地基基礎(chǔ)缺陷處理及地基加固措施
2015-06-23
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，建筑事業(yè)也得到了蓬勃的發(fā)展。但在一些建筑中，地基存在這很大的缺陷，大大降低了建筑物的質(zhì)量，影響了建筑物的使用壽命，為此，建筑施工人員應(yīng)該在施工作業(yè)中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，努力處理好地基基礎(chǔ)缺陷問題，并根據(jù)實際施工情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡鼗庸烫幚?，以提高建筑物的使用壽命?br />
1 常見的地基缺陷和處理因素
處理地基缺陷所采用的措施應(yīng)該綜合考慮四個因素: ( 1)地基的基礎(chǔ)缺陷對建筑物的正常使用、安全性、耐久度等角度的影響; ( 2) 建筑的上部整體結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有整體性、安全性、實用性等要求，這些要求對于地基基礎(chǔ)變形是否具有適用性;( 3) 地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的發(fā)展速度以及趨勢; ( 4) 地基基礎(chǔ)的缺陷以及加固上部結(jié)構(gòu)所具有的經(jīng)濟(jì)性、可能性。
地基基礎(chǔ)缺陷是在建筑施工過程中由建筑施工人員造成的，由于缺陷的產(chǎn)生原因有所差異，所以缺陷的處理辦法也不盡相同，目前對于地基基礎(chǔ)缺陷的處理過程中，尤其要注意幾個重要的因素: 首先，地基基礎(chǔ)處理的過程中可能會對該工程周邊建筑物的結(jié)構(gòu)造成不良影響，所以，在地基施工的過程中必須要針對這些細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究; 其次，在對地基基礎(chǔ)缺陷的處理過程要需要對整個建筑物的上部構(gòu)造進(jìn)行整體性、安全性等幾個方面進(jìn)行綜合的分析，并選擇出合理科學(xué)的施工方法; 再次，對于地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，避免受到土層的變動而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形、數(shù)值變化以及發(fā)展問題嚴(yán)重的措施; 最后在施工的過程中對于基礎(chǔ)中存在的相關(guān)缺陷進(jìn)行分析，并對其上部結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)的問題深入研究，以確保結(jié)構(gòu)處理的經(jīng)濟(jì)性與耐久性要求。
2 地基基礎(chǔ)缺陷處理的一般原則
如果地基基礎(chǔ)不再進(jìn)行變形，就不用單獨考慮加固的問題。當(dāng)變形還在進(jìn)行的時候，通常要等待變形停止，使變形的速度更快，或者迫使沉降停止三種方式。對沉降的等待并不是對地基采取措施，而是將工作重點放在上層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而地基花費將大大減少，并杜絕上層結(jié)構(gòu)的二次需求處理而產(chǎn)生浪費。
3 地基加固的基本舉措
地基的穩(wěn)定性以及其受到剪切傷害引起的破壞都跟其本身的強(qiáng)度有關(guān)，考慮實際情況，進(jìn)行地基的穩(wěn)固，加強(qiáng)?，F(xiàn)在，有關(guān)地基的穩(wěn)定的方式有很多，總的說來有兩種分類的方式，分別是物理和化學(xué)兩種方式。
3.1 物理加固
物理加固主要用以土換土，水分排除，增加鋼筋數(shù)量的方法來實現(xiàn), 整個過程不會對內(nèi)部組成產(chǎn)生影響。
3.1.1 置換的方要方法有拋石法、挖填法、爆破法。
拋石法：當(dāng)遇到不易排水的低洼處，或者表層厚度小于3m，沒有過硬的外殼，并且石料的采集比較方便的狀況選擇大于30cm 的片石，拋投的位置在路堤的中部，方向向兩邊，這樣軟弱的土和泥就會被擠到兩邊，待拋石填出水面后，用重型壓路機(jī)壓實在其上鋪設(shè)反濾層，在進(jìn)行填土。
挖填法：挖填法適用于水分很容易排除，操作簡且處于地面的表層的軟弱層處。把不和要求的土清理掉，并選擇合適的材料補(bǔ)充進(jìn)來，通常進(jìn)行操作的深度要小于2m。
爆破法：如果建設(shè)的時候出現(xiàn)軟土深度較大并且比較稠密，泥沼狀況還不太穩(wěn)固，可以選擇先填充后爆破，爆破之后填料就會沉下去，杜絕淤積。
3.1.2 排水的主要方法有砂墊層和砂井兩種方式
砂墊層是在路堤底部的地面上鋪設(shè)厚度一般為0.6～1.0m 砂礫或碎石材料。它適用于軟弱層薄和路堤高度不大（小于2 倍的極限高度）情況。但施工時須嚴(yán)格控制填土速率，因而工期較長。砂井常用于軟弱層厚度超過5m 而路堤較高時，用鉆探，沉入鋼管或高壓射水等方法在地基中形成井孔，再灌以粗、中砂，砂井法系三向排水固結(jié)。一般砂井直徑為0.2～0.3，井距（中心間距）為井徑的8～10 倍，范圍為2～4m，平面上呈矩形或梅花形布置，井深應(yīng)穿過地基可能的滑動面和主要受壓層、若軟土層較薄或下臥透水層時，則貫穿整個軟土層，對排水固結(jié)更有利。
