基础加固工程承接全国加固工程

地基加固处理技术 

　　2.1 强夯法 

　　强夯法也叫做动力固结法，是一种快速加固软基的方法，它是将一般为100～400kN的锤从一般为6～40m的高处自由落下，通过冲击荷载夯实软弱土层，进而达到提高地基土强度、降低土层的压缩性以及地基加固的目的。强夯对于以泥炭为主的软土层有明显的作用，还可以与较疏的砂并配合使用，尽量采用较大直径的砂井井径，这样可以提高压密排水效应。由于软粘土采用强夯法，孔隙压力消散需要的时间比较长，先后夯击的间歇时间一般需要3～ 5个星期，所以在工期施工组织工作上，需要对时间做好安排。在软土地基加固中，因为复合加固强夯法加固效果比较好，所以一般采用复合加固强夯法加固效果的比较多。复合加固强夯法主要有以下的几种形式：（1）塑料排水板法，具有很好的加速饱和软粘土的排水固结效果；（2） 强夯拌合法：在饱和软粘土上铺设0.5～2.0m的厚垫层，使上部垫层和下伏软土进行机械混合，从而改变软土性质，提高地基土的承载能力；（3） 强夯挤淤加固法：对一般厚度在3米内的淤泥层，采用抛填块石然后再强夯，让大块石强迫落到淤泥底层硬土层上，挤出大部分淤泥，剩下的部分留在石缝中；（4） 点夯筑柱法：用强夯法筑柱，若是大面积点夯，柱体间距较小时，可按照复合地基考虑。 

　　2.2 灌浆法 

　　灌浆法就是利用气压、液压或电的化学原理，将某些能固化的浆液注入各种介质的裂缝或孔隙，从而达到改善地基的物理力学性质的目的。通过在土中钻孔灌入较浓的桨液，然后在注浆点将土体压密而形成浆泡。当浆泡的直径较小时，灌浆压力一般都是沿钻孔径向扩展。随着浆泡尺寸的增大，就会出现较大的上抬力使得地面拾动，适当地使用灌浆压力而形成的上抬力，可以使下沉的建筑物回升到原来的范围。压密灌浆可以在较软弱的土体中取得较好的效果，也可以在有适宜的排水条件的粘土地基中使用。当由于排水不畅而在土体中出现高孔隙水压力时，一定要采用较低的注浆速率。高压喷射注浆是灌浆法中较常用于加固软土地基的一种方法，高压喷射注浆主要适用于如残积层、淤泥和人工填土等松散、软弱土层，在N<15 的砂类土、N<10 的粘性土、粉土和黄土中使用可以达到较好的效果。高压喷射注浆是指通过钻机将带有喷嘴的注浆管钻进到土层的预定位置后，用高压设备使浆液或水变成20MPa 左右的高压流从喷嘴中喷射出来，从而冲击破坏土体。当喷射流的动压大于土体结构强度的时候，土粒就会从土体脱落，一些较小的土粒会随着浆液而冒出水面，其他一些土粒在喷射流的冲击力、离心力以及重力等作用下，和浆液搅拌混合，按照一定的浆土比例和质量大小进行重新排列组合。等到浆液凝固后，在土中形成一个固结体，如果喷射流移动方向是旋喷形式时，喷嘴一边喷射一边旋转和提升，较终形成固结体呈圆柱状，可加固工程地基，提高地基的抗剪强度，使其在承受上部结构荷载的作用下，避免出现过大的变形。 

　　2.3 砂桩地基法 

　　砂桩地基是采用类似沉管灌注桩的机械和方法， 使用冲击和振动在软弱地基中成孔，然后再把砂挤压进入土中形成大直径的密实砂桩加固地基。砂土地基*操作、比较经济实用，一般适用于挤密松散沙土、素填土和杂填土等地基。而对于饱和软填土地基难以起到挤密加固作用。砂桩地基通过采用振动或冲击的挤密作用，使地基达到密实的状态，进而加大地基的承载力，降低孔隙比，提高了地基抵抗震动液化的能力。这种方法用来处理软黏土地基， 可以达到置换和排水砂井的效果，从而使土的固结时间缩短，提高了地基的承载力和地基的整体稳定性。 

