地基處理技術(shù)第十二章

1、2022-4-28地基處理新技術(shù)12022-4-28地基處理新技術(shù)2一、概述 已有建筑物地基加固技術(shù)（基礎(chǔ)托換技術(shù)）已有幾百年的歷史，但直到20世紀(jì)30年代修建美國紐約地鐵時，才得到迅速發(fā)展。二戰(zhàn)后聯(lián)邦德國在修建地下鐵道時，也大量采用了托換技術(shù)，積累了許多寶貴的經(jīng)驗。中國隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，也陸續(xù)采用了大量的托換技術(shù)。設(shè)計思路： 1.將原基礎(chǔ)加寬，減少作用在地基上壓力； 2.地基處理，改良土體； 3.地基中設(shè)置墩基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。2022-4-28地基處理新技術(shù)3 英國Winchester大教堂托換工程2022-4-28地基處理新技術(shù)4（一）托換技術(shù)的分類 1.按使用性質(zhì)、目的 補救性托換 預(yù)防性

2、托換 維持性托換 2.按使用的加固技術(shù)基礎(chǔ)加寬技術(shù)坑（墩）式托換技術(shù)樁式托換：靜壓樁，樹根樁地基加固技術(shù)：灌漿法，高壓噴射注漿法，其它方法綜合加固技術(shù)2022-4-28地基處理新技術(shù)5 （二）托換技術(shù)的特點 1.建筑技術(shù)難度較大-高度綜合性技術(shù) 2.建筑費用較貴 3.工期較長，一年半載，甚至幾年的時間。 4.施工過程中及時的監(jiān)測并對觀測結(jié)果的分析十分重要。（三）托換技術(shù)施工要點 1.根據(jù)工程實際需要，或?qū)ㄖ锘A(chǔ)全部或部分加固，或?qū)ㄖ锶炕虿糠值鼗庸獭?2.當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下有新建建筑工程時，應(yīng)將荷載傳到新建的地下工程中上。 3.不論何種情況，都是在一部分被托換后，才可開始另一部分的托換工

3、作，托換范圍由小到大，逐步擴大。 4.托換施工前，先要論證被托換建筑物的安全，記錄：沉降、水平位移、傾斜、沉降速率、裂縫大小和擴展情況等。2022-4-28地基處理新技術(shù)6二、基礎(chǔ)加寬技術(shù) 通過基礎(chǔ)加寬可以擴大基礎(chǔ)底面積，有效降低基底接觸壓力。 基礎(chǔ)加寬技術(shù)優(yōu)點：加寬費用低，施工方便。 潛在的缺點：若基礎(chǔ)埋置較深，則對環(huán)境影響較大；可能增加荷載作用影響深度。三、坑（墩）式托換技術(shù) 設(shè)計要點 1.墩式托換適用于土層易開挖，淺層有較好持力層，開挖深度內(nèi)無地下水或降水較為方便。建筑物基礎(chǔ)最好是條形基礎(chǔ)。 2.坑內(nèi)做的墩可以是間斷的或連續(xù)的，主要是取決于被托換加固結(jié)構(gòu)的荷載和坑下地基土的承載力大小。2

4、022-4-28地基處理新技術(shù)7 樁基礎(chǔ)托換示意圖2022-4-28地基處理新技術(shù)8 平面 剖面 圖 坑式托換技術(shù)1.挖導(dǎo)坑 2.導(dǎo)坑-基礎(chǔ)下面 3.挖到持力層圖 3.如基礎(chǔ)墻為承重的磚石徹體，鋼筋砼或其它基礎(chǔ)梁時，其抗彎強度不足以在間斷墩之間跨越時，則有必要設(shè)置過梁（鋼的砼梁，鋼梁或砼拱的支座），并在原基礎(chǔ)底面下干填。 4.對大的樁基基礎(chǔ)用墩托換時，可將樁基礎(chǔ)面積劃分成幾個單元進行逐步托換。一次托換不宜超過基礎(chǔ)支承面積的20。導(dǎo)坑尺寸:長x寬x 高1.2 x 0.9 x 1.5m 2022-4-28地基處理新技術(shù)9小結(jié)： 坑（墩）式托換的優(yōu)點是費用低，施工簡便，施工期間仍可使用建筑物。缺點是

