當軟弱土地基的承載力和變形不能滿足建築物的要求,而軟弱土層層的厚度又不很大時,可采用換填法對原有基礎地基進行處理,即将軟弱土層的部分或全部挖去,置換墊層形成良好的人工地基。

  通過換去基礎下直接承受建築荷載的軟弱土層,代之以能滿足承載力要求的墊層,荷載載通過墊層進行應力擴散,使下卧層頂面受到的壓力滿足下卧層承載力的條件。此外,基礎持力層被低壓縮性的墊層代換,能大大減少基礎的沉降量。因此換填法工程中,做好墊層設計尤為重要。

  由于墊層與建築體型、結構特點、荷載性質、岩士工程條件、施工及填料的性質與來源等密切相關,應綜合分析上述因素,進行墊層的設計和選擇施工方法并确保施工質量。

  墊層的設計既要滿足建築地基的承載力和變形要求,又需符合經濟合理的原則。

  2.排水固結法

  排水固結法是對天然地基,或先在地基中設置砂井(袋裝砂井或塑料排水帶)等豎向排水體,然後利用建築物本身重量分級逐漸加載,或在建築物建造前在場地先行加載預壓,使土體中的孔隙水排出,逐漸固結,地基發生沉降,同時強度逐步提高的方法。 該法常用于解決軟黏土地基的沉降和穩定問題,可使地基的沉降在加載預壓期間基本完成或大部分完成,使建築物在使用期間不緻産生過大的沉降和沉降差。同時,可增加地基土的抗剪強,從而提高地基的承載力和穩定性。

  排水固結法适用于處理各類淤泥、淤泥質士及沖填土等飽和黏性土地基。砂井法特别适用于存在連續薄砂層的地基。但砂井隻能加速主固結而不能破少次固結,對有機質土和記炭等次固結土,不宜隻采用砂井法。克服次固結可利用超載的方法。真空預壓法适用于能在加固區形成(包括采取措施後形成)穩定負壓邊界條件的軟土地基。降低地下水位法、真空預壓法和電滲法由于不增加剪應力,地基不會産生剪切破壞,所以它适用于很軟弱的黏土地基。

  對于排水固結法工程,應注意通過勘察查明土層在水平方向和豎直方向的分布變化、透水層的位置及水源補給條件等。應通過土工試驗确定土的固結系數、孔隙比和固結壓關系、三軸試驗抗剪強度以及原位十字闆抗剪強度等。對重要的工程,應在現場先進行預壓試驗,測定豎向變形、側向位移、孔隙水壓等數據。根據試驗所獲資料分析地基處理效果。

  排水固結法設計,實質上在于根據上部結構荷載的大小,地基土的性質及工期要求,合理安排排水系統和加壓系統的關系,确定豎向排水體的直徑、間距、深度和排列方式,确定預壓荷載的大小和預壓時間,要求做到:

  (1)加固期限盡量短;

  (2)固結沉降要快:

  (3)充分增加強度。

  3. 強夯法和強夯置換法

  強夯法,又稱動力固結法或動力壓密法,它通常利用夯錘自由下落産生強大的沖擊能量, 對地基進行強力夯實,提高地基土的強度,降低土的壓縮性,改善砂士的抗液化條件,消除濕陷性黃土的濕陷性等。

  對于飽和黏土,如淤泥和淤泥質土地基,強夯處理效果不顯著,這時可采用在夯坑内回填塊石、碎石等粗顆粒材料,用夯錘夯擊形成連續的強夯置換墩。這種方法稱為強夯置換法。

  強夯法适用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。強夯置換法适用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的黏性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。

  應用強夯法和強夯置換法重要的是設計前必須通過現場試驗确定其适用性和處理效果及強夯主要參數。

  4 振沖法

  振沖法是利用振沖器的高頻振動和高壓水流,邊振動邊水沖将振沖器沉到士中預定深度,經洗孔後加人填料并振實形成樁體,從而構成複合地基,或不加填料使松砂地基加密,提高地基強度的加固技術。

  根據振沖法的施工工藝,可分為振沖置換法和振沖密實法。

  振沖置換法主要用于處理軟弱粉質黏土、粉土、素填土和雜填土等地基和不排水抗剪強度不小于20kPa 的飽和黏性土和飽和黃土地基。

  振沖密實法主要用于處理砂土地基和粉土地基,又分為無填料振沖密實法和加填料振沖密實法。不加填料振沖密實法适用于處理黏粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。

  對于振沖法工程,根據地基特性和其處理效果,從其加固原理、設計、施工參數選擇等多方面考慮,選用振沖置換法或振沖密實法是十分重要的。

  5. 砂石樁法

  砂石樁法是利用振動、沖擊或水沖方式在軟弱地基中成孔後,填人砂、礫石、卵石、碎石等材料并将其擠壓人土中,形成較大直徑的密實砂石樁體的地基處理方法。砂石樁與樁間土共同形成複合地基。

