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地基加固技術論文

時間:2022-06-10 09:38:57

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地基加固技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

地基加固技術論文

第1篇

【關鍵詞】市政道路;軟體地基加固技術

1.軟土地基簡介

隨著經濟的發展,市政道路的施工進行的如火如荼,市政道路的施工質量與人們的日常生活息息相關,我國的幅員遼闊,地質條件也較為復雜,尤其在內地的湖河沉積地區以及沿海地區軟土地基的分布情況十分廣泛,在市政道路的施工過程中也常常會遇到軟土地基的問題,這種地基的含水比大、承載力差、壓縮比高,空隙比約為1.0,容易受到外界因素的干擾變大,難以滿足現階段市政道路施工的要求。為了保證市政道路的施工質量,必須采用相關的方式加強軟土地基的穩定性,防止沉降問題的發生。目前,我國國內在處理市政道路軟地基的加固方面已經取得了良好的成效,下面就針對軟土地基的加固技術進行進一步的介紹。

2.市政道路軟土地基的處理原則

對于市政道路軟土地基的處理,首先要遵循經濟性的原則,即在條件允許的范圍內,要優先使用天然的材料進行加固,如工業廢料、建筑垃圾等符合加固標準的材料進行加固,但是在材料的選擇中要避免選擇具有腐蝕性或者有機含量較高的垃圾,防止地基的加固難以達到規定的標準;其次,要遵循目的性的原則,即軟土地基的處理必須要達到減小下滲、改善抗剪性、動力性的目的,防止地基出現變形以及液化的情況,將地基的壓縮性控制在標準范圍內,保證市政道路的后續使用質量。

3.市政道路施工中的軟土地基加固技術

3.1 換填法

換填法是軟土地基常用的加固方式,即在實地調查的基礎上,將固定深度和范圍內的軟土地基挖出,進行換填,換填的材料需要選擇穩定性高、強度好的材料,如石灰、砂石等等,在選擇的過程中要遵循三個標準:

3.1.1 因地制宜的原則

在選擇換填材料時,要根據施工場地的實際情況選擇適宜的材料,以保證材料可以滿足當地道路建設的需求,并做好材料中石頭含量、粒徑以及配級的檢驗,確定好材料之后,就可以將淤泥軟土使用挖掘機挖除,用天然的材料進行置換,一般,開挖深度宜控制在2m以內,使用分層填筑、壓實和檢測進行施工,以便提高地基的承載力。

3.1.2 逐層加固的原則

在進行換填的過程中,為了保證壓實的質量,必須對置換材料進行逐層壓實,在換填的前期,需要對換填的面積和深度進行計算,再進行下階段的換填和加固的工作,在第一層換填完成后,用機械碾壓法將其反復壓實,再進行逐層換填。

3.2 排水固結法

3.2.1 袋裝沙井固結法

排水固結法包括袋裝沙井固結法以及砂墊層處理法,袋裝沙井固結法就是將符合標準要求的砂裝入具有透水性的編織袋中,再利用輔助設備將沙袋侵入軟土地基之中,這種固結的方法比較適宜用在厚度大于5m的軟土層中、且地基承載力小于路堤建筑自重的情況中,具備施工效率高、施工費用低、用料少的特點,也是軟土地基加固的常用方法之一。

3.2.2 砂墊層處理法

砂墊層處理法就是在軟土地基的表面鋪設好砂層進行排水的方式,令軟土地基中的水分在上層荷載的影響下排水,從而達到地基加固的目的,使用這種加固方法時要注意,要保證排水固結的速度與路基填筑速度保持一致性,保證在填筑的過程中可以有效的實現排水,同時,避免上層荷載過大導致路基遭到破壞。

3.3 機械碾壓加固法

機械碾壓加固法是利用土壤中水分的特征來進行加固的一種方式,由于土壤中的水分是與以多種多樣的形式存在,但是不管何種形式的水分在外力的作用下,也會被排擠出來,使用機械碾壓就可以有效的排除地基中多余的水分,起到地基加固的作用。在進行加固的過程中,要根據實驗數據來決定碾壓的工藝,確定好碾壓的力度、次數以及范圍,在具體的工作過程中,要先使用小噸位碾壓機進行碾壓,進而使用大噸位碾壓機進行碾壓,碾壓完成后再使用光輪碾壓機進行碾壓,在碾壓過程中要遵循邊線大到中的碾壓原則,以1/3重疊的方式進行遞進式碾壓。

3.4 化學加固法

化學加固法就是利用化學材料對軟土地基進行固結的處理方法,目前常見的化學加固法包括深層水泥加固法、石灰攪拌樁法以及灌漿法三種。

3.4.1 深層水泥加固法

使用深層水泥加固法對軟土地基進行加固可以在短時間內得到需要的地基強度,使用該種方式加固后的地基具有變形小、無公害的優點,在北歐、日本、芬蘭等國家已經得到了廣泛的應用,在我國國內雖然應用時間較短,但是也取得了良好的社會效益和經濟效益。

3.4.2 石灰攪拌樁法

石灰攪拌樁加固法是依靠石灰和土之間的物理反應形成所需的強度,應用在不同的地基中會產生不同的加固效果,加固的深度可以達到20m。在加固的過程中要通過機械攪拌的方式,在機械鉆進時向地基內噴射壓縮空氣,在鉆進要適度的標高后,要將鉆頭進行反向旋轉,將生石灰輸送至地基內,讓土體和石灰進行充分的攪拌,形成具有水穩性、整體性以及一定強度的石灰樁。由于石灰樁具有膨脹擠密的作用,因此,在設計石灰樁是要遵循密布樁和小樁徑的原則,樁間距和加固的深度應該按照沉降驗算和穩定驗算來確定,在驗算完成后再進行施工。

3.4.3 灌漿法

灌漿法就是利用液壓、氣壓以及電化學的原理,將一些可以固化的漿液注入到軟土地基中,以便改善地基物理力學性質。在灌漿工程中,使用最廣泛的漿材就是水泥,水泥的力學強度好、無毒、使用壽命長、材料價格低,但是在沉淀析水的影響下具有穩定性差的弱點,為了克服這些缺點,可以在水泥漿中加入砂、粘土以及粉煤灰等材料,或者摻入附加劑來改善漿液的性質。

4 結語

軟土地基的加固是市政道路施工的關鍵性因素,關系著市政道路的施工質量以及使用壽命,目前,對軟土地基的加固技術較多,需要根據施工地的實際情況以及周圍環境進行綜合判斷和選擇,保證軟土地基加固的效果。

參考文獻:

[1]張紅梅.淺談市政道路施工中軟基加固技術[期刊論文],科學之友,2012(06)

第2篇

關鍵詞:建筑,樁基沉降,處理措施

 

0.引言

地基基礎是建筑物的根基,又屬于地下隱蔽工程,它的勘察、設計和施工質量,直接關系到建筑物的安危。據統計,世界各國建筑工程事故中,以地基基礎工程事故居首位。而且一旦發生地基基礎事故,因位于建筑物下方,補救非常困難,甚至造成災難性的后果。因此,正確地認識地基基礎不均勻沉降的危害,對預防和治理不均勻沉降有著重要的意義。

1. 工程背景概況

某建筑的主建筑占地空間為309m×125m的矩形地塊,建筑的柱基采用樁承臺基礎,基樁為500mm的鉆孔灌注樁,樁長32.6m,由于生產工藝對地面平整度要求較高,該建筑地面采取了無縫設計,地面板為連續的鋼筋混凝土結構整板,結構層厚250mm,面層厚40mm,雙層雙向配筋。地面地基選用粉噴樁復合地基:粉噴樁樁徑500mm,樁長15m,樁間距1.2m。在柱基承臺部位,設計采用了搭接方式處理。該建筑交付使用的第三年經過我單位的勘察監測,發現地面和結構均發生不均勻沉降的現象。

2. 沉降發生的理論分析

本建筑原來設計采用了粉噴樁復合地基對地面地基進行了加固處理。粉噴樁復合地基承載力提高的主要因素,取決于粉噴樁樁體水泥土的質量和置換率。但是由于飽和軟土的塑性指數較高,用攪拌機械進行強制攪拌時,不易攪碎,很難和水泥粉均勻混合形成滿足要求的水泥土。同時,在實際施工中,粉噴樁的成樁質量受人為因素的影響很大。現場施工人員不嚴格按施工規程進行操作,如施工時噴粉過少,不僅不會使地基土得到加固,反而擾動了原狀土,降低了地基承載力。從現場調查結果也可以看出,該工程中粉噴樁復合地基沒有達到設計的要求。

該建筑建筑主體結構的沉降主要是指柱基的沉降,柱基沉降由樁端持力層和下臥層的沉降兩部分組成。但是從柱基沉降的現狀看,柱基的沉降以及差異沉降超過了設計計算值。造成這種現象的主要原因是地面板的沉降量大于柱基的沉降量,而地面板與承臺的連接采用搭接方式,使得地面板的沉降在承臺處受到限制。當地面板的沉降超過一定的限度后,就會把地面的一部分荷載施加給柱基,加劇柱基的沉降,當柱基自身荷載加上地面荷載大于柱基所能承受的極限承載力時,會導致主體結構的破壞。而建筑地面實際對每根柱基施加的荷載并不一致,這樣就造成主體結構的不均勻沉降。

3. 施工控制措施探討

3.1 主要施工技術工藝

經過多方面的查閱研究資料,對該建筑的沉降做出了使用TSC樁成樁的施工技術來進行處理,為了驗證TSC樁成樁工藝在主建筑地基土中成樁的可行性和成樁質量的可靠性,我們在建筑內選定了一塊空閑場地進行了TSC樁的成樁試驗,試驗樁數5根。經過試樁檢測發現,效果完全滿足預想的加固設計,所以經過多方協定后決定使用該方法對該多層建筑的基礎進行處理,主要施工技術工藝如下。

(1)地面板開孔

樁位測放后,用金剛石鉆進在地面板開孔,鉆頭選用150mm的金剛石鉆頭,鉆進深度大于地面板的厚度(290mm)。論文參考。

(2)旋噴鉆頭鉆進

地面板開孔完成后,將工程鉆機就位,安裝旋噴鉆頭,啟動高壓注漿泵開始鉆進。為使鉆進順利進尺,確保鉆進效率,鉆進進尺應和注漿泵的泵壓和泵量相匹配。現場試驗結果,當泵壓(5-10MPa)、泵量(120-150L/min)時,鉆進效率較高。旋噴鉆進深度達到要求后,停鉆準備壓灌粉煤灰砂漿。

(3)壓灌粉煤灰砂漿成樁

鉆孔達到設計深度后,用循環液清孔,并檢測孔徑和孔底沉渣是否滿足要求。提出鉆桿換上注漿鉆頭放入孔底,自下而上壓灌粉煤灰砂漿成樁。為保證成樁的完整性,鉆桿的提升速度應水泥砂漿的泵送量相適應,以保持注漿鉆頭在漿液面lm以下。結合現場試驗結果,室內確定的砂漿配比能夠滿足泵送要求,具體的工藝參數為:泵壓≤2MPa,泵量≥150L/min,鉆桿提升速度≤lm/min。

