地基加固范文

时间:2023-03-10 17:22:27

地基加固

地基加固范文第1篇

【关键词】地基;加固技术;强夯法;振冲挤密法;压实法

地基的稳定性与施工质量是建筑结构安全的基础,也是保证建筑物正常使用的关键。对于地基进行加固处理主要是为了提高软土地基承载力与稳定性。现阶段,在我国土建工程施工中,地基所面对的主要问题有:强度不足、稳定性不够、不均匀沉降、渗漏问题等。针对这些问题,施工人员必须要采取有效的措施来对其进行加固,其最为常见的方法有:换土处理、人工或机械夯实、振动压实、石桩挤密加固等。如果施工人员没有根据相关规定要求对地基进行处理与加固,或者没有按照相关规定要求进行施工,这就会导致工程在施工过程中出现各种安全事故与质量问题。

一、地基处理的目的及现实意义

1、对地基加固处理有利于提高地基土的抗剪强度

剪力破坏是土建工程地基施工中最主要的一种质量问题,其造成的影响非常大,这种问题主要体现在以下几个方面:1)建筑工程地基的承载力不足;2)因建筑物的偏心荷载与侧向土压力而导致整个结构稳定性不足;3)建筑物因上部荷载或者在填土过程中导致周边地基隆起;4)在土方开挖的过程中,地基的边坡稳定性下降等。通过分析发现,地基土抗剪强度不足是导致地基出现剪切破坏的重要原因。因此施工人员必须要结合实际工程为提高地基土的抗剪强度而采取有效的措施。

2、对地基加固处理有利于缩小地基土的压缩性

地基土的压缩性主要表现在建筑工程施工及使用过程中产生的沉降程度,一般来说,地基产生沉降的原因有以下几种:因建筑物荷载而导致地基产生一定的沉降;因建筑物基础中负摩擦力而导致建筑物出现沉降;大范围地基出现沉降而导致建筑结构出现不均匀沉降;因土方开挖而导致周边基础部分出现沉降等。这些原因都会引起不均匀沉降,不利于建筑工程的施工质量,因此我们需要采取有效的措施进行加以控制,避免出现不均匀沉降现象。

随着社会经济的快速发展,建筑的规模不断扩大,城市用地面积越来越紧张,为了给人们提供充足的生活空间,建筑行业开始将建筑工程“拉长”,其结构也越来越复杂,配套设施也相对比较完善,这在很大程度上给地基带来了巨大的压力,当结构上部荷载超过了地基土的压缩性,那么就会导致地基出现沉降,因此我们在实际工作中,必须要采取有效措施来提高地基土的压缩模量,避免地基出现不均匀沉降。

3、对地基加固处理有利于改善地基土的动力特性

当发生地震时,地基土中的饱和松散粉细砂就会产生液化,这就是地基土的动力特性,出现这种情况的原因往往是由于交通荷载或者在打桩过程中产生的荷载而引起的,这就导致建筑周边的地基出现不均匀下沉。因此施工人员必须要结合实际工程,通过分析采取有效的措施避免地基产生液化,提高地基的抗震性,保证工程的稳定性。

二、地基加固技术分析

在选择地基加固技术之前,施工人员首先应该对当地的地质条件进行全面分析。由于这一施工技术需要在既有建筑物的周边进行施工,这就加大了工程的施工难度,为了保证地基的稳定性与上部结构的安全性,我们可以采用以下几种方法进行施工。

1、换土加固技术分析

在处理浅层地基的过程中,施工人员一般会采用换土加固技术进行,这是最常见的方法之一。首先,需要将软弱土层彻底挖出,然后再填入结构相对较好的土壤或者其他材料,例如石屑、煤渣、工业废物等,将其制作成素土地基等,最后再采用相关机械设备或者人工的方式将其夯实,提高其密实度。

这种方法在基坑面积较大的工程中非常适用,在处理软弱土层方面具有非常好的效果。换土加固方法的处理深度一般在2~3米左右,对于软弱土层、湿陷性黄土、季节性冻土等都有非常好的施工效果。

2、振密加固技术

所谓振密加固技术也就是施工人员采取有效的措施来减小地基土体的孔隙比,尽量提高其密实度与强度,从而达到设计的要求。该施工技术主要有压实法、夯实法、强夯法等各种施工方法,其中强夯法是最振密加固技术中最为常见的一种。

强夯法主要是对软土地基的深层土壤进行加固,随着机械夯实能量的不断增大,地基加固的深度也会不断加深。也就是说,该方法采用的是大重量的重锤,从不同的高度自由落下,因产生过大的冲击力来压实地基,从而提高地基的强度与密实度,降低其本身的压缩性。这种方法在砂土、粘土、碎石等多种土壤中具有非常重要的作用,能够有效的提高地基的强度,承载上部结构的荷载。

2.1排水固结法

在实际施工过程中如果遇到软土地基,施工人员则需要通过重力荷载将地基中多余的水分挤压出来,从而减小地基的压缩性,提高其密实度,这种方法也就是排水固结法。在采用这一方法进行施工的过程中,由于重力荷载的影响,软土地基中的水分会逐渐减少,而其有效应力就会不断增加,提高其抗剪强度。施工人员一般是采用排水以及加压的方式进行施工,其中,在排水的过程中,施工人员可以将土壤的透水性充分利用起来,通过设置砂浆来提高软土地基的抗剪强度。

2.2高压喷射注浆加固

高压喷射注浆(旋喷)加固地基是利用高压泵通过特制的喷嘴,把浆液(一般为水泥浆)喷射到土中。浆液喷射流依靠自身的巨大能量,把一定范围内的土层射穿,使原状土破坏,并因喷嘴作旋转运动,被浆液射流切削的土粒与浆液进行强制性的搅拌混合,待胶结硬化后,便形成新的结构,达到加固地基的目的。旋喷法适用于粉质粘土、淤泥质土、新填土、饱和的粉细砂(即流砂层)及砂卵石层等的地基加固与补强。其方法有单管法、双重管法、三重管法及干喷法等。压力灌浆加固在实施中要注意以下细节:

1)旋喷浆液前,应作压水压浆压气试验,检查各部件各部位的密封性和高压泵、钻机等的运转情况。

2)根据设计要求和地质条件,选用适合的旋喷方法、施工机具和桩位布置。

3)科学配浆,控制浆液的水灰比及稠度。

4)根据旋喷固结体的形状及桩身匀质性,调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。

三、结束语

地基是土建工程施工中的基础,也是最为关键的环节,如果地基没有经过合理的处理,那么上部结构就会因稳定性不足而出现各种质量问题与安全缺陷。本文介绍了几种地基加固处理技术,各有利弊,因此在实际工作中,施工人员必须要结合实际工程的特点,采取有效的措施来提高地基土的密度与稳定性,从而有效的保证地基的强度与稳定性,保证整个工程的质量。

参考文献

[1]陈林.浅谈软土地基的处理方法[J].科技咨询导报,2007(07)

地基加固范文第2篇

关键词:地基加固;软弱地基;变形

中图分类号:TB文献标识码:Adoi:10.19311/ki.16723198.2016.14.104

1建筑工程基础地基土壤分析

一般来说,地基土主要包括土壤颗粒、水以及空气三种组分,而软弱地基主要是由于天然土壤水分以及空气含量超标引起的,其大幅度降低土壤承载力,并增加一定程度的压缩变形量,而这种含水量过大以及密实性较差的地基土应通过人工加固处理才可使用。软弱地基的加固目的主要实现土壤密实度大幅度增加以及土壤水含量降低的过程,这样可以改善地基性质、提升地基承载力以及增强地基稳定性,从而有效降低地基变形的目的。

通常软土地基主要含有软土、粉砂、泥炭以及其他土层组成的地基,其厚度大多在几十米以及上百米范围内,并且土质较为均匀。同时由于荷载作用影响,其实际地基承载能力相对较低且沉降变形幅度大,这使得其不均匀沉降程度相对较大,并且沉降稳定耗时较长,因此需要施工人员根据现场实际地基情况选择合适的地基加固技术。

2常用的地基加固技术

2.1强夯法

这种地基加固技术可以短时间内达到加固软基的目的,其主要使用一定重量的锤从合适的高度自由下落,通过较大的冲击荷载实现软弱土层夯实要求。通常这种技术可以使得地基由于冲击力以及振动作用而被强制压密,这样可以大幅度提升地基土强度以及降低土层压缩性。这种技术主要基于浅层夯击法,但其得到独立技术发展,一般来说,浅层夯击法夯击能量小,其主要应用在含水量相对较少的回填土或黄土表层加固,实际作用深度为1~2m,而强夯法无论加固深度以及夯击能量均远超过浅层夯击法。

2.1.1强夯法主要分类形式

首先是强夯加袋装砂井法,这种方法可以实现快速饱和软粘土排水。其次是强夯拌合法,其主要应用在饱和软粘土,并在其上面铺设一定厚度的垫层,然后通过较高能量的高夯击作用使得上部垫层和下部软土之间进行良好的机械混合,这样既可以改变软土性质,又可大幅度提升整体刚度以及承载力。接下来是强夯挤淤加固法,这种方法主要针对3m厚度范围内的淤泥层,其先进行抛填块石再实施强夯,这样可将大块石混入淤泥底层硬土层,从而将大部分淤泥挤出,而剩余部分则保留在原有石缝中。最后是点夯筑柱法,其实质为单点置换法,而单点则主要为柱基。一般来说,单一方法处理效果较为有限,施工人员需要实施复合加固强夯法。

