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鋼結構加固詳解:地基基礎的加固方法
作者:jinyijiagu  來源:本站  發表時間:2018-7-6 15:37:07  點擊:2628

1、既有建筑需要進行地基基礎加固的原因大致有下列幾種情況:
(1)由于勘察、設計、施工或使用不當,造成既有建筑開裂、傾斜或損壞,而需要進行地基基礎加固。這在軟土地基、濕陷性黃土地基、人工填土地基、膨脹土地基和土巖組合地基上較為常見。
(2)因改變原建筑使用要求或使用功能而需要進行地基基礎加固。如增層、增加荷載、改建、擴建等。
(3)因周圍環境改變而需要進行地基基礎加固,如地下工程施工可能對既有建筑造成影響、鄰近工程的施工對既有建筑可能產生影響、深基坑開挖對既有建筑可能產生影響。
(4)古建筑的維修而需要進行地基基礎加固。
2、與新建工程相比,既有建筑地基基礎的加固是一項技術較為復雜的工程。因此,必須遵循下列原則和規定:
(1)必須由有相應資質的單位和有經驗的專業技術人員來承擔既有建筑地基和基礎的鑒定、加固設計和加固施工,并應按規定程序進行校核、審定和審批等。
(2)既有建筑在進行加固設計和施工之前,應先對地基和基礎進行鑒定,根據鑒定結才能確定加固的必要性和可能性。
3、既有建筑地基基礎加固設計,可按下列步驟進行:
(1)根據鑒定檢驗獲得的測試數據確定地基承載力和地基變形計算參數等。
(2)選擇地基基礎加固方案。首先根據加固的目的,結合地基基礎和上部結構的現狀,并考慮上部結構、基礎和地基的共同作用,初步選擇采用加固地基,或加固基礎,或加強部結構剛度和加固地基基礎相結合的方案。其次,對初步選定的各種加固方案,分別從預期效果、施工難易程度、材料來源和運輸條件、施工安全性、對鄰近建筑和環境的影響、機具條件、施工工期和造價等方面進行技術經濟分析和比較,選定最佳的加固方法。4、既有建筑地基常用的加固方法有:錨桿靜壓樁法、樹根樁法、坑式靜壓樁法、石灰樁法、注漿加固法、高壓噴射注漿法、灰土擠密樁法、深層攪拌法、硅化法和堿液法等。
5、既有建筑基礎常用的加固方法有:以水泥漿等為漿液材料的基礎補強注漿加固法、用混凝土套或鋼筋混凝土套加大基礎面積的擴大基礎底面積法、用灌注現澆混凝土的加深基礎法等。
(1)基礎補強注漿加固法
基礎補強注漿加固法適用于基礎因受不均勻沉降、凍脹或其他原因引起的基礎裂損時的加固(如圖1所 示 )。
注漿施工時,先在原基礎裂損處鉆孔,注漿管直徑可為25mm ,鉆孔與水平面的傾角不應小于30° ,也不宜超過60° ,鉆孔孔徑應比注漿管的直徑大2-3mm , 孔距可為0.5-1.0mm.漿液材料可采用水泥漿或環氧樹脂等制成,注漿壓力可取0.1-0.3MPa.如果漿液不下沉,則可逐漸加大壓力至0.3MPa。 漿液在 10-15min內再不下沉則可停止注漿。注漿的有效直徑為0.6-1.2m 。對單獨基礎每邊鉆孔不應少于2 個,對條形基礎應沿基礎縱向分段施工每段長度可取1.5-2.0m.
(2)加大基礎底面積法
加大基礎底面積法適用于當既有建筑的地基承載力或基礎底面積尺寸不滿足設計要求時的加固,因施工簡單、所需設備少而得到較多的應用。這種加固方法可以采用混凝土套或鋼筋混凝土套直接加寬基礎,也可以外增獨立基礎加大。
A 基礎直接加寬
當原條形基礎承受中心荷載時,可采用雙面加寬(圖2a) ,對單獨柱基礎加固可沿基礎底面四邊擴大加固(圖2b)當原基礎承受偏心荷載時或受相鄰建筑基礎條件限制或為沉降縫處的基礎或為不影響室內正常使用時,可用單面加寬基礎(圖2c)。


當不宜采用混凝土套或鋼筋混凝土套加大基礎底面積時,可將原獨立基礎改成條形基礎,將原條形基礎改成十字交叉條形基礎或筏形基礎,將原筏形基礎改成箱形基礎。(圖3、圖4) 的示例可供讀者在實際工程中參考使用。


