论文部分内容阅读
摘要：本文介绍了高层建筑中常用的几种地基加固方法，并介绍的了其所适用的条件，力争从本文的探讨中为在实际工程中选择加固方法提供选择依据。
关键词：地基 加固方法 施工技术
Abstract: This paper introduces the commonly used in high-rise building several kinds of foundation reinforcement method, and introduces the applicable conditions, and this paper discusses for the real project selection provides the choice according to the reinforcement method.
Key Words: foundation, reinforcement method, construction technology
中图分类号：U415.6 文献标识码：A文章编号：
前言：当工程结构的荷载较大、地基土质又较软弱(强度不足或压缩性大)、不能作为天然地基时、可针对不同情况、采取各种人工加固处理的方法、以改善地基性质、提高承载力、增加稳定性、减少地基变形和基础埋置深度。下面介绍几种常用的方法。
1.常用的加固方法
1.1 重捶夯实法
重锤夯实法是利用起重机械将重锤提升到一定高度，自由下落，重复夯打击实地基。经过夯打以后，形成了一层比较实的硬壳层，从而提高了地基强度。
重锤夯实法适用于处理各种黏性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基，拟加固土层必须高出地下水位0.8m以上。因饱合土在瞬间冲击力的作用下，水不易排出，很难夯实。另外，在夯实影响范围内有软土存在，或夯击对邻近建筑物有影响时，不宜采用此法。
重锤夯实用的起重设备采用带有摩擦式卷扬机的起重机。夯锤形状为一截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制作，其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。锤底直径一般为0.7~1.5m，锤重不小于1.5t。锤重与底面积的关系应符合锤重在底面上的单位静压力为1.5~2.0N／cm²。
重锤夯实的效果与锤重、锤底直径、落距、夯实遍数和土的含水量有关。重锤夯实的影响深度大致相当于锤底直径。落距一般取2.5~4.5m。夯打遍数一般为6~8遍。随着夯打遍数的增加，土的每遍夯沉量逐渐减少。
试夯及地基夯实时，必须使土处在最优含水量范围，才能得到最好的夯实效果。基槽(坑)的夯实范围应大于基础底面，每边应比设计宽度加宽0.3m以上，以便于底面边角夯打密实。基槽(坑)边坡应适当放缓。夯实前，槽(坑)底而应高出设计标高。预留土层的厚度可为试夯时的总夯沉量加50~100mm。在大面积基坑或条形基槽内打夯时，应一夯挨一夯进行。在一次循环中同一夯位应连夯击两下，下一循环的夯位应与前一循环错开1/2锤底直径，落锤应平稳，夯位应准确。在独立柱基基坑内夯打时，一般采用先周边后中间或先外后里的跳夯法进行。夯实完后，应将基槽(坑)表面修整至设计标高。
重锤夯实后应检查施工记录，除应符合试夯最后两遍的平均夯沉量的规定外，并应检查基槽(坑)表面的总夯沉量，以不小于试夯总夯沉量的90％为合格。
1.2 强夯法
强夯法是利用起重设备将8~40t重的夯锤吊起，从6~30mm的高处自由落下对土体进行强力夯实的地基处理方法。强夯法属高能量夯击，是用巨大的冲击能使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土颗粒重新排列，排出孔隙中的气和水，从而提高地基强度，降低其压缩性，改善砂性土抵抗振动液化的能力。强夯法适用于碎石土、砂土、非饱合的黏性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。地基经强夯加固后，承载能力可以提高2~5倍；压缩性可降低200％~1000％；其影响深度在10m以上，国外加固影响深度已达40m。强夯法是一种效果好、速度快、节省材料、施工简便的地基加固方法。其缺点是施工时噪音和振动声很大，离建筑物小于10m时，应挖防震沟，沟深要超过建筑物基础深度。
(一)技术参数
强夯技术参数包括：单点夯击能(锤重乘以落距)、夯擊遍数、相邻两次夯击遍数的间隔时间、加固范围和夯点布置等。施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工，以取得合适的技术参数。
通常根据加固土层的深度H(m)，按下列经验公式初选单点夯击能。
式中K——经验系数，一般取0.4~0.7；
Q——夯锤重(kN)；
h——落距(m)。
