地基基礎加固注漿
注漿加固法(grouting)是利用液壓、氣壓或電化學原理,把某些能固化的漿液注入土體孔隙或岩石裂隙中,將原來鬆散的土粒或裂隙膠結成一個整體,能顯著改善土的物理學性能及水理性能的一種加固方法。
注漿法(亦稱灌漿法)是由法國工程師1802年首創。隨著水泥的發明,水泥注漿法廣泛地應用於建築工程中。1886年出現了化學灌漿法,從此以後,灌漿材料及灌漿技術逐漸得到改進和發展,應用範圍也逐漸擴大。現在,注漿法已廣泛應用於房屋地基加固與糾偏、鐵道公路路基加固、礦井堵漏、壩基防滲、隧道開挖等工程中。工程應用注漿法加固的主要內容如下:
漿液材料注漿加固中所用的漿液是由主劑(原材料)、溶劑(水或其他溶劑)及各種外加劑混和而成,通常所指的灌漿材料是指漿液中所用的主劑。灌漿材料常分為粒狀漿材和化學漿材,而按材料的不同特點又可分為不穩定漿材、穩定漿材、無機化學漿材及有機化學漿材四類。
注漿加固機理
注漿法加固和改良土體主要有以下三種作用
一、化學膠結作用
不論是料狀漿材或化學漿材,都具有能產生膠結力 的化學反應,把岩石或土粒粘在一起,從而使岩土的整體結構得到加強。
二、惰性充填作用
填充在岩石裂隙及土體孔隙中的漿液凝固後,因具有不同程度的剛性和強度而能改變岩層及土體對外力的反應機製。使岩土的變形受到約束。
三、離子交換作用
漿液在化學反應過程中,某些化學劑能與岩山中的元素進行離子交換,從而形成物理力學性質更好的物質。
注漿加固設計
注漿加固設計內容主要包括以下幾個方麵:
一、注漿標準
指設計者要求地基注漿後應達到的質量指標, 隨著加固目的和要求的不同而變化。例如對於濕陷性黃土首先要求消除其濕陷性;而對於雜填土或軟土則要求提高地基承載力和降低壓縮性;
二、灌漿材料
包括漿材種類和漿液配方設計;
三、加固範圍
包括加固深度、長度和寬度;
四、漿液有效加固半徑
指漿液在設計壓力下所能達到的灌注孔中心至有效加固體邊緣的平均距離;
五、根據漿液有效加固半徑和灌漿體設計厚度,確定合理的間距、排距和排數;
六、注漿壓力
規定不同深度的允許最大灌漿壓力,既要盡可能擴大有效加固半徑,又要以不破壞地基或上部結構為原則。
注漿質量檢驗
注漿效果評估可通過靜力或動力角探試驗確定加固土密實度及強度的變化,鑽孔取樣測定加固土體的抗壓強度,開挖量測加固土體外形尺寸,靜(jing)載(zai)荷(he)試(shi)驗(yan)或(huo)浸(jin)水(shui)載(zai)荷(he)試(shi)驗(yan)確(que)定(ding)加(jia)固(gu)土(tu)體(ti)承(cheng)載(zai)力(li)及(ji)濕(shi)陷(xian)性(xing)消(xiao)除(chu)效(xiao)果(guo)等(deng)。必(bi)要(yao)時(shi)還(hai)可(ke)通(tong)過(guo)鑽(zuan)孔(kong)彈(dan)性(xing)波(bo)試(shi)驗(yan)測(ce)定(ding)加(jia)固(gu)土(tu)體(ti)動(dong)彈(dan)性(xing)模(mo)量(liang)和(he)剪(jian)切(qie)模(mo)量(liang),或用電探法與放射性同位素法測定漿液注入範圍等。
基礎灌漿加固
當基礎由於機械損傷、不均勻沉降或凍脹等原因引起開裂或損壞時,可采用灌漿(亦稱注漿)法加固基礎 施工時可在基礎中鑽孔,注漿管的傾角一般不超過60度,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於2個,漿液可由水泥漿或氧樹脂等製成,注漿壓力可取0.2-0.6Mpa,當15分鍾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。對有局部開裂的磚基礎,當然也可采用鋼筋混凝土梁跨越加固。
