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固强技术

    地基处理

    既有建筑物地基和基础加固基本规定

    技术介绍:

           1 既有建筑地基和基础加固前,应先对地基和基础进行鉴定,方可进行加固设计和施工.既有建筑地基和基础的鉴定、加固设计和施工,应由具有相应资质的单位和有经验的专业技术人员承担。

           2 既有建筑地基和基础加固的设计,应按下列步骤进行:
          (1)在选择既有建筑地基基础加固方案时,应根据加固的目的,结合地基基础和上部结构的现状,并考虑上部结构、基础和地基的共同作用,可初步选择采用加固地基、加固基础或加强上部结构刚度和加固地基基础相结合的方案;
          (2)对初步选定的各种加固方案,应分别从预期效果、施工难易程度、材料来源和运输条件、施工安全性、对邻近建筑和环境的影响、机具条件、施工工期和造价等方面进行技术经济分析和比选,较定最佳的加固方法。

           3 既有建筑地基和基础加固的施工人员应掌握所承担工程的地基基础加固目的、加固原理、技术要求和质量标准等,施工中应有专人负责质量控制,并进行严密的监测,当出现异常情况时,应及时会同设计人员及有关部门分析原因,妥善解决。

           4 施工过程中应有专门机构负责质量监理。施工结束后应进行工程质量检验和验收。

           5 对地基基础加固的建筑,应在施工期间进行沉降观测,对重要的或对沉降有严格限制的建筑,尚应在加固后继续进行沉降观测,直至沉降稳定为止。对邻近建筑和地下管线应同时进行监测。

    技术方式:

        既有建筑物地基及基础常用加固方式

    1.基础补强注浆加固法

    1.1 基础补强注浆加固法适用于基础因受不均匀沉降、冻胀或其他原因引起的基础裂损时的加固。

    1.2 注浆施工时,先在原基础裂损处钻孔,注浆管直径可为25mm,钻孔与水平面的倾角不应小于30°,钻孔孔径应比注浆管的直径大2-3mm,孔距可为0.5-1.0m。

    1.3 浆液材料可采用水泥浆等,注浆压力可取0.1-0.3MPa。如果浆液不下沉,则可逐渐加大压力至0.6MPa,浆液在10-15min内再不下沉则可停止注浆。注浆的有效直径为0.6-1.2m。

    1.4 对单独基础每边钻孔不应少于2个;对条形基础应沿基础纵向分段施工,每段长度可取1.5-2.0m。

     加大基础底面积法

    2.1 加大基础底面积法适用于当既有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求时的加固。可采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积。加大基础底面积的设计和施工应符合下列规定:
    1 当基础承受偏心受压时,可采用不对称加宽;当承受中心受压时,可采用对称加宽。
    2 在灌注混凝土前应将原基础凿毛和刷洗干净后,铺一层高强度等级水泥浆或涂混凝土界面剂,以增加新老混凝土基础的粘结力。
    3 对加宽部分,地基上应铺设厚度和材料均与原基础垫层相同的夯实垫层。
    4 当采用混凝土套加固时,基础每边加宽的宽度其外形尺寸应符合国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7中有关刚性基础台阶宽高比允许值的规定。沿基础高度隔一定距离应设置锚固钢筋。
    5 当采用钢筋混凝土套加固时,加宽部分的主筋应与原基础内主筋相焊接。
    6 对条形基础加宽时,应按长度1.5-2.0m划分成单独区段,分批、分段、间隔进行施工。

    2.2 当不宜采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积时,可将原独立基础改成条形基础;将原条形基础改成十字交叉条形基础或筏形基础;将原筏形基础改成箱形基础。

     加深基础法

    3.1 加深基础法适用于地基浅层有较好的土层可作为持力层且地下水位较低的情况。可将原基础埋置深度加深,使基础支承在较好的持力层上,以满足设计对地基承载力和变形的要求。当地下水位较高时,应采取相应的降水或排水措施。

    3.2 基础加深的施工应按下列步骤进行:
    1 先在贴近既有建筑基础的一侧分批、分段、间隔开挖长约1.2m,宽约0.9m的竖坑,对坑壁不能直立的砂土或软弱地基要进行坑壁支护,竖坑底面可比原基础底面深1.5m;
    2 在原基础底面下沿横向开挖与基础同宽,深度达到设计持力层的基坑;
    3 基础下的坑体应采用现浇混凝土灌注,并在距原基础底面80mm处停止灌注,待养护一天后再用掺入膨胀剂和速凝剂的干稠水泥砂浆填入基底空隙,再用铁锤敲击木条,并挤实所填砂浆.