2.1.2强夯法使用注意事项

这种方法主要应用于富含泥炭的软土层,其实际处理效果较为明显。同时对于一些柱基、墩基等基础面积较小的软粘土地基也可使用这种方法,其可以实现强迫预沉降以及换土的目的。另外软粘土也可使用这种方法,其能有效降低孔隙压力,而相邻夯点的实际先后夯击间歇时间通常需要3~5周,这样就要求整体施工时间保持在3个月以上。

2.2灌浆法

这种技术主要使用气压、液压或电化学将可固化浆液注入到裂缝或孔隙中,这样可以大幅度提升地基的力学性质。该技术主要通过一定尺寸的钻孔将极浓桨液灌入土中,这样在注浆点使得土体压密从而产生浆泡。当浆泡相对较小时,其实际灌浆压力主要向水平扩展,而浆泡尺寸增加时,则朝钻孔径向增加,这样会形成较大的上抬力。而灌浆法主要利用这种上抬力将已下沉的建筑物回升到原有位置,整个回升过程精度较高。一般来说,灌浆法主要包括浓浆置换以及压密土两个方面,这种技术对于软弱土体有较好的加固处理效果,尤其是粘土地基没有合适的排水条件,其可能由于排水不畅使得土体具有高孔隙水压力,因此应保证较低的注浆速率。

高压喷射注浆法是较为常用的灌浆法之一,其主要采用钻机将带有喷嘴的注浆管插入到土层的预定位置,再通过高压设备将已升压至20MPa的高压浆液从喷嘴喷射,这样可以对土体实现有效的冲击破坏。这种高压浆液具有能量大,速度快以及脉动状喷射等特点,其可能将土粒从土体剥落,并在冲击力、离心力以及重力等综合作用下,使其和浆液混合较为均匀,同时依据一定的浆土比例进行重新排列,当浆液凝固后便可形成一个固结体,而固结体形状和喷射流移动方向关系密切。通常这种高压喷射注浆法主要采用旋转喷射以及定向喷射两种注浆方式,当使用旋转喷射方式时,其形成的固结体主要是圆柱状,并可以大幅度提升地基的抗剪强度以及改善土体变形性质,从而使得其在上部结构荷载作用下产生的变形量相对较小。目前这种高压喷射注浆法主要用在松散软弱土层,其主要包括冲积层、残积层、淤泥以及人工填土等。

2.3排水固结法

这种技术主要基于一定的承载能力,并使用合理的竖向排水井将土壤孔隙水分进行有效排出,这样可以降低孔隙数量以及尺寸,从而使得地基逐渐固结变形,并能有效提升地基强度。一般来说,排水固结法采用的预压方式主要包括下列3种方式:首先是堆载预压方式,其要求地基堆放一定重量的水、土以及沙子等重物实施预压,而堆载超过原有建筑物荷载时,其会造成超载预压,这样会对地基造成较为严重的破坏,因此通常采用逐级加载方法。而预压时间应依据土层渗透性特性、土层厚度以及土层预压荷载,从而对地面沉降能力以及土层孔隙水进行有效去除。其次是真空预压法,其主要利用大气压作为预压荷载地基土实施抽气,这可形成一定数值的真空度使得原有土体中的水分被抽出,从而提升地基土坚固性。最后是降水预压方式,其利用水泵将地基水位降低至地下水位,这样可以大幅度降低孔隙水压,这种方式主要使用在饱和粉土和饱和细砂地层。

2.4加筋法

这是一种较为常见的加固处理方法,这种技术的实际施工要点主要包括以下三个方面:首先对于土工合成材料出现折损、刺破以及撕裂等情况时,施工人员应采取措施进行有效修补以及更换,通常修补范围应超过裂口30cm以上。当施工质量标准相对较高时,检测人员应进行定期抽样试验检查,这样可以保证使用材料质量达到相关标准要求。其次土工合成材料主要采用搭接或缝合方式,当实施搭接方式时,其不可顺着材料受理方向,并且保证实际宽度超过30cm,而使用缝合方式时,其宽度大于5cm,缝合后材料强度应大于同向抗拉强度。最后实施铺设作业过程中,施工人员应当保证材料拉紧且平顺,不能存在褶皱、扭曲以及坑洼等问题。尤其对于特殊的地基加固处理过程中,施工人员应依据相关设计图纸对材料进行良好张拉,尽可能保障材料可满足应力要求。

3地基加固技术的选用原则

一般来说,地基加固技术的选用过程应该遵循合理的工作原则以及技术流程,并且保证经济合理、安全适用、把握技术前沿和保证质量。技术人员制定地基处理方案过程中,其需重点考虑基础和地基的共同作用,并根据不同的变形程度选择相应的处理方法,从而大幅度提升地基强度以及刚度。因此技术人员实际选用地基加固技术过程中,应当特别注意下列三个方面的要求。首先对于软弱地基以及不均匀地基,通常可以使用灌浆法,这样既可以提升地基承载力,又可降低沉降量。其次对于一些饱和度相对较低的粉土或湿陷性黄土,其可以使用强夯法,这样可以提升土体抵抗振动液化能力,并且去除土体的湿陷性。接下来对于淤泥质土和冲填土等饱和黏性土地基通常需要使用预压法,其可以降低土体压缩性。最后施工区域为碎石土地基或人工填土,尤其对于大粒径块石数量较多时,通常需要采用高压喷射注浆法。

参考文献

[1]刘帅,林海鹏.公路桥梁施工中注浆技术的应用论述[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(4).

地基加固范文第3篇

关键词 粉喷桩 , 软土加固,设计,计算

Abstract: in this paper are introduced the cement powder spray mixing and reinforcement of the soft soil foundation work mechanism, combined shanghai-chengdu expressway (shanghai-nanjing section) foundation treatment practice, this article discusses pile reinforcement of soft soil foundation calculation method. The pile reinforcement of soft foundation, can speed up the embankment filling velocity, paving the road surface settlement after work can be effectively control, ensure the engineering quality.

Key words pile, soft soil reinforcement, design, calculation

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

0 引言

高等级公路跨越通航河流和上跨被交叉公路、通道的净空要求,往往造成桥头填土高达4~7m的路堤,这对于软土地基来说,则存在高路堤的稳定和沉降的问题。在保证路堤稳定情况下,高速公路桥头工后沉降量一般控制在10cm以内,若采用袋装砂井(或塑料派水板)预压排水固结法处理,常因需要的填土与预压期较长,给设计工作带来诸多难处,使得处理后地基难以达到预期效果。针对这一情况,设计采用了粉体喷射搅拌桩(简称粉喷桩)加固软土地基的新技术。

1 粉喷桩技术简介及水泥加固土原理

粉体喷射搅拌(DJMI法)是软土地基深层搅拌加固技术的一种。近年来,粉喷桩技术的应用在我国得到工程界的重视,发展很快,已广泛应用于公路、市政工程、工业与民用建筑软弱地基处理和坑壁支护工程,加固深度由15m提高到了18m。

粉体喷射搅拌法是将粉粒状加固材料(水泥、生石灰粉)搅合于软弱地基中,与原位土进行强制搅拌,使土与加固材料产生一系列物理化学反应,在改善土质性状的同时,提高起强度。目前采用的加固材料多是水泥,其原理如下:

1.1水泥的水解和水化反应

水泥主要有硅酸盐、铝酸盐以及硫酸盐组成,当水泥遇土中水时,水泥中的表面矿物与水发生水解、水化反应,生成氢氧化合物和含水盐化合物,其中易溶于水中,水泥颗粒表面又暴露出来,继续与水作用,如此反复直到水溶液饱和,形成凝胶体。这种反应减少了软黏土中的含水量,增加土颗粒之间的粘结力。

1.2离子交换与团粒化作用

水泥水化后,水泥水化产物的C a2+ 与天然土中胶体微粒的阳离子进行等量的吸附交换,使大量的土粒形成较大的土团,同时水泥水化形成的凝胶粒子的表面积远远大于原水泥表面能,强烈的吸附能力,结合大土团粒形成水泥土的蜂窝结构,并封闭各土团之间的孔隙形成坚固的联结体。

1.3 硬凝反应

随着水泥水化反应的深入,溶液中析出大量的Ca2+,当其数量超过离子交换的需要量时,在碱性环境中与粘土矿物中AL2O3与SiO2反应,生成不溶于水的稳定的结晶矿物,这种化合物在水中与空气中逐渐硬化,增加了土的强度,且由于水分不易侵入而具有足够的稳定性。

1.4 碳化反应

水泥中游离的Ca(OH)2或空气中的CO2反应生成不溶于水的CaCO3使软土固化,提高土的强度。

2水泥土的力学特性

2.1 水泥土的无侧限抗压强度及其影响因素

水泥土的无侧限抗压强度qu一般为300~400kpa,比天然软土大几十倍至几百倍,变形特征随强度不同而介于脆性和弹性体之间。水泥土受力开始阶段,应力与应变关系基本上符合胡克定律。当外力达到极限强度时,对于强度大于200kpa的水泥,很快出现脆性破坏,对于强度小于2000kpa的水泥土则表现为塑性破坏。