3.1.3 擠密的方法有強(qiáng)夯法、干振法、振沖法、加筋法
強(qiáng)夯法適用于加固碎石、砂土、粉土、低飽和度的粘性土，濕陷性黃土、雜填土、素填土、粉煤灰、冶金碴等地基的加固。強(qiáng)夯法應(yīng)用物理學(xué)中的功能原理達(dá)到地基加固的目的，這個過程的變化也是動能以及勢能不斷兩向轉(zhuǎn)移的。利用起重機(jī)的重量，不斷向下?lián)舸?，讓地基受到?qiáng)大的捶打，形成震動，而質(zhì)地變得更加緊密和穩(wěn)定，進(jìn)而其強(qiáng)度增加，使土更加密實。但是這種方法不合適在有密集施工的地方，擊打會產(chǎn)生噪音，使人的正常生活受到影響，因此如果居民較多的地方不適合選擇這樣的地方，來籌劃建筑。
干振法用于加固雜填土和高壓縮性非飽和粘性土，可以大幅度提高承載力，減少建筑物的沉降和不均勻沉降。干振法地基加固的有效深度在6m 以內(nèi)，其工作原理是在振動成孔器水平振動力作用下，地基中形成40～70cm 直徑密實砂石樁，承載力可高達(dá)500～1000kpa.在上部荷載作用下，樁和樁周擠密土體共同構(gòu)成復(fù)合地基。因為作業(yè)過程是干爽的，因此不會因為泥漿導(dǎo)致污染，而化學(xué)管樁與置換法需要花更多。并且此法很節(jié)約鋼筋水泥，有利于保護(hù)環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益。
振沖法在水含量較大，濃度很大，滲水的能力很小，粘度較差的地基增強(qiáng)方法，這個過程是把振沖器用起重器吊起來，并且利用水泵噴射強(qiáng)度很大的水流，經(jīng)過水的沖擊和震動的過程，把振動器放在已經(jīng)計劃好的深度，清理好孔內(nèi)的雜物再向其中放入碎的石頭，因為土經(jīng)過震動之后就會向下擠壓，等到密實度已經(jīng)達(dá)到之后才提高振動器。這個過程需要反復(fù)進(jìn)行，直到變成一個有密度，有堅實度的圓柱體，振沖法根據(jù)土所形成的壓力來組成形狀并有承重能力，這個過程會導(dǎo)致一定的變形，壓力不但是從上到下的狀態(tài)，并且這種壓力從中間傳遞向四周，這種情況會使承載力得到提高，因此下降變得更加溫和平穩(wěn)。
加筋方法目前在業(yè)界使用的是樹根樁加固地基法，所謂樹根樁，就是在套管導(dǎo)向下用旋轉(zhuǎn)方法鉆進(jìn)，鉆孔直徑100～300mm，穿過原有建筑的基礎(chǔ)進(jìn)入地基土中至設(shè)計標(biāo)高，清孔后再下放鋼筋，鋼筋數(shù)量從一根到數(shù)根，視樁孔直徑而定，再用壓力灌注水泥漿、水泥砂漿，邊灌邊振，邊拔管，最后成樁。樹根樁的穩(wěn)定處理過程比較容易，并且花的不多，很快就能完成，并且質(zhì)量較強(qiáng)，在對從前的建筑展開修理的效果展示出很強(qiáng)的優(yōu)勢特點。
3.2 化學(xué)加固
化學(xué)加固法是指利用水泥漿液（粉體）、粘土漿液（粉體）與土顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)膠結(jié)起來，以改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)的地基處理方法。化學(xué)加固地基的方法主要有攪拌法、高壓噴射注漿法以及灌漿法。
3.2.1 攪拌法一般適用于與松軟土層地基加固中，通過填充孔隙、離子交換和結(jié)硬反應(yīng)，而獲得加強(qiáng)。淺層攪拌法，將石灰、水泥等結(jié)合料摻入表層土內(nèi)，加以拌和，并進(jìn)行碾壓從而形成一硬層。它的處治深度不超過1.5m；深層攪拌法，利用特制攪拌機(jī)械在地層內(nèi)邊壓送結(jié)合料邊攪拌，形成加固土樁體或墻體（加固深度可達(dá)20m 以上），以提高地基承載力，限制軟土的側(cè)向擠動及截阻地下的滲透水流。
3.2.2 高壓噴射法是用高壓脈沖泵使?jié){液通過特殊噴嘴高速噴出，強(qiáng)制土和漿液混合，膠結(jié)硬化后就在地基中形成柱狀或壁狀的加固體。噴射的漿液材料常用水泥漿，如果地下水流速快，為防止?jié){液流失，需摻速凝劑（如氯化鈣）。
3.2.3 灌漿法是指利用機(jī)械壓力或電化學(xué)原理通過注漿管把漿液注入地層，漿液以填充和滲透等方式趕走顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣并占據(jù)其位置，經(jīng)過一定時間后漿液將原巖土層膠結(jié)成整體。
4 結(jié)束語
綜上所述，為了保證建筑的基本質(zhì)量，提高我國建筑事業(yè)的綜合競爭實力，建筑施工單位應(yīng)該落實做好地基工作的處理，一方面及時妥善的處理好已有的地基基礎(chǔ)缺陷，另一方面對現(xiàn)有存在安全隱患的建筑物及時進(jìn)行加固處理。無論是哪種施工方法，建筑施工單位都要從自身的工藝和經(jīng)濟(jì)兩個方面出發(fā)，均衡考量這兩個系數(shù)，既能保證地基加固的質(zhì)量又能為建設(shè)施工單位節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，只有這樣的加固措施才能在