(4)TSC樁與地面板的連接

相關研究資料表明,當托換樁與地面板形成剛性連接時,能夠獲得較好的托換效果。因此,要使地面荷載通過TSC樁傳到地面下較好的土層,必須讓地面板和樁頭形成很好的連接。TSC樁成樁后,在樁內放入一根127mm的無縫鋼管,使TSC樁板地面板形成剛勝連接。論文參考。為了避免后續抬升注漿對TSC樁產生影響,TSC樁頭與地面板的連接選擇在抬升注漿結束以后。

3.2 地面抬升試驗

(1)地面抬升平整度控制標準

地面板面積較大,柱與柱之間高程不一致,很難制定整體平整度控制標準。為此,我們根據現場實際情況,制定了以下平整度控制標準,以便指導施工作業。

為確保地面抬升的均勻性,根據建筑平面布置圖將地面劃分為112個抬升地塊,每個地塊范圍為18×150;每地塊承臺處現地面標高程為地面平整度測量的基本依據,即將承臺處現地面高程視為不變高程;四角承臺現地面高程的平均值為抬升基準;每地塊內最終高程差異不大于±20mm;對差異沉降較大的相鄰承臺,連續地塊實現平滑過渡,抬升基準以相鄰承臺地面之間的連線為基準,地塊內各點以兩側承臺連線形成的連線為基準。

(2)注漿孔的布設及要求

為減少對混凝土地面的破壞,注漿孔布設時應避開地面板45°線,而且孔的直徑應盡可能的小,現場采用的鉆孔直徑為63mm。現場試驗時,根據設備、堆載以及生產情況,對注漿孔的布設進行了相應調整。

(3)抬升注漿修復過程中的抬升觀測

在注漿抬升的過程中為隨時準確地反饋地面變形值,采用量程為50mm的百分表進行觀測,并隨時提供抬升數據,當抬升量達到設計抬升高度時,停止注漿。注漿同時,應對注漿區附近貨架及設備基礎進行觀測,發現異應立即停止注漿并進行及時處理。抬升注漿結束,待漿液完全凝固后,再次進行地面高程測量,檢查各地塊的平整度是否在控制范圍內。

4.結語

通過對加固處理后的樁基進行檢測完畢,并對原基礎的承臺進行了加固處理,同時對各承臺進行了沉降觀測,通過一年的間斷觀測,我們得出的結果為基礎承臺的最大沉降量2.5mm,一般在1.0-2.0mm,其加固效果大大超過了設計的期望值。論文參考。通過對本工程加固處理,為今后處理類似工程提供了很好的經驗。

參考文獻

[1]高淑芹,徐永勝.樁基不均勻沉降治理的工程實踐.工程建設與設計,2006,(2).

[2]宋功河,王永祥,朱金生.樁基不均勻沉降治理的工程實踐.華東交通大學學報,2005,(4).

[3]李朝暉.樁基沉降的研究現狀.中小企業管理與科技,2008,(1).

第3篇

論文關鍵詞:高速公路,鋼管樁,技術

 

0 前言

貴州省貴陽繞城高速公路西南段大河邊特大橋位于貴陽市金竹鎮大河邊村,橋長632m,于高速公路里程K24+570~K25+190之間,橫跨貴陽市飲水源阿哈水庫庫尾。

橋址區地處云貴高原中底山丘峰峽谷地段,所要跨越的阿哈水庫位于里程K24+690~K24+860之間,寬約170m,庫區水體較深,庫岸兩側地形陡峭,自然坡度約為35°高速公路,海拔為1103.6~1215.2m,相對高差111.6m;在K24+275~K24+690之間為二疊系地層,主要表現為強烈地剝蝕構造類地貌,屬陡斜反向坡地形。區內植被較發育。

大河邊特大橋1#主墩設計承臺頂標高為1112.806m,底標高1107.806m,中線樁號為K24+680m。基坑開挖后緣局部切入縣道0.61m,考慮1#主墩承臺基礎開挖后,基坑后緣與縣道公路間將形成近11米的垂直臨空面,且巖層順坡向、易滑動,在縣道公路與承臺的施工時將造成邊坡不穩定;另外,在1#主墩樁基開挖過程中,標高在1109m時出現山體滲水面。

鑒于此情況,先是采用改線的方式解決縣道公路與承臺后緣的距離,以便于承臺基坑放坡,因山體巖層產狀為順坡向,已造成改線過程中山體滑坡,施工受阻。故采用鋼管樁支護及加固地基的方式解決縣道公路及1號承臺基礎后緣的穩定論文提綱格式。

1 巖土工程特征

承臺與縣道公路交叉點高程1117.553m,1117.553 m ~1108.5 m為碎石土,1108.5 m ~1103m為全風化泥頁巖高速公路,1103 m ~1095m為強風化泥頁巖,1095 m ~1086m為強至弱風化碳質泥頁巖。

2 鋼管樁注漿加固方案

采用鋼管樁加固結灌漿相結合的施工方案,固結灌漿利用鋼管樁鉆孔向周邊土體及強風化松散巖體中灌入水泥漿液,充填土體及松散巖體的孔隙,加固地基,鋼管樁起支護邊坡及穩定地基的作用,再用鋼筋及混凝土基礎將鋼管樁連接為整體。

3 主要施工工藝

4 主要施工方法

布孔原則:距1號墩基坑后緣1.5m布設A、B、C、D線4排φ108×6㎜、@1.0×1.0m、L=27m的梅花形布置鋼管樁,共142個孔。其中,A、B線的孔距為1.0m,線距為1.0m,呈梅花樁布設,其設計鋼管樁A線為23個孔,主要防護承臺基坑與縣道交叉部分;B線為39個孔;C、D線孔距為1.0m,線距為1.0m,設計鋼管樁每排40個孔。孔深為27m(需進入弱風化硅質灰巖3.0m)。鉆孔直徑為Φ110mm,鋼管樁采用普20φ76mm×4.5mm鋼管。

4.1 整平施工場地,對應施工圖紙將鉆孔位置在地面上進行精確放樣,鉆機及時就位,并保證鉆機的垂直度。

4.2 鉆機成孔的同時高速公路,及時調運鋼管樁等施工材料并根據前期鉆孔施工的具體情況對施工材料進行合理調配、適當的增減。

4.3 成孔時需注意鉆孔的垂直度,避免成孔傾斜度過大出現串孔現象。所選用的鉆頭直徑盡量保證與鋼管直徑一致。

4.4 及時清孔。鋼管樁同樣要嚴格控制樁底沉渣,施工時可通過壓入高壓空氣或高壓水,從孔底向上進行清理,以確保沉渣不沉積在孔底以及鋼管樁中,避免因為沉渣破壞樁底混凝土與基巖的膠結程度、影響鋼管樁的嵌固效果。

4.5 下鋼管樁。鋼管按50cm間距布置梅花形注漿孔;出于安全考慮,一次下管長度應不超出塔吊高度,接頭處需用電焊焊接連接,焊縫強度、長度等需滿足相應的施工規范要求。

4.6 鋼管樁灌漿論文提綱格式。可直接將帶有規定壓力的水泥漿滲透固結壓漿,即沿鋼管樁灌入,鋼管水泥漿液受壓由下而上,充填鋼管樁、樁底巖層裂隙以及鋼管樁與鉆孔之間的空隙。灌漿漿液采用PO42.5普通硅酸鹽水泥,配合比為1:1~0.75,灌漿壓力0.5~1.0MPa,壓力由小到大。當壓力穩定10分鐘可停止,灌入水泥漿要求強度M20。鋼管樁成孔灌漿需分序進行。

4.7 補漿。水泥漿液在凝固過程中有一定比例的收縮效應,且可能在固結過程中滲入鋼管下端的巖縫,所以鋼管樁頂部水泥砂漿頂面會下降,需進行補漿高速公路,避免鋼管樁頂部出現空洞。

4.8 沿鋼管樁開挖坑槽,距鋼管頂部0.1m沿橫橋向焊接雙層Φ16mm鋼筋對鋼管樁進行橫向連接,沿縱橋向間隔3.0m焊接雙層Φ16mm鋼筋對鋼管樁進行縱向連接,再澆筑0.3×0.3m的C25混凝土條型基礎,完成鋼管樁加固方案施工。

5結語

采用鋼管樁注漿加固方法,時間短,見效快,施工工期僅一個月,同時不影響縣道通車,也不影響大橋施工工期,非常實用。

【參考文獻】

[1]公路工程質量檢驗評定標準JTJ071-2003,[S]北京:人民交通出版社,2003。

[2]公路橋涵施工技術規范JTJ041-2000[S].北京:人民交通出版社,2000。

第4篇

【關鍵詞】磚混結構;糾偏加固技術;坑式靜壓樁加固

中圖分類號:B032.2文獻標識碼:A

近年來,我國經濟的快速發展使得建筑工程成就顯著,同時也帶來了不少工程質量問題,其中地基基礎方面的問題占很大的比重,尤其是磚混結構的老舊房屋。由于磚混結構房屋抗剪強度低、抗震性能差,工程中易出現沉降不均勻,傾斜、開裂等問題,造成建筑物不能滿足安全、適用、耐久的要求。城市建設規模的不斷擴大,使得一些建筑物不得不建在不良地基上,在這種情況下又未對地質勘察、設計、施工、監測等環節加強監管,便會發生不均勻沉降、開裂、傾斜等事故。其次,我國現存的大量古代建筑,由于建造時期施工技術水平的限制,以及在長期使用中結構功能逐漸減弱,出現了傾斜、結構破壞等問題,使房屋的建筑結構需要進行加固處理。一般加固處理包括幾種類型,如既有建筑在功能的改造方面的加固處理、對結構發生裂損的進行補強處理、房屋整體的結構糾偏、加固以及對單位構件截面承載力進行加固處理等。

1.糾偏加固施工關鍵技術分析

建筑物傾斜包括整體傾斜和局部傾斜,造成建筑物傾斜的原因很多,有上部結構、地基基礎的原因,也有環境和外部干擾的原因,或者是這些共同作用的結果、建筑物傾斜發展的過程也不相同,有的是在施工過程中產生的,有的是經過長時間積累在使用多年后才暴露出來的,還有在外力作用下突發產生的。建筑物傾斜的發展趨勢也不相同,有逐漸趨于穩定的,也有等速進行甚至突然趨大的。建筑物傾斜往往是地基承載力不足、變形過大、地基失去穩定性的反映,只有明確建筑物傾斜的原因,并對房屋糾編加固處理的必要性和方案的合理性進行充分研究,才能有效的進行建筑物的糾偏加固工作。總之,建筑傾斜是地基喪失其穩定性的反應,是地基不均勻沉降的結果。當沉降量超過一定的范圍會造成危害。因此須對建筑物進行糾偏。糾偏技術一般有頂升(抬升)、迫降、阻沉以及綜合處理等、常用的糾偏方法及特點如下:

1.1 頂升糾偏

頂升糾偏法是指在建筑物基礎沉降大的部位采取頂升措施,或者在沉降大的一側地基土中注入具有擠密加固作用或具有膨脹性的漿液的糾偏方法。

圖1頂升法糾偏計算示意圖

頂升糾偏法有框梁頂升糾偏法、托梁頂升糾偏法、靜壓樁頂升糾偏法、地基注漿頂升糾偏法及雙灰樁頂升糾偏法等。

1.2 迫降糾偏

采取措施迫使建筑物沉降較小的一側下沉,減少或消除與另一側的沉降差,以達到糾偏傾斜建筑物的目的。

圖2迫降法糾偏計算示意圖

常用的迫降糾偏方法有掏土糾偏法、加壓糾偏法、抽水糾偏法和浸水糾偏法。

1.3 阻沉糾偏

采用地基基礎加固托換方法或改變結構形式和地基附加應力分布,減少或阻止沉降較大一側的沉降,而讓沉降較小的一側繼續沉降。使原來的沉降趨勢反方向發展,從而達到糾偏目的。主要方法有:部分托換調整糾偏法、卸載糾偏法和調整上部結構糾偏法。

