基礎工程中的地基基礎加固

1、Word文檔 基礎工程中的地基基礎加固 建筑物地基基礎常見問題及緣由分析 一、常見問題 1.墻體開裂 地基或基礎一旦發(fā)生問題,一般是通過墻體開裂反應出來。而墻體的整體性及承載力也會因地基基礎的問題而減弱,甚至丟失。在實際工程中,沉降縫是常常見到的。 2.基礎斷裂或拱起 當?shù)鼗某两挡钶^大,基礎設計或施工中存在問題時,會引起基礎斷裂。 3.建筑物下沉過大 當?shù)鼗凛^脆弱,基礎設計形式不當及計算有誤時,會導致整座建筑物下沉過大,輕者會造成室外水倒灌,重者建筑物無法使用。例如,上海展覽館的中央大廳為箱形基礎,1954年建成,30年后的累計沉降達1800mm。再如,墨西哥城的國家劇院建在厚層火山灰地基

2、上,建成后沉降達3000mm,門廳成為半地下室,影響了劇院的使用。 4.地基滑動 地基滑動有兩種狀況,一種是下雨、滲水后在坡地建筑物的下部開挖時而引起的地基滑動;另一種是地基普遍脆弱,設計時將地基承載力估值過高或使用時嚴峻超載而引起的地基失穩(wěn),產(chǎn)生滑動事故。 5.地基液化失效 疏松的粉細砂、輕亞粘土地基,地震時簡單產(chǎn)生液化,強度猛烈下降,致使建筑物傾倒和大幅度震沉。 例如,唐山礦冶學院書庫為四層樓房,1976年唐山地震時發(fā)生震沉,一層樓全部沉入地下。再如,日本新渴公寓建于砂土地基上,1961年6月因新渴發(fā)生7.5級地震,地基發(fā)生液化而傾倒。 二、緣由分析 主觀緣由 (1)不仔細勘察,沒有完整的

3、勘察資料。地質(zhì)勘察報告是建筑物地基基礎設計的基本依據(jù)。不進行勘察而憑閱歷設計,或勘察工作做得不仔細、不細致,勘察報告未能精確反映實際地質(zhì)條件,甚至漏測局部夾層弱土,沒有探出局部土坑、古井,或是供應的土質(zhì)指標不準確,均會導致設計失誤,從而造成地基基礎事故。 (2)設計方案不周。地基基礎設計方案的選擇和確定特別重要,必需做到因地制宜,平安牢靠,經(jīng)濟合理。有些建筑物的地質(zhì)條件差,變化簡單,更應合理選擇設計方案,仔細做好計算分析,否則就會引起建筑物結(jié)構(gòu)開裂或傾斜,危及平安。 (3)施工質(zhì)量低劣。地基基礎一般均為隱藏工程,施工中常見的問題有:施工管理不善,未按設計圖紙及程序辦事;未勘察就施工;偷工減料,

4、砌體強度、混凝土強度達不到設計要求,有的甚至在混凝土內(nèi)填放磚塊;開挖后未驗槽就澆搗基礎,或開挖后發(fā)覺有意外狀況也不作仔細處理就施工等。 2.客觀緣由 (1)地基土脆弱。軟土地基的壓縮性大,抗剪強度低,流變性強,對上部建筑體形及荷載等變化反應較敏感,如設計不周,軟土地基上的建筑物較易消失下列裂縫： 1)建筑物的高差懸殊大,常在凹凸樓的接合處墻面上消失裂縫。 2)體形簡單的建筑物,如L、T、形等建筑物常在轉(zhuǎn)角處開裂。 3)基礎相對密集處或在已有建筑物近旁的新建房屋,因附加應力大,變形重疊,常在基礎的稀密交接處或在原有建筑物的墻體上消失裂縫。 4)上部結(jié)構(gòu)圈梁少,長高比過大等使整個房屋剛度較差。 5