5、工期長，有一定新的附加沉降。四、樁式托換技術(shù) 圖 靜壓樁托換技術(shù)1-鋼筋混凝土地梁；2-工字鋼柱；3-混凝土保護層；4-樁；5-地基3045cm的開口鋼管 0.20.2m的預(yù)制鋼筋砼方樁 2022-4-28地基處理新技術(shù)10圖 預(yù)試樁托換技術(shù)1-鋼筋混凝土地梁；2-鋼楔；3-工字鋼柱；4-混凝土保護層；5-樁；6-找平鋼墊板2022-4-28地基處理新技術(shù)11壓樁孔和錨桿位置圖 圖 錨桿靜壓樁裝置及壓樁孔和錨桿位置圖1-天車；2-反力架；3-液壓油缸；4-錨桿；5-基礎(chǔ)；6-樁；7-壓樁孔2022-4-28地基處理新技術(shù)12 樁基托換施工程序2022-4-28地基處理新技術(shù)13 利用樹根樁進行

6、預(yù)防性托換示意圖1-建筑物；2-人行道；3-工作空間；4-樹根樁；5-地鐵隧道（排水管道） 樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁（100250mm），鉆機成孔后，放入鋼筋或鋼筋籠，再灌入碎石，然后注入水泥漿或水泥砂漿而成樁。2022-4-28地基處理新技術(shù)14 樹根樁復(fù)合地基剛性樁復(fù)合地基圖 用樹根樁加固已有建筑物地基1-樹根樁結(jié)構(gòu)；2-承臺；3-已有建筑物；4-輔助樁2022-4-28地基處理新技術(shù)15托換工程實例2022-4-28地基處理新技術(shù)16一、概述 在新建和既有建筑物中，由于各種原因?qū)е铝私ㄖ飪A斜，如果傾斜值超過其允許傾斜值，就會影響建筑物的正常使用，對建筑物的安全構(gòu)成威脅，就應(yīng)考慮對建

7、筑物進行糾偏（傾）處理。（一）建筑物產(chǎn)生不均勻沉降的原因 1.場地工程地質(zhì)情況了解不全面勘察報告不準(zhǔn) 如未能提供軟弱土層的正確分布，地下暗浜，古河道，古井，古墓等的存在，則在較大荷載作用下，極易發(fā)生過大的沉降或傾斜。2022-4-28地基處理新技術(shù)17 2.設(shè)計方面的原因 設(shè)計人員對非均質(zhì)土地基設(shè)計經(jīng)驗不足。未能處理好和相鄰建筑物基礎(chǔ)之間關(guān)系,地基中附加應(yīng)力疊加,地基沉降量過大。 3.施工方面的原因 施工質(zhì)量低劣（斷樁）產(chǎn)生建筑物傾斜，降水防范措施失效引起相鄰建筑傾斜，基坑支護系統(tǒng)失效等。 4.建（構(gòu)）筑物使用過程中失誤 如管道漏水或地面積水沒有及時清理，造成地基長期浸水，濕陷而發(fā)生建筑物傾斜

8、；在已建建筑物附近大量堆載使地基承受較大的附加壓力，引起沉降不均勻。 5.自然災(zāi)害 如地震引起的地基土液化，砂噴土，山體滑坡等。 6.綜合原因2022-4-28地基處理新技術(shù)18（二）建筑物容許傾斜值 采用恰當(dāng)?shù)募m偏扶正技術(shù)措施，使傾斜建筑物完全回傾，或者保留一定允許傾斜值，該傾斜值就是工程上的允許偏差值，它是判斷和評價工程從危險狀態(tài)過渡到安全使用狀態(tài)的一個重要界限值或標(biāo)準(zhǔn)值。sHgSHL建筑物傾斜計算簡圖2022-4-28地基處理新技術(shù)19gH/HgSS HL （9-1） 式中 建物的傾斜值；S相應(yīng)的設(shè)計糾偏量； 建筑物高度； L糾偏方向建筑物的寬度。 （三）建筑物糾偏方法的類型 造成建筑物

9、整體傾斜的主要因素是地基中不均勻沉降，而糾偏是利用新的不均勻沉降來調(diào)整現(xiàn)存的不均勻沉降，以達到新的平衡和矯正建筑物的傾斜。 HS2022-4-28地基處理新技術(shù)202022-4-28地基處理新技術(shù)21 二、建筑物糾偏技術(shù)方案確定 （一）糾偏前應(yīng)具備的基礎(chǔ)資料 1.原建筑物場地地質(zhì)資料和新補充的地質(zhì)資料； 2.原建筑物發(fā)生傾斜的原因分析； 3.原建筑物檢驗鑒定結(jié)果及糾偏可行性報告； 4.經(jīng)過論證和現(xiàn)場試驗驗證的糾傾可行性技術(shù)方案要點； 5.與糾傾工作有關(guān)的各方協(xié)議書。 （二）設(shè)計內(nèi)容 1.糾偏技術(shù)方案的具體化內(nèi)容； 2.施工中詳細步驟和要點； 3.回傾量及速率控制；2022-4-28地基處理新技