⑴水泥土强度受水泥掺入比、龄期、土的含水量、有机质含量等因素影响。(见图1)水泥土强度随着水泥掺入比аw 增加而增大,当аw

⑵水泥土的强度随土样含水量降低而增大。另外,当土中有机含量大于10%时,加固效果差,这类土不宜纯采用水泥进行加固。

2.2水泥土抗剪强度和变形模量

水泥土抗剪强度随着抗压强度增加而提高。当qu=500~4000kpa,其粘聚力C=100~11000kpa,一般约为qu的20%~30%;其内摩擦角变化在20。~30。之间。水泥土受到剪切破坏时,剪切面与最大主应力夹角约为60。。

当水泥土qu=300~4000kpa时,其变形模量为E50=40~600Mpa,即E50=(120~150)qu

3粉喷桩的计算

地基处理设计工作的第一步是进行选择和比较,一般而言,应根据工程要求、岩土特性和技术能力三方面因素,通过技术经济分析、对比确定。

3.1 粉喷桩的单桩计算

承受垂直荷载的粉喷桩一般应使土对桩的支承力与桩身强度所确定的承载力相近,并使后着略大于前者最为经济。因此,粉喷桩的单桩设计主要是确定桩长和选择水泥掺入比。

当粉喷桩的桩身强度足够大时,单桩极限承载力取决于桩侧土的极限摩阻力;若受软土的工程性质限制,粉喷桩桩身强度较小,当粉喷桩承受垂直外荷载时,在侧摩阻力远未达到极限时,桩身就开始屈服,因此,桩身强度低的粉喷单桩极限承载力取决于桩身强度。粉喷桩的单桩容许承载力可按下列二式计算,取其中较小值

Pα=1/2(fuSL+αApRu) ⑴

若Pα=1quAp⑵

式中:Pα—单桩容许承载力,KN

fu—桩侧土的平均极限摩阻力,KPa

S—粉喷桩周长,m

Ap—粉喷桩截面积,m2

L—粉喷桩桩长,m

Ru—桩端土的极限承载力,kpa

qu —与粉喷桩桩身水泥土配比相同的室内水泥土的无侧限抗压强度,kpa

α—桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.4~0.6

l—强度折减系数,可取0.35~0.50

3.2粉喷桩复合地基的计算

地基加固范文第4篇

关键词:地基处理强夯法加固技术质量控制

建筑理论认为,建筑地基处理,是影响和制约建筑结构安全稳定性能的重要技术措施。随着建筑施工技术的拓展,强夯加固技术以其独特的技术优势,在建筑地基处理施工中,发挥了重要的作用。本文针对强夯技术的特征以及施工工艺进行了分析,阐述了地基强夯加固施工处理的质量控制措施。

1 强夯技术特征及优势分析

强夯法又称动力固结法,是在建筑地基处理过程中,为提高软弱地基的承载力性能,采用重锤由高度下落夯击土层,致使地基迅速固结的技术。

强夯加固技术,施工设备及操作工艺简单,能够有效提高地基承载强度性能,增加干密度、减少孔隙比,降低压缩系数、增加场地均匀性,消除湿陷性、膨胀性,防止振动液化,减小沉降量,有效加固深度高,加固效果显著。施工速度快、节省加固原材料,施工成本低,适用范围十分广泛,强夯法适用于处理碎石土、砂性土、非饱和粘性土、湿陷性黄土、杂填土等地基的加固夯实处理。

2 强夯法的施工工艺

2.1 强夯加固的技术原理

地基土层结构通常是由固体颗粒,水分和气体孔隙组成。地基土经强夯重锤高度下落夯击后,瞬间内将夯击能量转化,利用强烈的冲击能量产生一定的动应力,将土体结构中的水分及气体排出,致使土层孔隙水压力瞬间汇集上升,在夯点周围出现径向裂缝,形成软土中空隙水的渗透通道,为超静水压力的消散创造了条件。土体在夯实冲击的压拉应力下降低了土层结构的抗剪强度,同时伴随着地基压缩或振密,土体液化或土体结构渗透性能改变,相当大的夯击能转化为土体的压缩变形,裂隙发展,土体强度获得提高。

2.2强夯施工方法

点夯施工:准确测放夯点位置,根据锤重单击夯能设计确定有效落锤高度及场地标高。强夯机夯锤对准夯点位置,将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落夯入地面后,测量计算击夯沉量,做好原始记录,然后按设计标准要求重复实施夯实冲击步骤,完成一个夯坑的点夯施工。点夯作业分遍施工时必须严格控制间歇时间。点夯时要对每一夯点的夯击次数,每次夯坑沉陷量、夯击坑周围土的隆起量及埋设测点要进行量测记录,并注意夯击振动的影响范围和程度。

满夯施工:点夯施工完成后,必须让因夯实冲击地基土层二渗出的孔隙水分消散到规定要求以后,针对点夯夯坑底标高以上部分的夯间土进行满夯施工加固处理。满夯施工时一般采取1/4锤径双向搭接,根据实际工况需求,严格落实和预算夯击遍数、夯实次数以及搭接密度,避免出现漏夯现象。

2.3地基强夯的施工工序

不同的地质条件下的地基强夯技术,施工工艺流程稍有差异,但总体施工程序如下:平整场地―定位夯点、测量标高―点位对置,标高锤程―吊高夯锤,下落夯击―往复夯击,完成点夯―重复操作,分遍点夯―整平夯坑,间隔夯击―完成全部夯击遍数―满夯施工,振动碾压。

3强夯技术在地基加固中的应用要点

强夯法处理地基,通常是利用起吊设备将一定外形规格的重型夯锤起吊至一定高度后自由下落,产生强大的冲击能量进行夯击,对地基土层产生强烈的振动冲击和动应力,从而在一定范围内提高地基土层结构强度和均匀度、降低压缩性、改善砂土抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等性能,减少地基沉降病害的发生。 由于建筑地质工况的复杂性,地基加固施工过程中,强夯技术的施工需要注意如下技术要点:

3.1设计方案

优化地基强夯施工设计方案,完善高效质量保障体系,强化施工人员的质量意识,这是地基强夯加固技术施工的重要前提。

3.2测量放样

采用水准仪按施工要求确定强夯区域布置点位,在强夯范围外设置控制网点基桩坐标,布置水准点作为高程控制、路基沉降的依据。

3.3夯击试测

在地基夯击施工前,要进行试夯预测,确定夯锤重量、夯实面积和夯锤落距,以便确定最后下沉量及相应的夯击遍数。

3.4垫层铺设

夯击场地平整后,要根据现场需求铺设适当厚度的碎石垫层,便于夯击现场的机械通行和及时排水,并有效保障夯击能量向周边扩散。

3.5强夯施工

夯点定位后,在预定观测地段中设置相关夯击应力、夯击频率振幅、孔隙水压力、土层变形的监测设备,按设计要求分批、分遍施工夯击。

3.6振动碾压

地基强夯处理后要在满夯结束后进行场地整平清理,采用振动碾压器械进行振动碾压,测量最终场地高程作为交工验收基础资料。

四地基强夯加固技术的质量控制

4.1施工准备阶段的质量控制

严格审核施工资质条件或强夯施工安全质量保证措施,审查施工机械设备的设备性能。复核施工现场工况勘测报告,审核施工方案及确定强夯参数。监理施工单位按照施工现场条件对现场进行统筹安排,合理安置施工机械材料,编制现场施工图。

4.2地基强夯过程的质量控制

地基强夯施工的质量控制,要根据强夯工艺流程,对重点过程实行旁站,采用现场巡视、检测相结合的方法进行控制。

测量定位是影响地基强夯处理整体效果的关键环节,严格落实强夯点位的量测,控制强夯定位的放线偏差。要严格落实点夯施工的操作程序,及时发现并杜绝少击漏夯现象,保障地基夯实的强度性能均匀密实。采取防振隔振技术,制定地下建筑设施防护措施。

场地平整有利于地基强夯施工的顺利进行。强夯前要用推土机预压平整,测量场地高程,检查场地排水通道,铺设砂石垫层,降低地下水位,以防设备下陷和消散强夯产生的孔隙水压。

严格设计强夯技术参数。锤重与落距是影响夯击能量和加固深度的重要因素,夯击点位的布置及间距,对于强夯施工的质量影响较大。地基强夯处理施工中,要根据实际工况进行预测和优化夯锤重量、落矩、下沉量等有关参数,严禁擅自改变施工参数,以确保地基强夯质量效果。

严格控制地基土层含水量。对于高饱和度的粘性土强夯施工,可在夯坑内回填碎石矿渣等粗颗粒材料进行强夯置换处理。针对地下水位高、降雨较多的地区,应在场地四周科学设置排水体系,降低地基土含水量。地下水位偏低的地基,可在夯坑中加注适量水分,保持地基处理的最佳效果。