  砂石樁法用于處理松散砂土和塑性:指數不高的非飽和粉土、黏性土地基。其擠密或振密效果較好。不僅可以提高地基的承載力、減少地基的固結沉降,而且可以防止砂土由于振動或地震産生的液化。對飽和黏土地基上對變形控制要求不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理,以提高地基承載力和減少沉降,加速地基的固結。

  6.水泥粉煤灰碎石樁法

  水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁,是由碎石、石屑、粉煤灰組成混合料,摻人适量的水進行攪和,采用各種成樁機械形成的樁體,亦即是通過在碎石樁體中添加水泥為主的膠結材料,深加粉煤灰是為增加混合料的和易性并有低強度等級水泥的作用,同時還添加适量的石屑義改善級配,使樁體獲得膠結強度,并從散體材料樁轉化為具有某些柔性樁特點的高粘結強度樁,樁、樁間土和褥墊層構成複合地基。

  CFG樁複合地基既适用于條形基礎、獨立基礎,也适用于筏形基礎和箱形基礎。就上性而言,适用于處理黏性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應按地區經驗或通過現場試驗确定其适用性。濕陷性黃土地基中以提高地基承載力和減少地基變形為主要目的時,也可采用CFG樁法工程。若以消除液化為主要目的時,采用CFG樁不很經濟。

  對于水泥粉煤灰碎石樁法工程,應依據工程地質勘查的地質情況,結合地基特性和基礎方案确定其水泥粉煤灰碎石樁法工程加固設計方案和施工方法。

  7. 夯實水泥士樁法

  夯實水泥土樁法工程是用沉管、沖擊成孔等成孔方法在場地土中成孔,然後将按設計比拌合而成的水泥土混合料在孔内夯實,直至達到設計要求的密實度而形成的加固體,并與樁間土組成複合地基,以提高地基承載力、減少地基變形的一種地基加固處理技 術。

  奪實水泥土樁法适用于處理地下水位以上,處理深度不宜超過10m 的粉土、素填土、雜填土、黏性土等地基。

  8. 水泥土攪拌法

  水泥土攪拌去加固軟弱飽和黏性土地基是利用水泥、石灰等材料作為固化劑, 通過特制的深層攪拌機械,在地基深處就地将軟土和漿液或粉體的固化劑強制攪拌,經拌合後的限合物發生一系列物理化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的加利土樁體,由若于根這類加固土樁柱體和樁間土構成複合地基。從而達到提高地基強度和增大變形模量、

  根據施方法的不同,水泥土攪拌法分為水泥漿攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用水泥漿和地基土攪拌,後者是用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌。

  水泥土攪拌法分為深層攪拌法(顯祛)和粉體噴攪拌( 千法)。水泥土攪拌法适用于加固各種軟土地基,加固的土質如正常固結的淤泥與淤泥質土,粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂士等地基。當地基土的天然含水量小于30%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的PH值小于4 時不宜采用千法。濕法的加固深度不宜大于20m; 幹法不宜大于15m。水泥土攪拌樁的樁徑不應小于500mm。冬期施工時,應注意負溫對處理效果的影響。

  水泥加固土的室内試驗表明,一般認為用水泥固化料,對含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等黏土礦物的軟土加固效果較好; 而對含有伊裡石、氯化物和水鋁英石等礦物的黏性土以及有機質含量高、酸堿度(pH值)較低的黏性土的加固效果較差。

  9. 高壓噴射注漿法

  高壓噴射注漿法就是利用鑽機把帶有噴嘴的注漿管鑽進至土層的預定位置後,以高壓設備使漿液或水成為高壓流從噴嘴中噴射出來,沖擊破壞土體。當能量大、速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結構強度時,土粒便從土體剝落下來。當它連續和集中地作用在土體上,壓應力和沖蝕等多種因素便在很小的區域内産生效應,對從粒徑很小的細粒土到含有顆粒直徑較大的卵石、碎石土,均有巨大的沖擊和攪動作用,土粒與漿液混合并按一定的漿土比例和質量大小有規律重新排列,凝固成新的加固體,從而達到加固土體的目的。它具有提高地基承載力、止水防滲、減少支擋結構物的土壓力、防止砂土液化和降低士的含水量等多種功能。

  高壓噴射注漿法适用于加固軟弱地基,如淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑黏性上、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等的地基。對于地下水流速過大噴射漿液無法在注漿管周圍凝固、無填充物的岩溶地段、水凍土和水泥有嚴重腐蝕的地基,均不宜采用高壓噴射注漿祛。

  從固結體的性質,高壓噴射注漿法宜可用于既有建築地基加固和基礎防滲之用。按用途,可分為增加地基強度、擋土圍堰及地下工程建設、增大土的摩擦力及黏聚力,減小振動防止砂土液化、降低士的含水量、防滲帷幕與防止洪水沖刷等7類工程20 個方面。