5、)筷板基礎的配筋計算有誤或施工質(zhì)量差,簡單消失局部拱起開裂。 6)倉庫、料倉等堆料較多的建(構(gòu))筑物,其底板或地坪易消失局部彎沉事故。 (2)地基浸水濕陷。濕陷性黃土地基以及未夯實的填土地基等,在浸水后會產(chǎn)生附加沉降,引起墻體開裂。 (3)地基軟硬不均。在山坡上、池塘邊、河溝旁或局部有古井、土坑、炮彈坑等地段上建筑的建筑物,因地基軟硬不均、沉降差過大而常使上部墻體開裂。 (4)膨脹土、凍脹土地基。膨脹土吸水后膨脹,失水后收縮。因此建在膨脹土上的建筑物危害較大,會發(fā)生內(nèi)墻、外墻、地面開裂,裂縫有時呈交叉形。如山東農(nóng)機學校同學實習車間開裂。 凍脹對建筑物的破壞極大。如冷庫建筑物,其冷氣透入濕度較大

6、的地基,致使地基土凍脹,而引起地坪拱起開裂。在寒冷天氣,室外地基凍結(jié)膨脹,產(chǎn)生向上向內(nèi)的力,引起室內(nèi)外開裂（如圖10-1所示）。 建筑物基礎加固 建筑物基礎加固分加大基礎底面積法 、基礎加深法 、基礎補強加固法等。 加大基礎底面積法分基礎直接加寬、外增單獨基礎加大兩種。 一、加大基礎底面積法 加寬或加大基礎底面積的方法,因其施工簡潔、所需設備少,常用于基礎底面積太小而產(chǎn)生過大沉降或不勻稱沉降事故的處理,以及采納直接法加層時對地基基礎的補償加固。 (一)基礎直接加寬 基礎直接加寬是挖開原基礎兩側(cè)的填土后澆筑新基礎的方法。這種方法的優(yōu)點是能使新舊基礎很好結(jié)合、共同變形。 1.單面加寬； 2.雙面加

7、寬； 3.四周加寬； 4.增設筏板基礎。 留意不要在基礎全長或四周挖貫穿式的地槽,基底不能暴露,以免飽和土從基底擠出,導致不勻稱沉降。 (二)外增基礎 1.抬梁法 抬梁法是在原基礎兩側(cè)挖坑并做新基礎,通過鋼筋混凝土梁將墻體荷載部分轉(zhuǎn)移到新做基礎上的一種加大基底面積的方法。新加的抬墻梁應設置在原地基梁或 采納抬梁法加大基底面積時,應留意抬梁的設置應避開底層的門、窗和洞口；抬梁的頂部須用鋼板楔緊。對于外增單獨基礎,可用千斤頂將抬梁頂起,并打入鋼楔,以削減新增基礎的應力滯后。 2.斜撐法 斜撐法加大基底面積,與上述抬梁法不同之點,是抬梁改為斜撐,新加的單獨基礎不是位于原基礎兩側(cè),而是位于原基礎之間(

8、如圖10-4所示)。 二、墩式加深(托換) 墩式加深是指將原持力層地基土分段挖去,然后澆筑混凝土墩或砌筑磚墩,使基礎支承到較好的土層上的一種基礎加固法。此法對于脆弱地基,特殊是膨脹土地基的處理是較為有效的。墩體可以是間斷的,也可以是連續(xù)的,主要取決于原基礎的荷載和地基上的承載力。 墩式加深(托換)施工步驟如下： (1)在貼近被托換的基礎旁,人工開挖比原基礎底面深1.5m、長1.2m、寬0.9m的導坑。 (2)將導坑橫向擴展到原基礎下面(見圖10-5a),并連續(xù)下挖至所要求的持力層。 (3)用微膨脹混凝土澆筑基礎下的坑體(或砌磚墩),留意振搗密實并頂緊原基礎底面。若沒有膨脹劑時,則應在離原基礎底

9、面80mm處停止?jié)沧?待養(yǎng)護1天后,再用l：l水泥砂漿填實這80mm的空隙。 (4)如此間隔分段重復上述工序,直至全部加深工作完成為止。 三、基礎加固 基礎自身的加固方法,有混凝土圍套加固、加厚加固和灌漿加固。 混凝土圈套加固 混凝土圍套加固是指在已開裂、破損或因加層而需要提高剛度的基礎外面澆筑鋼筋混凝土圍套的一種基礎加固方法。這種方法不僅可使基礎底面積增大,降低原基底的反力,而且可使原基礎受到圍套的約束,其剛度、抗剪、抗彎和抗沖切的力量得到提高。 2.灌漿法加固 灌漿法加固是指用壓送設備把水泥漿或環(huán)氧樹脂漿壓入原基礎的裂縫內(nèi)或破損處的一種加固方法,如圖10-7所示。 施工時先在基礎中鉆孔,孔

