浅谈不良地基处理的技术
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【摘要】地基对于建筑物是至关重要的,俗话说:万丈高楼平地起,所凭借的就是坚实的地基。在多年的建筑施工过程中,频繁遇到不良地基问题。不良地基的存在不仅会导致建筑物大量下沉,而且容易使得整个建筑物出现大的裂缝,甚至出现倒塌。所以能否处理好不良地基关系到建筑物的整体质量和使用寿命。本文将对不良地基处理技术做一个总体性介绍。
【关键词】不良地基;地基处理;处理技术
我们通常把由淤泥及淤泥质土或杂填土或冲填土等压缩性土组成的地基称为不良地基。而采取人工的方法来改善地基土的承载能力、渗透及变形性质的行为称为地基处理。由于构成不良地基的软弱土具有强度低、渗透性差、易被压缩、流变性强、灵敏度高等缺点,导致建筑物的地基沉降稳定所需的时间延长而且沉降量增大。所以在工程建设过程中,一定要考虑地基的变形及稳定问题。事实证明,科学而合理地选取地基处理措施不仅能充分的利用原地基土的承载能力,而且能够达到施工简单、经济快速的效果。
一、不良地基分层注浆加固技术
近年,上海隧道施工研究院研发的不良地基分层注浆加固技术已解决了包括上海地区在内的全国很多软土地区的建筑地基施工问题。据了解,该技术是将浆液在压力作用下均匀的压入地基土体,以形成交汇的网格,然后以特殊的化学浆液填充,最终使得地基土体形成坚实的合成体,达到加固地基的目的。
该研究院还为此技术研发了与其配套的压浆设备和特殊的压浆材料,同时应用计算机对整个压浆过程实施动态监控,保证了压浆流量、压力大小的精确性。目前,已形成了一套完整的施工工艺。
分层注浆加固技术不仅适用于地铁站施工、软土隧道施工,对于机场基础施工以及城市地下基础工程也同样适用。该技术经过几年的应用推广,已被国内外许多施工单位所认可,并成功的为施工单位节省了数千万的开支。由此可见,一方面,该技术有效地保障了施工过程的安全,使得地基沉降得到有效的控制,既提高了施工质量,又保护了原有建筑,产生了良好的社会效益;另一方面,不良地基分层注浆技术的广泛应用,为施工单位节省了大笔开支,产生的经济效益颇为丰富。
二、深层搅拌不良地基加固技术
为了提高不良地基强度,国内某研究所利用特制深层搅拌机将不良地基深处的软土与注入的加固剂水泥浆进行搅拌,形成强度被显著提高的复合土。此方法在业内被称为深层搅拌不良地基加固技术。
此项技术不仅达到了对不良地基进行加固的目的,而且能够充分利用原地软土,省去了大规模挖土、弃土的工序。除此之外,地基加固施工过程中无噪音、无扰动不会对周围软土造成影响;加固不良地基起效快、处理灵活、效果显著;施工机械简便易制造、操作等都是此项技术的优点。它主要适用于加固淤泥及淤泥质土累和含水量大的粘土粉土累等软土地基。搅拌加固形成的复合型地基,不仅可以做高层建筑、工业厂房的基础,还可以做地下的挡土建筑。
三、夯扩建筑垃圾提高不良地基强度
据报道,针对软土和松散土地基,研究开发的夯扩建筑垃圾型桩来提高不良地基强度的技术正响应了国家提出的加快在建筑领域的科技进步的号召,在九八年就被建设部、专利局等单位列为了重点的科技成果推广项目联合推广开来。目前为止,已在众多工程项目的基础施工中得到了应用。
这项技术以建筑垃圾作填充物,运用特殊的施工手段和施工器械,在地表及其下数米的范围内,将建筑垃圾夯扩为人造的阶梯状受力层,使不良地基得到加固。该技术能做到避软就硬,充分利用浅部稍好的土层和地表硬层。并且,妥善处理了建筑垃圾,不仅节约了建筑材料和建筑投资,还能够减少建筑施工对环境的破坏。该项新技术被广泛应用于工业建筑和平房改造、多层住宅建设等工程,同时对一些市政工程、水利工程的地基加固也尤为适用。
四、不良地基压密注浆技术
九五年,安徽地矿局采用压密注浆技术成功的处理了古井酒店的不良地基问题。古井酒店设计建筑地下2层、地上22层。地基附近有许多建筑并且紧邻合肥市三条主要交通要道,由于地处古河道,地下水丰富,且下有两层流沙层,所以施工难度相当大,若对地基的施工采用常规方法,人工开挖,用水泵排出大量积水,不但会影响周围的交通和建筑,给施工带来不必要的麻烦,还会破坏地基周围的土体,使得土方量增大,造成财力、人力的无谓浪费。
后采用地矿局水文队提出的压密灌浆技术,经过为期两个月的施工,打下深度二十多米的钻孔八百余个,高压灌注数万立方的水泥浆,成功的将不良地基土体挤密加固,从而形成庞大的帷幕,有效地避免了塌陷、渗水的发生。而且,成功的保护了周边建筑和交通干道。2月,基坑开挖用事实证明了压密注浆技术在处理不良地基问题上的可行性。
