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地基處理

地基處理主要分為基礎(chǔ)工程措施和巖土加固措施。有的工程,不改變地基的工程性質(zhì),而只采取基礎(chǔ)工程措施;有的工程還同時(shí)對(duì)地基的土和巖石加固,以改善其工程性質(zhì)。選定適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式,不需改變地基的工程性質(zhì)就可滿足要求的地基稱為天然地基;反之,已進(jìn)行加固后的地基稱為人工地基。地基處理工程的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安全,如處理不當(dāng),往往發(fā)生工程事故,且事后補(bǔ)救大多比較困難。因此,對(duì)地基處理要求實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和驗(yàn)收制度,以確保工程質(zhì)量。

基礎(chǔ)工程措施

  孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)地基處理專利技術(shù):

  孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)地基處理專利新技術(shù)(專利號(hào)ZL92114452.0),是先在地基內(nèi)成孔,將強(qiáng)夯重錘放入孔內(nèi),邊加料邊強(qiáng)夯或分層填料后強(qiáng)夯。孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)技術(shù)在第52屆尤里卡世界發(fā)明博覽會(huì)上獲得了最高獎(jiǎng)--尤里卡金獎(jiǎng),這也是我國(guó)地基處理技術(shù)到目前為止在國(guó)際上獲得的唯一金獎(jiǎng)。

  孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)技術(shù)與其它技術(shù)不同之處:是通過(guò)孔道將強(qiáng)夯引入到地基深處,用異型重錘對(duì)孔內(nèi)填料自下而上分層進(jìn)行高動(dòng)能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密的孔內(nèi)深層強(qiáng)夯作業(yè),使孔內(nèi)的填料沿豎向深層壓密固結(jié)的同時(shí)對(duì)樁周土進(jìn)行橫向的強(qiáng)力擠密加固,針對(duì)不同的土質(zhì),采用不同的工藝,使樁體獲得串珠狀、擴(kuò)大頭和托盤(pán)狀,有利于樁與樁間土的緊密咬合,增大相互之間的摩阻力,地基處理后整體剛度均勻,承載力可提高2~9倍;變形模量高,沉降變形小,不受地下水影響,地基處理深度可達(dá)30米以上。

  孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)技術(shù)適用范圍廣,可適用于大厚度雜填土、濕陷性黃土、軟弱土、液化土、風(fēng)化巖、膨脹土、紅粘土以及具有地下人防工事、古墓、巖溶土洞、硬夾層軟硬不均等各種復(fù)雜疑難的地基處理。該技術(shù)可根據(jù)不同的地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)要求,就地取材,如:建筑碴土、工業(yè)無(wú)毒廢料、素土、砂、毛石、砂卵石、粉煤灰、土夾石、灰土和混凝土等材料均可做成各種DDC樁。大幅度降低工程造價(jià),施工質(zhì)量容易控制、地面振動(dòng)小、施工噪音低、施工速度快;成樁直徑0.6~3.0m,單樁處理面積1.0~14.0㎡,不受季節(jié)限制,同時(shí)能消納大量建筑垃圾,可在城區(qū)或危房改造居民區(qū)施工等特點(diǎn)。

  孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)地基處理專利新技術(shù),不僅用料范圍廣泛,更重要的是突破了地基領(lǐng)域內(nèi)沿襲多年的傳統(tǒng)觀念,采用建筑垃圾(碴土:碎磚、瓦、砂、石、土、工業(yè)無(wú)毒廢料以及它們的混合物等)處理地基,變廢為寶,不用鋼筋、水泥,節(jié)省工程投資,減少污染,保護(hù)環(huán)境,形成了具有綠色環(huán)保特征的地基處理新技術(shù)。

淺基礎(chǔ)

  通常把埋置深度不大,只需經(jīng)過(guò)挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起來(lái)的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)。它可擴(kuò)大建筑物與地基的接觸面積,使上部荷載擴(kuò)散。淺基礎(chǔ)主要有:①獨(dú)立基礎(chǔ)(如大部分柱基);②條形基礎(chǔ)(如墻基);③筏形基礎(chǔ)(如水閘底板)。當(dāng)淺層土質(zhì)不良,需把基礎(chǔ)埋置于深處的較好地層時(shí),就要建造各種類型的深基礎(chǔ),如樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井或沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等。它將上部荷載傳遞到周圍地層或下面較堅(jiān)硬地層上。

樁基礎(chǔ)

  一種古老的地基處理方式。中國(guó)隋朝的鄭州超化寺塔和五代的杭州灣海堤工程都采用樁基。按施工方法不同,樁可分為預(yù)制樁和灌注樁。預(yù)制樁是將事先在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的樁,用不同沉樁方法沉入地基;灌注樁是直接在設(shè)計(jì)樁位開(kāi)孔,然后在孔內(nèi)澆灌混凝土而成。

沉井和沉箱基礎(chǔ)