    锚杆静压桩法

    4.1 锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等地基土。

    4.2 锚杆静压桩设计应符合下列要求:
    1 锚杆静压桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定;当无试验资料时,也可按国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7有关规定估算。
    2 桩位布置应靠近墙体或柱子。设计桩数应由上部结构荷载及单桩竖向承载力计算确定;必须控制压桩力不得大于该加固
    部分的结构自重。压桩孔宜为上小下大的正方棱台状,其孔口每边宜比桩截面边长大50-100mm。
    3 当既有建筑基础承载力不满足压桩要求时,应对基础进行加固补强;也可采用新浇筑钢筋混凝土挑梁或抬梁作为压桩的承台。
    4 桩身制作应符合下列要求:
    1)桩身材料可采用钢筋混凝土或钢材;
    2)对钢筋混凝土桩宜采用方形,其边长为200-300mm。
    3)每段桩节长度应根据施工净空高度及机具条件确定,宜为1.0-2.5mm;
    4)桩内主筋应按计算确定。当方桩截面边长为200mm时,配筋不宜少于4φ10;当边长为250mm时,配筋不宜少于4φ12;当边长为300mm时,配筋不宜少于4φ16。
    5)桩身混凝土强度等级不应低于C30。
    6)当桩身承受拉应力时,应采用焊接接头。其他情况可采用硫磺胶泥接头连接。当采用硫磺胶泥接头时,其桩节两端应设置焊接钢筋网片,一端应预埋插筋,另一端应预留插筋孔和吊装孔。当采用焊接接头时,桩节的两端均应设置预埋连接铁件。
    5 原基础承台除应满足有关承载力要求外,尚应符合下列规定:
    1)承台周边至边桩的净距不宜小于200mm;
    2)承台厚度不宜小于350mm;
    3) 桩顶嵌入承台内长度应为50-100mm;当桩承受拉力或有特殊要求时,应在桩顶四角增设锚固筋,伸入承台内的锚固长度应满足钢筋锚固要求;
    4)压桩孔内应采用C30微膨胀早强混凝土浇筑密实;
    5) 当原基础厚度小于350mm时,封桩孔应用2φ16钢筋交叉焊接于锚杆上,并应在浇注压桩孔混凝土的同时,在桩孔顶面以上浇注桩帽,厚度不得小于150mm。
    6 锚杆可用光面直杆镦粗螺栓或焊箍螺栓,并应符合下列要求:
    1)当压桩力小于400KN时,可采用M24锚杆;当压桩力为400-500KN时,可采用M27锚杆;
    2)锚杆螺栓的锚固深度可采用10-12倍螺栓直径,并不应小于300mm,锚杆露出承台顶面长度应满足压桩机具要求,一般不应小于120mm。
    3)锚杆螺栓在锚杆孔内的粘结剂可采用环氧砂浆或硫磺胶泥;
    4)锚杆与压桩孔、周围结构及承台边缘的距离不应小于200mm。

    4.3 锚杆静压桩施工应符合下列规定:
    1 锚杆静压桩施工前应做好下列准备工作:
    1)清理压桩孔和锚杆孔施工工作面;
    2)制作锚杆螺栓和桩节的准备工作;
    3)开凿压桩孔,并应将孔壁凿毛,清理干净压桩孔。将原承台钢筋割断后弯起,待压桩后再焊接;
    4)开凿锚杆孔,应确保锚杆孔内清洁干燥后再埋设锚杆,并以粘结剂加以封固。
    2 压桩施工应符合下列规定:
    1)压桩架应保持竖直,锚固螺栓的螺帽或锚具应均衡紧固,压桩过程中应随时拧紧松动的螺帽;
    2)就位的桩节应保持竖直,使千斤顶、桩节及压桩孔轴线重合,不得偏心加压,压桩时应垫钢板或麻袋,套上钢桩帽后再进行压桩。桩位平面偏差不得超过±20mm,桩节垂直度偏差不得大于1%的桩节长;
    3)整根桩应一次连续压到设计标高,当必须中途停压时,桩端应停留在软弱土层中,且停压的间隔时间不宜超过24h;
    4)压桩施工应对称进行,不应数台压桩机在一个独立基础上同时加压;
    5)焊接接桩前应对准上、下节桩的垂直轴线,清除焊面铁锈后进行满焊;
    6)采用硫磺胶泥接桩时,其操作施工应按国家现行标准《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202的有关规定执行;
    7)桩尖应到达设计持力层深度、且压桩力应达到国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7规定的单桩竖向承载力标准值的1.5倍,且持续时间不应少于5min;
    8)封桩前应凿毛和刷洗干净桩顶侧表面后再涂混凝土界面剂,封桩可分不施加预应力法和预应力法的两种方法;
    当封桩不施加预应力时,在桩端达到设计压桩力和设计深度后,即可使千斤顶卸载,拆除压桩架,焊接锚杆交叉钢筋,清除压桩孔内杂物、积水及浮浆,然后与桩帽梁一起浇筑C30微膨胀早强混凝土。当施加预应力时,应在千斤顶不卸载条件下,采用型钢托换支架,清理干净压桩孔后立即将桩与压桩孔锚固,当封桩混凝土达到设计强度后,方可卸载。

