地基基礎(chǔ)缺陷處理及地基加固

姜文力　張立軍

[摘要] 地基穩(wěn)固是保證建筑物安全的基礎(chǔ)和前提，本文結(jié)合實(shí)際，詳細(xì)闡述了地基基礎(chǔ)缺陷處理的一般原則、處理措施，對(duì)地基基礎(chǔ)缺陷處理及加固有一定借鑒作用。

[關(guān)鍵詞] 地基；缺陷處理；加固

強(qiáng)夯法常用來加固砂土、粘性土、雜細(xì)土等各類地基，可提高地基的強(qiáng)度并降低其壓縮性，并改善其抗振動(dòng)液化能力和消除土的濕陷性。在雨水充沛的廣東地區(qū)1個(gè)新建500KV變電站的地基加固中，采用強(qiáng)夯法來加固新回填粘土的地基，尚屬首次。由于用強(qiáng)夯法加固新回填粘土地基，其加固效果存在一些質(zhì)量缺陷。在進(jìn)行了原因分析后，結(jié)合工程的實(shí)際情況，提出了切實(shí)可行的處理方法。

地基基礎(chǔ)缺陷的處理應(yīng)綜合考慮下列因素：一、地基基礎(chǔ)缺陷的種類及其對(duì)建筑物使用、安全、耐久性等方面的影響；二、上部結(jié)構(gòu)的整體性、安全度、使用要求等具體情況對(duì)地基基礎(chǔ)變形的適應(yīng)性；三、地基基礎(chǔ)變形、結(jié)構(gòu)變形的數(shù)值，發(fā)展速度和趨勢；四、地基基礎(chǔ)缺陷和加固上部結(jié)構(gòu)的可能性和經(jīng)濟(jì)性。

地基基礎(chǔ)處理的措施有：對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)；對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固或減荷，基礎(chǔ)加固、地基加固。上述幾種措施有時(shí)不單獨(dú)采用，有時(shí)需多種措施綜合采用。這些措施的選擇，往往需要對(duì)上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)作全面的考慮，提出不同的方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的比較，從而選擇合理的方案。必要時(shí)還應(yīng)對(duì)缺陷形成的原因及現(xiàn)實(shí)，從使用和維護(hù)上采取相應(yīng)的防范措施。

地基基礎(chǔ)缺陷處理的一般原則如下：當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)的變形已經(jīng)趨于穩(wěn)定時(shí)，一般可不作地基或基礎(chǔ)的加固。當(dāng)?shù)鼗痪鶆虺两瞪形蹿呌诜€(wěn)定時(shí)，一般考慮“等待沉降穩(wěn)定”、“加速沉降穩(wěn)定”和“制止沉降”三種方法處理。

等待沉降穩(wěn)定的目的是不對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行處理，而僅對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)，從而減少地基處理費(fèi)用，并避免上部結(jié)構(gòu)的再度處理造成浪費(fèi)。

加速地基沉降的目的和適用條件基本上與等待地基沉降穩(wěn)定的方法相同，但可以縮短消極等待沉降穩(wěn)定所需的時(shí)間。一般適用于獨(dú)立基礎(chǔ)下的地基處理，具體做法是臨時(shí)的增加載荷，人為的有控制的進(jìn)行地基浸水等。

制止沉降的目的是終止地基和上部結(jié)構(gòu)的發(fā)展。具體做法是上部結(jié)構(gòu)減荷或加固，基礎(chǔ)加大底面積，地基加固等。這些措施的單獨(dú)采用或綜合采用應(yīng)根據(jù)有關(guān)措施的適用條件并做經(jīng)濟(jì)比較后予以選定。

采用減少上部荷重的措施時(shí)，應(yīng)考慮生產(chǎn)和使用條件的具體要求，并通過地基強(qiáng)度、地基變形的驗(yàn)算確定減荷的具體數(shù)據(jù)。在地基強(qiáng)度破壞喪失穩(wěn)定以及上部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞威脅安全的情況下，減荷亦可作為緊急情況下的安全措施后加固施工期間的安全措施。

上部結(jié)構(gòu)加固是當(dāng)上部結(jié)構(gòu)安全度不足時(shí)采取的必要措施。而在地基基礎(chǔ)加固比較困難時(shí)，亦可考慮用上部結(jié)構(gòu)加固替代或配合地基基礎(chǔ)的加固。其具體方法有增設(shè)圈梁等措施。