1.4 綜合糾偏法

同時采用兩種或兩種以上的糾偏方法達到建筑物糾偏的目的。這數種糾偏方法有時是預先確定的,有時是在糾偏施工過程中根據糾偏情況進行方案調整而采用的。

(1)頂升、迫降法相結合

即先在沉降較大的一側用錨桿靜壓樁或坑式靜壓樁進行頂升,以減少沉降差和基底壓力;然后在沉降較小的另一側用掏土或抽砂、抽水、浸水、加壓等方法迫降,直至建筑物被糾偏扶正為止。

(2)多種迫降法相結合

為了加快沉降較小一側沉降速度,可將兩種或兩種以上的迫降方法混合使用,已達到建筑物糾偏扶正的目的。

(3)卸載牽拉糾編法

對于軟土地基上的貯池、貯罐等筒體結構的糾偏,可先卸載,然后利用筒體結構剛度較強的特點,用牽拉的達到糾偏扶正的目的。

1.5 樁基礎糾偏法

主要有樁基水沖糾偏法、斷樁糾偏法和掏土、浸水等常規糾偏方法。

(1)樁基水沖糾偏法

用高壓水沖刷樁周或樁底土體,促使基礎下沉,達到糾偏目的。一般情況下,

對于摩擦樁和較長的摩擦端承樁,一般沖刷樁身土;而對較短的摩擦端承樁,則常常沖刷樁底土層;端承樁不適用該方法。

(2)斷樁糾偏法

斷樁糾偏法是通過鑿除樁頂周邊混凝土,使被鑿樁段的截面積減小,局部壓應力增大,迫使承臺下沉而達到糾偏目的。糾偏后應恢復樁頂與承臺的可靠連接。當原樁承載力不足時,可對原樁進行加固。

(3)掏土、浸水等常規糾偏方法

對于樁和承臺共同作用的情況,可采用浸水掏土相結合的方法,將承臺底土所承受的荷載轉嫁到樁頂上去,從而迫使樁身下沉,達到糾偏的目的。端承樁不適用該方法。

2.糾偏加固設計優化實例分析

工程實例:某住宅樓,磚混結構,建成于1995年,樓體發生沉降、傾斜。經勘核,大部分地基的承載力無法滿足上部結構的要求。要解決沉降與傾斜問題,首先必須對承載力不足的地基進行加固,使其滿足承載力的要求,然后才能進行糾偏,解決建筑物的傾斜問題。通過對建筑物檢測分析結果,綜合比較,反復論證,決定采用坑式托換加固法與淺層掏土糾偏法相結合的糾偏加固方法。

在該工程的維修施工過程中,將原沉降較大一側的壓樁和原沉降較小一側的掏土糾偏同時進行,并推遲原沉降較小一側樁的托換,既縮短了工期,又減小了樁頂的附加應力,同時房屋的附加沉降也控制在允許范圍內,取得了較好的糾偏效果。

圖3糾偏加固施工圖

糾偏能否成功關鍵在于方案是否合理、施工是否得當。因此,方案設計前應進行充分的調查研究,嚴格按方案施工、并進行嚴密的監測、及時準確的反饋建筑物沉降情況。

2.1加固區坑式托換樁設計

南端基礎座落在軟弱地基上,必須首先對該段進行穩定加固,控制其在糾偏施工和以后的長期使用中不再產生新的沉降。因此,對南端軟弱地基采用樁式托換法加固處理。

(1)樁距及樁數

在加固區條基下均勻的布置托換樁,根據/條基一疏樁基礎0樁距(>6d)可確定加固區承重橫墻及縱墻下的托換樁數。加固區托換樁的布置共布置33根樁,該加固方案的原理就是采用樁式托換法,使基底土得到補強加固,托換樁與土形成疏樁復合地基,共同承擔上部結構荷載。

(2)單樁承載力設計值確定

根據數據可知,磚混結構住宅樓單位面積的重量為1.5t,根據加固區的總建筑面積可估算加固區建筑物的重量約為1O00t,根據樁數可知單樁承載力設計值約為300kN。

(3)極限承載力

參考工程地質勘察報告,以礫砂層作為地基持力層,則南端托換樁入土深度約為11.5m(樁長9m),北端托換樁入土深度約為6.0m(樁長3.5m)。按公式估算樁豎向極限承載力,則最南端樁豎向極限承載力為560kN;北端樁豎向極限承載力為400kN。

(4)終壓力

坑式靜壓樁的終壓力可由設計單樁承載力確定:

P壓=KP

式中: P壓終壓力;P為設計單樁承載力標準值;K為壓樁力系數。與地基土性質、壓樁速度、樁材及截面形狀有關。在粘性土地基中,當樁長小于20米時,K值可取1.5。

(5)條形基礎受力驗算

靜壓樁作用下對鋼筋混凝土條形基礎進行抗沖切、抗剪和抗彎能力驗算,驗算結果符合規范要求。根據設計共布置地基托換樁96根,1~33號樁的設計承載力為300kN,根據公式樁的終壓力為450kN,以確保南端地基加固后建筑物不再沉降;34一96號樁的設計承載力為2OOkN,根據公式樁的終壓力為3O0kN,用來加固補償北端地基因掏土對地基穩定性的破壞。該建筑物總的建筑面積為2974.31m2,根據經驗可知磚混結構住宅樓單位面積的重量為1.5t,則該樓總重為4164t。

托換樁采用鋼筋混凝土預制樁,樁截面為200mm×200mm樁身混凝土強度等級為C30,內配4根直徑為12mm主筋,箍筋采用直徑為6mm,間距為150mm,兩端預埋8mm厚鋼板,用于電焊連接樁段,樁段長度有1.5m、1.2m、1.0m、0.8m、0.5m等幾種。

圖4預壓托換樁結構圖

1)上部結構加固

對上部結構剛度不滿足糾偏要求的部位進行加固,填充加固抗壓驗算不滿足要求的一層~五層(l)軸線(D)一(F)軸線衛生間與窗間的墻段,加固抗壓驗算不滿足要求的一層(14)軸與(E)軸相交處縱墻。

2)水平向掏土,迫使基礎沉降

在沉降量小的北端,選擇直接在條形基礎下進行水平向掏土,削弱原有的支撐面積,加大淺層土中的附加應力,迫使基礎沉降。為能實現有效掏土和有效沉降,在該樓房北端承重墻兩側間隔布置掏土工作坑,每次掏土量應從北向南依次減少;基底土體被掏產生臨空,地基支撐面積減小,接觸應力增加,地基土產生側向擠壓變形,迫使基礎逐漸下沉。

2.2坑式靜壓樁施工工藝

確定樁位-操作坑開挖-第一節樁就位、校正-壓樁-深度及壓力值記錄-下節樁就位、校正-焊接接樁-壓樁-壓樁力達到設計要求-最終深度及壓樁力驗收-托換處理-承臺制作-操作坑回填-地面回復。

坑式靜壓樁是利用建筑物上部結構自重作支承反力,用千斤頂將預制好的鋼筋混凝土樁接長后逐段壓入土中的施工方法。坑式靜壓樁是在既有建筑物基礎底下進行施工作業,因而難度大且有一定的風險性,所以施工時必須嚴格的施工程序和具體的施工操作方法。

2.3坑式靜壓樁的托換處理措施

(1)加固區坑式靜壓樁的處理措施

由于南端地基變形過大、地基承載力嚴重不足,有地質勘查報告和施工日志可知南端的雜填土層較厚,且在地基基礎施工時沒有對雜填土進行處理。因此,為了有效的阻止南端地基的沉降變形,須對南端地基進行靜壓樁托換加固,靜壓樁穿過軟弱地基層落在可靠地持力層上。為了使靜壓樁提供穩定持久的承載力,減少地基的壓縮變形,對加固區靜壓樁做以下的處理措施:

l)在靜壓樁壓樁施工前,鑿除條基底部與樁接觸區域的素混凝土墊層,并打磨光滑,以減小靜壓樁頭部位與條基底部的壓縮變形。

2)壓樁施工壓樁力達到終壓力控制標準時,將液壓千斤頂不卸壓穩壓一段時間,以提高靜壓樁承載力的可靠性。

3)液壓千斤頂穩壓后,安裝托換架,用兩個同型號的手動千斤頂在托換架上同步加壓,直到液壓千斤頂壓力表讀數下降時為止,量取樁頭部位到條基底部的距離,用截取的鋼管托換液壓千斤頂,在鋼管上墊上鋼墊板并用鋼楔打緊。

(2)掏土區坑式靜壓樁的處理措施

地質勘查報告顯示,北端地基壓縮性較小,其承載力也較高,但是在淺層掏土法糾偏過程中,掏土施工對地基土造成擾動,破壞了淺層地基土的承載結構。因此,北端地基土中靜壓樁即可以起到掏土糾偏完成后分擔上部結構荷載的作用,又可以起到在糾偏到過程中保護上部結構,防止糾偏過大的作用。為了使靜壓樁能夠很好的跟地基土一起承擔上部荷載,并充分發揮樁的承載力,使樁產生一定量的下沉,達到樁同作用的效果。因此施工時對掏土區的靜壓樁做以下的處理措施:

l)壓樁施工壓樁力達到終壓力控制標準時,將液壓千斤頂不卸壓穩壓一段時間,避免地基土中的薄夾層對壓樁力的影響。

2)壓樁完成后卸掉千斤頂,并在樁頂上放置預留了一定沉降縫隙的鋼管,起到建筑物沉降過大時的保護作用,對于沉降過大部位或者建筑物變形的關鍵部位可以在樁頂上安裝大噸位千斤頂,來控制沉降。

3)當掏土施工完成后,各點沉降達到目標值后,需對靜壓樁進行托換處理,托換施工也采用預壓托換法。由于條基下混凝土墊層的存在,當樁受力后有一定的刺入量,使得樁同作用的優越性得以發揮。

結語:

隨著科學技術迅猛發展,實踐積累、創新出各類改造加固的新方法,相關行業規范、標準也逐步完善,本文僅針對磚混結構舊樓改造加固工程的設計與施工中對糾偏加固技術進行分析、探討,希望對我國老舊磚混結構房屋改造、糾偏加固工作提供一些參考。

參考文獻:

【1】陳昌露.磚混房屋維修加固技術研究及工程實踐[D].天津大學工程碩士學位論文2006年

【2】趙勇強.既有建筑物地基基礎加固的研究與工程應用田].武漢科技大學碩士論文2007年

第5篇

關鍵詞:高壓旋噴樁;基礎加固;承載力

中圖分類號: U448.14文獻標識碼: A 文章編號:

1.引言

當前,在公路橋梁中,由于下游挖砂的影響,造成了河床平衡狀態的破壞,沖刷加劇,致使河床斷面不斷下降,一些橋梁墩臺因此變為淺埋基礎。隨著時間的推移,一些墩臺出現不同程度的病害,諸如下沉、傾斜、淘空等。為消除橋下河床的進一步沖刷,需要進行平面防護或立體、局部防護,目的在于防止墩周圍產生局部沖刷,以消除對橋墩安全的威脅,維護橋梁的安全使用。其途徑不外乎是削弱水流的沖刷能力和提高基礎周圍河床的抗沖刷能力。根據不同情況采取的加固方法有:(1)擴大基礎;(2)壓注灰漿或硅化土層;(3)加深基礎;(4)旋噴樁等。