10、術(shù)224.觀察點的布置及穩(wěn)定期觀察要求；5.施工安全及防護措施；6.防復(fù)傾加固技術(shù)的設(shè)計及施工方法；7.對相鄰建筑的影響防護技術(shù)及措施；8.質(zhì)量檢查及驗收標(biāo)準(zhǔn)；9.竣工驗收文件內(nèi)容及要求。（三）糾偏方法的合理選擇 1.盡可能選用抬升法，這可避免采用迫降法贊成的室內(nèi)凈空減少，室內(nèi)外管線標(biāo)高改變所帶來的一系列問題，且可降低工程造價。 2.因地基浸水而引起的傾斜，可采用浸水法或掏土法。 3.對于飽和軟粘土或含水量較高的砂性土地基上建筑物糾偏時，可采用降水法。 4.軟土地基上，可采用軟掏土法。2022-4-28地基處理新技術(shù)23 5.對于粉土, 粉質(zhì)粘土，粘土等地基上的傾斜建筑物，用其它方法難以奏效時

11、，可采用幅射井取土糾傾法。 6.位于砂土或砂性填土地基上的可采用局部搗液化使地基發(fā)生瞬時液化，贊成基礎(chǔ)下沉而達到糾傾目的。 7.建筑物由于自重偏心引起傾斜時，可采用增層（或加載）反壓糾偏法。 8.采用樁基礎(chǔ)的建筑物發(fā)生傾斜時，可采用樁體卸載法或樁頂卸荷法。 9.建筑物糾偏時，常常不只是采用一種方法，可采用多種方法并用。如錨桿靜壓樁壓重法；注水掏土法；幅射井法壓力解除法等。 10.建筑物糾偏和防止再復(fù)傾的加固應(yīng)分別選擇有效的方法同時進行，防復(fù)傾可采用雙灰樁加固，灌漿加固等。2022-4-28地基處理新技術(shù)24（四）建筑物糾傾加固的施工技術(shù)要點（四）建筑物糾傾加固的施工技術(shù)要點 1.對整體剛度較差

12、的建筑物，糾傾施工前先進行破損部位或建筑物整體的加固施工，防止建筑物在施工時發(fā)生倒塌。 2.要考慮建筑物地基在糾傾施工時可能產(chǎn)生的附加沉降，并估計糾傾后建筑物地基可能持續(xù)的變形（即滯后的回傾量），在糾傾施工時及施工后要加強現(xiàn)場觀測，并要采取有效的處理措施。 3.施工前要對相鄰建筑物及地下設(shè)施進行一次檢查或測量，要與對方協(xié)商或簽訂協(xié)議，采取必要的保護措施。 4.對于糾傾后的復(fù)傾可能性，應(yīng)根據(jù)防復(fù)傾加固設(shè)計，在糾傾施工前或施工后進行加固處理。2022-4-28地基處理新技術(shù)25 5.糾傾扶正施工前要進行現(xiàn)場試驗性施工。以便選定施工參數(shù)，驗證糾傾扶正的設(shè)計方案可行性，進行必要的調(diào)整與補充，使其更臻完

13、善。 6.應(yīng)當(dāng)具體安排現(xiàn)場監(jiān)測方式，監(jiān)測點，監(jiān)測內(nèi)容和手段，布設(shè)回傾率的控制裝置，以便通過監(jiān)測，控制回傾速率，調(diào)整施工進度與施工方法，掌握糾傾復(fù)位結(jié)束的時機，預(yù)留滯后回傾量。密切觀測建筑物裂縫變化情況，根據(jù)裂縫變化規(guī)律，調(diào)整糾傾速率或采用相應(yīng)的輔助措施。 7.糾傾施工中的安全防護措施和報警裝置，特別是有人居住的建筑物，必須確保糾傾施工安全進行。 8.糾傾施工結(jié)束時應(yīng)注意對建筑物房心土的回填、夯實、地坪做法以及墻體裂縫處理等的施工質(zhì)量，以利增加建筑物整體剛度、增加抗傾復(fù)、抗裂損的能力。2022-4-28地基處理新技術(shù)26 9.施工期間應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視相鄰很近的建筑設(shè)施，經(jīng)常檢查對其保護性措施的狀況，嚴(yán)

