地基處理主要分為基礎工程措施和巖土加固措施。地基施工隊地基所面臨的問題主要有以下幾個方面:1)承載力及穩定性問題;2)壓縮及不均勻沉降問題;3)滲漏問題;4)液化問題;5)特殊土的特殊問題。有的工程,不改變地基的工程性質,而只采取基礎工程措施;有的工程還同時對地基的土和巖石加固,以改善其工程性質。選定適當的基礎形式,不需改變地基的工程性質就可滿足要求(demand)的地基稱為天然地基;反之,已進行加固后的地基稱為人工地基。地基處理工程的設計和施工質量(Mass)直接關系到建筑物(building)的安全,如處理不當,往往發生工程事故,且事后補救大多比較困難。因此,對地基處理要求實行嚴格的質量控制和驗收制度(institution),以確保工程質量。 基礎工程措施 孔內深層強夯法(DDC)地基處理zhuanli技術(Technology): 孔內深層強夯法(DDC)地基處理zhuanli新技術(zhuanli號ZL92114452.0),是先在地基內成孔,將強夯重錘放入孔內,邊加料邊強夯或分層填料后強夯。孔內深層強夯法(DDC)技術在第52屆尤里卡世界發明博覽會上獲得了最高獎--尤里卡金獎,這也是我國地基處理技術到目前為止在國際上獲得的唯一金獎。 孔內深層強夯法(DDC)技術與其它技術不同之處:是通過(tōng guò)孔道將強夯引入到地基深處,用異型重錘對孔內填料自下而上分層進行高動能、超壓強、強擠密的孔內深層強夯作業,使孔內的填料沿豎向深層壓密固結的同時對樁周土進行橫向的強力擠密加固,針對不同的土質,采用不同的工藝,使樁體獲得串珠狀、擴大頭和托盤狀,有利于樁與樁間土的緊密咬合,增大相互之間的摩阻力,地基處理后整體剛度均勻,承載力可提高2~9倍;變形模量高,沉降變形小,不受地下水影響,地基處理深度可達30米以上。 孔內深層強夯法(DDC)技術適用范圍廣,可適用于大厚度雜填土、濕陷性黃土、軟弱土、液化土、風化巖、膨脹土、紅粘土以及具有地下人防工事、古墓、巖溶土洞、硬夾層軟硬不均等各種復雜疑難的地基處理。該技術可根據不同的地質([geology])情況和設計要求,就地取材,如:建筑碴土、工業無毒廢料、素土、砂、毛石、砂卵石、粉煤灰、土夾石、灰土和混凝土等材料均可做成各種DDC樁。大幅度降低工程造價,施工質量容易控制、地面振動小、施工噪音低、施工速度快;成樁直徑0.6~3.0m,單樁處理面積1.0~14.0㎡,不受季節限制,同時能消納大量建筑垃圾,可在城區或危房改造居民區施工等特點。 孔內深層強夯法(DDC)地基處理zhuanli新技術,不僅用料范圍廣泛,更重要的是突破了地基領域(domain)內沿襲多年的傳統觀念,采用建筑垃圾(碴土:碎磚、瓦、砂、石、土、工業無毒廢料以及它們的混合物等)處理地基,變廢為寶,不用鋼(Steel)筋、水泥,節省工程投資,減少污染,保護環境,形成了具有綠色環境保護特征(character)的地基處理新技術。 淺基礎 通常把埋置深度不大,只需經過挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起來的基礎稱為淺基礎。它可擴大建筑物與地基的接觸面積,使上部荷載擴散。淺基礎主要有:
①獨立(self-help)基礎(如大部分柱基);
②條形基礎(如墻基);
③筏形基礎(如水閘(zhá)底板)。地基
打樁工程施工打樁,指把樁打進地里,使建筑物基礎堅固。當淺層土質不良,需把基礎埋置于深處的較好地層時,就要建造各種類型的深基礎,如樁基礎、墩基礎、沉井或沉箱基礎、地下連續墻等。它將上部荷載傳遞到周圍地層或下面較堅硬地層上。 樁基礎 一種古老的地基處理方式。中國隋朝的鄭州超化寺塔和五代的杭州灣海堤工程都采用樁基。按施工方法不同,樁可分為預制樁和灌注樁。預制樁是將事先在工廠或施工現場制成的樁,用不同沉樁方法沉入地基;灌注樁是直接在設計樁位開孔,然后在孔內澆灌混凝土而成。 沉井和沉箱基礎 沉井又稱開口沉箱。它是將上下開敞的井筒沉入地基,作為建筑物基礎(圖1)。沉井有較大的剛度,抗震性能好,既可作為承重(bearing)基礎,又可作為防滲結構。1945年美國蒙哥馬利閘采用沉井作為承重防滲基礎。