  高壓噴射注漿法工程應依據高壓噴射注漿法工程适用土質和工程,結合土質改良目的和地質條件與環境确定高壓噴射注漿法工程設計與施工。

  10. 石灰樁法

  石灰樁是采用機械或人工在地基中成孔,然後灌入生石灰塊或按一定比例加人粉煤灰、火山灰、爐渣、礦渣、黏性土等摻合料及少量外加劑混合後,在樁孔中經機械或人工分層振壓或夯實所形成的密實樁體。石灰樁的通過生石灰的吸水膨脹擠密柱周土,繼而經過離子交換和膠凝反應,使樁間土強度提高。石灰樁與經改良的樁間土共同作用形成複合地基。

  石灰樁法适用于加固雜填土、素填土、飽和黏性土、淤泥、淤泥質土、透水性小的粉土,特别适用于新填土和淤泥; 對透水性高的砂土和砂質粉土以及超高含水量的軟土不适用。用于地下水位以上的土層時,宜增加摻合料的含水量并減少生石灰用量,或采取上層沒水等措施。石灰樁不适用于地下水下的砂類土。

  11. 灰土擠密桃法和土擠密樁法

  上擠密樁和灰土擠密柱法是利用形成柱孔時的側向擠壓作用擠密樁間士,然後向孔内夯填索土或灰土密實形成士樁或灰土樁。成孔時,樁孔部位的土被側向擠出,從而使樁間土達到擠密,土樁或灰土樁與樁間土共同組成複合地基。

  灰土是将不同比例的消石灰和土摻合而形成,樁體材料石灰和土之間産生一系列物理和化學反應,凝結成一定強度的樁體,形成灰土樁。樁體和樁間擠密土共同組成的人工複合地基,屬于深層加密處理的一種方法。

  灰土擠密樁和土擠密樁适用于處理地下水位以上,深度在5~15m、含水量在14%~23%的濕陷性黃土、索填土、雜填土等地基。當土的含水量大于24%及其飽和度超過65%時,在成孔及拔管過程中,樁孔及其周圍容易縮頸和隆起,擠密效果差,故上述方法不适用于處理地下水位以下及毛細飽和帶的土層。

  飽和度小于60%的濕陷性黃士,其承載力較高,濕陷性較強,處理地基常以消除濕陷性為主。而素填土、雜填土的濕陷性一般較小,但其壓縮性高、承載力低,故處理地基常以降低壓縮性、提高承載力為主。

  灰土擠密樁和土擠密樁,在消除土的濕陷性和減小滲透性方面,其效果基本相同或差别不明顯,但土擠密樁地基的承載力和水穩性不及灰土擠密樁,選用上述方法時,應根據工程要求和處理地基的目的确定。

  12. 柱錘沖擴樁法

  柱錘沖擴樁法是反複将柱狀重錘提到一定高度使其自由下落沖擊成孔,然後分層填料夯填材料有碎磚三合土、級配砂石、礦渣、灰土和水泥混合土等),經夯實,形成擴大樁體,與樁間土組成複合地基。

  柱錘沖擴樁法适用于加固土層深度不超過6m 的雜填土、粉土、黏性土、素填土和黃土等地基,而對地下水位以下飽和松軟土層,應通過現場試驗确定其适用性。對大型的、重要的或場地複雜的工程,在正式施工前,應在有代表性的場地上進行試驗。

  13.單液矽化法和堿液法

  單液矽化法是采用矽酸鈉(Na2O.nSiO2)溶液注入地基土中,使土粒之間及表面形成矽酸凝膠膜,增強土粒間的粘結,賦予土耐水性、穩固性和不濕陷性,并提高土的承載力。

  酸液法就是将氫氧化鈉溶液以無壓自流方式注人地基土中,土粒表層會逐漸發生膨脹和軟化,進而發生表面的相互溶合和膠結,在土粒周圍存在有Ca(OH) 和Mg(OH) 的條件下,使膠結構成為強度高且具有水硬性的鈣鋁矽酸鹽絡合物。生成的絡合物将使土粒牢固膠結,強度大大提高,并且具有充分的水穩性。從而消除黃土濕陷性,提高地基承載力。

  單液矽化法和堿液法适用于處理地下水位以上滲透系數為0.10~2.00m 'd 的濕陷性黃土等地基。堿液法在自重濕陷性黃土地區使用較少,而且加固深度不足5m,為防止采用堿液法加固既有建築物地基産生附加沉降,應通過試驗确定其可行性,待取得經驗後再逐步擴大其應用範圍。

  對于下列建構)築物,采用單液矽化法或堿液法比較适宜:

  (1) 沉降不均勻的既有建(構)築物和設備基礎。

  (2) 地基受水浸濕引起濕陷,需要立即阻止濕陷繼續發展的建(構)築物或設備基礎。在非自重濕陷性黃土場地,既有建築物和設備基礎一旦出現不均勻沉降,或地基偶然受水作用引起濕陷,采用單液矽化法或堿液法加固地基,迅速阻止其沉降和裂縫的繼續發展。

  (3) 拟建的設備基礎和構築物。當采用單液矽化法或堿液法對拟建的設備基礎和構築物的地基加固,主體工程尚未施工,在灌注溶液過程中,不緻産生附加沉降,經加固後的地基,土的濕陷性消除,承載力會明顯提高。

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