14、防出現(xiàn)問題。 10.在糾傾施工期間，可能會出現(xiàn)原來沒有預(yù)想到的新情況、新問題，因此，糾傾技術(shù)方案應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件的改變而修正調(diào)整，以便確保糾傾工程的成功。 11.糾傾施工竣工的文件應(yīng)明確包括：糾傾工程設(shè)計文件；施工中修改調(diào)整措施；施工日記；試驗性施工小結(jié)；現(xiàn)場監(jiān)測及裂縫變化記錄；相鄰建筑物及地下設(shè)施情況；工程鑒定和驗收結(jié)論等，并作為糾傾建筑物的技術(shù)檔案予以保存。 2022-4-28地基處理新技術(shù)27三、掏土糾偏技術(shù)（基礎(chǔ)下掏土，圖9-2）（一）糾偏原理 通過在房屋沉降少的一側(cè)掏土，使基底壓力重分布，加大沉降量少一側(cè)的基底應(yīng)力，使之加速下沉。（二）使用條件 房屋上部結(jié)構(gòu)體型簡單，結(jié)構(gòu)完整及整座房屋

15、具有較好的整體高度。（三）設(shè)計 首先測出沉降差，然后以沉降大的一側(cè)為基點，算出該墻另一端應(yīng)挖數(shù)值，進行分層分段掏挖。每層挖厚度小于該段距離的3（使結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件符合規(guī)范要求）。2022-4-28地基處理新技術(shù)283hl （9-2） 式中 沉降差； 基礎(chǔ)間距離。 hl圖9-2 分層掏挖計算高度2022-4-28地基處理新技術(shù)29地基面兩端沉降差 ，若 ，把 分段,使 3。 12SS12()/3SSL 12SSiS以B為基點（不動），掏挖A端，每次挖掘沉降 后，停留 1-2天。2.室外開溝掏挖法（圖9-3）圖9-3 室外開溝掏挖iS2022-4-28地基處理新技術(shù)30 設(shè)原地基承載力特征值為f，原基

16、礎(chǔ)長度為a，寬度為b ，作用荷載N，設(shè)溝寬c ，條數(shù)為n，挖溝槽到建筑物基礎(chǔ)中軸線。 1.22Nffbabn c 3.截角挖除法獨立基礎(chǔ)或樁下條形基礎(chǔ)（圖9-4）1.212Nffaba c 圖9-4 截角挖除法2022-4-28地基處理新技術(shù)31 4.穿孔掏挖法 小鋼管從基底的兩邊水平打入地基土內(nèi)，然后將管拔出，帶走管內(nèi)基土。計算類似于分層掏挖法。 （四）施工步驟 1.開挖工作坑 工作坑寬6070cm，比基底深1015cm，以方便挖土為宜。 2.觀測點布置 基點：設(shè)于左右鄰房各一個，主觀測點，觀測整幢房屋復(fù)位情況； 水平觀測點：設(shè)于房屋外墻的四角或柱的外緣。豎直觀測點：以懸掛垂錘進行觀測，設(shè)于

17、房屋四角及中間適當(dāng)位置，不少于6個。 3.掏土開挖 開挖時注意觀測。 4.地基及基礎(chǔ)的加固。2022-4-28地基處理新技術(shù)32輻射井射水糾偏 2022-4-28地基處理新技術(shù)33四、頂升糾偏技術(shù) 頂升糾偏是將建筑物基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)沿某一特定位置進行分離，在分離后設(shè)置若干個支承點，通過安裝在支承點的頂升設(shè)備使建筑物沿某一直線（點）作平面轉(zhuǎn)動，使傾斜建筑物得到糾正。為確保上部分離體的整體性和剛度，采用鋼筋砼加固，通過分段加固，通過分段托換，形成全封閉的頂升支承梁（柱）體系。 圖9-6 頂升糾偏示意圖 2022-4-28地基處理新技術(shù)34圖9-7 建筑物頂升（方法一）1-千斤頂；2-鋼墊板；3-托梁；4-支撐塊；5-墊板；2022-4-28地基處理新技術(shù)35圖9-8 建筑物頂升（方法二） 1-千斤頂；6-鋼混凝土托梁；7-加固環(huán)2022-4-28地基處理新技術(shù)36東莞虎門某民宅頂升糾傾過程 2022-4-28地基處理新技術(shù)372022-4-28地基處理新技術(shù)38（一）設(shè)計 1.選擇頂升平面和反力提供體系； 2.千斤頂頂升力，數(shù)量，分布； 3.頂升框梁的設(shè)計，梁的斷面尺寸，配筋及施工順序； 4.各頂升點頂開量的計算。（二）施工 1.施工頂升框梁在上部結(jié)構(gòu)的底層檣體中選定一個平行于樓面的平面。 2.設(shè)置好各頂升點的分次頂升高度標(biāo)尺，以嚴(yán)格控制各點頂升量，水