论文部分内容阅读
【摘 要】现今建筑工程加固地基的方法主要由灌浆法和排水固结法，由于我国广泛的存在着软粘土地质，使用排水固结法可以有效的提升地基的承载力，文章重点的介绍了排水固结法的施工原理、方法、措施，同时也对于灌浆法进行了论述。
【关键词】建筑工程；地基加固；排水固结法
1 排水固结法
1.1 排水固结法的原理及加固方法
排水固结法原理。由于饱和软粘土具有颗粒细小、空隙大、含水量高的特点，从而导致了压缩性大、透水性强以及强度低的特性。因此在这种地基上直接进行建筑施工会产生很明显的沉降差与固结沉降，并且其稳定性与承载力也不足，致使工程质量不达标。于是普遍的采用排水固结法对软粘土质进行地基加固。
由于软粘土固结所需要的时间与排水的距离成正比，即排水途径越顺畅，固结的速度就越快。因此施工中经常增设砂井、排水板，从而加速固结。
1.2 排水固结加固的预压方法
排水固结的实施有两种主要的途径，除了上面提到的缩短排水距离外还有加载预压。
预压的方式也是多样性的，实际的施工中可以选择一种或者综合几种方式。
真空预压法：其施工方法是在待加固的粘土地基中增设砂井后，在地面再铺设一层砂垫及不透气的密封膜，通过将砂垫层中的抽水管道抽真空操作，从而在膜内产生一个负压，促使周边空隙中水流向砂井，进而排出。但是此法只适用于一般的粘土地基，在透水层与粘土层相间的地基不能使用此法，因为大量的地下水会影响负压的形成。
堆载预压法：加载预压法需要制定分级加载计划，防止干扰地基的稳定性，这也就导致了地基加固的工期较长。堆载使用的材料一般为砂石、填土等散粒材料，是一种较为有效的加固手段。
降低水位法：这种方法的原理是通过降低地下水位，从而增加土的自重有效应力，达到地基土固结的目的。同样的，为了加速固结，可以增设砂井，尤其适用于砂性土地基。但是要特别注意，降低水位的同时要考虑邻近建筑物的附加沉降。
1.3 排水固结法的排水法
排水主要是通过内置的排水体，竖直的或者水平的都可以。竖直的排水体一般有袋装砂井、塑料排水板、就地灌注砂井等；而水平的排水体一般由地基表面的砂垫层构成。如果粘土层较厚、透水性又不好的粘土层，可以综合使用竖直、水平排水体。
一般的工程在综合考虑预压与排水后，经常使用的方法是砂井预压固结法。也可以通过将地基土与石灰粉末搅拌形成石灰桩，从而使得加固图硬化。实验数据表明，当石灰的用量为11%左右时，石灰土的强度随着石灰含量增加而增加，超过了12%就不太明显了。
1.4 排水固结法施工
排水固结法的施工顺序一般的为：增设水平及排水垫层、设置竖向排水体、设置观测仪器、进行预压、评估预压的效果、调整设计方案直至合乎要求。其中尤以设置水平与竖向排水垫层重要。同时现场的施工中要实时的根据现场的观测资料分析固结的效果、沉降及强度，以防止设计或者施工的漏洞导致的质量问题。
2 灌浆法
2.1 灌浆法的目的以及应用
灌浆法即通过气压或者液压将可以凝固的浆液注进岩土介质缝隙，从而达到改善灌浆对象的性质，以达到工程质量要求。其目的主要的体现在以下几点：
2.1.1 纠正偏差。可以通过此方法将发生不均匀沉降的建筑物恢复到正常的位置。
2.1.2 加固。由于注入的浆液的凝固加强了基础与周围的介质的结合，从而提高了地基的承载力，减少了地基的压缩变形，也就保证了土体的稳定。
2.1.3 堵漏。由于介质缝隙被填充，渗透的水流自然被截断。
2.1.4 防止渗漏。注入的浆液凝固后可以降低沿途的渗透性、减少渗流量以及提升抗渗的能力。
2.2 灌浆方法
在实际的灌浆操作中根据灌浆实施途径的不同可以将灌浆分为以下四大类：电动化学灌浆、压密灌浆、压力灌浆与劈裂灌浆。