沉箱又稱氣壓沉箱,其形狀、結構、用途與沉井類似,只是在井筒下端設有密閉的工作室,下沉時,把壓縮空氣壓入工作室內,防止水和土從底部流入,工人可直接在工作室內干燥狀態下施工(圖2)。如1937年中國錢塘江鐵路橋的橋墩采用沉箱基礎;1963年日本楊川閘用沉箱作為閘的承重防滲基礎。 地下連續墻 利用專門機具在地基中造孔、泥漿固壁、灌注混凝土等材料而建成的承重或防滲結構物。它可作成水工建筑物的混凝土防滲墻;也可作一般土木建筑的擋土墻、地下工程的側墻等。墻厚一般40~130cm。世界上最深的混凝土防滲墻達131m(加拿大馬尼克三級壩)。 土基加固 采取專門措施改善土基的工程性質。土基加固方法很多,如換土法、碾壓法、強夯法、爆炸壓密、砂井、預壓砂井(堆載預壓砂井及
真空預壓砂井)、振沖法、灌漿、高壓噴射灌漿等。 換土法 將軟弱的土層挖除,置換以良好的土、砂、碎石或與建筑物相同的材料,然后壓實或夯實。一般閘基用砂或碎石置換,稱砂墊層或碎石墊層。 強夯法 用幾十噸重的夯錘,從幾十米高處自由落下,進行強力夯實的地基處理方法。夯錘一般重10~40t,落距6~40m,處理深度可達10~20m。采用強夯法要注意可能發生的副作用及其對鄰近建筑物的影響。 預壓砂井法 在地基內按一定的間距打孔,孔內灌注透水性良好的砂,縮短排水路徑,并在上部施加預壓荷載的處理方法。它可加速地基固結和強度增長,提高地基穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)性,并使基礎沉降提前完成。砂井直徑一般25~50cm,間距2~3m。砂井一般用射水法造孔,也可采用袋砂井、排水紙板等,還可采用真空預壓法,即用抽真空的辦法加壓,可取得相應于80kPa的等效荷載。 振沖法 用振沖器加固地基的方法,即在砂土中加水振動(vibration)使砂土密實。用振沖法造成的砂石樁或碎石樁,都稱振沖樁(見樁工)。 灌漿 借助于壓力,通過鉆孔或其他設施(shè shī)將漿液壓送到地基孔隙或縫隙中,改善地基強度或防滲性能的工程措施(見灌漿)。 高壓噴射灌漿 通過鉆入土層中的灌漿管,用高壓壓入某種流體和水泥漿液,并從鉆桿下端的特殊噴嘴以高速噴射出去的地基處理方法。在噴射的同時,鉆桿以一定速度旋轉,并逐漸提升;高壓射流使四周一定范圍內的土體結構遭受破壞(vandalism),并被強制與漿液混合,凝固成具有特殊結構的圓柱體,也稱旋噴樁。如采用定向噴射,可形成一段墻體,一般每個鉆孔定噴后的成墻長度為 3~6m。用定噴在地下建成的防滲墻稱為定噴防滲墻。噴射工藝有三種類型:
①單管法,只噴射水泥漿(slurry)液;
②二重管法,由管底同軸(Shaft)雙重噴嘴同時噴射水泥漿液及空氣;
③三重管法,用三重管分別噴射水、壓縮空氣和水泥(材料:粉狀水硬性無機膠凝材料)漿液。
軟基工程又叫軟地基處理,是建筑之前如果地基不夠堅固,為防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物不穩定等事故,需要對軟地基進行處理,使其沉降變得足夠堅固,提高軟地基的固結度和穩定性至設計的要求的過程。 巖基加固 少裂隙、新鮮(fresh)、堅硬的巖石,強度高、滲透性低,一般可以不加處理作為天然地基。但風化巖、軟巖、節理裂隙等構造發育的巖石,須采取專門措施進行加固。巖基加固的方法,有開挖置換、設置斷層混凝土塞、錨固、灌漿等。 開挖置換 類似土基(tǔ jī)加固的換土法,將設計規定(guī dìng)的建筑物建基高程以上的風化巖全部開挖,用混凝土置換。 設置斷層混凝土塞 將斷層內斷層角礫巖、斷層泥挖除至一定深度,回填混凝土,形成混凝土塞。 錨固 在巖石內埋設錨索,用以抵抗側向力或向上的力;通常錨索為被水泥漿(slurry)或其他固定劑所包裹的高強度鋼件(鋼筋、鋼絲或鋼束)。錨固法也可以加固土基。 灌漿 主要有帷幕灌漿和固結灌漿。 綜合技術(Technology) 以上地基處理方法與工程檢測(檢查并測試)、工程監測、樁基動測、靜載實驗、土工試驗(test)、基坑監測等相關(related)技術整合在共同,稱之為地基處理的綜合技術。