現以重慶市開縣和謙鎮江大橋病害基礎部分的整治為例,談談旋噴樁的綜合應用。

2.工程實例

2.1 橋梁實例介紹

鎮江大橋是位于重慶市開縣境內的一座三跨空腹式石拱橋,橋梁全長116.8m,橋跨布置為3×34.0m,主拱圈凈矢高5.7m,主拱圈厚度1.0m,其寬為8.0m;每個主拱都對稱分布有6個腹拱,腹拱圈跨徑為2.6m;上部橋面布置為:6.0m (行車道)+2×1.0m(人行道)。該橋基礎為擴大基礎。

該橋在運營過程中,結構出現了較嚴重的病害,主要表現在:橋墩基礎沖刷、掏空嚴重,面積約為10.0m2。

2.2病害成因分析

設計組在現場收集資料的基礎上進行了深入、細致地分析,得出造成該橋病害的主要原因有:該橋年代久遠,加之橋梁下游河床采砂嚴重,在河水長期沖刷作用下,橋墩基礎沖刷、掏空十分嚴重。針對該橋現狀,決定采用高壓旋噴樁加強基礎,同時現澆素混凝土對基礎進行封閉,使旋噴樁和擴大基礎形成整體。

3.加固設計要點

3.1高壓旋噴注漿法加固基礎技術

3.1.1 加固體直徑的確定

旋噴樁直徑與現場土質、土體強度和噴射壓力、流量、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關,應通過現場試驗確定。當無試驗資料時可參照表1選用。

表1旋噴樁直徑參考值(m)

噴注種類 單管法

土的類別

粘性土 0<N<5 1.2±0.2

10<N<20 0.8±0.2

20<N<30 0.6±0.2

砂土 0<N<10 1.0±0.2

10<N<20 0.8±0.2

20<N<30 0.6±0.2

砂礫 20<N<30 0.6±0.2

注:表中N為標準貫入實測錘擊數。

3.1.2 布置形式

樁的平面布置形式需根據加固的目的給予考慮,分離布置的單樁可用于基礎的承重,排樁、板墻可用作防水帷幕,整體加固則常用于防止基坑底部的涌土或提高土體的穩定性,水平封閉樁可用于形成地基中的水平隔水層。

3.1.3設計承載力

(1)按樁身強度計算容許承載力。

[P]= a[σ]A

式中[P]——樁的容許承載力(kN);

a ——樁體材料的強度折減系數,a=0.4~0.5;

[σ]——樁體材料7cm×7cm×7cm試件的室內平均抗壓強度(kPa);

A ——樁的橫斷面積。

(2)按土體強度計算樁身容許承載力。

[P]= uΣfi li + A[R]

式中[P]——樁的容許承載力(kN);

u——樁身截面周長,按樁的直徑計算(m);

fi——各土層的容許摩阻力(kPa);

li ——各土層的厚度(m);

A——樁底支承面積,按樁的直徑計算(m);

[R]——樁尖處的地基容許承載力(kPa)。

(3)復合地基承載力。

式中 ——復合地基的容許承載力(kPa);

[P] ——單樁承載力(kPa);

[R] ——樁間土天然地基承載力(kPa);

Ae——一根樁分擔的荷載面積;

Ap——一根樁的斷面積;

A ——天然地基承載力折減系數,當不考慮樁間土作用時為0。

3.1.4漿量計算

漿量計算有兩種方法,即體積法和噴量法,取大者作為設計噴射漿量。

體積法:

噴量法:

式中Q ——需要的噴漿量(m3);

De——旋噴固結體直徑(m);

D0——注漿管直徑(m);

K1——填充率,0.75~0.9;

h1——旋噴長度(m);

K2——未旋噴范圍土的填充率,0.5~0.75;

h2——未旋噴長度(m);

β——損失系數,0.1~0.2;

ν——提升速度(m/min);

H——噴射長度(m);

q——單位噴漿量(m3/m)。

根據計算所需的噴漿量和設計的水灰比,即可確定水泥的使用數量。

通過以上公式,并參考《公路橋涵地基與基礎設計規范》得到單樁自身承載力為1849KN,每根樁所受到的外荷載為1616KN。故旋噴樁滿足受力要求。

3.1.5強度要求

旋噴樁設計要求,成樁28天后抽芯取樣進行無側限抗壓強度試驗,抽檢數為2%,并不小于2根,其無側限抗壓強度不得小于設計要求;地基加固后,復合地基承載力不得小于設計要

3.2鑿毛施工要求

為加強新混凝土與原結構的結合,需要對原結構進行鑿毛處理。鑿毛的施工工藝如下:人工鑿除結合面6~10mm,鑿除界面應去除疏松的表面層,同時表面凸凹不平度不小于6mm,且100mmx100mm面積內不小于1個點。

鑿毛后的界面需要采用空壓機或水沖洗干凈表面的灰塵,然后保濕時間不小于6h。最后涂抹滿足設計要求的界面劑,涂抹界面劑時原結構界面要保持濕潤但無水珠。

3.3基礎現澆素混凝土加固技術

根據該橋的現狀,基礎現澆C20素混凝土加固層來提高原橋的整體強度、剛度和承載力。其加固工序為:準備工作基礎模板支撐澆筑片石砼基礎養護竣工驗收。為了保證施工質量,基礎的加固施工一定要嚴格按照下面的施工步驟進行施工:

1、鑿毛舊結構表面后用界面劑修復,清除松動的塊石,并清洗孔洞及表面。

2、待石料表面稍干后,基礎模板就位并固定。

3、澆筑基礎的C20混凝土加固層,澆筑基礎混凝土時應采用整體澆筑的方法,由于現澆混凝土較薄,施工空間狹小,務必采用有效措施確保混凝土澆筑質量,建議采用內插式振搗器及外掛式振搗器同時振搗混凝土。

4、應按施工技術規范作好混凝土的養生工作,拆模后無蜂窩麻面現象。

4.結論

和謙鎮江大橋加固后, 橋梁現狀良好, 運營平穩。說明旋噴樁結合擴大基礎的加固方法不僅可以有效提高基礎承載力, 而且可以起到防止基礎底部被進一步沖淘的作用。有一定的推廣應用價值。

旋噴樁加固是一種適應性較強的基礎加固方法,但象其它的加固技術一樣, 在加固前, 應該從病害成因、地質條件、荷載情況等方面進行合理的方案比選,使旋噴樁發揮其最大作用, 否則也會造成加固效果不理想或經濟上的不合理情況。本文所舉工程實例正是結合了橋梁的實際病害和河床的具體沖刷情況,使旋噴樁和擴大基礎的優點得到充分發揮。可以為類似的墩基礎加固提供參考。

參考文獻:

[1]李玉芳.淺談旋噴樁在鐵路橋梁基礎加固中的應用[J].《鐵道工程學報》,2007.

第6篇

【關鍵詞】軟土路基;粉噴樁法;加固機理

軟土地基具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性的特點,此種地基在我國沿江、沿湖以及沿海等地廣泛分布,對港口建設、公路路基、大型橋梁、涵洞、通道都存在著不同程度的危害。在高速公路的軟基處理中,地基土的強度和變形對地基土上的路堤及路面結構的安全和穩定性、行車安全有重要的影響。隨著我國公路事業的大力發展,大量工程實踐表明,用粉噴樁法加固高等級公路的路基和涵基,在滿足設計的前提下,不僅能提高地基土的承載力,從而能適應快速填筑施工,而且能較好地解決沉降過大的問題,大大節約了施工作業時間。因此,該法已越來越普遍地用于高等級公路的軟基處理中。

1.粉噴樁的成樁原理及特點

粉噴樁是利用粉噴樁機,用壓縮空氣將水泥干粉加到軟弱地基土中,并在原位進行強制攪拌,吸收地下水,水泥和土進行化學反應,硬化固結后具有較高強度整體性水穩性的粉噴樁。樁與軟土地基一起組成復合地基,兩者共同工作,承擔上部荷載。粉噴樁與樁間土的協調變形使地基土承載能力得到充分發揮,最終使土體得以加固,獲得所需強度,提高地基承載力,減少沉降。

采用粉噴樁的優點如下:

1.1水泥與原土就地攪拌混合, 因此可最大限度地利用原土的承載力。

1.2水泥粉與原地基土就地攪拌混合時, 不必或只需向地基中注入少許水分(根據地基土的含水量確定),水泥粉充分吸收周圍軟土中的水分, 因此對含水量高的軟土加固效果尤為顯著。

1.3水泥干粉噴射時對土壤無側向擠壓, 對周圍建筑物影響小。

1.4土體加固后重度基本不變, 對軟弱下臥層不會引起附加沉降。

1.5在滿足承載力及其它各項指標要求的情況下, 技術經濟指標效果顯著。

1.6施工時無振動, 無污染, 無噪音, 工期短, 施工現場較文明, 尤其適合在城市中使用, 且可取得良好的技術經濟效益和社會效益[1]。

2.粉噴樁的加固機理

粉噴樁處治軟基屬于深層攪拌法中的一種,它是利用壓縮空氣向軟弱土層中輸送石灰、水泥等粉狀加固料,使其與原位軟弱土混合、壓密,通過加固料與軟弱土之間的離子交換作用、凝聚作用、化學結合作用等一系列物理化學作用.使軟弱土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的柱狀加固土,它與原位軟弱土層組成復合地基,提高軟土地基承載力,減少地基沉降量[2]。

2.1溶解-析出理論及水泥與軟土的化學反應

溶解一析出理論是水泥固結理論中較為經典的理論之一,該理論認為水泥的固結過程就是水泥熟料在水中溶解成離子形式,并以水作為介質進行化學反應,形成了各種晶體從水溶液中析出.最終形成具有一定強度的整體。實際工程中,常采用水泥固結理論中的溶解一析出理論來解釋水泥和軟土的反應[2]。

2.1.1水泥熟料在水中的溶解過程

在水泥等固化劑與軟土充分攪拌之后,很快與軟土中的水發生水化反應生成氫氧化鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣及水化鐵酸鈣等化合物。其化學反應為

(1)硅酸三鈣的水化:

(2) 型硅酸二鈣的水化:

(3)鋁酸三鈣的水化:

(4)鐵鋁酸四鈣的水化:

另外,在水化過程中,形成了能吸收大量自由水的鈣礬石:

2.1.2土顆粒與水泥水化物之間的相互作用

一般情況下,因水泥與土的攪拌不能絕對均勻。使水泥熟料包裹在軟土團粒表面,這種灰包土的結構由于電化學作用,水泥熟料的水化產物易滲透入土顆粒的內部。這樣,最后在粉噴樁樁體范圍內形成了外層是水泥水化產物相聯結,內層是被包裹的軟士團粒的空間結構,這種結構是粉噴樁強度的基礎。其次,軟土中含有多種礦物質并含有游離的鈉離子、鉀離子,它們能和水泥水化生成的鈣離子進行當量吸附交換,使較小的土顆粒形成較大的團粒,使土體強度提高。