加大基礎底麵
當既有建築的基礎產生裂縫或基底麵積不足時,可用混凝土套或鋼筋混凝土套加大基礎。當原條形基礎承受中心荷載時,可采用雙麵加寬;對單獨柱基礎加固可沿基礎底麵四邊擴大加固。當原基礎承受偏心荷載時,或受相鄰建築基礎條件限製、或為不影響室內正常使用時,可用單麵加寬基礎。當采用混凝土套式鋼筋混凝土套時,應注意以下幾點施工要求:
一、為使新舊基礎牢固聯結,在灌注混凝土前應將原基礎鑿毛並刷洗幹淨,再塗一層高標號水泥砂漿,沿基礎高度每隔一定距離應設置錨固鋼筋;也可在牆腳式圈梁鑽孔穿鋼筋,再用植筋膠填滿,穿孔鋼筋須與加固筋焊牢。
二、對加套的混凝土或鋼筋混凝土的加寬部分,其地上應鋪設的墊料及其厚度,應與原基礎墊層的材料及厚度相同,使加套後的基礎與原基礎的基底標高和應力擴散條件相同和變形協調;
三、對條形基礎應按1.5-2.0m劃分成許多單獨區段,分別進行分批、分段、jiangeshigong,juebunengzaijichuquanchangwachenglianxudekengcaoheshiquanchangshangdijibaoluguojiu,yimiandaozhidijitujinpaoruanhua,shijichusuizhichanshenghendadebujunyunchenjiang。
基礎加深
如經驗算原地基承載力和變形不能滿足規範要求時,除了可采用將基底加寬外,尚可將基礎落深在較好的新持力層上的托換加固方法。這種托換加固方法國外稱為墩式托換(Pier Underpinning),亦有稱坑式托盤(Pier Underpinning)。墩式托換適用於土層易於開挖;開挖深度範圍內無地下水,或雖有地下水但采取降低地下水位措施較為方便者,因為它難以解決在地下水位以下開挖後會產生土的流失問題,所以一般坑深和托換深度一般都不大;既有建築物的基礎最好是條形基礎,亦即該基礎可在縱向對荷載進行調整起梁的作用。
墩式托換的優點是費用低、施工簡便,由於托換工作大部分是在建築物的外部進行,所以在施工期間仍可使用建築物。缺點是工期較長;由you於yu建jian築zhu物wu的de荷he重zhong被bei置zhi換huan到dao新xin的de地di基ji土tu上shang,對dui被bei托tuo換huan建jian築zhu物wu而er言yan,將jiang會hui產chan生sheng一yi定ding附fu加jia新xin的de沉chen降jiang,這zhe是shi類lei似si於yu其qi他ta托tuo換huan方fang法fa而er不bu能neng完wan全quan避bi免mian。
錨杆靜壓樁
錨杆靜壓樁是錨杆和靜力壓樁兩項技術巧妙結合而形成的一種樁基施工新工藝,是一項地基加固處理新技術,加固機理類同於打入樁及大型壓入樁,受力直接和清晰。但施工工藝既不同於打入樁,也不同於大型壓入樁,在對施工條件要求及"文明清潔施工"方麵明顯優越於打入樁及大型壓入樁。其工藝是對需進行地基基礎加固的既有建築物基礎上按設計開鑿壓樁孔和錨杆孔,用粘結劑埋好錨杆,然後安裝壓樁架與建築物基礎連為一體,並利用既有建築物自重作反力,用千斤頂將預製樁段壓入土中,樁段間用硫磺膠泥或焊接連接。當壓入深度達到設計要求後,將樁與基礎用膨脹混凝土澆注在一起,樁即可受力,從而達到提高地基承載力和控製沉降的目的。既有建築物地基基礎加固采用錨杆靜壓樁工法,主要可用於托換加固和糾偏加固工程中。工程實踐表明,加固工程中使用該工法與其他工法相比,具有以下明顯優點:一、保證工程質量二、做到文明清潔施工三、施工條件要求低四、對既有傾斜的建築特別在完成難度很大的工程中,顯示出了無比的優越性。
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