2.2.1 电动化学灌浆。由于单纯的依靠静压力难以实现将浆液注入土中的空隙，此时就需要通过使用电渗。其工作原理是将注浆管作为阳极，而滤水管当作阴极，通过将溶液从阳极注入土中，在直流电的作用下，孔隙中的水就会流向阴极，从而达到通电区域含水量降低、形成浆液通路以及浆液深入的目的。同样由于涉及到排水，要考虑到临近建筑物的附加沉降。
2.2.2 压密灌浆。这种方式是利用高压泵将稠密的水泥砂浆或者水泥注入预先设置好的钻孔内，在高压的作用下快速的向周边扩散，形成对周围土体的压密与排挤力。实验表明，向外扩张的将泡可以在其界面0.3—2.0米范围内的土体施加有效的加密。但是这种方法不适用于土质不稳定的地质，同时对于施加挤压后会出现孔隙水饱和粘土也要注意。
此外，对于需要调整已经落成的建筑物的不均匀沉降现象也可以使用这一方法，其精度的范围可控制在3mm，使得建筑物回归到精确的位置。
2.2.3 压力灌浆。即在灌浆压力的作用下，通过浆液无扰动、无破坏的在沿途缝隙中渗透，达到地基加固的目的。
2.2.4 劈裂灌浆。其原理是使用较大的灌注压，利用水的劈裂原理，达到使得地层沿着小主应力方向发生劈裂，从而人为的扩大分析，提升可关注的浆液量。但是在实施劈裂灌注的时候要注意运用库仑—莫尔破坏准则进行压力极限的估算，
其中h表示灌注的深度，而hw表示地下水位高度，k为小主应力与大主应力的比值。
这种方法适用于透水性较差的岩土地质，遇到不适用的条件可以综合考虑各种方法。
3 结束语
排水固结法作为解决地基沉降的主要手段，可以极大的提高地基的承载力，保证工程的质量及工期。而灌浆法同样作为加固地基的方法，也正在得到更为广发的应用。两种方法都有着各自的优势与不足，如何有效的选取加固方法，达到经济、高效、实用的目的是今后的探索方向。
参考文献：
[1]赵霄剑.排水固结法在软土地基中的应用[J].太原城市职业技术学院学报，2008(8).
[2]廖戈岚.排水固结法加固软土地基的工程实践应用[J].广东土木与建筑，2008(7).
【关键词】建筑工程；地基加固；排水固结法
1 排水固结法
1.1 排水固结法的原理及加固方法
排水固结法原理。由于饱和软粘土具有颗粒细小、空隙大、含水量高的特点，从而导致了压缩性大、透水性强以及强度低的特性。因此在这种地基上直接进行建筑施工会产生很明显的沉降差与固结沉降，并且其稳定性与承载力也不足，致使工程质量不达标。于是普遍的采用排水固结法对软粘土质进行地基加固。
由于软粘土固结所需要的时间与排水的距离成正比，即排水途径越顺畅，固结的速度就越快。因此施工中经常增设砂井、排水板，从而加速固结。
1.2 排水固结加固的预压方法
排水固结的实施有两种主要的途径，除了上面提到的缩短排水距离外还有加载预压。
预压的方式也是多样性的，实际的施工中可以选择一种或者综合几种方式。
真空预压法：其施工方法是在待加固的粘土地基中增设砂井后，在地面再铺设一层砂垫及不透气的密封膜，通过将砂垫层中的抽水管道抽真空操作，从而在膜内产生一个负压，促使周边空隙中水流向砂井，进而排出。但是此法只适用于一般的粘土地基，在透水层与粘土层相间的地基不能使用此法，因为大量的地下水会影响负压的形成。
堆载预压法：加载预压法需要制定分级加载计划，防止干扰地基的稳定性，这也就导致了地基加固的工期较长。堆载使用的材料一般为砂石、填土等散粒材料，是一种较为有效的加固手段。
降低水位法：这种方法的原理是通过降低地下水位，从而增加土的自重有效应力，达到地基土固结的目的。同样的，为了加速固结，可以增设砂井，尤其适用于砂性土地基。但是要特别注意，降低水位的同时要考虑邻近建筑物的附加沉降。
1.3 排水固结法的排水法