强夯法的加固顺序是先深后浅,要严格按照强夯顺序进行分段施工,夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行,落锤应保持平衡,夯位应准确,及时排除夯击坑内积水,及时修整夯坑。冬季施工应清除地表冻土层再强夯,并适当增加夯击次数,提高夯击功能。

详实地基强夯施工记录。施工时,要根据强夯程序,严格记录夯实冲击的标高、落矩等相关数据,精心监测和记录每坑每击的夯沉量和每个夯点的夯击次数,检测路基加固的效果,确保施工过程满足设计要求。

4.3强夯检测的质量控制

强夯施工结束后,要严格审查检测程序,及时检验地基强夯效果,监测验收质量达到技术标准。

地基加固范文第5篇

【关键词】建筑工程;软土地基;深层搅拌;施工; 应用

一、工程与地质概况

该工程为某工业厂房, 总面积约2107m2。据岩土工程勘察报告, 地基土为厚度较大的软土层, 为提高软土地基的承载力和减少沉降量, 充分发挥该厂有限的厂区地坪, 经过多方案比较后,决定采用桩直径Φ500间距1000mm长8m的深层搅拌桩加固软土地基,其场地需要回填约7.48m,地基土层分布分别为:(1)层含碎石粉质粘土,地基承载力特征值fak=140kPa;(2)层碎石混粉质粘土,地基承载力特征值fak=300kPa。(3)层全风化花岗岩,地基承载力特征值fak=200kPa。以下均为花岗岩。

二、深层搅拌桩桩的基本原理

深层搅拌桩加固软土地基的基本原理: 基于水泥加固土的物理化学反应过程。它与混凝土的硬化机理有所不同, 混凝土的硬化主要是水泥在粗填充料中进行水解和水化作用, 所以凝结速度较快。而在水泥加固土中, 由于水泥掺量很小, 水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质土的围绕下进行的, 所以硬化速度缓慢且作用复杂, 因此水泥加固土强度的增长过程也较混凝土缓慢 。

三、深层搅拌法的设计

1、水泥选择为42.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆水灰比0.50~0.55,水泥掺入比(掺加的水泥重量和软土湿土重量之比)αw=15%,根据《特种结构地基基础工程手册》可知:fcu=1.35MPa;由于地基持力层位于(1)层含碎石粉质粘土,地基承载力特征值较大,桩长较大,回填深度较大,预估单桩竖向承载力特征值由桩身材料强度确定控制。由《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012中可得:Ra=μfcu Ap=0.3x1.35x2502x3.142/1000=79.53kN; μ=0.3,fcu=1.35MPa,Ap= 2502x3.142=196375mm2 。

2、复合地基承载力特征值预估

根据临近项目分层压实处理场地经验,分层压实且待90天后场地地基承载力特征值 ≥90kPa,根据《建筑地基处理技术规范》可知:fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk=0.196x79.53/(0.196375)+0.80(1-0.196)x90=79.4+57.9=137.3 kPa,计算得m= Ap/A=196375/10002=19.6%。

3、复合地基总桩数

改项目占地总面积约A=2107m2。复合地基面积置换率m=19.6%, 桩径d=500mm ,需要处理面积A1=Am=421.9 m2,桩数n=421.9/0.196375=2148根,考虑实际布桩时误差及边缘布桩因素,实际桩数为在2240根。对于部分场地回填较深部分可以根据实际情况酌情补桩,以满足设计要求。

4、复合地基的沉降计算

竖向承载深层搅拌桩复合地基的总垂直沉降S包括桩土复合层本身的平均压缩变形S1和桩土复合层底面以下土的沉降量S2,即S=S1+S2。考虑到桩底部地基较好,同时在分层回填施工结束后一段时间的场地自沉降,桩土复合层底面以下土的沉降量S2不考虑,本工程仅考虑深层搅拌桩复合地基平均压缩变形S1。根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012可知,桩土复合层的压缩变形S1可按下式进行计算:S1=(Pz+Pz1)l/(2Esp)。再根据公式计算出桩土复合体变形模量和桩身水泥土变形模量。最终看出经过处理后复合地基的变形模量Esp比未处理回填土压缩模量ES是否有所提高,若有所提高则满足基础沉降量的规范要求。

四、施工工艺

深层搅拌复合地基的性质在很大程度上取决于水泥搅拌桩桩身的质量,即桩身水泥土的强度和搅拌的均匀程度,而桩身水泥土的强度和拌合程度是由施工工艺决定的。因此,施工时应根据工程实际情况采用合理的施工工艺。根据现场试验, 确定采用技术成熟的“四搅四喷”的成桩工艺。该工艺可使水泥浆和软土均匀拌和, 达到最佳的水泥浆灌入量。

1、定位: 整套设备根据实际地形安装到达指定桩位并对中。

2、预搅下沉: 启动深层搅拌机的电机, 放松起吊钢丝绳, 实施钻井作业。使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉, 下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制, 为1.1 m/min~1.2 m/min, 工作电流不应大于70A。如果下沉速度太慢, 可从输浆系统输送清水, 以利钻进。

3、制备水泥浆: 深层搅拌机预搅下沉的同时, 做好每根桩的水泥用量计算, 即按设计的配合比拌制水泥浆, 在压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

4、喷浆搅拌提升: 深层搅拌机下沉到达设计深度后, 开启灰浆泵, 待水泥浆达到喷浆口后, 按照设计确定的提升速度边喷浆,边旋转, 边提升搅拌机。提升过程中严格检查喷灰量是否达到设

计要求。

5、重复搅拌: 深层搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高时, 集料斗中水泥浆正好排空, 关闭灰浆泵。再重复上述五个步骤, 按设计要求实行“四搅四喷”。

6、清洗: 向集料斗中注入适量的清水, 开启灰浆泵, 清洗管路中残留的水泥浆, 并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。

7、移位: 重复以上步骤, 进行下一根桩的施工。

五、施工质量控制

1、施工前已清除地上及地下的障碍物,回填分层压实;搅拌桩施工严格遵照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)及相关的规范标准进行。

2、试桩及桩位误差:试桩3根;桩位水平成桩误差不超过50mm,垂直度偏斜不超过1.0%H。

3、做好施工准备工作,按规程要求平整,清理场地,标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、输浆速度、走浆时间,来浆时间、总的碰浆时间、搅拌提深速度等施工参数,并根据设计要求通过成桩试验,确定搅拌桩的配比和施工工艺。

4、通过整袋水泥数量控制水泥用量,保证水泥掺入比。

5、施工使用的固化剂必须通过加固土室内试验检验方能使用。固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。制备好的浆液不得离析,泵送必须连续,拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。

6、搅拌机喷浆提升的次数和速度应该符合施工工艺的要求。对于部分搅拌下沉困难桩位,采用适量冲水,同时放慢提升速率。

六、结束语

从设计、施工到现场情况,本场地采用深层搅拌法进行回填土软土地基加固处理是成功的。经深层搅拌桩法(水泥浆搅拌)加固处理的地基,其复合地基承载力特征值、弹性模量均较天然地基有显著提高,场地沉降量减小明显。深层搅拌法对软土地基的处理有着良好的加固效果,以及较好的经济效益,希望为以后进一步的推广及发展提供参考。

参考文献:

[1] 顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,汪时编.《地基与基础》第三版,2003年

[2] 中华人民共和国行业标准 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002

地基加固范文第6篇

关键词:粉砂 加固处理设计 振冲 承载力

一、工程概况:

拟建成都双流中小学工程(棠湖小学)包含教学行政楼四栋、宿舍食堂综合楼一栋,总建筑面积约为27680m2,其中教学行政楼20372 m2,宿舍食堂综合楼7308 m2,基础为独立基础或条形基础,一部分以稍密卵石层为持力层,稍密卵石层厚度不得小于2m,其承载力特征值≥360kPa;一部分以经地基处理后的复合地基为持力层,其承载力特征值≥270kPa,压缩模量≥25MPa。

二、工程地质条件

根据中国冶金建设集团成都勘察研究总院2008年10月提供的《新棠湖小学教学楼中间勘察资料》、《新棠湖小学宿舍食堂中间勘察资料》可知:拟建场地地貌位置为岷江Ⅰ级阶地。在场地已挖至设计基底标高,其地层主要为第四系全新统冲洪积(Q4al+pl)粉砂及卵石层,地层岩性特征如下:

粉砂:灰色,主要由长石、石英、云母组成,含少量卵石,局部地段含30~35%的卵石,饱和,松散,场地内呈透镜体分布于卵石层之中,仅分布于ZK18、ZK20、ZK21、ZK22、ZK33、ZK34及YZK44中(行政办公楼报告厅范围)。

卵石:主要由石英岩、花岗岩、辉长岩组成,亚圆形,一般粒径20~70mm,最大110mm,充填30~45%的混粒砂及圆砾,混约5%的漂石,卵石坚硬,饱和,状态松散~稍密~中密~密实,该层分布稳定,厚度大,本次勘探未揭穿该层。

根据N120击数和卵石含量,卵石层按密实度分为4个亚层:

松散卵石:卵石含量50~53%,骨架颗粒排列混乱,大部分不接触,N120击数2~4击/10cm,层厚0.50~4.40m,分布于宿舍区域。

稍密卵石:卵石含量55~60%,骨架颗粒排列混乱,小部分接触,N120击数4~7击/10cm,层厚0.40~5.00m。

中密卵石:卵石含量60~70%,骨架颗粒交错排列,大部分接触,N120击数7~15击/10cm,揭露最大厚度3.10m。

密实卵石:卵石含量70~80%,骨架颗粒交错排列,大部分接触,N120击数10~15击/10cm,揭露最大厚度4.90m。

人工填土、粉砂层及卵石层组成,其物理力学性质指标见下图表2: 图表2 地基土物理力学性质指标建议值表

指标

土名 重度Y

(KN/m3) 承载力特征值

Fak(kpa) 压缩模量

Es(Mpa) 变形模量

Eo(Mpa)

素填土 17.0 3.0

粉砂 19.5 100 6.5

松散卵石 20 180 15.0

稍密卵石 21 370 23.5

中密卵石 22 700 32.5

密实卵石 23 950 42

根据中国冶金建设集团成都勘察研究总院提供的勘察中间资料分析得出,拟建物上部局部土层承载力不能满足设计要求,该部分土层主要集中分布在教学行政楼报告厅处和宿舍区域,需地基处理的面积约有2600,经设计院反复比较,确定采用振冲碎石桩加固地基,振冲深度6~12m,振冲碎石桩桩体承载力特征值≥580kpa,以满足对地基承载力要求。

三、地基加固处理设计:

(一)、加固机理

振冲施工时,一方面通过振冲器借助自重、水平激振力和高压水冲使泥浆排出孔外,形成大于振冲器直径的桩孔,再向孔内填入砂石料,在振冲器的作用下,形成大直径高密度桩体,另一方面由于水冲振动使砂土处于饱和状态,在振冲器强烈的振冲下产生液化 并重新排列致密,且在桩孔中加入粗骨料后,被振冲器挤入周围土层中,使砂土的密度增加,孔隙率降低,土的内摩擦角和密度增大,从而提高了地基土的承载力。通过桩体与桩间土体的共同工作,使复合地基承载力大幅度提高。详施工配套机械如图3所示。

(二)、加固设计

1、地基加固范围,根据设计及规范要求,按建筑物四周基础外边缘外设2排保护桩。宿舍部分振冲体量较大些,振冲碎石桩平面布置如图4所示,教学楼振冲部分平面布置与此类似。

2、桩位布置及桩距

根据现场振冲试验采用以下的经验公式计算桩距:L=A(S/V)1/2。式中A―振冲孔布置形式系数,三角形布置A=1.075;

L―振冲桩桩距(m);

S―碎石桩单位长度可能的填料量(m3/m);

V―原地基单位体积所需的填料量(m3/m3);

V的大小与原地基的孔隙比、回填料的孔隙比和地基加固后要求的孔隙比有关,按下式计算:

V=(1+e1)(e0-e)/(1+e0)(1+e)

式中e0―原地基的孔隙比;

e1―回填料的孔隙比;

e―地基加固后要求的孔隙比;

粉细砂层的e0=0.911,碎石桩直径d=900,每米填料量按0.63m3/m计,设计要求振冲加固后粉细砂层的孔隙比e应小于0.6,回填料孔隙比e1大致为0.3,碎石桩按三角形布置,计算得出,原地基单位体积所需填料量V=0.132m3/m3,碎石桩桩距L=2.1m。根据振冲现场试验测试表明,75KW振冲器振冲后粉细砂层的孔隙比可满足设计要求,综合考虑地震、施工条件不利因素及其他不利因素,设计振冲桩位按等边三角形(梅花形式)布置,桩距为1.30米,排距1.126米,用来增加桩间土重复加密的效果,详见图5。

3、加固深度,碎石桩进入稍密卵石层1米,且稍密卵石层厚度≥3米;或进入中密卵石层0.5米,且中密卵石层厚度≥2米,如不满足厚度要求,需穿过此层进入满足要求的卵石层,加固深度按10m设计。

4、桩体材料

振冲加密的回填料一部分靠振冲器的偏心力挤入被加固砂层,另一部分则形成碎石桩。碎石桩起承重与消散地震时砂层中产生的超孔隙水压力的作用。对于填料粒径,在下料不困难时,粒径大一些能提高加固效果,而粒径过细会影响施工进度,且易被返回水带出孔外,造成浪费。

衡量填料的适用性用以下公式计算:

适用指数=1.7〔3/(D50)2+1/(D20)2+1/(D10)2〕1/2

式中D---粒径。然后由求得的适用指数查下表可知适用程度。据填料的颗粒组成,D50=60, D20=5, D10=0.3,由此可知填料的适用指数约为0.4,表明适用度很好。

布朗适用指数与适用程度对照表

适用指数 0~10 10~20 20~30 30~50 >50

适用程度 很好 好 一般 不好 不适用

为确保施工中回填下料时的安全,设计要求对开采的石料,为风化级配硬质卵石,剔除数量不多的粒径大于150~200的大颗粒及小于20mm以下的细颗粒后直接作回填料,但含泥量应不大于5%,以达到节约造价的目的。

5、褥垫层,在桩顶和基础之间铺设300mm的褥垫层,褥垫层采用级配粗砂和卵石,最大粒径不大于50mm,褥垫层夯实度应大于0.90。

四、施工方法

选用ZCQ―75型大功率振冲器,配以振冲水压1000Kpa及20t的汽车吊等设备进行施工。考虑振冲头长2.0m,造孔中要求每下钻0.5m,振冲器在该处进行30s的振固后方可继续下钻,振冲器达到设计深度后,尚需在孔底振动30s方可开始填料。填料振密过程中,填料在孔底振密电流上升到65~80A以上时,振冲器方可上提0.3~0.5m,直至全孔填密完毕,具体详振冲法施工顺序示意图6。

施工完毕后,平整场地,用级配碎石铺垫上部褥垫层厚度300mm,最后进行静碾压。

五、质量检验

为得知地基加固效果,振冲施工完毕后,分别进行了单桩、桩间土和未处理砂土的载荷试验和物探测试等工作。

载荷试验室评价振冲效果的主要可靠手段之一。本工程分别在振冲桩、桩间土及未加固的原状砂层等部位采用常规堆载法进行了载荷试验。载荷板直径为50.5cm,面积为2000cm2,详成果见图表7。

图表7 载荷试验成果表

试验点 承载力标准值

Fk(kpa) 相应沉降量

S(mm) 泊松比μ 变形模量

Eo(Mpa)

单桩 650 9.0 0.2 27.5

桩间土 260 5.3 0.3 17.7

原状砂 180 13 0.3 6.5

从试验成果可以看出,振冲碎石桩的承载力标准值比原状砂层高2~3.6倍,变形模量增大3~4.2倍。经振冲加固形成的碎石桩,大部插入粉细砂层底部砂卵石层或岩层上,取代了部分粉细砂地基。同时,经振冲加固处理后,桩间土的抗压缩性与变形模量也较原砂层有明显的提高,这样地基得到了改善。

六、成果

成都双流采用振冲法加固地基共振冲3328个桩,填料量21299m3工期40天,该施工办法简便,工程费用较少,为今后类似于本工程的地基加固,积累了实践经验。

地基加固范文第7篇

生石灰桩膨胀法是在湿陷性黄土地区广泛采用的地基处理方法之一,这是利用生石灰吸收桩周土中的水分发生消化反应,使得桩身体积膨胀,挤密桩间土,从而有效地消除大厚度黄土的湿陷性。与其它处理方法相比,该方法具有不需要大量开挖和回填、所用施工机械简单、处理费用底、处理深度大(可达5~15m)等特点,这是其它处理方法(如重锤夯实法、强夯法)所难以达到的。除了消除黄土湿陷性外,生石灰桩与被挤密的桩间土一起构成复合地基,提高了地基强度,减小了地基变形,改善了湿陷性黄土地基的工程特性。

1.生石灰桩加固地基的基本原理

生石灰桩是用人工或机械的方法在土体中成孔,然后灌入生石灰块混合填料,经夯实后形成的一根桩体。其加固机理可概括为:

(1) 桩挤密作用

生石灰桩的成孔工艺有排土和不排土两种成孔工艺。在非饱和粘性土和其他渗透性较大的地基中采用不排土成孔工艺施工时,由于在成孔的过程中,桩管将桩孔处的土体挤进桩周土层,使桩周土层孔隙减小,密实度增大,压缩性降低,承载力提高。土的挤密效果与土的性质、上覆压力和地下水位状况等密切相关。一般而言,地基土的渗透系数越大,挤密的效果就越明显,地下水位以上土体比地下水位以下土体的挤密效果明显。

(2) 桩间土的脱水挤密作用

① 吸水作用

对于渗透系数小于桩体材料渗透系数的土体,由于桩周边土中被生石灰吸收的水分得不到迅速补充,再加上消化反应释放热量的蒸发作用,在桩周约0.3倍桩径的范围内出现脱水现象。在脱水区内,土体的含水量下降,孔隙比减小,土颗粒密实度增大。生石灰的吸水量随着桩周土围压的增大而降低。实际工程中,生石灰的桩长大都不长(一般在8m左右),土体对桩体的围压大致在50~100kpa。在50kpa的压力下,1生石灰可吸水0.8~0.9,其中约0.25为生石灰熟化吸水,其余为熟石灰熟化后继续吸水。若采用10%的置换率进行加固,桩间土的平均失水量为8%~9%;在桩体置换率为9%、桩间距为3d的软基上实测的失水量约5%。而5%~9%含水量的降低值,可使土的承载力增长15%~20%。

