地基基礎加固方法

1  地基基礎工程加固原則與程序分析

1.1 地基基礎工程加固原則 

   基礎與地基的加固工程屬於現有結構的地下加固工程, 其難度 、造價 、施工持續時間等往往比新建築物更多更大, 此外還可能涉及停產或居民動遷等問題 。因此在加固時宜盡可能考慮周詳,根據結構特點 、土質情況選擇合理的加固方案, 在確定是否加固及采用何種加固方案時應考慮下列原則: 

1) 挖掘地基潛力 。當現有建築地基基礎狀態良好 、地質條件較好時, 應盡量發揮地基與基礎的潛力 。如考慮建築物對地基的長期壓密使原地基的承載力提高; 考慮地基承載力的深寬修正 。

2) 確定計算地基荷載 。現有建築在進行加固時, 原設計資料 、計算書等未必齊全, 地基的承載力也不一定用足, 上部結構的加固或改建與擴建均使地基上的荷載變更, 通常均會增加 。如果增加後超出地基容許承載力的5%~ 10%左右, 則一般不考慮地基基礎的加固, 而考慮調整或加強上部結構的剛度來解決 。

3) 盡量采用改善結構整體剛度的措施 。如加強牆體剛度, 加強縱橫牆的連接等, 可使結構的空間工作能力加強, 從而有助於減輕不均勻沉降或減少絕對沉降, 因在地基與基礎的計算理論中未考慮上部結構空間工作的影響 。4)盡量取簡易的結構構造措施 。如在基礎抗滑能力不足時增設基礎下的防滑趾; 在基礎旁邊設置堅固的剛性地坪; 在與相鄰基礎間設置地基梁將水平剪力分擔到相鄰基礎上等 。 

建築物基礎加固時按以下程序進行: 

1) 查明建築物破壞的原因; 

2) 經選擇 、優化後確定建築物基礎加固方案; 

3) 確定建築物基礎加固施工的技術措施與應變方案; 

4) 進行地基加固或基礎托換;

5) 進行基礎與承台加固及二者的連接; 

6) 糾偏; 

7) 結構加固補強 。

4) ~ 7) 也可根據實際方案進行調整, 可減少或合並某些步驟 。 

2 地基基礎工程加固方法分析 

2.1 注漿加固基礎法 

   基礎補強注漿適用於基礎有裂縫時的加固 。漿液一般可用水泥漿, 水灰比可采用0. 5~ 0. 6, 也可采用環氧樹脂等漿材 。設計施工方法: 先在基礎裂縫處鑽孔, 對單獨基礎每邊不少於2 孔,對條形基礎可沿基礎縱向每1. 5 m ~ 2. 0 m 布置鑽孔, 並不少於2 排 。注漿管直徑約25 mm, 與水平麵的傾角不小於30, 以利流動 。鑽孔直徑約28 mm 並較注漿管大2 mm~ 3 mm 。孔距0. 5 m~1. 0 m, 注漿壓力可取0. 1MPa~ 0. 3 MPa, 影響半徑約0. 3 m~0. 6 m 。一般壓力越大, 注漿的有效半徑越大 。

2.2 錨杆靜壓樁托換法 
   錨杆靜壓樁托換不需要在基礎下挖坑, 隻在基礎上打孔設上錨杆, 作為千斤頂的反力架, 另在基礎上打樁孔, 通過樁孔向地基中壓樁, 其優點是占地麵積小, 隻要1 m  1 m 的工作範圍, 無噪聲, 無需高的淨空 。適用條件: 泥 、淤泥質土 、黏性土 、粉土與人工填土等觸探比 
貫入阻力小於8 MPa, 且地下水位低於預期坑底的場合 。

施工工藝: 1) 現在原基礎頂麵標出壓樁孔與錨杆孔位置, 人工或電鑽成孔 。壓樁孔易下大上小, 以利基礎承受樁的衝切; 

          2)向錨杆孔中插入錨杆, 與基礎錨固, 安裝錨杆靜壓反力架;   

          3) 向壓樁孔中插入第一節樁, 放上千斤頂, 用千斤頂將樁壓入孔中 。再壓第二節樁, 如此連續作業; 

          4) 樁身可用鋼管或200 m  200 mm,300 mm  300 mm 的C30 鋼筋混凝土樁, 每節樁長由現場容許的施工淨空高度確定, 接頭方法要求焊接; 

          5) 當達到設計要求的深度與壓樁力( 設計荷載的1. 5 倍) , 拆去千斤頂與反力架; 

          6) 將樁頭截短, 鑿毛 。對壓樁孔也鑿毛並清除孔內雜物, 澆築C30 微膨脹早強混凝土將其封死; 

          7) 必要時可在原基礎上增設基礎梁; 

          8)當需要防止樁在卸載後回彈, 可參照坑式靜壓樁加預應力的方式, 令樁在不卸載條件下封樁並與基礎融為一體 。 
3 某地基基礎工程加固案例分析 
   某工程D 座基坑由於邊坡支護不當, 土體產生圓弧滑動(即深層滑動) ,導致9 根工程樁產生不同程度的位移和斷裂, 使原沉管灌注樁喪失承載力,敘述該工程地基加固處理作法 。 
3.1 加固處理 
   鑒於本工程場地土層較軟,基坑已經挖成, 按原樁型重新施打已不可能,經多方案比較後,確定采用花套管擠壓灌漿加固地基 。該層土地基承載力標準值fk = 80 kPa , 設計加固後應達到fk = 200 kPa  。加固分重點加固區與一般加固區兩大類 。 
3.1.1 重點加固區 
重點加固區為X軸向西3 m, 向東2m 。 
(1) 加固深度: ⑧、⑨軸交X軸承台處為9. 5 m; ⑦軸交X軸承台處為8m 。 

(2) 花套管間距:長管(10 m長)間距為1. 0 m×1. 0 m,呈梅花形布置 。短管(3～4 m長) 間距為1. 0 m×1. 0 m,與長管交錯布置,主要為加固表層土灌漿用 。 

(3) 灌漿壓力: 灌漿壓力的大小是控製壓力灌漿效果的主要因素,必須控製在適當範圍內 。長管灌漿壓力為0. 4～0. 8 MPa , 注意防止劈裂土體; 短管灌漿壓力為0. 1～0. 3 MPa  。 (4) 加固土體積:約950 m3 。 
3.1. 2 一般加固區 
一般加固區在Y軸以東4. 5 m 。加固深度7 m;花套管間距1. 2 m×1. 2 m,呈梅花形布置; 灌漿壓力0. 4～ 0. 8MPa , 注意防止劈裂土體; 加固土體積約630 m3 。 
3.2加固效果分析 3.2 .2複合地基試驗結果 
使用1 m2 的承壓板做複合地基試驗 。最大沉降量為28. 62 mm,複合地基承載力均能滿足地基加固設計要求 。試驗結果表明,灌漿處理後地基土層得到了改良,土層加固效果明顯 。 
3.2.3 沉降觀測結果及分析
本工程對沉降量和沉降差控製嚴格,沉降觀測從底層結構施工開始到工程竣工後1 年,不間斷觀測。20 層主樓最大沉降量為12. 66 mm, 裙樓最大沉降量為7. 31 mm, 且各相鄰測點的沉降差較小, 均能滿足設計要求, 表明壓力灌漿加固地基效果良好,方法可行 。 
4總結 
實踐表明, 采用壓力灌漿加固方法可對地基土進行硬化固結處理, 即對軟弱層的粉砂 、粉土層顆粒進行膠結, 形成複合地基, 改善土的力學性能, 以大幅度提高地基承載力 。