1  地基基礎(chǔ)工程加固原則與程序分析

1.1 地基基礎(chǔ)工程加固原則 

   基礎(chǔ)與地基的加固工程屬于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的地下加固工程, 其難度、造價(jià)、施工持續(xù)時(shí)間等往往比新建筑物更多更大, 此外還可能涉及停產(chǎn)或居民動(dòng)遷等問題。因此在加固時(shí)宜盡可能考慮周詳,根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、土質(zhì)情況選擇合理的加固方案, 在確定是否加固及采用何種加固方案時(shí)應(yīng)考慮下列原則: 

1) 挖掘地基潛力。當(dāng)現(xiàn)有建筑地基基礎(chǔ)狀態(tài)良好、地質(zhì)條件較好時(shí), 應(yīng)盡量發(fā)揮地基與基礎(chǔ)的潛力。如考慮建筑物對(duì)地基的長(zhǎng)期壓密使原地基的承載力提高; 考慮地基承載力的深寬修正。

2) 確定計(jì)算地基荷載。現(xiàn)有建筑在進(jìn)行加固時(shí), 原設(shè)計(jì)資料、計(jì)算書等未必齊全, 地基的承載力也不一定用足, 上部結(jié)構(gòu)的加固或改建與擴(kuò)建均使地基上的荷載變更, 通常均會(huì)增加。如果增加后超出地基容許承載力的5%~ 10%左右, 則一般不考慮地基基礎(chǔ)的加固, 而考慮調(diào)整或加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度來解決。

3) 盡量采用改善結(jié)構(gòu)整體剛度的措施。如加強(qiáng)墻體剛度, 加強(qiáng)縱橫墻的連接等, 可使結(jié)構(gòu)的空間工作能力加強(qiáng), 從而有助于減輕不均勻沉降或減少絕對(duì)沉降, 因在地基與基礎(chǔ)的計(jì)算理論中未考慮上部結(jié)構(gòu)空間工作的影響。4)盡量取簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。如在基礎(chǔ)抗滑能力不足時(shí)增設(shè)基礎(chǔ)下的防滑趾; 在基礎(chǔ)旁邊設(shè)置堅(jiān)固的剛性地坪; 在與相鄰基礎(chǔ)間設(shè)置地基梁將水平剪力分擔(dān)到相鄰基礎(chǔ)上等。 

建筑物基礎(chǔ)加固時(shí)按以下程序進(jìn)行: 

1) 查明建筑物破壞的原因; 

2) 經(jīng)選擇、優(yōu)化后確定建筑物基礎(chǔ)加固方案; 

3) 確定建筑物基礎(chǔ)加固施工的技術(shù)措施與應(yīng)變方案; 

4) 進(jìn)行地基加固或基礎(chǔ)托換;

5) 進(jìn)行基礎(chǔ)與承臺(tái)加固及二者的連接; 

6) 糾偏; 

7) 結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)。

4) ~ 7) 也可根據(jù)實(shí)際方案進(jìn)行調(diào)整, 可減少或合并某些步驟。 

2 地基基礎(chǔ)工程加固方法分析 

2.1 注漿加固基礎(chǔ)法 

   基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)注漿適用于基礎(chǔ)有裂縫時(shí)的加固。漿液一般可用水泥漿, 水灰比可采用0. 5~ 0. 6, 也可采用環(huán)氧樹脂等漿材。設(shè)計(jì)施工方法: 先在基礎(chǔ)裂縫處鉆孔, 對(duì)單獨(dú)基礎(chǔ)每邊不少于2 孔,對(duì)條形基礎(chǔ)可沿基礎(chǔ)縱向每1. 5 m ~ 2. 0 m 布置鉆孔, 并不少于2 排。注漿管直徑約25 mm, 與水平面的傾角不小于30, 以利流動(dòng)。鉆孔直徑約28 mm 并較注漿管大2 mm~ 3 mm。孔距0. 5 m~1. 0 m, 注漿壓力可取0. 1MPa~ 0. 3 MPa, 影響半徑約0. 3 m~0. 6 m。一般壓力越大, 注漿的有效半徑越大。

2.2 錨桿靜壓樁托換法 
   錨桿靜壓樁托換不需要在基礎(chǔ)下挖坑, 只在基礎(chǔ)上打孔設(shè)上錨桿, 作為千斤頂?shù)姆戳? 另在基礎(chǔ)上打樁孔, 通過樁孔向地基中壓樁, 其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小, 只要1 m  1 m 的工作范圍, 無噪聲, 無需高的凈空。適用條件: 泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土與人工填土等觸探比 
貫入阻力小于8 MPa, 且地下水位低于預(yù)期坑底的場(chǎng)合。