基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的加固，適用于地基承載力不足等情況。增大底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降，變形過大時(shí)，采用增大基礎(chǔ)底面積的加固，主要由地基變形計(jì)算來加以確定。

在建筑結(jié)構(gòu)修繕中，地基加固常用的方法有；分批分段更換病弱地基土、加樁加固、用挖鉆孔灌樁加固、壓力灌漿加固(包括硅化法加固地基)等。地基加固方法的選定應(yīng)充分了解地基范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。地基加固工作是在建筑物存在情況下進(jìn)行的，因而施工比較困難。它既應(yīng)保護(hù)地基的加固質(zhì)量，收到極地加固的效果，又應(yīng)采取措施保證上部結(jié)構(gòu)的安全。

更換地基和震動(dòng)打樁加固都可能引起地基附加沉降，上部結(jié)構(gòu)變形會(huì)有新發(fā)展。采用此類方法應(yīng)對(duì)生產(chǎn)附加地基沉降有所估計(jì)，必要時(shí)采取相應(yīng)措施，挖鉆孔灌樁，壓力灌漿加固地基不使用權(quán)地基避免受到附加影響，但施工也比較復(fù)雜。地基加固后應(yīng)做必要的質(zhì)量檢查，如貫入度實(shí)驗(yàn)等。加固前加固后都應(yīng)作好沉降的觀測記錄工作。

更換病變的地基是基礎(chǔ)加固中比較直觀的一種。它適宜病變地基土層分布較淺，厚度較小的情況下采用。這種方法加固可導(dǎo)致地基的進(jìn)一步沉降和破壞。因此加固施工的組織應(yīng)視具體情況分期分段逐步進(jìn)行。挖除軟弱土層后常用砼、磚砌體或碎石夯實(shí)等材料加以填充。

打樁加固地基的設(shè)計(jì)原理有的是在打樁時(shí)使周圍土壤加密，有的是用樁承重，也有兩者同時(shí)采用的。被打入的樁可為木樁、鋼管樁、鋼筋砼樁等。在加固量較大時(shí)宜將樁拔出重復(fù)使用，而在樁孔內(nèi)填實(shí)粗砂、砼、石灰等材料。

挖鉆孔樁加固地基的原理相似于打樁加固地基。挖孔樁的典型方法是石灰灌樁，它用挖孔代替了打樁拔樁成孔，用生石灰吸水膨脹的原理是周圍土加密。生石灰熟化吸水也不降低地基的含水量，該方法適用于加固濕陷性黃土地基及含水率較高的軟弱地基。

壓力灌漿加固地基是將某種液體灌入地基基礎(chǔ)中，填塞孔洞，縫隙，膠結(jié)土壤顆粒，從而達(dá)到減少增大強(qiáng)度的目的。壓力灌漿加固地基基礎(chǔ)的具體方法很多，應(yīng)用十分廣泛。其中硅化法加固已有建筑物的地基效果很好，但費(fèi)用較高，一般僅用于重要部位的加固，其原理是將硅酸鈉等溶液壓入到地基中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生硅膠，將土的顆粒膠結(jié)起來，從而增大地基的強(qiáng)度，減少其壓縮性和透水性。硅化適用于粉質(zhì)土和有一定滲透系數(shù)的粘質(zhì)土。視土紙滲透性的大小可選用三種方法：一、壓力雙液硅化法；二、電動(dòng)雙液硅化法；三、壓力單液硅化法。壓力雙硅化法是將水玻璃與氯化鈣輪流壓入土中，適用滲透系數(shù)為0.1—80米/晝夜以下的各類土加固。壓力單液硅化法是將水玻璃壓入土中，適用滲透系數(shù)為0.2—2.0米/晝夜的地下水位以下的濕陷性黃土和粉沙土加固。硅化法不適用于為瀝青、油脂、石油化合物所浸透的土壤以及PH值大于0.9的土壤。施工前須作出硅化加固的施工組織設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：注液管及電相管的布置和打入深度、化學(xué)溶液濃度和用量、注液方法、灌注速度以及硅化后的加固效果的估計(jì)等，必要時(shí)硅化設(shè)計(jì)前應(yīng)先做實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉觀寶．地基加固新技術(shù)（第一、二版）[M]． 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1998

[2] 陳仲頤，葉書麟主編．基礎(chǔ)工程學(xué)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990