2.2其他因素對粉噴樁加固機理的影響

首先,粉噴樁在施工過程中對土體的振動或擠壓使土體得到擠密,利用橫向擠緊作用,提高了樁間土的強度和樁側法向應力,使得樁側摩阻力得到增加,樁體的承載力得到加強,使路基土粒彼此靠緊,空隙減少,提高復合地基的承載力,有利于滿足路基壓實度的要求。

其次,水泥的各種水化物生成后有的自身繼續硬化,形成水泥石骨架,有的與周圍具有活性的粘土顆粒發生反應,形成水泥土的團粒結構,并封閉各土團間的孔隙,形成堅硬聯結體。由于粉噴樁的剛度較樁周圍土體大,在路堤填筑荷載作用下,大部分填土荷載由樁體承擔,作用在樁間土的應力相應減少。

另外,地基的加速固結作用也是粉噴樁的加固機理之一。由固結系數Cv的計算式:Cv=■

可以看出,雖然水泥土類樁會降低地基土的滲透系數K,但它同樣會減小地基土的滲透系數α,而且通常后者的減小幅度要較前者大,由此,使加固后水泥土的固結系數Cv大于加固前原地基土的系數,因而起到加速固結的作用。

3.粉噴樁加固軟土路基的設計計算

粉噴樁加固軟土路基的設計計算的主要內容為:決定設置攪拌樁的范圍;選擇樁長及確定樁的根數,使之能滿足建筑物所需要的承載力與允許沉降量[3]。

在掌握了工程地質條件以及設計要求之后,可按以下設計步驟進行設計:

3.1根據路基基礎尺寸及軟土范圍決定采用粉體噴攪加固的范圍;根據軟土層厚度決定攪拌樁樁體的長度,一般情況下,樁體應伸至軟土層底部。

3.2根據要求的承載力的大小,初步選定攪拌樁的間距,從而定出加固范圍內攪拌樁的總數及每平方米內攪拌樁所占的面積。在公路路基土中,攪拌樁的排列一般按等邊三角形或正方形布置,需要時,再作偏心計算看能否滿足要求。

3.3根據初步選定的樁長L,加固區寬度B,加固區長度H,攪拌樁總數n,攪拌樁面積與加固基礎面積之比(灰土置換率)αc,每排(寬度B范圍內)樁的根數以及上述已取得的上部構筑物資料,進行地基承載力計算和總沉降量計算。

當計算出施工結束后的剩余沉降量小于或等于路基允許值時,說明計算滿足要求,否則應重新選擇樁長進行計算。

4.粉噴樁在實際應用中存在的問題及建議

4.1粉噴樁施工的主要工序在地下進行,無法直接監控。由于其關鍵工序是噴粉,因此,噴粉開始后,應設專人嚴格把關,嚴格控制噴粉時間、停粉時間和水泥噴入量。

4.2雖然目前粉噴樁設計計算方法尚能滿足設計需要,但總的來說計算方法欠成熟,因為影響復合地基的應力和應變的因素較多。今后應從研究樁同作用、復合地基破壞機理入手,推導出更為合理的設計計算方法。

4.3施工是保證粉噴樁質量的實施關鍵環節,鉆機深度等對加固深度有較大的影響;另一方面是空壓、動力及噴攪工藝也有待進一步明確和改進,以確保深部樁體的質量。

工程應用中要提高粉噴樁的質量,使其強度更高,提高粉噴樁的完整性、均勻性,使粉噴法在公路建設工程中有更廣泛的使用范圍。■

【參考文獻】

[1]阮永芬,李佳彬.水泥粉噴樁在軟土地基處理中的應用[J].昆明理工大學學報,2001,26(5):74-75.

[2]周金鵬.粉噴樁加固高速公路軟土路基的機理與設計[D].碩士論文.南京理工大學.2003,(1).

第7篇

    論文摘要:工程建設和施工中,地基基礎建設有著舉足輕重的地位,地基基礎建設質量的高低將會直接影響到建筑工程的根基,所以其施工質量的難題也會關系到整個工程質量的好壞。隨著社會的繼續前進和發展,工程建設的數量越來越多,并且對工程建筑的質量要求也不停地提升,為有做好了工程建設中地基施工的建設,才氣可行地包管工程建設的質量。

引 言

隨著我國經濟的快速發展,建筑物的設計和架構日新月異,在滿足人們的行為所需的并且,也給人類的進步和發展提供了依據。既然各種各樣的建筑物在人們強大的想象力下被建造了起來,可是每個建筑物都少不了—個重要的工程施工,那便是地基工程的施工,它是建造整個建筑工程的基礎部份,它的施工好壞,也直接關系到整個工程的完缺。

1地基基礎施工的重要性

作為工程建設的第一步重要工序,地基基礎施工的質量是高層建筑施工質量控制的基礎,并且也是包管工程建設質量的關鍵。整個工程建設的質量往往便是由地基基礎施工的質量來決定的,特別是我國作為一個土地面積遼闊的國家,工程所在地的地質情況常常會隨著地域條件的不一樣而存在著較大的差別,這就對工程建設中的地基施工帶來了嚴峻的挑戰,并且對地基基礎施工的質量也就提出了更高的要求。而現在我國的工程施工特別是建筑施工中,地基基礎施工難題并沒有引起充足的重視,也沒有被很好的處理。總體而言,我國工程建設中地基基礎施工的質量控制任重而道遠(比喻責任重大,道路又遙遠,要經歷長期的奮斗),為有增強了工程建筑地基基礎施工的辦理,才氣切實的提升工程建設的質量。要想建設高質量的工程項目,地基基礎施工的質量控制是核心。

2 現在我國工程建設地基基礎施工中存在的難題

地基基礎施工相比整個工程項目有著至關重要的意義,可是,咱們現在的工程建設中仍然存在著部分難題,主要有以下幾點。

2.1地基建設中的塌方難題

在工程項目的地基建設中,一個不可以忽視的難題便是地基的塌方。在工程的地基建設整個過程中,假設出現了塌方難題,必然會使地基土受到擾動,進而影響到地基的整體承載力,不但會對自身的工程建設造成危害,并且還會嚴重影響周圍建筑物的安全,甚至會造成安全事故,造成重大的人員傷亡。特別是在基坑開挖深度較深并穿過不一樣的土層時,施工方假設不去根據不一樣土層的工程特性(地基土的內摩擦角,粘聚力、濕度、重度等)來確定地基基坑的邊坡開挖坡度和支護方法,就會使得邊坡頂部受到堆載或外力的振動產生變形, 因此引發塌方難題。大概是由于工程施工方在開挖土方時施工不妥,在需要作支護的時候沒有去做應有的保護,也會造成塌方。

2.2地基缺乏保護

工程項目的地基建設中另一個重要難題便是地基缺乏充足的保護,特別是在長江以南多雨地區進行工程施工,假設不可以處理好地下水的難題,就會對地基建設帶來嚴重的危害。假設地基的基礎缺乏充足的保護,大概是防水、排水對策不到位,就大概會造成地基進水,這樣就不但會造成地基基礎施工困難,并且相比地基的質量也會造成損害。特別是在多雨季節,一定要包管地基建設的基坑沒有積水,相比被水浸泡的地基表層土要將其松軟部分清除。

2.3地基建設中的辦理不善

在地基建設中,由于辦理方的疏忽也大概會對地基質量造成影響。假設辦理人員辦理疏忽造成基坑開挖與設計不符,就會引起基坑的抗剪切力度不夠,從而造成基坑的變形,影響地基建設的質量。

3施工技術

     3.1預壓排水固結法

地基處理就是為提高地基承載力,改善地基土體的變形性質或滲透性質而采取的人工處理地基的方法。

3.1.1真空預壓法地基處理的基本原理是在被加固的土體表面鋪設橫向排水通道,在土體的一定深度內布置豎向排水通道塑料排水板,然后進行真空密封,利用真空負壓,排出土體中的水和氣,改變土體的三相結構,降低土體中的孔隙水壓力,提高有效應力,從而使土體產生沉降固結,改良了土體狀況,提高了地基承載力。

3.1.2堆載預壓法是在布設完的排水通道的地基上分層施加堆載材料,進行正向施加荷載,使地基土體產生沉降固結的方法。荷載材料根據當地資源情況可以選用土、砂或山皮土、山皮石等,按設計分級堆載到一定的厚度或標高,達到一定的固結周期后,卸載至設計標高整平。

3.1.3真空聯合堆載法加固軟土地基的工藝是在正進行的真空預壓密封膜上做一定的保護層后,在地基上分層填加堆載料,增大對地基土的施加荷載,把真空法和堆載法聯合運用,從而進一步提高被加固土體后的地基承載力,滿足使用要求,此種方法處理完成后的地基承載力可達15t/ m2以上。

3.1.4真空預壓法特別適用于低強度、高壓縮性、高含水率的軟弱淤泥土質、淤泥質粘土的地基處理加固;并且具有相對工期短、造價低、處理的整體效果好等優點。而堆載預壓法加固期長、受季節性影響大和需要大量的堆載材料等特點,已逐漸被真空法所替代。特別是針對大面積圍海造陸由吹填土形成的超飽和的軟土地基處理,真空預壓法加固地基優勢明顯已被廣泛采用。3.2強夯和強夯置換法

強夯和強夯置換法是用起重設備將很重的夯錘(一般10~40t)起吊到一定高度(一般10~40m),然后使其自由下落,利用其產生的較大的沖擊能對土進行強力夯實,以提高其強度、降低其壓縮性的一種地基加固處理方法。強夯法使用的設備簡單,施工速度快,加固效果好,節約三材,經濟效益顯著。

3.2.1強夯法是一項動力固結技術,能否迅速的使水從土體內排走,是決定強夯效果好壞的關鍵。強夯法主要適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,對于高飽和度的粉土與粘性土應謹慎采用。如單純用強夯法處理高飽和度的粉土與粘性土,可在場地內布置一定數量的碎石樁、砂樁或塑料排水板,形成排水通道,也能起到一定的加固處理效果。

3.2.2強夯置換法是采用在夯坑內回填塊石、碎石等粗顆粒材料,用夯錘夯擊形成連續的強夯置換墩。強夯置換法一般適用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。

3.3復合地基形成法

通過對被加固土體填充相應的材料,改變土體的結構,使土體被增強或被置換形成一定的增強體,由增強體和周圍地基同承載荷載,形成復合地基的一些地基處理方法。如:振沖法、砂石樁法、CFG樁法、水泥深層攪拌法、土和灰土擠密樁法、高壓噴射注漿法等。在工程施工中,根據特殊的地質條件對地基承載力的特殊要求,而選用不同的處理方法,以達到相應的要求。根據充填料的不同,其加固的機理是不同的。通過填充砂和石料深入土體,被置換或擠密,從而達到提高承載力的目的;把水泥粉或水泥漿、粉煤灰或化學漿液充填進土體,通過這些填加料與土體產生化學反應,使土體凝聚、膠結、固化來提高承載力。

3.4振沖法施工簡介

利用振動和水沖加固土體的方法叫振沖法。振沖法根據是否添加回填料分為振沖密實法和振沖樁法。振沖密實法適用于處理粘粒含量不大于10%的砂土地基,可提高砂土地基的承載力,消除砂土地基的液化。振沖密實法加固砂土地基,主要是依靠振沖器的強力振動使飽和砂層發生液化,砂顆粒重新排列,孔隙減少,從而起到加固砂土地基的作用,表現為振沖過程中的地面下陷。當采用振沖密實法處理的砂土地基中粘粒含量超過30%,則處理效果明顯降低,這時可考慮采用振沖樁法。振沖樁法適用于處理砂土、粉土、粘性土、素填土和雜填土等地基。振沖樁法的填料一般為碎石,因此,一般也稱為振沖碎石樁法。

4.結語:

通過上面的分析可知,影響工程建筑地基基礎的原因多種各式,此中不一樣原因所具備的特點與形陳規律也不盡相同。在實際工程建筑施工整個過程中,因分清主次原因,對建筑地基基礎工程的施工技術在科學的層面上予以準確的診斷,針對實際問題采取有效的措施,對建筑工程的施工起到事半功倍的效果。

    參考文獻:

[1]陳劍峰.論多層建筑地基基礎施工質量控制[J].黑龍江科技信息.