  沉井又稱開(kāi)口沉箱。它是將上下開(kāi)敞的井筒沉入地基,作為建筑物基礎(chǔ)(圖1)。沉井有較大的剛度,抗震性能好,既可作為承重基礎(chǔ),又可作為防滲結(jié)構(gòu)。1945年美國(guó)蒙哥馬利閘采用沉井作為承重防滲基礎(chǔ)。沉箱又稱氣壓沉箱,其形狀、結(jié)構(gòu)、用途與沉井類似,只是在井筒下端設(shè)有密閉的工作室,下沉?xí)r,把壓縮空氣壓入工作室內(nèi),防止水和土從底部流入,工人可直接在工作室內(nèi)干燥狀態(tài)下施工(圖2)。如1937年中國(guó)錢(qián)塘江鐵路橋的橋墩采用沉箱基礎(chǔ);1963年日本楊川閘用沉箱作為閘的承重防滲基礎(chǔ)。

地下連續(xù)墻

  利用專門(mén)機(jī)具在地基中造孔、泥漿固壁、灌注混凝土等材料而建成的承重或防滲結(jié)構(gòu)物。它可作成水工建筑物的混凝土防滲墻;也可作一般土木建筑的擋土墻、地下工程的側(cè)墻等。墻厚一般40~130cm。世界上最深的混凝土防滲墻達(dá)131m(加拿大馬尼克三級(jí)壩)。

土基加固

  采取專門(mén)措施改善土基的工程性質(zhì)。土基加固方法很多,如換土法、碾壓法、強(qiáng)夯法、爆炸壓密、砂井、預(yù)壓砂井(堆載預(yù)壓砂井及真空預(yù)壓砂井)、振沖法、灌漿、高壓噴射灌漿等。

換土法

  將軟弱的土層挖除,置換以良好的土、砂、碎石或與建筑物相同的材料,然后壓實(shí)或夯實(shí)。一般閘基用砂或碎石置換,稱砂墊層或碎石墊層。

強(qiáng)夯法

  用幾十噸重的夯錘,從幾十米高處自由落下,進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的地基處理方法。夯錘一般重10~40t,落距6~40m,處理深度可達(dá)10~20m。采用強(qiáng)夯法要注意可能發(fā)生的副作用及其對(duì)鄰近建筑物的影響。

預(yù)壓砂井法

  在地基內(nèi)按一定的間距打孔,孔內(nèi)灌注透水性良好的砂,縮短排水路徑,并在上部施加預(yù)壓荷載的處理方法。它可加速地基固結(jié)和強(qiáng)度增長(zhǎng),提高地基穩(wěn)定性,并使基礎(chǔ)沉降提前完成。砂井直徑一般25~50cm,間距2~3m。砂井一般用射水法造孔,也可采用袋砂井、排水紙板等,還可采用真空預(yù)壓法,即用抽真空的辦法加壓,可取得相應(yīng)于80kPa的等效荷載。

振沖法

  用振沖器加固地基的方法,即在砂土中加水振動(dòng)使砂土密實(shí)。用振沖法造成的砂石樁或碎石樁,都稱振沖樁(見(jiàn)樁工)。

灌漿

  借助于壓力,通過(guò)鉆孔或其他設(shè)施將漿液壓送到地基孔隙或縫隙中,改善地基強(qiáng)度或防滲性能的工程措施(見(jiàn)灌漿)。

高壓噴射灌漿

  通過(guò)鉆入土層中的灌漿管,用高壓壓入某種流體和水泥漿液,并從鉆桿下端的特殊噴嘴以高速噴射出去的地基處理方法(圖3 )。在噴射的同時(shí),鉆桿以一定速度旋轉(zhuǎn),并逐漸提升;高壓射流使四周一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)遭受破壞,并被強(qiáng)制與漿液混合,凝固成具有特殊結(jié)構(gòu)的圓柱體,也稱旋噴樁。如采用定向噴射,可形成一段墻體,一般每個(gè)鉆孔定噴后的成墻長(zhǎng)度為 3~6m。用定噴在地下建成的防滲墻稱為定噴防滲墻。噴射工藝有三種類型:①單管法,只噴射水泥漿液;②二重管法,由管底同軸雙重噴嘴同時(shí)噴射水泥漿液及空氣;③三重管法,用三重管分別噴射水、壓縮空氣和水泥漿液。

巖基加固

  少裂隙、新鮮、堅(jiān)硬的巖石,強(qiáng)度高、滲透性低,一般可以不加處理作為天然地基。但風(fēng)化巖、軟巖、節(jié)理裂隙等構(gòu)造發(fā)育的巖石,須采取專門(mén)措施進(jìn)行加固。巖基加固的方法,有開(kāi)挖置換、設(shè)置斷層混凝土塞、錨固、灌漿等。

開(kāi)挖置換

  類似土基加固的換土法,將設(shè)計(jì)規(guī)定的建筑物建基高程以上的風(fēng)化巖全部開(kāi)挖,用混凝土置換。

設(shè)置斷層混凝土塞

  將斷層內(nèi)斷層角礫巖、斷層泥挖除至一定深度,回填混凝土,形成混凝土塞。

錨固

  在巖石內(nèi)埋設(shè)錨索,用以抵抗側(cè)向力或向上的力;通常錨索為被水泥漿或其他固定劑所包裹的高強(qiáng)度鋼件(鋼筋、鋼絲或鋼束)。錨固法也可以加固土基。

灌漿

  主要有帷幕灌漿和固結(jié)灌漿。

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