② 胀发挤密作用

生石灰吸水消化后,桩体体积发生膨胀。生石灰体积膨胀的主要原因是固体崩解,孔隙体积增大,颗粒比表面积增大,表面附着物增多,固相颗粒体积也得到增大。大量室内实验表明,在50~100kpa的围压下,生石灰消化后桩体体积的胀发量为1.2~1.5倍,相当于桩径胀发量1.1~1.2倍。在渗透系数大于桩体材料渗透系数的土层中,土层因生石灰桩涨发挤压所产生的超孔隙水压力能迅速消散,桩周土得以迅速固结。在渗透系数小于桩体材料渗透系数的土层中,由于生石灰的吸水蒸发,在桩周边形成脱水区,脱水区内含水量下降,饱和度减小。随着桩体的吸水胀发,桩周土层得以挤密压实。

③ 升温加热作用

伴随着生石灰的消化反应,反应释放出大量的热量,使桩周土的温度升高200~600℃,桩周土中水分产生一定程度的汽化。由于汽化反应释放出了大量的热能,从而大大促进了土层中的胶凝反应的进行。

(3) 碳化作用

生石灰与土中的二氧化碳气体反应,可生成不溶的碳酸钙。这一反应虽不如凝硬反应明显,但碳酸钙的生成也起到了使桩身硬壳形成的作用。

2.生石灰桩周围土体挤压密实度的确定

生石灰桩周围土体在桩膨胀后的孔隙比变化应符合以下函数规律。

e=e(x,y,z)

式中,当x=0时,e=emin,emin为土体最小孔隙比;当x= l0/2时,e=e0, e0 为原地基土体的孔隙比,l0为膨胀挤压影响范围。如假定原基础下土体孔隙比相等,膨胀挤压完成后孔隙比在单位长度范围内沿x方向呈二次抛物线分布,则孔隙率的分布方程为:

e=e(x,y,z)=4(e0-emin)l02 x+emin

3.单位面积内所需生石灰桩的横截面积

设v0,v1分别为处理前后土的体积;Vv0,Vv1和e0, emin分别为处理前后土的孔隙体积及孔隙比;Vs为固体颗粒体积,处理前后不变;Vp为桩膨胀后占有的体积;A为生石灰桩复合地基的加固面积;h为处理深度(桩的长度);ξ为生石灰桩的面积和加固面积之比。

V0=Vs+VV0=Vs(1+e0)(1)

V1=Vs+VV1=Vs(1+emin) (2)

V0- V1=e0-emin1+e0•V0(3)

ξ= e0-emin1+e0(4)

公式(4)中,e0可测得,emin可根据设计要求取值,这样可以求出ξ,从而可以计算出单位面积内所需生石灰桩的横截面积。

4.加固面积内生石灰桩的桩数确定

根据已知的生石灰桩膨胀后的桩径和上式所求的ξ值,便可以算出桩数。

ξA=N•πd12/4

N=4ξA/(πd12)

式中:N为桩数。

结语

本文针对生石灰桩吸收周土体中水分发生消化反应,使得桩身体积膨胀,挤密桩间土,从而有效地消除大厚度黄土的湿陷性的特性,提出了利用混合膨胀材料加固地基的方法,通过孔隙挤密原理推导了该方法的计算公式,并应用于实际工程中,成功地消除了黄土的湿陷性,通过理论研究和工程实践可以得出以下结论。

(1) 经过大量的工程实践,采用生石灰膨胀材料加固湿陷性黄土地基,加固效果良好,说明在湿陷性黄土地区采用生石灰桩这种膨胀材料加固地基是可行的。

(2) 推导的计算公式对湿陷性黄土地基的加固具有借鉴意义,计算结果准确可靠,施工中仅需根据工程实际情况进行适当调整即可。

(3) 生石灰桩膨胀法加固湿陷性黄土地基有其适用范围,对于不适宜的情况建议采用其他处理方法。

参考文献

[1] 陈希浩、崔京浩.建筑工程事故处理与预防.中国建材工业出版社,1995

[2] 朱彦鹏、王秀丽等.湿陷性黄土地区倾斜建筑物的膨胀法纠偏加固理论分析与实践.岩石力学与工程学报,2005

【文章编号】1006-2688(2011)04-0037-02

地基加固范文第8篇

关键词: 喷浆搅拌,硬化速度,土层一、引言

深层搅拌桩以其经济实用的性能,设计方法,以及施工中基本不产生环境污染,在工程中得到了广泛的应用,但深层搅拌桩不同于其它刚性桩的施工工艺,其成桩过程是一种物理―化学过程,成桩的效果与工程地质紧密联系。故要求在施工过程中深入了解其工程工程地质条件,并在遇到地层结构变化时能及时改变搅拌方法及变化粉体(或浆体)掺入量。为此,文章对深层搅拌桩加固原理和施工技术及质量监控方法进行深入浅出的探讨,以期选择合理的软基处理方法,并获得预期的经济和社会效益。二、加固原理

深层搅拌法是用固化剂水泥浆和石灰与外加剂(石膏、木质素磺酸钙)通过深层搅拌机输入到软土中并加以充分拌合,固化剂和软土之间产生一系列的物理―化学反应,改变了原状土的结构,使之硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土和石灰土。由于土质不同,其固化机理也有差别。用于砂性上时,水泥土的固化原理类同于建筑上常用的水泥砂浆,具有很高的强度,固化时间也相对较短。用于粘性土时,由于水泥掺量有限(7%--20%),且粘粒具有很大的比表面积,并含有定的活性物质,水泥或石灰的水解和水化反应完全处于粘土颗粒包围之下,其硬化速度比较缓慢,固化机理比较复杂。

深层搅拌加固软土地基,目前在国内以水泥系深层搅拌和石灰系深层搅拌法为多见。深层搅拌法加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程进行的。水泥加固土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同,混凝土的硬化主要是在粗填充料(比表面不大、活性很弱的介质)中进行水解和水化作用,所以凝结速度较快。而在水泥加固土中,由于水泥掺量很小,仅占被加固土重的7~15%。水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质―土的围绕下进行,硬化速度缓慢且作用复杂,所以水泥加固土的强度增长过程比混凝土缓慢。

三、施工工艺及质量监控

3.1、施工工艺

在施工中,有时在钻进贯入时喷浆,也有时在提升时喷浆,何时喷浆须根据地层的软硬情况和搅拌头的工艺特点而定。水泥浆液的配置要严格控制水灰比,一般为0.45―0.5,使用砂浆搅拌机制浆时,每次搅拌不宜少于3分钟。制备好的水泥浆不得停置时间长,超过2h应降低标号使用。浆液在灰浆搅拌机中要不断搅拌,直到送浆前。施工工艺流程包括:桩机就位、钻进喷浆到底、提升搅拌、重复喷射搅拌、重复提升复搅、成桩完毕。

1 桩机就位

利用起重机或开动绞车移动深层搅拌机到达指定桩位对中。为保证桩位准确必须使用定位卡,桩位对中误差不大于10cm,导向架和搅拌轴应与地面垂直,垂直度的偏离不应超过1.5%。

2 喷桨搅拌

开动灰浆泵,证实浆液从喷嘴喷出时,启动桩机向下旋转钻进,喷浆搅拌并连续喷入水泥浆液,钻进速度应为1.0m/min,转速60r/min左右,喷浆压力控制在1.0―1.4Mpa,喷浆量控制在330L/min,钻进喷浆成桩到设计桩长或层位后,原地喷浆半分钟,再反转匀速提升,深度误差不得大于5.0cm。

3 提升搅拌

搅拌头自桩底反转匀速搅拌提升,直到地面。搅拌头如被软粘土包裹时,应及时清除。

4 重复钻进搅拌

按上述②操作要求进行,如喷浆量己达到设计要求时,只需复搅不再送浆。

5 重复搅拌提升

按照上述③操作步骤进行,将搅拌头提升到地面。

6 成桩完毕

连同③④⑤共进行3次复搅,即可完成1根搅拌桩的作业,开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆,桩机移至另一桩位施工另一根搅拌桩。

对于提升时喷浆的搅拌桩,其施工工艺为桩机就位、预搅下沉、提升喷浆搅拌、重复上下搅拌、成桩完毕。

3.2、注意事项

(l)现场施工应予以平整,必须清除地上和地下一切障碍物。明池、暗塘及场地低洼处要抽水、清淤,分层夯实回填粘性土,不得回填杂土或生活垃圾。开机前必须调试,检查桩机运转、输浆是否正常。

(2)水泥土搅拌法在施工到顶端0.3―0.5m范围内,因上履压力较小,搅拌质量较差因此施工时设计停浆(灰)面一般应低于桩基础顶面标高0.3~0.5m左右,在开挖基坑时应将该施工质量较差段挖去。