排水主要是通过内置的排水体，竖直的或者水平的都可以。竖直的排水体一般有袋装砂井、塑料排水板、就地灌注砂井等；而水平的排水体一般由地基表面的砂垫层构成。如果粘土层较厚、透水性又不好的粘土层，可以综合使用竖直、水平排水体。
一般的工程在综合考虑预压与排水后，经常使用的方法是砂井预压固结法。也可以通过将地基土与石灰粉末搅拌形成石灰桩，从而使得加固图硬化。实验数据表明，当石灰的用量为11%左右时，石灰土的强度随着石灰含量增加而增加，超过了12%就不太明显了。
1.4 排水固结法施工
排水固结法的施工顺序一般的为：增设水平及排水垫层、设置竖向排水体、设置观测仪器、进行预压、评估预压的效果、调整设计方案直至合乎要求。其中尤以设置水平与竖向排水垫层重要。同时现场的施工中要实时的根据现场的观测资料分析固结的效果、沉降及强度，以防止设计或者施工的漏洞导致的质量问题。
2 灌浆法
2.1 灌浆法的目的以及应用
灌浆法即通过气压或者液压将可以凝固的浆液注进岩土介质缝隙，从而达到改善灌浆对象的性质，以达到工程质量要求。其目的主要的体现在以下几点：
2.1.1 纠正偏差。可以通过此方法将发生不均匀沉降的建筑物恢复到正常的位置。
2.1.2 加固。由于注入的浆液的凝固加强了基础与周围的介质的结合，从而提高了地基的承载力，减少了地基的压缩变形，也就保证了土体的稳定。
2.1.3 堵漏。由于介质缝隙被填充，渗透的水流自然被截断。
2.1.4 防止渗漏。注入的浆液凝固后可以降低沿途的渗透性、减少渗流量以及提升抗渗的能力。
2.2 灌浆方法
在实际的灌浆操作中根据灌浆实施途径的不同可以将灌浆分为以下四大类：电动化学灌浆、压密灌浆、压力灌浆与劈裂灌浆。
2.2.1 电动化学灌浆。由于单纯的依靠静压力难以实现将浆液注入土中的空隙，此时就需要通过使用电渗。其工作原理是将注浆管作为阳极，而滤水管当作阴极，通过将溶液从阳极注入土中，在直流电的作用下，孔隙中的水就会流向阴极，从而达到通电区域含水量降低、形成浆液通路以及浆液深入的目的。同样由于涉及到排水，要考虑到临近建筑物的附加沉降。
2.2.2 压密灌浆。这种方式是利用高压泵将稠密的水泥砂浆或者水泥注入预先设置好的钻孔内，在高压的作用下快速的向周边扩散，形成对周围土体的压密与排挤力。实验表明，向外扩张的将泡可以在其界面0.3—2.0米范围内的土体施加有效的加密。但是这种方法不适用于土质不稳定的地质，同时对于施加挤压后会出现孔隙水饱和粘土也要注意。
此外，对于需要调整已经落成的建筑物的不均匀沉降现象也可以使用这一方法，其精度的范围可控制在3mm，使得建筑物回归到精确的位置。
2.2.3 压力灌浆。即在灌浆压力的作用下，通过浆液无扰动、无破坏的在沿途缝隙中渗透，达到地基加固的目的。
2.2.4 劈裂灌浆。其原理是使用较大的灌注压，利用水的劈裂原理，达到使得地层沿着小主应力方向发生劈裂，从而人为的扩大分析，提升可关注的浆液量。但是在实施劈裂灌注的时候要注意运用库仑—莫尔破坏准则进行压力极限的估算，
其中h表示灌注的深度，而hw表示地下水位高度，k为小主应力与大主应力的比值。
这种方法适用于透水性较差的岩土地质，遇到不适用的条件可以综合考虑各种方法。
3 结束语
排水固结法作为解决地基沉降的主要手段，可以极大的提高地基的承载力，保证工程的质量及工期。而灌浆法同样作为加固地基的方法，也正在得到更为广发的应用。两种方法都有着各自的优势与不足，如何有效的选取加固方法，达到经济、高效、实用的目的是今后的探索方向。
参考文献：
[1]赵霄剑.排水固结法在软土地基中的应用[J].太原城市职业技术学院学报，2008(8).
[2]廖戈岚.排水固结法加固软土地基的工程实践应用[J].广东土木与建筑，2008(7).