[2]王秀華.淺析建筑地基施工中的事故及其預防對策[J].民營科技.

[3]劉金勵.我國建筑基礎工程技術的現狀和發展述評[j].建筑 技術,1997,28

第8篇

關鍵詞:錨桿靜壓樁 樹根樁 緣起 施工工藝

1、前言

隨著我國城市建設的不斷發展,建設用地受到越來越大的制約。在軟弱地基上修建建筑物或對原有建筑物進行加高、加固都需要對地基進行處理。錨桿靜壓樁技術是一種加固地基的新技術,自80年代在我國首次應用,經過二十多年的發展已經取得了很大的改進。1984年,周志道結合安徽蕪湖少年宮事故工程提出錨桿靜壓樁法,標志此項技術的產生。[1]錨桿靜壓樁法適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土和人工填土等地基土。

樹根樁是一種用壓漿方法成樁的微型樁,起源于50年代的意大利,通常被應用于基礎的托換和加固,樁徑一般在Φ100―300mm之間。[2]通常采用抗浮的方式有配重混凝土、土層錨桿、灌注樁和樹根樁等。其中配重混凝土體積大、面積大,如果施工和養護不當會造成開裂現象;土層錨桿容易造成由于錨桿鋼筋偏斜而發生漏筋或砂漿保護層不夠現象;灌注樁施工周期長、樁徑和樁間距過大而且造價較高。

2、錨桿靜壓樁

錨桿靜壓樁是后裝種植錨桿和靜力壓樁結合而形成的一種施工方法,即先在建筑物基礎開鑿或預留壓樁孔和錨桿孔,用粘接劑(一般為硫磺膠泥)錨固種植錨桿,然后安裝壓樁架,利用建筑物自重作反力,用千斤頂將預制樁逐段壓入土中。當壓樁力或壓入深度達到設計要求后,將樁與基礎連接在一起。錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用原基礎底板或樁基承臺及上部結構傳遞來的重量作為壓樁反力,通過預埋的錨桿、反力架、千斤頂等壓樁設備,將樁段從壓樁孔處壓入地基土中,然后將樁與基礎底板或樁基承臺連接形成整體,使新樁基與原建筑物基礎共同承擔荷載,提高加樁區域的承載力,達到阻止或減少沉降的目的。[2]

錨桿靜壓樁與其它基礎加固或托換技術相比又具有施工時無振動、無噪音、設備簡單、操作方便、移動靈活、施工所需空間小的特點。我們利用錨桿靜壓樁新技術特殊工藝,充分利用其特點,改進樁型、樁材、壓樁設備,將其應用到高層建筑中樁基加固和托換中,取得了成功。[3]為高層建筑病害工程樁加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經濟的加固方法。

3、錨桿靜壓樁在實際工程中的應用

某工程位于武漢香港路邊,框剪結構,地下一層,地上23層,是一智能性高檔寫字樓。本工程原采用大型鉆孔灌注樁,由于在基坑開挖中受到周邊邊坡失穩的影響造成了部分樁存在偏位的情況,根據規范要求,必須對該工程病害工程樁進行加固補強方可使用。 由于本工程原鉆孔灌注樁截面大,長度長,承載力高,持力層埋置深,在采用錨桿靜壓樁進行補強時要求樁也應具有較高的承載力。故本工程采用Φ377×9的鋼管樁進行加固。 該補樁樁位在底板施工前均已確定方案,在施工時錨桿和樁位均先預先留置。由于該樁承載力高,所需反力較大,對此我們對反力架和錨桿均加強了,千斤頂也采用大噸位千斤頂,壓樁完畢后鋼管內應填充C35微膨脹混凝土,加固完成后,經檢測達到設計標準,效果良好。

4、樹根樁

樹根樁的適用范圍非常廣泛。它適用于既有建筑物的修復和加層、古建筑的整修、地下鐵道穿越、橋梁工程等各類地基的處理與基礎加固,以及增強土坡或巖坡的穩定性等工程。[4]因而樹根樁的問世,使托換技術有了很大的進步。樹根樁是采用鉆機在地基中成孔,放入鋼筋或鋼筋籠,采用壓力通過注漿管向孔中注入水泥漿或水泥砂漿,形成小直徑的鉆孔灌注樁。由于采用小型鉆機施工,可在土中以不同的傾斜角度成孔,從而形成豎直的和傾斜的樁,用于加層改造工程的地基加固、在既有建筑物下施工地下隧道時對既有建筑物基礎的托換,或用于作為邊坡上建筑物以及碼頭下提高地基承載力和邊坡穩定性。樹根樁的直徑宜為150、300mm,樁長不宜超過30m。樁的布置可采用直樁型或網狀結構斜樁型。[5]

5、樹根樁在實際工程中的應用

5.1珠海市政管理處拱北污水處理廠初沉池地基基礎加固工程

該沉淀池于1985年進行沉管灌注樁(Φ480)樁基施工,單樁承載力45T,驗樁4條,其中一條不合格,不能滿足設計要求。根據場地地質情況,結合施工現場情況,經驗證采用樹根樁技術進行基礎加固。根據設計院提供加固荷載,每個樁基礎增加承載力1/4,樹根樁承載力按摩擦樁來考慮。通過計算,在原基礎上補加140條樹根樁,單樁承載力12T,樁徑Φ150,樁身砼標號C23級,主筋選用4Φ12,箍筋為Φ6@250,樁身入殘積土1.5米,樁長平均13米. 該工程于1992年7月至9月上旬進行施工。施工完成后,由中國建研院珠海科研設計部進行單樁垂直靜荷載試驗,檢測結果,極限承載力均大于240KN,容許承載力取為120KN,安全系數大于另回彈系數為50%左右,表明樁身質量較好。工程竣工后,獲得了建設單位及設計單位的好評。

5.2廣州一六層框架結構宿舍樓樹根樁基礎托換工程 該宿舍樓原設計為五層框架結構,基礎采用打樁及獨立柱基礎。在施工過程中進行加層,結果發現建筑物出現不均勻沉降,沉降量達十幾厘米。根據此情況,采用樹根樁進行基礎托換,每個樁基設四條樹根樁,樁徑Φ150,樁長8米。該工程于1992年11~12月施工,施工后,建筑物沉降穩定。

6、結論

錨桿靜壓樁加固地基技術是我國在土木工程領域自主研究開發成功的新技術,現在已成為技術可靠、經濟合理的新型加固方法。錨桿靜壓樁技術也還有很多需要改進的方面,還有很多新技術要去創新,例如研制新的壓樁設備,運用單板機對壓樁力、樁長等參數實時顯示,配置自控電腦,進行智能化施工。

樹根樁適用于古建筑托換加固、建筑物增層、穩定巖石和土質邊坡、廠房基礎和設備基礎加荷、危房加固、地下鐵道穿越和深基坑開挖對既有建筑物的保護等托換工程。

相比之下,樹根樁具有工期較短、造價低廉的特點。我國上海首先將樹根樁技術擴大應用到污水處理廠工程的池體抗浮領域,天津市紀莊子污水處理廠擴建工程隨即也采用了樹根樁進行池體抗浮,取得了較好的技術和經濟效果。

參考文獻

[1]周志道. 錨桿靜壓樁法[J]. 工業建筑, 1984, (1).

[2]劉毓氚, 陳福全. 錨桿靜壓樁在危險建筑物加固中的應用研究[J]. 巖石力學與工程學報, 2002, 21(1):130-132. DOI:10.3321/j.issn:1000-6915.2002.01.027.

[3]張友權.金偉江. 錨桿靜壓樁擠土效應的計算[J]-西部探礦工程2007,19(2)

[4]葉書麟, 楊偉方, 周申一,等. 樹根樁探索試驗[J]. 建筑結構, 1983, (5).

第9篇

    關鍵詞:化學灌漿無公害環氧樹脂聚氨酯丙烯酸鹽酸性水玻璃化學灌漿泵

    1我國化學灌漿技術發展成績

    化學灌漿(ChemicalGrouting)是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成真溶液,用化學灌漿泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內,使其擴散、膠凝或固化,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項地基處理和混凝土修補技術.即化學灌漿是化學與工程相結合,應用化學科學和化學漿材解決地基和混凝土缺陷處理(加固補強、防滲堵漏),保證工程的順利進行或借以提高工程質量的一項工程技術.隨著化學灌漿技術的發展和進步,現己成為現代工程中頗具特色且不可或缺的一項先進技術

    國外化學灌漿最初是適應于地基處理和采礦業發展的需求而發展起來的,其可*性得到公認并被廣泛采用至今己有80年以上的歷史.我國的化學灌漿技術應用與研究起步較晚,但發展較快并有自已的獨創.如果以1953年在佳木斯等地采用堿性水玻璃進行化學灌漿算起,也才只有50年的歷史五十年來,我國在化學灌漿技術這個小領域取得了成績[3],主要表現在以下方面: 

    (1)化學灌漿從無到有,從小到大發展起來,已成為我國現代工程技術不可或缺的一個組成部分

    (2)國外有的常用化學灌漿漿材品種,我國基本上都已開發出來(如環氧[1]、甲凝、丙凝、丙烯酸鹽、酸性和堿性水玻璃、水溶性、非水溶性和彈性聚氨酯、脲醛樹脂、鉻木素等)

    (3)化學灌漿漿材品種開發中還有一些獨創.如甲凝、彈性聚氨酯,甲氰凝和環氧—聚氨酯,丙烯酸酯—聚氨酯等互穿網絡灌漿材料

    (4)化學灌漿設備的研制開發已基本能適應和滿足國內化灌工程的要求[8].如化學灌漿泵、灌漿阻塞器、密閉配輸漿裝置和各種封縫材料等.