10、徑應比灌漿管直徑(一般為25mm)大23mm,孔距取3.51.0m,孔數(shù)對于單獨基礎應不小于2個孔。灌漿壓力為0.20.6MPa。灌漿有效半徑約0.61.2m。 3.加厚加固 這種加固方法是將原基礎的肋加高、加寬。以削減基礎底板的懸臂長度和降低懸臂彎矩,使原基礎的剛度及承載力得到提高。尤其適合于舊房加層設計時的基礎加固。 建筑物地基加固 一、已有建筑物地基承載力的確定 已有建筑物地基在長期荷載作用下,其承載力有所提高,在進行事故處理及加層設計時,都可加以利用。確定地基當前的允許承載力值,可采納現(xiàn)場實測和閱歷公式計算。現(xiàn)場實測的方法有井探、靜力觸探及動力觸探等。目前國內(nèi)外確定已有建筑物地基承載力

11、的閱歷公式有多種,但是它們都不通用,因此不再詳述。 二、幾種特別土的判別 1.軟土地基 軟土地基一般指在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積的,自然含水量較大、壓縮性較高、承載力較低的軟塑土。當各項指標在下述范圍時,即可判定為軟土地基。 自然孔隙e1.0；自然含水量35%。壓縮系數(shù)al-20.5MPa-1；塑性指數(shù)Ip10(當Ip17時,為淤泥質(zhì)粘土;當17注Ip10時,為淤泥粉質(zhì)粘土) 不排水抗剪強度Cu20KPa。 2.濕陷性黃土 (1)濕陷性黃土的判定。黃土的濕陷量可用濕陷系數(shù)衡量。濕陷系數(shù)由室內(nèi)壓縮試驗測定。在壓縮儀中將原狀試樣逐級加壓到規(guī)定的壓力p,等壓縮穩(wěn)定后測得壓縮試祥高度hp,然后加水浸濕

12、,測得下沉穩(wěn)定后的高度h/p。設土樣的原始高度為h0,則濕陷系數(shù)S,為: 當S0.15時,一般定為濕陷性黃土。 測定濕陷性的壓力p應與地基中黃土實際受到的壓力相當。自基礎底面算起,l0m以內(nèi)的土層用200kPa,10m以下的土層用300kPa。 (2)濕陷等級的劃分。濕陷性黃土地基濕陷等級按分級濕陷量S劃分,其值按下式計算: 式中 si第i層土的詩陷系數(shù)； hi第i層土的厚度(cm)。S的累計范圍是自基礎底算起，對非自重濕陷性黃土地基算至基底下5m為止，對自重濕陷性黃土地基算至基底下10m為止，其中，S0.15的土層不計入。 依據(jù)S大小按表10-1劃分黃土地基的濕陷等級。 3.膨脹土 (1)直

13、觀鑒別。若肉眼觀看到以下現(xiàn)象,即可初步判定為膨脹土： 1)建筑物裂縫隨氣候的變化而張開或閉合。 2)土層消失的裂縫,常有光滑面和擦痕。有的裂隙中充填著灰白、灰綠色粘土,在自然條件下呈堅硬或硬塑狀態(tài); 3)常見淺層塑性滑坡、地裂,新開挖坑壁易發(fā)生坍塌。 如觀看到上述現(xiàn)象,且土的自由膨脹率大于或等于40%,即應判為膨脹土。 膨脹土 (2)膨脹土的膨脹潛勢分類。膨脹土膨脹潛勢可按自由膨脹率的大小分為三類: ?ef90%則為強膨脹潛勢; 65%?ef 90%則為中膨脹潛勢； ?ef 65%則為弱膨脹潛勢。 自由膨脹率為人工制備的烘干土在水中增加的體積與原體積V0之比。即： (3)膨脹土場地與地基評價。

14、膨脹土場地有平坦場地和坡地場地之分。一般建于坡地場地上的房屋損壞比例高,且事故嚴峻,而建于坡頂及坡腰上的房屋損壞率高于建于坡腳或盆地中部的房屋。 膨脹土的分布一般是不勻稱的,同一場地內(nèi)可能既分布有膨脹土,也可能分布有非膨脹土。所以不能僅局限于膨脹土的判別而應對整個地基進行評價,也即要劃分地基土的脹縮等級。膨脹土的地基脹縮等級可按分級變形量Sc確定。 三、建筑物的地基加固 對已有建筑物的地基土進行處理(加固),是解決地基基礎問題的另一條途徑,它可以改善地基的受力及變形性能,提高承載力。 錨桿靜壓樁法 錨桿靜壓樁法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土粉土和人工填土等地基土。 2.樹根樁法 樹根樁法適用于淤

