根据地基基础加固的原理,可采取不同的加固方法,这些加固方法可归纳为挖、填、换、夯、压、挤、拌七个字,也就是基本的其中地基加固法。
“挖”。“挖”就是挖去软土层,把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中。此种方法适用于软土层不厚时,较为经济。
“填”。当软土层较厚,而又需大面积对地基进行加固处理时,则可在软土层上直接回填一定厚度的好土,以提高承载力,减小软土层的承压力。
“换”。将挖、填相结合(即换土垫层法),适用于软土层较厚,而仅对局部地基进行加固。它是将在基础下面一定范围内的软弱土层挖去,代以人工填筑的垫层作为持力层,材料有砂石、碎石、三合土(石灰:砂:碎砖(石)为1:2:4)、灰土、素土等。换土垫层可提高持力层承载力,减小软土层的承压力,加速软土层排水固结,减少基础沉降量。图1为砂垫层做法。采用换土垫层法可有效地解决中小型工程的地基处理问题,其优点是可就地取材,施工简便,工期短,造价低。
“夯”。利用打夯工具、机具(木夯、石饿、蛙式打夯机、火力夯、重锤、强力夯等)夯击土壤,排出土中水分,加速土体固结,以提高其密实度和承载力。其中强力夯是用起重机械将大吨位夯锤(一般不小于8t)起吊到高处(一般不小于6m),自山落下,对土体进行强力夯实。其原理是用很大的冲击能使土中出现冲击波和很大的应力,迫使土中孔隙压缩,土体局部液化,夯击点周围产生裂隙形成良好的排水通道,土体迅速固结。该方法适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的深层加固,但强力夯所产生的振动,对现场周围已建成或在建的建筑物及其他设施有影响时,不得采用,必要时,应采取良好的防震措施(如挖防震沟)l。
“压”。利用碾压机械压实地基土体,使地基压实并排水固结。也可用预压固结法,即先在地基范围的地面上堆置重物预压一段时间,使土体压密,提高承载力,减小沉降量。为了在较短的时间内取得较好的效果,要注意改善土层的排水条件,常用的方法有在预压层表面铺砂层,并用砂井穿过该土层,以利于排水固结。砂井直径为200—400mm间距为砂井直径的6—8倍。
“挤”。用带桩靴的工具或桩管打人土中,挤压土体形成桩孔,然后拔出桩管,在孔中灌人砂石、素土、石灰、灰土等填充料进行捣实,或随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。此法适用于加固松软饱和的土体,其原理是靠挤密挤紧土体,以提高地基的承载力,所以也称为挤密桩。同时,亦能起到迅速排出土体中饱和水的作用,加速地基下沉稳定。
“拌”。指用旋喷法或深层搅拌法加固地基,其原理是利用高压射流切削土体,旋喷浆液(水玻璃、水泥浆等)搅拌浆土,使浆液和土体混合,凝结成坚硬的柱体或土壁。
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一般来说房屋使用年限的逐渐增长,其地基基础的质量问题也逐渐暴露出来,如地板下沉、墙体开裂等安全隐患迹象的发生。众多现实治理基础下沉工程证明,对既有建筑地基基础加固,是解决基础下沉的良好办法。基础下沉通常因天然地基软弱而导致其无法满足地基强度、变形等要求从而产生基础沉降迹象,通过对地基进行相应的加固处理可以有效地改良地基土的工程特性而达到恢复建筑原功能的安全使用要求。
基础加固改善地基土的透水特性;地基土的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏;基坑开挖工程中,因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。为此,必须采取措施使地基土降低透水性或减少其水压力。