    (5)化學灌漿技術已在國內水電(大壩、堤防、水庫、電站)、建筑(地上、地下、人防)、交通(公路、鐵路、隧道、橋梁、港口、機場)和采礦等四大部門得到推廣應用

    (6)化學灌漿技術應用已解決了許多工程難題,取得良好的效益.以水利為例,如三峽[4]、葛洲壩、龍羊峽、丹江口、陳村、鳳灘、萬安等水利樞紐都是采用化學灌漿技術解決一些工程技術難題的典型例子

    (7)化學灌漿已從工程完建后的應用,發展到工程興建前設計中就采用.如三峽化灌帷幕預計15000米,化灌加固地基預計3000米

    (8)化學灌漿技術在一些方面已具國際先進水平,如青海龍羊峽大壩采用中化798環氧漿材處理G4偉晶巖劈裂帶和三峽大壩采用CW環氧漿材處理F1096軟弱夾層及斷層破碎帶的水泥—化學復合灌漿技術均堪稱國際上處理低滲透性軟弱巖土地層的先進技術

    (9)化學灌漿理論上也有一些突破和創新[6][7].如漿液擴散半徑的計算理論、漿液濕面粘接理論、減低漿液毒性的拮抗理論、漿液吸滲理論等

    (10)化學灌漿技術出版物取得豐收.自上世紀八十年代以來己出版專著十余部.包括水利學報、水利水電技術、巖土工程學報、巖石力學與工程學報、

    長江科學院院報在內的全國132家科技期刊都選登化學灌漿的研究論文.近5年選登的論文就有200余篇

    以上十個方面成績,足以說明我國化學灌漿技術的進步和發展水平.此外,全國研究化學灌漿技術的工程科技人員已成立了中國水利學會化學灌漿分會,現掛*在長江科學院.追溯到1968年,學會己舉行過16次學術交流活動,出版了7部論文集,這些學術活動對推動我國化學灌漿材料的研發和化學灌漿技術的發展起了很好的作用

第10篇

【關鍵詞】 建筑 地基 注漿加固 靜壓注漿 探討

充填注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿是根據靜壓注漿對巖土層的作用方式而分成的四種方式。這幾種方式都是應用在不同巖土的方面。當然也可以在實際的土體加固的過程中,對于這幾種方式相互使用,這樣做的目的是提高土體加固效果。因此,下文詳細的闡述了靜壓注漿法的關鍵技術與應用,這樣做是為了在以后的實際施工程中,可以更好的應用和推廣此項技術,使其為我國的現代化建設和經濟發展做出一份應有的貢獻。

1 對于主要技術參數的探討

1.1 對于注漿壓力與注漿量的探討

注漿壓力是注漿過程中的一個重要參數,壓力過低,漿液攜帶的能量小,達不到注漿效果;壓力過高,將使地表出現冒漿,注漿量不足,也達不到很好的效果。因此,根據本工程地層確定注漿壓力為不小于0.4MPa,注漿量不小于195kg/m。當附近地面冒漿或壓力大于2.0MPa時,可以終止注漿。

1.2 對于漿液配合比的探討

漿液的水灰比受地層地下水力條件的影響甚大。地層地下水與外界聯系密切,且水有流動現象,宜采用雙液注漿及時凝結。漿液由水泥+水玻璃調制而成,水泥應用325號,水玻璃濃度為40Be’,水玻璃摻入量為水泥量的2%~4%。水灰比為0.67,有利于漿液的有效滲透。漿液流量按每m注入195kg水泥計,冒漿時終止。

1.3 確定漿液擴散半徑人工填土層

取值:k=0.01cm/s;β=3.1;h=40m;ro=3.2cm;n=0.42;t=600s;求得:r=90cm。

1.4 對于鉆孔深度及直徑的探討

鉆孔深度設計為進入3層粉質粘土以下1.0m,上部注漿深度以構筑物地下底板為準,底板埋深2.1m。孔徑32,花管長2m,管眼4mm,沉管到位后由下而上進行注漿。

1.5 對于鉆孔布置的探討

為達到良好的注漿效果,可先在構造物設置一灌漿幕墻。一方面阻斷幕墻內外的水力聯系,另一方面阻斷幕墻內注漿時漿液滲透出墻外。幕墻孔位按700×700間距沿構筑物外軸線封閉布置。幕墻內按長方形布置孔位。

2 對于施工工藝的探討

2.1 對于施工順序的探討

根據多臺機同時作業、現場施工條件、工程地質條件和灌漿方法等,施工順序可采取從里往外的方式進行。施工程序是鉆機及注漿設備就位鉆孔放注漿管并孔口封堵攪漿注漿清洗成孔。

2.2 對于施工技術要點的探討

首先是成孔鉆頭(Φ110mm)對準孔位后,采取沖擊成孔的方法鉆進。在雜填土中鉆進時,若孔壁不穩,可下入導管護壁;當鉆進到淤泥或淤泥質土和粉、細砂時,下入導管護壁,然后采取撈砂筒取砂成孔的方法直至下臥粘性土層。其次是灌漿管安放及孔口封堵;灌漿管下端設置0.7m~1.0m長且下端封口的花管,花管孔徑Φ8,孔隙率15%左右;在花管外壁包扎一層軟橡皮,以防流砂涌進花管導致灌漿無法進行。當成孔達到預定深度后,將灌漿管下到位,再用水泥袋放人孔中水穩層底部包裹灌漿管并接觸孔壁即“架橋”,然后投入粘土分層夯實至孔口。再次是攪漿:先往攪拌漿筒內注入預定的水量并開動攪漿機后,再逐漸加入425#普通硅酸鹽水泥直到預定的用量,攪拌3min—5min后將漿液通過過濾網流到儲漿筒內待灌。還有灌漿:灌漿采用自上而下孔口封閉分段純壓式灌漿方法,即自上而下鉆完一段灌注一段,直到預定孔深為止。灌漿段的長度以雜填土和淤泥或淤泥質土、粉、細砂厚度來確定;灌漿壓力采取二次或三次升壓法來控制,即灌漿開始采用低壓(小于0.1MPa)或自流式灌漿,對雜填土而言,當吸漿量較大時采取間歇灌漿或用砂漿灌注,終灌時的壓力要達到設計值;灌漿結束標準嚴格按設計執行。最后是封孔:灌漿結束后及時封孔,即第二灌漿段灌漿結束過半小時后,排除孔口封堵物,再往孔內投入砂石直到水穩層頂面,過24h后,若漿液下沉,再補充水灰比0.5的漿液至水穩層頂面。

3 結語

通過以上我們對于建筑物地基靜壓注漿法的關鍵技術與應用的詳細探討,我們可以發現,建筑物地基靜壓注漿法的技術是在建筑地基加固當中一項非常重要的技術。因此,作為一名工作在建筑施工一線得我們來說,一定要掌握好這項關鍵的地基加固技術,只有這樣,才能在原有的基礎上更好的對建筑建設施工,更好的發展我國的建筑施工技術,縮小我國與國外先進的建筑施工技術的差距,為我國的社會發展和人民群眾做出應有的貢獻。

參考文獻:

第11篇

關鍵詞:軟弱土基 沉降 機理 施工控制

中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)006-007-02

20世紀九十年代以來,我國公路建設進入跨越式發展階段,截止到2010年底,我國公路網通車總里程達到398萬公里,其中高速公路7.4萬公里。但是我國地域遼闊,有大量的公路穿過軟土地區。由于軟土地區的地質條件十分復雜,給公路建設及建成運營帶來很大的難題。軟土含水量高、孔隙率大、抗剪強度小、承載力低,在自身變形和車輛荷載的作用下,常常會引起道路的沉降變形,嚴重影響了道路的使用質量。

長期以來,在高速公路建設的實踐中逐漸形成了比較成熟的軟土地基處理方法和施工技術。但是,路基的工后沉降過大這一問題并未完全得到解決。工后沉降過大,地基強度和變形不能滿足設計要求,導致路面平整度差和橋頭跳車現象嚴重,極大地影響工程的經濟效益和社會效益。因此,研究探討公路軟土地基沉降變形機理及施工控制是非常有必要的,對保證公路建設質量、正常運營以及延長公路的使用壽命具有重要的意義。

1 軟土及軟土地基的工程特性

軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種從軟塑到流塑狀態的黏性土系,主要包括淤泥、淤泥質土。軟土在工程分類中,屬于細粒土的中、高塑性黏性土,其塑性指數大、固結強度低,具有觸變性,流變性顯著。此外,軟土還有滲透性很小,壓縮固結過程緩慢,抗剪強度低,工程固結排水不暢等特點。

軟土地基是一種不良地基,主要由粘粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及松散砂等土層構成。其強度增長緩慢,承載力低,具有滲透性小、觸變性及流變性大等特點。公路軟土路基的地下水位高,填方和構造物穩定性差,容易發生沉降變形。為了解決軟土路基存在不均勻沉降或沉降過大的工程問題,需要對地基進行加固處理。

2 公路軟土地基沉降特性研究

在公路建設中,沉降變形是由于軟土地基處治不當而引起的常見問題。當地基在外部荷載作用下產生過大的沉降變形時,會影響道路的使用質量和安全。特別是產生過大的不均勻沉降時,路面會發生開裂破壞,由于橋面與路堤的差異沉降形成錯臺,加上車速太高,很容易引起橋頭跳車。或因為路面寬,中心的沉降量大于兩側,會引起路面下涵管彎曲,涵身、通道凹陷等危害。針對這些問題,在公路建設前有必要對軟土及公路軟基沉降的特性做一些深入的研究。

2.1 軟基沉降變形機理及組成

軟土的壓縮性是構成路基沉降的主要原因。興建高等級公路時通常需要在軟土地基上填筑一定高度的路堤,地基內部會因為路堤荷載作用產生應力和固結變形。軟土路基的總沉降變形量S=Si+Sc+Ss,其中S;為瞬時沉降,即由于剪切變形引起土的側向擠出而產生的附加沉降;Sc為地基的排水固結沉降量,即主固結沉降;Ss是因土骨架蠕變而產生的次固結沉降。對于一般粘性土來講,主固結沉降是軟土地基沉降的主要組成部分。

高速公路軟基的沉降量包括施工期間沉降和工后沉降。

施工期沉降是指路基填土產生的荷載通過基礎傳給地基,在地基內部產生應力和變形,從而引起基礎的下沉,這部分沉降主要為瞬時沉降和主固結沉降。

工后沉降:施工完成以后,由于公路軟弱土基深厚固結速度慢,在路堤自重和路面荷載下作用下延續施工期間未完成的固結沉降,這種新沉降是路基在相應的車輛荷載作用下產生的附加沉降。對于較厚的軟土層,在路基填筑至設計高程以后的幾年內,主固結引起的沉降變形是主要的。

2.2 公路軟土地基沉降變形特點及變形規律

沉降變形量的大小與土的壓縮性、地基上荷載的性質和大小有關。由于軟土具有壓縮性高、滲透性小、抗剪強度低等特點,軟土路基在荷載作用下引起的路基沉降,一般具有沉降量大,側向變形大,變形時間長的特點。根據軟土路基沉降變形的機理和特點以及大量的沉降觀測資料,可以總結出軟土路基在沉降變化過程中基本上會經歷發生-發展-穩定-完成四個階段。

3 公路軟土地基沉降的施工控制

目前,工程上較常用的地基處理方法有排水固結法、樁體擠密加固法、換填法等。

3.1 排水固結法

公路軟基處治措施中,排水固結處理方法具有經濟適用、穩妥可行、施工簡便等優點。排水固結法包括排水系統和加壓系統兩部分。其基本原理是利用地基排水固結特性,通過施加預壓荷載擠密地基,并增設土層的垂直和水平排水通道,使土體中的孔隙水排出,加速地基的固結。排水固結法可同時解決軟土地基的沉降和穩定問題。最常見的排水固結法包括塑料排水固結法、砂墊層法以及土工織物法。

3.1.1 塑料排水固結法

塑料排水固結法主要用于處理深層處理軟土地基,是一種利用塑料排水板作為豎向排水通道,通過加載預壓提高地基承載力的一種的先進加固軟土地基的方法。塑料排水固結法主要的施工工藝流程包括:清理整平場地、鋪設排水砂墊層、在軟基中插設塑料排水板、加載預壓、卸載。塑料排水板的施工應加以重視,最好采用靜壓法施工,以防止擾動軟土引起強度的破壞。

