中原特殊地质条件下地基加固技术,攻克特殊地质,地基加固技术全
地质 地基加固
:地基处理复杂,受多种因素影响,研究加固技术意义重大,我国黄土分布广且多具湿陷性,在湿陷性黄土地基上建设需考虑其危害并选适宜处理方法,不同地区地基状况差异大,地基加固科学性影响工程质量,研究不同地质条件下地基处理与加固技术很重要。
特殊地质条件下的地基加固技术
一、湿陷性黄土地基加固技术
- 人工挖孔混凝土灌注桩
- 基本方法:在需要加固的条形基础或钢筋混凝土独立基础下方人工开挖直径700 - 800mm的竖直桩孔,按设计要求绑扎钢筋笼(也可不配筋),安放钢筋,浇灌混凝土并振捣密实,封口回填。
- 设计要点:根据上部荷载,按现行《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》确定桩的材料、数量等。其中,条形基础以每米长竖向荷载计算,柱下独立基础以上部传来的竖向荷载等考虑。
- 施工要点
- 对于已建建筑,其基础下开挖人工挖孔桩要确保原建筑物基础局部稳定,且要保证桩身垂直度和灌注质量。
- 要保证基础在施工中的局部稳定,同时开挖的两个桩孔必须相隔足够的间距,不能在同一基础下同时开挖相邻桩孔。
- 要双向定位,对称布置。竣工后的房屋轴线已不明确,除特殊位置外,其余桩位均应自两端向中间双向定位。在设计桩距范围内调整尺寸,形成对称布局,并标注于地面。
- 应边开挖,边校正,确保桩垂直。自斜道进入井道后,先利用地面定位测定桩位及桩孔上口尺寸,然后制作一套等桩径的木质护筒(外包镀锌铁皮),刻上定位标记,此时筒会随开挖一起下沉。每下挖1m,挂铅锤1次,参照护筒校正垂直度。
- 要连续浇灌,并分层捣实。每次灌注约2m应暂停,用振捣棒振实。在距原基础底面约80cm处停止浇注,养护48h后,再将C20干硬性细石混凝土注入空隙内,使细石混凝土得到充分捣实。最后,浇灌高出原基础底面30cm厚的与桩同强度等级的普通混凝土,封口。
- 灰碱混合法
- 加固原理:将氢氧化钠溶液灌入土中,使之与黄土中大量的钙、镁等碱性金属阳离子发生置换反应,生成的氢氧化物附着在土粒表面,与此同时,氢氧化钠溶液会使土粒表面发生膨胀和软化,造成相邻土粒在这一过程中的相互接触更紧密,并发生表面的相互溶合,从而减少了黄土土粒之间的空隙,密实度得以增加。另外用生石灰来吸收碱液中的水分,使土粒固结,生石灰本身吸水后体积膨胀,又可将周围土体进一步挤密,从而进一步使土体得到加固。
- 加固方法:先根据待加固地基的具体情况布孔,然后按一个孔灌碱液、周围孔夯填粒径为2.5cm的生石灰的顺序施工。应注意:石灰孔的石灰不要填满,要留出1m填3:7灰土,以减小生石灰膨胀后使地表隆起,碱溶液需在石灰孔填满后立即(如有耽搁,其间隔时间不得超过4h)灌入,其温度不宜低于900°C。实践证明,使用此法加固黄土地基具有附加沉降量小、加固早期强度高且均匀等优点,既经济又实用。
二、软弱土地基加固技术
- 注浆加固法
- 原理:注浆加固法(也称灌浆法)是利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密的等方式,赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气并占据其位置,经一定时间的人工控制后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个高强度的稳定的结石体。它能显著改善土的物理性能及水理性能。
- 扩大基础底面积法:通过增大基础面积来提高软弱地基的承载能力。
- 深层搅拌法:通过特制机械将固化剂(如水泥浆、石灰浆等)与地基土强制搅拌混合,形成具有较高强度和稳定性的复合地基,从而提高地基承载力,减少沉降。
- 排水固结法结合堆载预压:利用堆载预压产生的附加应力,加速地基土中孔隙水的排出,使地基土固结压缩,提高地基强度和稳定性。同时,结合排水系统(如砂井、塑料排水板等)加速排水过程,缩短预压时间。
三、岩溶地基加固技术
- 注浆加固:通过向岩溶洞穴、裂隙中注入浆液(如水泥浆、化学浆液等),使浆液固化后填充空洞、裂隙,提高地基土的强度和整体性。
- 桩基穿越岩溶层:在岩溶地区采用桩基时,应确保桩基能够穿越岩溶层并嵌入稳定的岩层中,以提供足够的承载力和稳定性。同时,应加强桩基施工过程中的勘察和监测工作,及时发现并处理岩溶问题。
四、其他复杂地质条件地基加固技术
- 膨胀土地基
- 换填法:通过换填合适的材料来改善地基土的工程性质。
- 改性土法:对膨胀土进行改性处理,提高地基的稳定性和承载能力。
- 杂填土地基
- 清除表层杂填土:将杂填土地基表层的杂填土清除,改善地基条件。
- 采用桩基或复合地基:利用桩基或复合地基来提高杂填土地基的承载能力和稳定性。
五、结构加固技术在特殊地质条件下的应用
- 钢筋植筋加固法:该技术通过在原有混凝土结构中钻孔,注入结构胶,并将新的钢筋旋转插入孔洞中,形成新的受力体系。
- 碳纤维加固法:碳纤维因其高抗拉强度和低重量而被广泛应用于结构加固中。该技术利用环氧树脂将碳纤维布粘贴在需要加固的结构表面,形成新的复合体,共同受力。
- 加强截面加固法:该方法通过增加构件的截面尺寸,如加大梁、柱的截面面积,来提高结构的承载力和刚度。虽然该方法施工相对复杂且可能增加结构自重,但在一些特定情况下,如原结构截面尺寸较小、承载力严重不足时,仍是一种有效的加固手段。并且在复杂地质条件下,如软弱土地基上,结构加固应更加注重地基与结构的整体稳定性,可采用加大截面加固法与桩基加固技术相结合,提高地基承载力和结构稳定性;在岩溶地基上,应首先通过注浆加固、桩基穿越岩溶层等措施处理地基问题,再根据结构具体情况选择合适的加固技术。
六、桩基加固技术在特殊地质条件下的应用
- 爆扩桩:利用炸药爆炸产生的能量扩大桩孔直径,并在孔内灌注混凝土形成桩身。爆扩桩具有成孔直径大、承载力高等优点,适用于深厚软弱土层和膨胀土地基。
中原软弱土地基注浆加固效果评估
岩溶地基注浆加固技术要点
中原膨胀土地基换填法实施难点





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