    4.4 锚杆静压桩质量检验应符合下列规定:
    1 最终压桩力与桩压入深度应符合设计要求。
    2 桩身试块强度和封桩混凝土试块强度应符合设计要求,硫磺胶泥性能应符合国家现行标准《地基与基础工程施工及验收
    规范》GBJ202的有关规定。

    树根桩法

    5.1 树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。

    5.2 树根桩设计应符合下列规定:
    1 树根桩的直径宜为150-300mm,桩长不宜超过30m,桩的布置可采用直桩型或网状结构斜桩型。
    2 树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定,当无试验资料时,也可按国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7有关规定估算。
    树根桩的单桩竖向承载力的确定,尚应考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的强度要求。
    3 桩身混凝土强度等级应不小于C20,钢筋笼外径宜小于设计桩径40-60mm。主筋不宜少于3根。对软弱地基,主要承受竖向荷载时的钢筋长度不得小于1/2桩长;主要承受水平荷载时应全长配筋。
    4 树根桩设计时,尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的验算。当不满足上述要求时,应先对原基础进行加固或增设新
    的桩承台。

    5.3 树根桩施工应符合下列规定:
    1 桩位平面允许偏差±20mm;直桩垂直度和斜桩倾斜度偏差均应按设计要求不得大于1%。
    2 可采用钻机成孔,穿过原基础混凝土。在土层中钻孔时宜采用清水或天然泥浆护壁,也可用套管。
    3 钢筋笼宜整根吊放。当分节吊放时,节间钢筋搭接焊缝长度双面焊不得小于5倍钢筋直径。单面焊不得小于10倍钢筋直径。注浆管应直插到孔底。需二次注浆的树根桩应插两根注浆管,施工时应缩短吊放和焊接时间。
    4 当采用碎石和细石填料时,填料应经清洗,投入量不应小于计算桩孔体积的0.9倍,填灌时应同时用注浆管注水清孔。
    5 注浆材料可采用水泥浆液、水泥砂浆或细石混凝土,当采用碎石填灌时,注浆应采用水泥浆。
    6 当采用一次注浆时,泵的最大工作压力不应低于1.5MPa,开始注浆时,需要1MPa的起始压力,将浆液经注浆管从孔底压出,接着注浆压力宜为0.1-0.3MPa,使浆液逐渐上冒,直至浆液泛出孔口停止注浆。
    当采用二次注浆时,泵的最大工作压力不应低于4MPa。待第一次注浆的浆液初凝时方可进行第二次注浆,浆液的初凝时间根据水泥品种和外加剂掺量确定,可控制在45-60min范围.第二次注浆压力宜为2-4MPa,二次注浆不宜采用水泥砂浆和细石混凝土。
    7 注浆施工时应采用间隔施工、间歇施工或增加速凝剂掺量等措施,以防止出现相邻桩冒浆和串孔现象。树根桩施工不应出现缩颈和塌孔。
    8 拔管后应立即在桩顶填充碎石,并在1-2m范围内补充注浆。

    5.4 树根桩质量检验应符合下列规定:
    1 每3-6根桩应留一组试块,测定抗压强度,桩身强度应符合设计要求。
    2 应采用载荷试验检验树根桩的竖向承载力,有经验时也可采用动测法检验桩身质量。两者均应符合设计要求。

    坑式静压桩法

    6.1 坑式静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等,且地下水位较低的情况。

    6.2 坑式静压桩设计应符合下列规定:暂不详述。

    石灰桩法

    7.1 石灰桩法适用于处理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或饱和黄土等地基及基础周围土体的加固。
    对重要工程或地质复杂而又缺乏经验的地区,施工前应通过现场试验确定其适用性。

    7.2 石灰桩设计应符合下列规定:暂不详述。

    注浆加固法

    8.1 注浆加固法适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防渗堵漏、提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。
    注浆设计前宜进行室内浆液配比试验和现场注浆试验,以确定设计参数和检验施工方法及设备。也可参考当地类似工程的经验确定设计参数。

    8.2 注浆设计应符合下列规定:
    1 对软弱土处理,可选用以水泥为主剂的浆液,也可选用水泥和水玻璃的双液型混合浆液。在有地下水流动的情况下,不应采用单液水泥浆液。
    2 注浆孔间距可取1.0-2.0m,并应能使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。
    3 浆液的初凝时间应根据地基土质条件和注浆目的确定。在砂土地基中,浆液的初凝时间宜为5-20min;在粘性土地基中,宜为1-2h。
    4 注浆量和注浆有效范围应通过现场注浆试验确定,在粘性土地基中,浆液注入率宜为15%-20%。注浆点上的覆盖土厚度应大于2m。
    5 对劈裂注浆的注浆压力,在砂土中,宜选用0.2-0.5MPa;在粘性土中,宜选用0.2-0.3MPa。对压密注浆,当采用水泥砂浆浆液时,坍落度宜为25-75mm,注浆压力为1-7MPa。当坍落度较小时,注浆压力可取上限值。当采用水泥水玻璃双液快凝浆液时,注浆压力应小于1MPa。