　　2.4 水泥粉煤灰碎石桩地基 

　　水泥粉煤灰碎石桩地基，又称为CFG桩，是较近新发展起来处理软弱低级方法，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂石水拌和形成的高粘结强度桩。CFG桩具有承载力高、沉降量小、变形稳定以及易控制施工质量等优势，使用CFG桩可以节约大量水泥、钢材等材料， 相对于预制钢筋混凝土桩加固，节省了30%～40%的投资，降低了工程费用。工程中一般采用水泥粉煤灰碎石桩、桩间土和褥垫层构成复合地基，褥垫层的设置为CFG桩复合地基在其受荷后提供了桩**的刺入条件，从而确保了桩间土始终参与工作。CFG桩适用于如黏性土、粉土、砂土、松散填土、淤泥质黏土等多层和高层建筑地基的处理。 

　　2.5 水泥搅拌桩地基 

　　水泥搅拌桩地基就是把水泥、石灰当作固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处就地强制搅拌软土和固化剂，利用固化剂和软土之间发生的物理化学反应，来达到原状土的结构和性质的目的，使之硬结成具有整体性、水稳性的水泥土或石灰土。这种方法在地基加固过程中，具有无振动、无噪音、无侧向挤压、对临近建筑物影响很小以及施工期短等特点。特别适用于加固较深厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力不**过120kPa的黏性土地基，一般用于墙下条形基础、大面积堆料厂房地基。 

一、基础在结构中的地位 

　　俗话说: “万丈高楼平地起”，基础的作用至关重要。基础的作用主要是承受上部结构传递的荷载，安全可靠的基础才能保证上部结构的正常使用。结构的形式不同，用途不同，传递的荷载也不相同，基础形式也不同，也就是不同的结构应该选择与其结构相适应的基础。不论何种结构都要求地基与基础是稳定的、安全的。 

　　各种建筑物完工后，受周围环境的影响，随着时间的推移，各种建筑材料会慢慢老化，还有一些结构的功能受人为因素的影响而发生改变，存在较大的安全隐患。已有建筑物地基和基础的维护、加固，是我们应该引起重视的问题。 

　　已有建筑的地基与基础常常达不到重视，只有在发生地质灾害时、邻近建筑施工时或者已有建筑需要加层时才去关注。基础工程属于隐蔽工程，大多数基础处于地下，出现异常情况后不易发现，等上部结构有破坏时，我们会对基础进行研究分析，对基础进行加固和修补的造价是很高的。在实际设计过程中，我们尽量做到对地基基础有足够的可靠度，保证有足够的余度，同时还要控制施工质量，从而使地基基础在结构中举足轻重的作用得到发挥。 

　　二、地基基础加固的原因 

　　当地基基础发生质的变化时，会危及到结构的安全，也就是说地基基础不再满足使用要求了。在实际工程中我们需要做的工作就是要对地基基础进行挽救，认真做好修复和补强工作。地基需要加固的原因大致表现在如下几方面。 

　　1. 地基的下沉 

　　建筑物沉降或沉降差**过有关规定，建筑物出现倾斜、裂缝，影响正常使用，甚至危及建筑物安全。 

　　2. 荷载的增加 

　　在建筑物建成后，在一定的时间内，建筑物可能出现设计荷载的变更，如建筑物需要加层，或建筑物的用途等情况导致使用荷载的增加，原建筑物地基不经加固不能满足荷载增加对地基的要求。 

　　3.材料的风化 

　　建筑材料主要包括混凝土和钢筋，受外界条件的影响，混凝土会发生徐变，在基础的表面会产生裂缝，钢筋一接触空气会发生锈蚀，从而使基础的可靠度降低。 

　　4. 邻近工程的施工 

　　地下工程、基坑工程等岩土工程施工对既有建筑物地基产生不良影响，可能危及已有建筑物安全; 尤其是在已有建筑物附近开挖和打桩时，可能引起地基基础的侧向位移。 

　　5. 地震的损害 

　　2008 年的5·12 汶川大地震过后，有相当一部分建筑物的基础受到损害。在强烈地震的作用下，地面产生开裂、下沉、滑坡或倾覆。 

　　6.设计与施工的差异 

　　有些设计是在没有地质报告或者参考邻近建筑的地质资料进行的，较终导致设计与现场不符。有时施工人员的个体差异也对地基基础产生较大的影响，工地上建筑材料的质量控制和施工中存在的误差，均可引起实际地基承载力的下降，如果设计没有考虑安全储备，较终该建筑物的地基基础就需要投入相当大的资金进行加固和补强工作，给经济上造成不必要的损失。 