15、泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修復和增層、古建筑的整修、地下鐵道的穿越等加固工程。 3.坑式靜壓樁法 坑式靜壓樁法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土和人工填土等,且地下水位較低的狀況。 4. 石灰樁法 石灰樁法適用于處理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉細砂、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土或飽和黃土等地基及基礎四周土體的加固。 對重要工程或地質(zhì)簡單而又缺乏閱歷的地區(qū),施工前應通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。 5.注漿加固法 注漿加固法適用于砂土、粉土、粘性土和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掌握地層沉降等。注漿設計前宜進行室內(nèi)漿液配

16、比試驗和現(xiàn)場注漿試驗,以確定設計參數(shù)和檢驗施工方法及設備。也可參考當?shù)仡愃乒こ痰拈啔v確定設計參數(shù)。 6.高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。 7.灰土擠密樁法 灰土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填士和雜填土等地基。 8.深層攪拌法 深層攪拌法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土等地基。 9.硅化法 硅化法可分雙液硅化法和單液硅化法。當?shù)鼗恋臐B透系數(shù)大于2.0m/d的粗顆粒土時,可采納雙液硅化法(水玻璃和氯化鈣,當?shù)鼗恋臐B透系數(shù)為0.12.0m/d的濕陷性黃土時,可采納單液硅化法(水玻璃);對自重

17、濕陷性黃土,宜采納無壓力單液硅化法。 10.堿液法 堿液法適用于處理非自重濕陷性黃土地基。 注：高壓噴射注漿法、灰土擠密樁法、深層攪拌法、硅化法和堿液法的設計和施工應按國家現(xiàn)行標準建筑地基處理技術規(guī)范有關規(guī)定執(zhí)行。 建筑地基基礎事故的補救與預防 一、設計、施工或使用不當引起事故的補救 （一）對于建筑在軟土地基上消失損壞的建筑,可實行下列補救措施： 1由于建筑體型簡單或荷載差異較大,引起不勻稱沉降,而造成建筑物損壞者,可依據(jù)損壞程度選用局部卸荷、增加上部結(jié)構(gòu)或基礎剛度、加深基礎、錨桿靜壓樁、樹根樁或注漿加固等補救措施; 2由于局部脆弱土層或暗塘、暗溝等引起差異沉降過大,而造成建筑物損壞者,可選用

18、錨桿靜壓樁、樹根樁或旋噴樁等進行局部加固; 3由于基礎承受荷載過大、或加荷速率過快,引起大量沉降或不勻稱沉降,而造成建筑物損壞者,可選用卸除部分荷載、加大基礎底面積或加深基礎等; 4由于大面積地面荷載或大面積填土引起柱基、墻基不勻稱沉降、地面大量凹陷、或柱身、墻身斷裂者,可選用錨桿靜壓或樹根樁加固等;5由于地質(zhì)條件簡單或荷載分布不均,引起建筑物過大傾斜者,可按本規(guī)范第9章有關規(guī)定選用糾傾措施。 （二）對于建筑在濕陷性黃土地基上消失損壞的建筑,可實行下列補救措施 ： 1、對非自重濕陷性黃土場地,當濕陷性土層不厚、濕陷變形已趨穩(wěn)定、或估量再次浸水產(chǎn)生的濕陷量不大時,可選用上部結(jié)構(gòu)加固措施;當濕陷性

19、土層較厚、濕陷變形較大、或估量再次浸水產(chǎn)生的濕陷量較大時,可選用石灰樁、灰土擠密樁、坑式靜壓樁、鋪桿靜壓樁、樹根樁、硅化法或堿液法等,加固深度宜達到基礎壓縮層下限； 2、對自重濕陷性黃土場地,可選用灰土井、坑式靜壓樁、錨桿靜壓樁、樹根樁或灌注樁加固等。加固深度宜穿透全部濕陷性土層。 （三）對于建筑在人工填土地基上消失損壞的建筑,可實行下列補救措施 ： 1、對于素填土地基由于浸水引起過大的不勻稱沉降而造成建筑物損壞者,可選用錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁、石灰樁或注漿加固等。加固深度應穿透素填土層; 2、對于雜填土地基上損壞的建筑,可依據(jù)損壞程度選用加強上部結(jié)構(gòu)和基礎剛度、鋪桿靜壓樁、樹根樁、旋

