地基加固技术有哪些内容和特点
地基加固技术是土木工程中一项关键的结构改造和改善手段,其目的在于增强现有建筑物的结构强度和稳定性。该技术不仅涉及材料的选择、方法的确定,还包括了施工过程的关键要点以及验收标准。,,地基加固技术的特点在于其能够显著提升地基的承载力,增加抗压、抗拉和抗剪能力,从而有效预防地基下沉或不均匀沉降等问题。通过选择合适的加固方法,例如锚杆、静压预制桩、高压旋喷桩、化学灌浆、深层搅拌桩复合地基加固技术等,可以针对不同地质条件和建筑需求进行定制化处理。,,在施工过程中,必须考虑到多种因素,如土壤类型、地下水情况以及上部结构的荷载要求。这些因素共同决定了最适合的加固方法,确保工程的顺利进行和最终效果的实现。,,地基加固技术以其针对性强、适应性广、安全性高等特点,在现代土木工程中扮演着至关重要的角色。通过科学合理的加固方法选择和应用,可以有效提升建筑的安全性和功能性,为人们创造一个更加安全舒适的居住和工作环境。
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地基加固技术的内容
一、置换法
- 换土垫层法:挖除浅层软弱土,换填强度较高的砂、石等材料代替,以提高持力层的承载力,减少部分沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩,主要适用于处理浅层软弱土地基。
- EPS轻填法:发泡聚苯乙烯(EPS)重度只有土的1/50 - 1/100,并具有较高的强度和低压缩性,用于填土料,可有效减少作用于地基的荷载,且根据需要用于地基的浅层置换,适用于软弱土地基上的填方工程。
二、碾压夯实法
- 利用压实原理,通过机械碾压夯击,将表面地基土压密实。适用于处理碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化的能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
三、排水固结法
- 加载预压法:在预压荷载作用下,通过一定的预压时间,天然地基被压缩、固结,地基土的强度提高,压缩性降低。当天然土层的渗透性较低时,为了缩短渗透固结的时间,加快固结速度,可在地基中设置竖向排水通道,如砂井、排水板等。加载预压的荷载,一般可利用建筑物自身荷载、堆载或真空预压等。当软土层厚度较小时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度较大时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理,适用于处理软土、粉土、杂填土、冲填土等,主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
- 超载预压法:基本原理同加载预压法,但预压荷载超过上部结构的荷载。一般在地基稳定的前提下,超载预压法的预压效果更好,特别是对降低地基次固结沉降十分有效,适用于淤泥质粘土和粉土地基。
四、化学固化法
- 深层搅拌法:利用深层搅拌机械,将固化剂(一般的无机固化剂为水泥、石灰、粉煤灰等)在原位与软弱土搅拌成桩柱体,形成复合地基,可以提高地基承载力,减少变形。水泥土深层搅拌法分为喷浆搅拌法(简称湿法)和喷粉搅拌法(简称干法),适用于处理饱和软粘土地基,对于有机质较高的泥炭质土或泥炭、含水率很高的淤泥和淤泥质土,适用性宜通过试验确定。
- 灌浆或注浆法:有渗入灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆以及高压注浆等多种方法,浆液的种类较多。该法适用于软弱土地基、岩石地基、建筑物的纠偏等加固处理。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况下不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕。
- 单液硅化法和碱液法:适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1m/d - 2m/d的湿陷性黄土地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
五、加筋法
- 加筋土法:在土体中加入起抗拉作用的筋材,如土工合成材料、金属材料等,通过筋土间的作用,达到减小或抵抗土压力,调整基底接触应力的目的,可用于支挡结构或浅层地基处理。
- 锚固法:主要有土钉和土锚法,土钉加固作用依赖于土钉与其周围土间的相互作用;土锚则依赖于锚杆另一端的锚固作用,两者主要功能是减少或承受水平方向作用力。
- 竖向加固体复合地基法:在地基中设置小直径刚性桩、低强度等级混凝土桩等竖向加固体,如CFC桩、二灰(石灰与粉煤灰的拌合料)混凝土桩等,形成复合地基,提高地基的承载力,减少沉降量。
- 注浆加固法:通过向地基中注入浆液,填充孔隙、胶结颗粒等,达到加固地基的目的,适用于多种地基类型的加固处理。
- 树根桩法:类似树根形状的小型桩体,可用于既有建筑地基的加固,增强地基的稳定性和承载能力。
- 锚杆静压桩法:将压桩架锚固,利用其提供的反力将预制桩压入到设计位置,从而提高或改进建筑物基础承载力,多用于建构筑物补强、纠偏等工程,具有无噪音、无污染、无振动以及施工影响范围小等特点,并且可节省工期,施工占用场地少。
- 加大基础底面积法:通过扩大基础底面面积,减小地基土的附加应力,从而提高地基的承载能力,适用于地基承载力不足的情况。
- 高压喷射注浆法:利用高压喷射流对地基土进行切割、搅拌和混合,同时注入固化剂,形成加固土体,可用于加固软弱地基、提高地基的防渗性能等。
- 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。原理为把桩管打入土中,再拔出桩管,形成桩孔,在孔内夯填生石灰,使地基得到加固,主要机理是通过生石灰的吸膨胀挤密桩周土。
六、复合注浆施工技术
- 加固地层范围广:既可适用于加固渗透性大的地层(如砂卵石层),又可适用于渗透性较差地层(如粘土、粉土和粉细砂层),还可以用来加固溶岩地层的地下溶洞和溶蚀裂隙。
- 加固工程范围广:可用于对既有建筑物(如房屋、大路、桥梁)地基基础进行加固,也可用于桩基(如大口径钻孔桩、挖孔桩)缺陷的加固处理。
- 集中范围大:不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行置换加固,而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固,在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。
- 能定向定位:可以按照需求进行定向定位操作,实现精准加固的目的。
地基加固技术的特点
- 提高地基稳定性:有效增加地基的稳定性,确保建筑物等结构在使用过程中不会因地基不稳而出现倾斜、沉降等问题,保证结构安全。
- 增强抗滑移性:使地基具有更好的抵抗滑移的能力,对于在斜坡上或者受到侧向力作用的建筑物地基非常重要,防止地基发生侧向滑动。
- 提升抗冲击力:能够提高地基抵抗外界冲击力的能力,如地震等自然灾害产生的冲击力,减少结构因地基受损而破坏的风险。
- 减少裂缝产生:改善地基结构性能,降低地基不均匀沉降的可能性,从而减少因地基沉降不均匀导致的建筑物墙体、地面等部位产生
裂缝
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