在灌注混凝土前應將原基礎鑿毛和刷洗干凈后,鋪一層高強度等級水泥漿或涂混凝土界面劑 ,以增加新老混凝土基礎的粘結力。對加寬部分,地基上應鋪設厚度和材料均與原基礎墊層相同的夯實墊層。沿基礎高度方向 ,每隔一定距離應設置錨固鋼筋。
當采用混凝土套加固時,基礎每邊加寬的外形尺寸應符合國家現行標準《建筑地基基礎設計規范》中有關剛性基礎臺階寬高比允許值的規定。當采用鋼筋混凝土套加固時,加寬部分的主筋應與原基礎內主筋相焊接。
對條形基礎加寬時,應按長度1.5-2.0m劃分成單獨區段,分批、分段、間隔進行施工,決不能在基礎全長挖成連續的坑槽而使地基土暴露過久。
B 外增基礎加固
外增基礎加大底面積有抬梁法和斜撐法兩種。
抬梁法加大基底面積,是在原基礎兩側挖坑并做新基礎,后通過鋼筋混凝土梁將上部荷載部分轉移到新做的基礎上,從而加大原基礎的底面積。新加抬梁應設置在原地基梁或圈梁的下部。這種加固方法具有對原基礎擾動少、設置數量較為靈活的特點。采用抬梁法加大基底面積時,應注意抬梁應避開底層的門、窗和洞口;在抬梁的頂部須用鋼板楔緊。對于外增獨立基礎,可用千斤頂將抬梁頂起,并打入鋼楔,以減少新增基礎的應力滯后。
斜撐法加大基底面積,與上述抬梁法不同之處,是抬梁改為斜撐,新加的獨立基礎不是位于原基礎兩側而在原基礎之間。底板可采用預制鋼筋混凝土板,斜撐由混凝土現澆而成。
(3)加深基礎法
加深基礎法是指將原持力層地基土分段挖去,然后澆筑混凝土墩或砌筑磚墩,使基礎支承到較好的土層上的一種基礎加固法,又稱墩式或坑式托換。此法對于軟弱地基,特別是膨脹土地基事故的處理較為有效;A加深的施工應按下列步驟進行:
先在貼近既有建筑基礎的一側分批、分段、間隔開挖長約 ,寬約 的豎坑,對坑壁不能直立的砂土或軟弱地基要進行坑壁支護,豎坑底面可比原基礎底面深1.5m.在原基礎底面下沿橫向開挖與基礎同寬,深度達到設計持力層的基坑;
基礎下的坑體應采用現澆混凝土灌注,并在距原基礎底面 處停止灌注,待養護一天后再用摻入膨脹劑和速凝劑的干稠水泥砂漿填入基底空隙,再用鐵錘敲擊木條,并擠實所填砂漿;
用同樣步驟 ,再分段分批的挖坑和澆筑混凝土 ,直至全部托換基礎的工作完成為止。
(4) 其他地基加固方法
錨桿靜壓樁法、樹根樁法、坑式靜壓樁法等經常用于建筑物改造過程中需對基礎進行加深基礎法托換.
高壓噴射注漿法、灰土擠密樁法、深層攪拌法、硅化法和堿液法等經常在地基處理中使用,其設計和施工應按國家現行標準《建筑地基處理技術規范》 有關規定執行。
(5)既有建筑地基事故的補救措施
A 建造在軟土地基上出現損壞的建筑的補救措施
由于建筑體型復雜或荷載差異較大,引起不均勻沉降,而造成建筑物損壞者,可根據損壞程度選用局部卸荷、增加上部結構或基礎剛度、加深基礎、錨桿靜壓樁、樹根樁或注漿加固等補救措施;
由于局部軟弱土層或暗塘、暗溝等引起差異沉降過大,而造成建筑物損壞者,可選用錨桿靜壓樁、樹根樁或旋噴樁等進行局部加固;
由于基礎承受荷載過大、或加荷速率過快,引起大量沉降或不均勻沉降,而造成建筑物損壞者,可選用卸除部分荷載、加大基礎底面積或加深基礎等;
由于大面積地面荷載或大面積填土引起柱基、墻基不均勻沉降、地面大量凹陷、或柱身、墻身斷裂者,可選用錨桿靜壓樁或樹根樁加固等;
由于地質條件復雜或荷載分布不均,引起建筑物過大傾斜者,可參照有關規范選用糾傾措施。
B 建造在濕陷性黃土地基上出現損壞的建筑的補救措施
對非自重濕陷性黃土場地,當濕陷性土層不厚、濕陷變形已趨穩定、或估計再次浸水產生的濕陷量不大時,可選用上部結構加固措施;
當濕陷性土層較厚、濕陷變形較大、或估計再次浸水產生的濕陷量較大時,可選用石灰樁、灰土擠密樁、坑式靜壓樁、錨桿靜壓樁、樹根樁、硅化法或堿液法等,加固深度宜達到基礎壓縮層下限;
對自重濕陷性黃土場地,可選用灰土井、坑式靜壓樁、錨桿靜壓樁、樹根樁或灌注樁加固等。加固深度宜穿透全部濕陷性土層。
C 建造在人工填土地基上出現損壞的建筑的補救措施
對于素填土地基由于浸水引起過大的不均勻沉降而造成建筑物損壞者,可選用錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁、石灰樁或注漿加固等。加固深度應穿透素填土層;
對于雜填土地基上損壞的建筑,可根據損壞程度選用加強上部結構和基礎剛度、錨桿靜壓樁、樹根樁、旋噴樁、石灰樁或注漿加固等;
D 建造在膨脹土地基上出現損壞的建筑的補救措施
對建筑物損壞程度中等,且脹縮等級為I級的膨脹土地基,可采用加強結構剛度和設置寬散水等措施;
對建筑物損壞程度較嚴重,或脹縮等級為I、II 級的膨脹土地基,可采用錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁或加深基礎等方法。樁端或基底應埋置在非膨脹土層中或伸入到大氣影響深度以下的土層中;
建造在坡地上的損壞建筑,除可選用相應的地基或基礎加固方法外,尚應在坡地周圍采取保濕措施,防止多向失水造成的危害。
E 建造在土巖組合地基上出現損壞的建筑的補救措施
由于土巖交界部位出現過大的差異沉降,而造成建筑物損壞者,可根據損壞程度,采用局部加深基礎、錨桿靜壓樁、樹根樁、坑式靜壓樁或旋噴樁加固等措施;
由于局部軟弱地基引起差異沉降過大,而造成建筑物損壞者,可根據損壞程度,采用局部加深基礎或樁基加固等措施;
由于基底下局部基巖出露或存在大塊孤石,而造成建筑物損壞者,可將局部基巖或孤石鑿去,鋪設褥墊,或采用在土層部位加深基礎或樁基加固等。

 

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