(3)搅拌桩垂直度偏差不得大于1%,桩位布置偏差不得大于50mm。桩经偏差不得大于4%。

(4)施工前应确定灰浆泵输浆量的大小、灰浆经输浆管到搅拌机喷浆口的时间及起吊设备提升速度等施工参数;并根据设计要求通过成桩试验,确定搅拌桩的配比等各项参数及施工工艺。输浆速度宜用流量泵控制,使注浆泵出口压力保持在0.4―0.6Mpa,并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。

(5)制备好的浆液不得离析,泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等要有专人纪录。

(6)为保证桩端施工质量,当浆液达到出浆口后,应喷浆桩底30s,使浆液完全到达桩端。特别是设计中考虑桩端承载力时,该点尤为重要。

(7)预搅下沉时不宜冲水,当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水后成桩对桩身强度的影响。

(8)可通过复喷的方式增加水泥与土拌和均匀性以及实现提高桩身强度为变参数的目的。搅拌次数以1次喷浆2次搅拌或2次喷浆3次搅拌为宜,且最后1次提升搅拌宜采用慢速提升。当喷浆口到达桩顶标高时,宜停止提升,搅拌数秒,以保证桩头均匀密实。

(9)施工时因故停浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3h,为防止浆液硬结堵管,宜先拆卸输浆管路,妥为清洗。

3.3、施工监控

3.3.1 施工准备工作

对于重要的工程首先做试桩,检测工作完成后,修正设计和施工参数。施工参数包括输浆量、输浆速度、走浆时间(灰浆自泵出至到达喷浆口的时间)、来浆时间(浆液从喷浆口喷出的时间)、停浆时间(1根桩规定使用的浆液全部喷入土中的时间)、总的喷浆时间(停浆时间和来浆时间的时间差)、搅拌轴提升速度,同时要决定采用何种施工工艺流程和复搅次数以及复搅浆量等。施工中宜用流量泵控制输浆速度,使注浆泵出口压力保持在0.4―0.6MPa。并应使搅拌提升速度与输浆速度同步,并控制喷浆和搅拌提升速度,误筹不得大于士10cm/min。

同时避兔溢浆。

3.3.2 注意土层的变化

搅拌桩施工场地的土层情况有时与工程地质报告有所出入,既定的工艺不一定适合整个场地情况。因此应作好相应的变化措施。

3.3.3 泵送量

搅拌机施工用的灰浆泵虽是定量泵,但泵的新旧程度、浆液的稠度以及输浆管长度与高度都会使泵送量略有变化,为使每根桩所用的固化剂总喷浆时间不变,在施工过程中应根据泵送量的变化调整浆液的水灰比。如泵送量增大时,略增大水灰比;泵送量减少时,略降低水灰比,虽然水灰比对桩身强度会有影响,但相对于其它因素来看是微小的。

3.3.4 施工精度要求

搅拌桩的垂直度偏差不得超过0.15%,桩位偏差不得大于50mm,桩径误差不得大于4%。

四、结束语

地基加固范文第9篇

关键词:碎石桩;复合地基;钢储罐;地基加固;分析

中图分类号:TV1 文献标识码:A

大型石油钢储罐具有占地面积大,上部结构刚度相对偏小,单位面积荷载大,对沉降敏感等特点。对于建在软弱土层地基上的大型油罐,地基加固处理就显得尤为重要。地基处理方案和方法多种多样,因此,选择最佳施工加固方案是储罐基础工程设计的重要内容[1]。

1 碎石桩

碎石桩复合地基在刚性基础和周围的土壤下承受荷载的作用。由于砾石桩土模量是不同的,承受一定的负荷压缩模量的基础上,对粒径分布范围内的变形影响不同。因此,承载力之间的桩土要考虑土壤抗剪强度。碎石桩本身是一种柔性桩身。在复合地基、桩与土之间承载能力下,又受到桩的侧压力的影响,它的作用受到碎石桩应力的大小及周围土壤的影响和制约,造成他们限制对方,形成一个相互制约的整体[2]。对于复合地基,由于应力集中效应,碎石桩和桩身应力扩散的作用,使桩土之间在竖向荷载作用下的还要承受水平荷载。,在这种情况下可以用短桩基础,例如:夯实水泥土桩,消除局部弱土壤引起不均匀沉降,短桩、旋喷桩和其它形式的长桩形成了多桩型复合地基,也可以称为长短桩复合地基加固的组合,如图1所示。

2 碎石桩加固效果

2.1 承载力可调性和排水性

对干振碎石桩加固软土地基,土壤受水平振动动力作用,在砾石致密振动过程中,产生水平位移,使其增加土壤密度、孔隙比减小,承载力增加。另一方面,碎石桩自身就是良好的排水通道,可以使振动和挤压产生的超孔隙水压力消散,降低孔隙水压力上升的幅度,加快了土体固结沉降的速率,使桩-土之间的强度增加,极大的减少了超静孔隙水压力的影响程度,同时使桩本身的强度提高,减少地基变形。

2.2 褥垫层加固

对于复合地基而言,在荷载作用下,增强体(碎石桩体)和地基同承担上部结构传来的荷载,如何设置增强体以保证增强体与天然地基土体能够共同承担上部结构荷载?理论研究和试验研究表明,在上部结构基础和复合地基加固区之间设置柔性褥垫层不仅可以保证各类增强体与地基土体形成复合地基共同承担上部荷载,而且可以有效改善复合地基中浅层的受力状态,如减少桩土荷载分担比、提高桩间土的抗剪强度,提高增强体承受竖向荷载的能力等。褥垫层技术是复合地基的核心技术,在上部荷载作用下,碎石桩体与桩间土体通过褥垫层的变形协调来共同承担上部荷载,褥垫层的厚度决定了桩、土荷载分担比,当褥垫层的厚度取零时(类似于桩基的状态),由于桩体模量与土体模量相差较大,桩承担了大部分荷载,桩间土承载能力不能充分发挥。当褥垫层厚度很大(类似于天然地基状态),桩承担的荷载太少,复合地基中桩的设置已失去意义。只有当褥垫层的厚度10~30cm时,桩土才能共同作用,复合地基中桩和土的承载潜能达到充分发挥,复合地基沉降变形也得到较好控制。

2.3 充水预压作用

采用碎石桩加固油罐地基土,形成碎石桩复合地基,可以提高地基土的承载力,但是相对于其它类型的复合地基,碎石桩复合地基还是容易产生不均匀沉降,影响储罐的使用,不能满足储罐基础的沉降要求。因此,在储罐使用前必须进行充水预压,,通过加载预压,让碎石桩复合地基完全排水固结,强度指标有了提高,碎石桩和桩间土的约束能力提高,从而使碎石桩复合地基承载力显著增加。满足上部荷载和储罐基础地基沉降的要求,由于加载预压使碎石桩变得更加密实,从而确保安全使用过程中的储罐结构安全。

3 优化设计方法

3.1 长短桩复合地基

在荷载作用下,地基的附加应力随深度增加而减少,为了更有效地利用碎石桩复合地基承载潜力,可以取不同长度的桩身以适应附加应力的特点。长短桩复合地基是一种很有发展潜力的复合地基,特别适合压缩模量比较小,厚度比较大的土的软土地基。沿深度变化强度和模量的长短桩复合地基不仅可以使承载力提高,复合模量增大,满足加固要求,而且可以有效减少沉降,降低成本费用。

3.2 组合型复合地基

地基处理主要目的是为了提高软土地基的强度,降低地基土压缩性,减少沉降和差异沉降。所以可以采用组合型复合地基,充分发挥长短两层桩的优点,利用短桩复合地基提高地基承载力,通过长桩减少地基变形,在满足设计要求的前提下有效减少地基处理的工作量,最大限度地发挥地基土的本身潜力。可以使用两种或两种以上的处理方法,,形成组合型复合地基。通过多种地基处理方案的有效组合,充分发挥各种地基处理方案的加固优势,使处理后复合地基能有效地提高承载力、控制沉降,全面改善地基土物理特性。若采用单一地基处理方案,尽管处理后复合地基承载力和变形计算是能够满足设计要求,但地基处理工作量比较大,投资也会随之增加。

3.3 优化设计思路

在复合地基的优化之前,首先要确定采用地基处理方案的目的。地基处理的主要目的是为了解决地基承载力不足,或解决地基土沉降过大,或者两者兼而有之。基于这个设计理念,碎石桩复合地基的优化设计是显得更为重要,所以在设计中应对复合地基的加固范围、桩位布置、桩长、桩径、材料和褥垫层的厚度等参数进行合理的匹配和优化,有效提高复合地基的承载力和刚度,进一步的减少地基沉降。结合以往设计经验,碎石桩复合地基设计应着重注意一下几方面:(1)碎石桩复合地基的加固范围应大于基底范围,处理宽度宜在基础外缘扩大1~3排桩。(2)桩位的布置应根据基础形状及荷载情况确定,一般采用正方形或等边三角形布置,由于碎石桩复合地基是碎石桩的挤密提高桩间土的密度,所以采用等边三角形布桩更为有利,能使地基土挤密更为均匀。(3)碎石桩的桩长应根据工程要求和工程地质条件计算确定,碎石桩的单桩载荷试验表明,在桩顶4倍桩径范围内将发生侧向膨胀,因此桩长一般不宜小于4米。(4)碎石桩直径的大小取决于施工设备和地基土的条件,小直径桩管挤密质量焦均匀但施工效率低,大直径桩管需要较大的机械能力,工效高,但是一根桩要承担的挤密面积比较大,桩孔中要填入的填料比较多,不易使桩周土挤密均匀,对于饱和软粘土,成桩直径一般为0.7~0.9米,对粉土或砂土,成桩直径一般为0.6~0.8米。