五、粉体喷射搅拌加固不良地基技术
据介绍,湖北地质大队第四对从八七年开始,在武汉地区的实验性生产中逐渐发现了粉体喷射搅拌方法的优点所在。从此,这项技术逐渐走向成熟并在1989年开始在上海地区进行推广工作,同时辐射广阔的长江三角洲地区。经过几年的推广和研究,该技术先后被应用在了上海、郑州、武汉等地二十多项工程中,收到了各个建筑单位的一致好评。三年来,四队凭借此技术施工的地基工程总产值超千万,且利润一直保持在十五个点以上。并在九二年的湖北地矿局评审会上,被专家评为具有国内先进水平的施工技术。
六、小口径搅拌桩搅拌加过不良地基技术
安徽淮北矿业研究院针对流沙土、粉煤灰等不良地基上建设普通民用和工业建筑这一难题,通过技术创新,采取小口径搅拌桩搅拌技术成功加固了不良地基。该技术利用小口径搅拌桩将固化剂――水泥浆注入地基,将水泥浆与粉煤灰等软弱土进行搅拌,达到硬化不良地基,提高地基承载力的目的。此技术一般应用于低层民用建筑和单层工业厂房的流沙土、粉煤灰不良地基处理。据报道,该技术曾被用来在由粉煤灰填充的煤矿陷塌区建造一座工业厂房。被有关部门证实该建筑完全满足相关技术要求。并且到目前为至,该厂房已正常使用两年,未出现不良状况。
七、不良地基之游泳池底处理
金山公园游泳池是由广东开平市市政府投资六十余万元建造的,但由于游泳池的设计施工存在缺陷,使得游泳池投入使用不久,在深水区中央就出现了贯穿大裂缝,钢筋混凝土底板上清晰可见四个深洞。当公园管理人员给游泳池蓄水时,池水从深洞漏掉;当池水被抽干时,涌砂伴随着地下水又从裂缝深洞处涌出。施工方虽经过及此修补,但都未能彻底解决。后邀请广东地矿局的研究队进行解决,他们采取打输水孔的方法来降低地下水水位,同时加以帷幕灌浆孔的方法拦截地下水,再在游泳池的深水区用压密灌浆的方法加固地基,经过百余个灌浆孔的成功灌浆,五十三吨水泥浆被压入地基。通过一系列综合治理,游泳池的地基得到了很好的加固,当游泳池再次蓄水、抽水时发现,原来的弊病得到了彻底根除。游泳池再次受到广大游泳爱好者的青睐。
八、国外几种不良地基处理技术
近期,国外研究人员刊文介绍了几种不良地基的处理方法,我们可以拿来借鉴一下。
1.灌注合成树脂技术。此技术采用管式灌浆机将合成树脂灌入地基中,使得不良地基的强度得到大幅度提高,所以此方法几乎适用于各种不良地基的加固。它既可以加固几十米深的以下的地基,又可以工作在非常狭小的空间里,所以它的工作适应能力是非常强的。
2.利用软粘土灌浆技术。仅适用于干燥地层的软粘土灌浆技术,是利用高压将地基缝隙中压入软粘土泥浆,使得地基中的极小缝隙得到填充。
3.喷射水泥支柱技术。将头部装有研磨器和喷射器的钻杆翻入井中,从钻杆垂直喷射器中喷射出的水柱将土层进行软化、切割,同时钻头周围的土被研磨器磨碎,当钻杆到达预定深度时,喷射水柱的垂直喷射器停止工作,而此时,装在钻杆头部的水平喷射器开始工作,在高压作用下,水泥浆被注入到井中。当钻杆撤出后,井中留下了直径八十厘米的水泥柱子,从而达到加固不良地基的作用。
4.化学浆灌入技术。对于砂质地基,使用氯化钙和硅酸钠混合浆灌入法能有效地得到加固。此技术是将不良地基中打入管壁上多孔的金属管,再用高压把化学浆由金属管注入地基中,经过一系列化学反应后,反应生成的防水胶凝硅酸钠便将不良地基中的细小缝隙堵住了。从而,使得不良地基的强度的到提高。
结语
选择合理的不良地基处理技术时,务必遵循实事求是,理论联系实际的原则,认真对具体工程进行具体分析,要综合考虑各方面因素,以确定最适合本工程的地基处理技术。在具体确定处理方法时,要根据具体工程的具体情况,综合分析采用几种地基处理技术进行施工时所能达到的效果、经济以及施工进度等方面的问题。最后经过严密的分析比较可以选取一种不良地基处理方法,也可选取两种或两种以上的不良地基处理方法来组成综合性处理方案。
普遍意义上讲,不良地基处理方法主要包括3类:1、建地下连续墙技术,主要通过为不良基础提供侧向支护,来提高地基的承载能力;2、各种不良地基加固技术,主要通过提高不良地基的强度,来减小地基沉降形变量,达到地基加固的目的;3、各种桩基技术,主要通过将建筑上部载荷有效地传至地基下部,来分散不良地基所承受的荷载,从而避免建筑下沉。在我国长期的工程建设过程中不难发现,各类不良地基的加固技术实际上并非相互孤立的,而是可以相互移植、嫁接、交叉渗透的,由此产生更为合适更为先进的地基加固技术。这是不良地基处理技术发展的前进之路和必经之路。
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