　　三、已有基础的检测 

　　对已有建筑物进行加层或地基基础需要加固时，我们首先应对已有地基与基础做好检测工作。具体检测时除采取恰当的方法外，还应把握好检测的部位，常见的检测部位为: 地基沉降严重的部位; 上部结构开裂严重的部位对应的基础; 另外还可以通过平时的日常检查和定期的专业检测及时发现问题。通过调查后查明原因，采取相应的措施。建筑物基础的修补可以分为恢复机能和提高机能为目的。 

　　如果基础的承载力降低，会对上部结构产生影响，特别是不均匀下沉对结构的影响很大。在检测过程中应该收集原有地质勘测资料和相邻地区的地质资料，再根据现场的实际情况，做到对症处理。 

　　四、常见的地基基础加固的方法 

　　已有建筑物进行地基基础加固是一项很复杂的工作。确定加固方案时，既要考虑原有建筑物的设计、施工、地质条件、有无沉降、倾斜、裂缝等，还要综合上部结构的形式、周围环境条件作综合分析，在上述条件上得出合理的结论，才能对已有建筑物地基基础进行加固设计。 

　　地基基础加固的方法也是多种多样的，常见的方法为直接加固法和间接加固法。直接加固法就是基础本身修复和补强。间接加固法就是对已有建筑物的地基进行加固或者采取别的措施来适应基础本身的变形，较终满足使用的要求。 

　　在具体的工程中，我们要对各种加固方法进行认真的研究分析和比较，较终确定经济适用的加固方法。下面就近年来实际工程中常见的已有建筑地基基础的加固方法做简要介绍。 

　　1.基础底面积增大法 

　　地基承载力主要是考虑单位面积所受的力。也就是说在上部荷载相同的条件下，基础底面积越大结构需要的地基承载力越小。当已有建筑物的地基承载力不满足要求或基础底面积不满足使用要求时，就可以采取基础底面积增大法。将已有基础的长或宽加大，大大减小了作用在地基土上的接触压力，从而使结构的承载力和地基变形满足要求。基础是偏心受压时，采用不对称加宽方式; 基础是轴心受压时，采用对称加宽方式。当独立基础、条形基础或筏板基础在不改变基础形式的条件下，用基础底面积增大法无法实现加固条件时，可以将原有独立基础修改为条形基础; 将原有条形基础修改成筏板基础; 将原有筏板形基础修改成箱形基础。较终实现增加基础底面积来减少需要的地基承载力，达到地基加固的目的。 

　　2.锚杆静压桩 

　　锚杆静压桩是一种适用于中小工业厂房和一般民用建筑的地基加固处理方法。此方法的优点是在不停产或不搬迁的情况下对建( 构) 筑物进行地基加固; 在压桩施工过程中无噪声、无振动、侧向挤压少，作业空间小; 使用设备简单、重量轻、移动方便，加固*，受力性好，加固效果可靠。锚杆静压桩的桩长可完全根据基础下老土起伏不平进行因地制宜的压桩施工。 

　　锚杆静压桩的工作原理就是利用建筑物的自重，先在基础上开出压桩孔并埋设好抗拔锚杆。锚杆反力通过反力架和千斤顶，将桩逐段压入桩孔内，当压桩力达到1． 5 倍( 桩的设计荷载) 和桩长达到设计深度时，便可认为满足设计要求，然后将桩与基础*结合在一起。卸掉反力架和千斤顶后，该桩便能立即承受上部荷载，从而减少地基土上的压力，*阻止建( 构) 筑物的不均匀沉降，及时收到地基加固的效果。这是其他地基加固方法所无法做到的。 

　　3.注浆加固法 

　　注浆加固法又称为注入法，此方法主要是通过注入水泥浆液或化学浆液的措施，使土粒胶结，用以提高地基承载力，减少沉降、增加稳定性、防止渗漏。注浆加固法适用于提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。广泛用于建筑物的基础加固和防止沉降中。 

　　注浆加固法常见的施工方法包括钻杆注入法和滤管注入法。对已有建筑物的地基进行注浆加固时，要同时对已有建筑和相邻建筑物进行裂缝、位移、倾斜和沉降监测，实际注浆时采用缩短浆液凝固时间和多孔间隔注浆等措施，从而减少对邻近建筑物的影响。 

　　钻杆注入法是指注浆和钻孔均由同一钻杆来完成的注浆方式。当钻杆钻到需要的加固深度，将钻杆作为注浆管，从管底开始注浆，一边注浆一边提升，直至钻杆全部拔出为止。