结论

我国的地域广阔,,地质条件的区域性很强,差异很大。随着我国国民经济的持续发展,不仅事先要选择在地质条件良好的场地上从事工程建设,有时也不得不在地质条件不良的地基上进行建设,另外,随着科学技术的日新月异,高层建筑层数越来越高,构筑物的荷载越来越大,对地基承载力和变形的要求越来越高。软土地基的处理技术及其设计理论研究,已成为土木工程建设的一个重要问题关注的焦点。我们国家的土地资源和建设资金十分有限,复合地基处理技术可以充分利用土体的工程特性,对不良的地基土进行加固,保证地基的稳定,降低地基的压缩性,减少基础的沉降和不均匀沉降,防止地震时液化等,有效降低工程造价,因此地基处理技术日益受到工程建设部门和工程设计人员的重视。

参考文献

[1]龚晓南.复合地基理论及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[2]赵明华.散体材料复合地基承载力分析方法研究[J].沈阳建筑大学学报,2006,22(2): 212-216.

[3]王家远.碎石桩复合地基承载力和沉降若干问题[J].土工基础,1996,10(1):1-7.

地基加固范文第10篇

关键词:地基基础缺陷 加固措施

中图分类号:TU47文献标识码: A 文章编号:

引言

在建筑施工中,地基基础是最重要的关键环节。地基主要是指,在建筑物荷载力的作用下,基底的下面所产生的变形地层。基础作为一个纽带的结构,将它所承受的荷载力传递给了地基。地基必须具有高强度和稳定性,能够起到支撑和防护的作用,来自上层的荷载力不应该超过地基的变形允许值。如果天然地基具备较强的承载力和支撑力,则是非常好的天然地基。但是,如果地基没有这种天然条件,就需要采取加固的措施,在加固后的地基上进行基础施工,从而提高建筑物的稳固性。

一、地基基础缺陷

1.地基基础标高的偏差问题

地基砌筑到室内地平位置时,会存在标高不处于同一个水平面的现象,对上层墙体的标高控制会产生影响,出现标高偏差原因,主要是由于下部基层放脚宽大,皮数杆无法贴近,对砌筑的每个基础和皮数杆间的标高差难以有效观察,填芯砖所采取的是大面积的铺灰砌筑方式,因铺灰面过长或者厚度不均匀,致使砌筑速度不一致,砂浆停歇太久,会由于挤浆困难,造成灰缝无法压薄冒高状况。

2.轴线位移问题

地基基础工程的轴线位移所指的是大放脚砌筑到室内的标高位置,轴线和上部的墙体轴线会出现错误,轴线位移大多出现在建筑内横墙上,上部墙体与基础会出现偏心压,对建筑整体的受力性能会产生影响,出现轴线位移是因大放脚的收分寸没有掌握准确,砌筑到大放脚的顶部时,会出现偏差问题,当再砌筑地基基础的直墙部分,就会出现轴线位移状况,在施工的时候,横端的基础轴线通常在槽边设置中心柱,在实际放线的时候,会将控制桩安装于山墙位置,其横端的轴线可从山端至另端的排尺进行控制,建筑基础大多数是先砌筑外纵墙与山墙位置,当砌筑横墙基础的事后,槽中线会被封于纵墙的基础外部,不能吊线找中,使得轴线出现较大偏差,槽边的控制桩无法很好保护,车辆及施工人员就会出现位移,出现轴线位移。

3.防潮层失效问题

抹灰不密实或者防潮层开裂,地下水沿着地基基础往上渗透而无法阻止,致使墙体潮湿,当外墙受潮之后,就会出现冻融或者盐碱作用,房屋建筑砖墙的表层就会出现逐层的剥落酥松,对居民的房屋美观与结构强度会产生影响。这是由于房屋建筑施工当中,灰浆混用,砌筑的基础剩余砂浆当作防潮的砂浆应用,防潮层在施工之前,基础面上未作清理,浇水不够,对防潮层的砂浆或者基面粘结造成影响,在操作的时候,房屋表面抹灰不实,再加上养护不到位,防潮层就会出现早期脱水状况,其密实度与强度无法达到要求,出现裂缝状况,在冬季施工的话,防潮层也会出现受冻失效问题。

二、地基的加固措施

1.地基的加固施工要求

在现代建筑施工工程中,通常对需要对建筑物地基进行一定的加固和处理,在进行地基加固过程中,一定要确保地基加固符合施工技术要求。如确保基坑的干燥,并对坑槽内的污泥和积水处理干净,在进行灰土铺压时要做到灰土的含水量,以及土质要符合铺压标准,可以通过手捏的方法来判断灰土的含水量是否均匀,如果能够捏成团,轻捏即碎的话,则说明土质状况符合要求,如果太干燥则需要洒水,如果含水量太大则需要晾晒,否则将影响地基的加固效果。需要说明的是,在进行夯土填实处理时,一定要确保分层碾压的灰土间距大于0.5米,同时,在夯实处理后的灰土,要保持必要的干燥,对每层灰土的施工都要进行必要的现场试验,确保符合设计指标要求。在夏季要避免雨水或其他污水对其进行影响,做好防止暴晒与雨淋工作。在灰土施工完毕后,应该及时开始基础施工,并对围土及时回填,而在冬季进行施工的时候,也要注意到冻土的影响,尽量避免因冻土而致的地基加固不妥当的技术措施。

2.地基的加固施工措施

在地基的施工处理工程中,由于地质条件、以及工程施工工艺等方面的考虑不周,也会出现影响工程施工的问题,作为建筑工程的基础工程,对地基的施工需要引起各相关人员的高度重视。如在施工中遇到的地基塌方,地基一旦出现塌方,必然会对整个建筑地基的稳定性产生影响,甚至会导致整个过程施工方案的重新制定或造成对整个基础施工的安全事故,为此,在对地基进行施工前,必须加强对地质条件和环境的全面勘察和进行充分的论证和分析,以实现对地基条件可行性的全面掌握,制定出符合实际地矿要求的有效措施和方案。

加强对地基施工的阶段性保护,比如对于雨季要加强对地基内的污水的及时处理和雨水的预防,不能因为雨水的侵蚀来影响地基的施工质量。同时,落实地基施工过程质量监督管理责任,对因施工管理不规范、监督工作不到位,导致地基基坑与设计标准不相符,从而影响到地基的实际荷载,造成受力不均、地面沉降等现象,不仅将对整个工程质量产生巨大的影响,也会给国家和人民造成生命财产损失。为此,施工工程的有效监督和管理必须切实落实,科学应对,确保整个工程的施工质量和要求。

3.地基的加固施工勘查的重要性

工程勘察报告要全面反映建筑场地工程地质和水文地质情况,要预防地基基础的工程事故,首先必须对场地工程地质和水文地质条件做全面正确的了解,要做到这一点关键要搞好工程勘查工作,要根据建筑物场地的特点,建筑的使用要求,合理确定工程勘察任务和目的。勘查工作为建筑物的设计提供举足轻重的参考资料,在勘查时要重视对钻孔深度的选择。由于钻孔深度必须符合设计要求,如果不符合设计上对压缩厚度的需要,或者达不到桩所坐落的土层时,那就不可能正确计算出地基的沉降,或桩的正确承载力,也就达不到基础设计要求。因此必须按设计要求确定合适的钻孔深度。如果由于勘查数量不足,钻孔和探坑布点少,再加之钻孔深度不够,以致不能表达出土的不均匀性和层理的不一致性,就有可能引起建筑物的翘曲和弯折而出现裂缝,造成严重的质量事故和巨大的经济损失。

随着大型建筑工程的施工要求的不断提高,对建筑地基基础和桩基础的施工要求也提出了挑战,随着施工工艺技术的不断应用,在确保施工要求的基础上,针对地基基础和桩基础的施工工艺技术进行分析,从而探讨出有效确保地基基础和桩基础施工的安全性和稳定性的思路和方法,为建筑工程施工提供必要的参考。

小结

地基的加固与处理,简单来讲,就是增加地基的承载力,使地基能承受巨大的垂直荷载,但是若是地基的承载力本来就不高,或者说地基的软弱层过深、承载力较低,又或者导致受力不均匀,那么,就必须要采取一系列的方法来提高地基的承载力,而地基加固就是其中的一个重要方法。一般而言,对于“不满足承载力要求的桩基础”而言,可以分为部分桩和大部分桩,通常情况下,会采用注浆、补桩、加厚承台、桩间土加固、降低上部建筑物重量等方法来处理,并且在实践当中,要根据具体情况以及现场实际情况,来有效的确定

参考文献:

[1]简艳军 砖混房屋地基基础维修加固技术分析[期刊论文] 《中国高新技术企业》 -2009年24期-

[2] 李雪松.确定桩基础选型的综合因素初探[J]. 装备制造. 2009(06)

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