    8.3 注浆施工应符合下列规定:
    1 施工场地应预先平整,并沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑。
    2 注浆施工时,宜采用自动流量和压力记录仪,并应及时对资料进行整理分析。
    3 注浆孔的孔径宜为70-110mm,垂直度偏差应小于1%。
    4 花管注浆法施工可按下列步骤进行:
    1) 钻机与注浆设备就位;
    2)钻孔或采用振动法将花管置入士层;
    3)当采用钻孔法时,应从钻杆内注入封闭泥浆,然后插入孔径为50mm的金属花管。
    4)待封闭泥浆凝固后,移动花管自下向上或自上向下进行注浆。
    5 压密注浆施工可按下列步骤进行:
    1)钻机与注浆设备就位;
    2)钻孔或采用振动法将金属注浆管压入土层;
    3)当采用钻孔法时,应从钻杆内注入封闭泥浆,然后插入孔径为50mm的金属注浆管;
    4)待封闭泥浆凝固后,捅去注浆管的活络堵头,然后提升注浆管自下向上或自上向下对地层注入水泥-砂浆液或水泥-水玻璃双液快凝浆液。
    6 封闭泥浆7d立方体试块(边长为7.07cm)的抗压强度应为0.3-0.5MPa,浆液粘度应为80-90s。
    7 浆液宜用425号或525号普通硅酸盐水泥。
    8 注浆时可掺用粉煤灰代替部分水泥,掺入量可为水泥重量的20%-50%。
    9 根据工程需要,可在浆液拌制时加入速凝剂、减水剂和防析水剂。
    10 注浆用水不得采用PH值小于4的酸性水和工业废水。
    11 水泥浆的水灰比可取0.6-2.0,常用的水灰比为1.0 。
    12 注浆的流量可取7-10L/min,对充填型注浆流量不宜大于20L/min。
    13 当用花管注浆和带有活堵头的金属管注浆时每次上拔或下钻高度宜为0.5m。
    14 浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始压注,并应在注浆过程中不停缓慢搅拌,搅拌时间应小于浆液初凝时间。浆液在泵送前应经过筛网过滤。
    15 日平均温度低于5℃或最低温度低于-3℃的条件下注浆时,应在施工现场采取措施,保证浆液不冻结。
    16 水温不得超过30-35℃;并不得将盛浆桶和注浆管路在注浆体静止状态暴露于阳光下,防止浆液凝固。
    17 注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,并宜采用先外围后内部的注浆施工方法。当地下水流速较大时,应从水头高的一端开始注浆。
    18 对渗透系数相同的土层,首先应注浆封顶,然后由下向上进行注浆,防止浆液上冒。如土层的渗透系数随深度而增大,则应自下向上注浆。对互层地层,首先应对渗透性或孔隙率大的地层进行注浆。
    19 当既有建筑地基进行注浆加固时,应对既有建筑及其邻近建筑、地下管线和地面的沉降、倾斜、位移和裂缝进行监测。并应采用多孔间隔注浆和缩短浆液凝固时间等措施,减少既有建筑基础因注浆而产生的附加沉降。
    8.4 注浆质量检验应符合下列规定:
    1 注浆检验时间应在注浆结束28d后进行。可选用标准贯入、轻型动力触探或静力触探对加固地层进行检测。对重要工程可采用载荷试验测定。
    2 注浆检验点可为注浆孔数的2%-5%。当检验点合格率小于或等于80%;或虽大于80%但检验点的平均值达不到强度或防渗的设计要求时,应对不合格的注浆区实施重复注浆。

    其他地基加固方法

    9.1 高压喷射注浆法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

    9.2 灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。

    9.3 深层搅拌法适用于处理淤泥淤、泥质土、粉土和含水量较高的粘性土等地基。

    9.4 硅化法可分双液硅化法和单液硅化法。当地基土的渗透系数大于2.0m/d的粗颗粒土时,可采用双液硅化法(水玻璃和氯化钙);当地基土的渗透系数为0.1-2.0m/d的湿陷性黄土时,可采用单液硅化法(水玻璃);对自重湿陷性黄土,宜采用无压力单液硅化法。

    9.5 碱液法适用于处理非自重湿陷性黄土地基。

    9.6 高压喷射注浆法、灰土挤密桩法、深层搅拌法、硅化法和碱液法的设计和施工应按国家现行标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79有关规定执行.


     



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