20、噴樁、石灰樁或注漿加固等; 3、對于沖填土地基上損壞的建筑,可按（一）的有關規(guī)定選用加固方法。 （四）對于建筑在膨脹土地基上消失損壞的建筑,可實行下列補救措施 ： 1、對建筑物損壞稍微,且脹縮等級為I級的膨脹土地基,可采納設置寬散水及在四周種植草皮等措施; 2、對建筑物損壞程度中等,且脹縮等級為I、II級的膨脹土地基,可采納加強結(jié)構(gòu)剛度和設置寬散水等措施; 3、對建筑物損壞程度較嚴峻,或脹縮等級級的膨脹土地基,可采納錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁或加深基礎等方法。樁端或基底應埋置在非膨脹土層中或伸入到大氣影響深度以下的土層中; 4、建筑在坡地上的損壞建筑,除可選用相應的地基或基礎加固方法外,尚

21、應在坡地四周實行保濕措施,防止多向失水造成的危害。 （五）對于建筑在土巖組合地基上消失損壞的建筑,可實行下列補救措施 ： 1、由于土巖交界部位消失過大的差異沉降,而造成建筑物損壞者,可依據(jù)損壞程度,采納局部加深基礎、錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁或旋噴樁加固等措施; 2、由于局部脆弱地基引起差異沉降過大,而造成建筑物損壞者,可依據(jù)損壞程度,采納局部加深基礎或樁基加固等措施; 3、由于基底下局部基巖出露或存在大塊孤石,而造成建筑物損壞者,可將局部基巖或孤石鑿去,鋪設褥墊,或采納在土層部位加深基礎或樁基加固等。 二、地下工程施工引起事故的預防與補救 1、地下工程施工可能對既有建筑、地下管線或道路造

22、成影響。當影響范圍較大時,可采納隔斷墻將既有建筑、地下管線或道路隔開。隔斷墻可采納鋼板樁、樹根樁、深層攪拌樁、注漿加固或地下連續(xù)墻等方法。 2、當?shù)叵鹿こ淌┕扔薪ㄖ斐捎绊憰r,可對既有建筑地基進行加固。加固方法可選用錨桿靜壓樁、樹根樁或注漿加固等。加固深度應大于地下工程底面深度。 3、當?shù)叵鹿こ淌┕扔薪ㄖ斐傻挠绊懕容^稍微時,可采納加強既有建筑剛度和強度的方法。 4、對在地下工程施工影響區(qū)范圍內(nèi)的通訊,電纜、高壓、易燃和易爆管道等對地層變形極其敏感的重要管線,除實行一般性預防措施外,尚應將其暴露并掛起。 5、當?shù)叵鹿こ淌┕r,應對其施工影響區(qū)范圍內(nèi)的既有建筑和地下管線的沉降和水平位移進

23、行嚴密的監(jiān)測,一旦發(fā)覺問題,應準時實行有效措施。 三、鄰近建筑施工引起事故的預防與補救 1、當鄰近工程的施工對既有建筑可能產(chǎn)生影響時,應查明既有建筑的基礎型式、結(jié)構(gòu)狀態(tài)、建成年月和使用狀況等,依據(jù)鄰近工程的結(jié)構(gòu)類型、荷載大小、基礎型式、間隔距離以及土質(zhì)狀況等因素分析可能產(chǎn)生的影響程度,并提出相應的預防措施。 2、當軟土地基上采納有擠土效應的樁基對鄰近既有建筑有影響時,可在鄰近既有建筑的一側(cè)設置砂井、塑料排水帶、應力釋放孔或開挖隔離溝,減小沉樁引起的孔隙水壓力和擠土效應。對重要建筑可設地下?lián)鯄Α?3、遇有振動效應的樁基施工時,可采納開挖隔振溝,以削減振動波傳遞。 4、當鄰近建筑開挖基槽、人工降低地下水或迫降糾傾施工等,可能造成土體側(cè)向變形或產(chǎn)生附加應力時,可采納對既有建筑