塑料排水板由于具有成本低、性能好、施工效率高、對土的擾動小、可用輕型機械在軟土上施工等優點,迅速在國內得到推廣。

3.1.2 砂墊層

砂墊層主要用于淺層處理,工作原理是在軟土地基頂面鋪設排水砂墊層,利用其良好的透水性,使軟基在填土荷載作用下加速排水固結。砂墊層適用于軟土層不厚、砂資源豐富且工期不緊的情況下。

3.1.3 土工織物法

土工織物中一般具有強度高、延伸率低、抗腐蝕耐久性好等優點,在公路軟土地基處理工程中得到了大量應用。通過土工織物在軟土地基中的加筋作用以及良好的抗拉強度、徐變特性,使復合土體具有較高的抗剪強度和變形模量,另外使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中。所以,當軟土地基在上覆荷載作用下可能產生剪切破壞時,土工織物能有效阻止破壞面的出現,最大限度地防止滑移、塌方、沉陷等現象的發生。

土工織物法通常用在軟土、沼澤地區及地下水位較高、地基濕軟的情況。對于高填方路堤適當分層墊隔,排水加固效果更好。

3.2 樁體擠密加固法

樁體擠密加固法主要包括粉體噴射攪拌樁法和碎石樁法。其工作原理是在軟土地基中注入樁體,通過樁體對土層的擠密作用,使得樁體和軟土形成復合地基。復合地基的強度和穩定性較原有軟基有很大的提高。

粉體噴射攪拌樁法就是利用深層噴粉攪拌機把水泥等粉體與軟土強制拌和均勻,利用粉體固化劑與軟土發生的一系列反應,生成一種加固體并與軟土基形成復合地基,能有效提高地基承載力,減少沉降。粉噴樁加固法適用于施工期限較緊,后期沉降要求很小的橋頭地基以及軟土層較厚地基。由于施工速度快、處理效果好、工后沉降小等優點,近年來粉體噴射攪拌樁法在高等級公路工程的軟基處理中得到了廣泛的應用。

碎石樁是指用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后,投入足夠的碎石,形成大直徑密實樁體。碎石樁是一種粗顆粒土樁,作為軟基加固處理方法,主要起到擠密、復合地基和排水通道的作用。

3.3 換填法

換填法的基本原理是將軟弱土層全部挖除,然后用用砂、碎石、礦渣或其他合適的材料進行填筑,以提高地基的承載力。換填法一般適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土。從經濟合理考慮,淺層地基深度通常不超過3m。換填法常用機械碾壓、平板振動和重錘夯實進行施工。

3.4 施工中的穩定措施

由于軟土基多為高路堤,填筑高度比較大,因此其穩定性成為重要問題。除了采取以上處治方案以外,在施工中還應注意控制填土速率以及加強觀測工作。根據軟土路基沉降機理和特點,在設計和施工中選擇合理的施工工藝,并確保施工質量,保證路基沉降的穩定性。

4 結論

(1)軟土地基是一種不良地基,研究公路軟土地基沉降變形機理及施工控制,對保證高速公路建設質量、正常運營以及延長公路的使用壽命具有重要的意義。

(2)對于公路軟基的處理要結合具體條件選擇合理的處理方案,使施工方案技術上先進、經濟上合理。

參考文獻:

[1]董澤,進韓敏,軟土路基沉降計算及其施工控制[J],科教文匯,2008(12)

[2]周珊珊,高速公路軟土地基沉降影響因素研究及灰色預測[D],中國地質大學(北京)碩士學位論文,2007

第12篇

摘要:地基與基礎是建筑結構的重要組成部位,應引起施工作業者的高度重視,必須確保地基與基礎的基本承載功能。本文通過利地基施工的一些新要求、新方法以及新技術做了簡單的分析與總結。 關鍵詞:水利水電基礎工程施工技術方法

1水利水電基礎施工的新要求1)應具有地基與基礎的施工圖紙和地質勘察報告等有關技術文件和資料,并掌握施工區域內的地質情況。2)土方開挖前,應根據施工方案要求,將施工區域內妨礙施工的已有建(構)筑物、道路、溝渠、管線、墳墓、樹木等,妥善處理。3)山區施工,應事先了解當地地層巖性,地質構造、地形地貌和水文地質等,如因土方施工可能產生滑坡時,應采取可靠措施。在陡峻山坡下施工,應事先檢查山坡坡面情況。如有危巖、孤石、崩塌體、古滑坡體等不穩定跡象時,應作妥善處理。4)施工機械進入現場所經過的道路、橋梁和設備卸車地點等,應事先做好必要的加寬、加固等準備工作。5)測量放線的定位控制線(樁)、水準基準點及基槽的灰線尺寸,必須復核,符合設計要求,并辦理預驗手續,且應妥善保護及經常復測。6)場地要清理平整,表面坡度應符合設計要求的排水坡度和臨時排水設施。如設計無要求時,一般應向排水溝方向作成不小于2%的坡度。7)開方挖土低于地下水位的基坑(槽)、管溝時,應根據地質勘察文件及資料,采取措施,降低水位;一般應降至低于開挖底面的500mm,然后再開展作業面。2水利水電基礎施工的新方法主要從兩個方面進行:①對于淺基礎的情形,如果不需要放坡,這個時候首先要沿著進行測量的基準灰線直邊切割出來一個槽邊的輪廓線,而后對作業面予以一一的展開。對于地下水位的降低和地面排水系統的建造,這二個工程都需要結合當地工程地質資料、挖方尺寸等條件予以考慮,這樣就可以進一步的預防地基土結構被破壞。②還需要保證地基與基礎的強度能夠足以承受建(構)筑物上的全部結構荷載。為了滿足這一條件,基礎的耐久性、防潮性、耐侵蝕性和抗凍的能力都需要充分滿足要求和條件。除此之外,為了確保地基穩定,必須讓地基和基礎有足夠的工作面。地基變形值的范圍也應該在許可的參考值數之內,這樣才不會引起建筑物的開裂、傾斜或者標高產生相應的變化等等。3水利水電基礎作業方法及質量控制①根據土質、現場出土等條件要合理確定開挖作業順序和工作面、分段分層平均下挖展開工作面。②對淺基礎不需放坡時,應首先沿測量的基準灰線直邊切出槽邊的輪廓線,展開作業面。③降低地下水位與地面排水,均應根據當地工程地質資料、挖方尺寸、防止地基土結構遭受破壞等,采取集水坑降水、井點降低地下水位,或采取兩者相結合的措施降低地下水位。4軟土地基處理的新技術軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土結構組成的地基,承載能力很低,一般≤50kN/m2,不易滿足水工建筑物地基設計要求,故需進行處理。1)軟土基礎的特性。①大孔隙比,高天然含水量。淤泥和淤泥質土的天然含水量w一般介于50%~70%之間,相比而言,我國軟土的天然孔隙比e則一般介于1~2之間,一般情況下,這就會遠遠的大于液限,最高的時候,甚至可能達到200%。②低透水性。由于高含水量,在滲透系數k≤1(mm/d)的時候,透水性能就非常的差。這樣,在承受強荷載作用后,孔隙水壓力就會變高,地基的壓密固結性能也會深受影響。③低抗剪強度。通常,軟土會呈現出軟塑―流塑的狀態,這樣在有外部荷載的時候,抗剪性能就變得極差。在土層本身含有排水出路的時候,隨著有效壓力的逐步增加,就會慢慢的形成固結。相對應的,如果不存在優質的排水出路,在荷載增大的情況下,強度就會衰減。

2)處理軟弱地基之方法。①排水固結法。作為解決淤泥軟粘土地基沉降的有效措施和保持淤泥軟粘土地基穩定的有效方法,由加壓和排水兩部分系統組成。②換土法。當淤土層厚度較薄時,把不能滿足設計要求的淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎等辦法進行地基處理。③強夯法。將80kN 夯錘, 起吊到高達6m~30m 的地方,讓錘作自由下落運動,通過這樣的運動夯實土質。如果地基是河流沖積層、濱海沉積層,或者由黃土、粉土、泥炭、雜填土等構成,使用強夯法容易達到目的。④旋噴法。旋噴法主要用于地基防滲工作的開展,通過利用旋噴機具將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預定濃度,而后對其予以提升,在這個時候噴嘴會以一定速度作旋轉動作,這樣就會產生高壓,高壓擠迫水泥固化漿液與土體混合,經過凝固硬化結成樁子,以達到提高地基防滲的目的。⑤振動水沖法。振沖法的工具是振沖器,它類似于一根插入混凝土振搗器的機具,該中機具涵括了上、下兩個噴水口。由于振動和沖擊荷載的作用,地基中會先成孔,而后在孔內予以填充砂、碎石,進而分層振實或夯實,這樣地基將得以加固。⑥土工合成材料加筋加固法。其手段是平攤荷載于地基,在可能出現塑性剪切破壞時,平鋪于地基表面地土工合成材料將可以對面形的破壞起到組織作用;也可以在一定的程度上減小破壞的擴張,從而提高地基的承載能力。⑦灌漿法。將水泥砂漿、水泥漿、粘土漿、粘土水泥漿及各種化學漿材(比如木質素類、聚氨酯類、硅酸鹽類)予以液化,同時這些漿液也是具有固化的特性的,這個過程中會用到相關的氣壓、液壓或電化學原理,而后將其注入地基介質中或建筑物與地基的縫隙部位,從而達到加固淤泥軟土地基的效果。⑧硅化加固法。借助電滲原理,利用網狀的帶孔眼的注漿管,采用電動硅化法,通過輪換諸如的操作手段,把硅酸鈉(Na2O?nSiO2)溶液與氯化鈣(CaCl2)溶液注入土中,因為上述過程中會產生一系列的化學反應,進而生成膠凝物質,或者活化土顆粒的表面,這樣土顆粒之間的連接性和土體力學的強度就會被提高,加固部位的半徑會被擴大。不過這樣的操作方法也有其缺陷性,即高耗電量,高成本,故而被采用的可能性一般不是很大。⑨加筋法。加筋法是為了減少整體變形,并且同時達到增強整體穩定的性能的目的。土工合成材料,因為其抗拉能力非常之強,會被埋置于土層中,這樣在土顆粒和拉筋之間就會產生摩擦力,土也會與加筋材料形成一個完整的整體,這樣的話,地基強度就會被提高。⑩樁基法。如果淤土較厚,含水率較高,孔隙也比較大,這樣要想對其予以大面積的深處理的話就比較困難,這個時候打樁法就是一個不錯的加固處理方法。5水利水電地基施工的質量控制①保證地基與基礎具有足夠的強度,能承受建(構)筑物的上全部結構荷載和地基的反作用力。②基礎應具有足夠的耐久性、防潮性、抗凍和耐侵蝕的能力。③地基和基礎必須有足夠的工作面,確保地基的穩定性。④保證地基變形值在容許范圍內,且應使它不超過建(構)筑物的容許變形值,而不致引起建筑物開裂、傾斜或標高變化等。參考文獻[1]張志良.水利水電基礎工程與地基處理技術的現狀和展望[J].水利水電施工,2008,02.[2]陶忠平.水利水電工程建設中不良地基基礎處理方法研究[J].水利水電技術,2007,12. 轉貼于 中國論文下載中心 studa.ne

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