施工工藝: 1) 現(xiàn)在原基礎(chǔ)頂面標(biāo)出壓樁孔與錨桿孔位置, 人工或電鉆成孔。壓樁孔易下大上小, 以利基礎(chǔ)承受樁的沖切; 

          2)向錨桿孔中插入錨桿, 與基礎(chǔ)錨固, 安裝錨桿靜壓反力架;   

          3) 向壓樁孔中插入第一節(jié)樁, 放上千斤頂, 用千斤頂將樁壓入孔中。再壓第二節(jié)樁, 如此連續(xù)作業(yè); 

          4) 樁身可用鋼管或200 m  200 mm,300 mm  300 mm 的C30 鋼筋混凝土樁, 每節(jié)樁長(zhǎng)由現(xiàn)場(chǎng)容許的施工凈空高度確定, 接頭方法要求焊接; 

          5) 當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度與壓樁力( 設(shè)計(jì)荷載的1. 5 倍) , 拆去千斤頂與反力架; 

          6) 將樁頭截短, 鑿毛。對(duì)壓樁孔也鑿毛并清除孔內(nèi)雜物, 澆筑C30 微膨脹早強(qiáng)混凝土將其封死; 

          7) 必要時(shí)可在原基礎(chǔ)上增設(shè)基礎(chǔ)梁; 

          8)當(dāng)需要防止樁在卸載后回彈, 可參照坑式靜壓樁加預(yù)應(yīng)力的方式, 令樁在不卸載條件下封樁并與基礎(chǔ)融為一體。 
3 某地基基礎(chǔ)工程加固案例分析 
   某工程D 座基坑由于邊坡支護(hù)不當(dāng), 土體產(chǎn)生圓弧滑動(dòng)(即深層滑動(dòng)) ,導(dǎo)致9 根工程樁產(chǎn)生不同程度的位移和斷裂, 使原沉管灌注樁喪失承載力,敘述該工程地基加固處理作法。 
3.1 加固處理 
   鑒于本工程場(chǎng)地土層較軟,基坑已經(jīng)挖成, 按原樁型重新施打已不可能,經(jīng)多方案比較后,確定采用花套管擠壓灌漿加固地基。該層土地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk = 80 kPa , 設(shè)計(jì)加固后應(yīng)達(dá)到fk = 200 kPa 。加固分重點(diǎn)加固區(qū)與一般加固區(qū)兩大類。 
3.1.1 重點(diǎn)加固區(qū) 
重點(diǎn)加固區(qū)為X軸向西3 m, 向東2m。 
(1) 加固深度: ⑧、⑨軸交X軸承臺(tái)處為9. 5 m; ⑦軸交X軸承臺(tái)處為8m。 

(2) 花套管間距:長(zhǎng)管(10 m長(zhǎng))間距為1. 0 m×1. 0 m,呈梅花形布置。短管(3～4 m長(zhǎng)) 間距為1. 0 m×1. 0 m,與長(zhǎng)管交錯(cuò)布置,主要為加固表層土灌漿用。 

(3) 灌漿壓力: 灌漿壓力的大小是控制壓力灌漿效果的主要因素,必須控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。長(zhǎng)管灌漿壓力為0. 4～0. 8 MPa , 注意防止劈裂土體; 短管灌漿壓力為0. 1～0. 3 MPa 。 (4) 加固土體積:約950 m3。 
3.1. 2 一般加固區(qū) 
一般加固區(qū)在Y軸以東4. 5 m。加固深度7 m;花套管間距1. 2 m×1. 2 m,呈梅花形布置; 灌漿壓力0. 4～ 0. 8MPa , 注意防止劈裂土體; 加固土體積約630 m3。 
3.2加固效果分析 3.2 .2復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果 
使用1 m2 的承壓板做復(fù)合地基試驗(yàn)。最大沉降量為28. 62 mm,復(fù)合地基承載力均能滿足地基加固設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)結(jié)果表明,灌漿處理后地基土層得到了改良,土層加固效果明顯。 
3.2.3 沉降觀測(cè)結(jié)果及分析
本工程對(duì)沉降量和沉降差控制嚴(yán)格,沉降觀測(cè)從底層結(jié)構(gòu)施工開始到工程竣工后1 年,不間斷觀測(cè)。20 層主樓最大沉降量為12. 66 mm, 裙樓最大沉降量為7. 31 mm, 且各相鄰測(cè)點(diǎn)的沉降差較小, 均能滿足設(shè)計(jì)要求, 表明壓力灌漿加固地基效果良好,方法可行。 
4總結(jié) 
實(shí)踐表明, 采用壓力灌漿加固方法可對(duì)地基土進(jìn)行硬化固結(jié)處理, 即對(duì)軟弱層的粉砂、粉土層顆粒進(jìn)行膠結(jié), 形成復(fù)合地基, 改善土的力學(xué)性能, 以大幅度提高地基承載力。