夯击点布置，一般按正方形或梅花形网格排列。其间距根据基础布置、加固土层厚度和土质而定，一般为5~15m。夯击遍数应根据地基土的性质而定。一般情况下，可采用2~5遍，对于粗颗粒土夯击遍数可少些；对于细颗粒土则夯击遍数宜多些。最后一遍以低能量“满夯”，即“锤印”彼此搭接。每个夯击点的夯击数一般为3~10击，最后一遍只夯1~2击。相邻两遍夯击之间间隔时间，取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的部性土地基间隔时间应不少于3~4周；对于渗透性好的土可连续夯击。强夯加固范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计加固深度的1/2~2/3，且不应小于3m。
(二)施工要点
强夯施工前，应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等。并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成损坏。强夯施工必须按试验确定的技术参数进行。以各个夯击点的夯击数为施工控制依据。
夯击时，夯锤应保持平稳，夯位准确，如错位或坑底倾斜过大，宜用砂土将坑底整平，才能进行下一次夯击。最后一遍的场地平均夯沉量必须符合设计要求。雨天施工时，夯击坑内或夯击过的场地内积水必须及时排除。冬期施工时，首先应将冻土击碎，然后再按各点规定的夯击数施工。
1.3 深层搅拌法
深层搅拌法加固软土地基，是利用水泥作固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深部就地将黏土和水泥砂浆强制拌合，使软黏土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥土，硬结后的水泥土在地基中形成水泥搅拌桩，从而提高地基强度和增大变形模量。
搅拌法加固技术可靠，效果良好，对它的使用效果分析，主要有以下几点：
(1)深层搅拌法可用于10层以下民用建筑软弱地基处理。建筑物实测地基沉降不超过3cm，说明此种加固方法在技术上是可靠的。
(2)可节约大量钢材，造价低，经济效益好；无坍孔、缩颈及邻接地面隆起现象，对邻近建筑物无不利影响。
(3)施工时不需要大的堆料场地，无噪声、振动、排污等环境污染问题。
(4)可连续作业，将地基加固成需要的几何形状，不仅可处理黏土，也可处理可塑状的黏性土与含30％左右粒径小于10cm的杂填土，且处理后不增加地基的附加荷载，可利用桩周面积大的特点，充分发挥较弱地基的承载力，降低地基沉降量。
(5)若遇到地基中有大块障碍时，必须清除后才能搅拌成桩；对中粗砂、砾石地层及硬塑的黏土层也无法进行深层搅拌。
结束语：
在拟定地基加固处理方案时，应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面均应采取相应的措施进行综合治理，严禁单纯对地基进行加固处理，否则，不仅会增加工程费用而且难以达到理想的效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：地基 加固方法 施工技术
Abstract: This paper introduces the commonly used in high-rise building several kinds of foundation reinforcement method, and introduces the applicable conditions, and this paper discusses for the real project selection provides the choice according to the reinforcement method.
Key Words: foundation, reinforcement method, construction technology
中图分类号：U415.6 文献标识码：A文章编号：
前言：当工程结构的荷载较大、地基土质又较软弱(强度不足或压缩性大)、不能作为天然地基时、可针对不同情况、采取各种人工加固处理的方法、以改善地基性质、提高承载力、增加稳定性、减少地基变形和基础埋置深度。下面介绍几种常用的方法。
1.常用的加固方法
1.1 重捶夯实法
重锤夯实法是利用起重机械将重锤提升到一定高度，自由下落，重复夯打击实地基。经过夯打以后，形成了一层比较实的硬壳层，从而提高了地基强度。
重锤夯实法适用于处理各种黏性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基，拟加固土层必须高出地下水位0.8m以上。因饱合土在瞬间冲击力的作用下，水不易排出，很难夯实。另外，在夯实影响范围内有软土存在，或夯击对邻近建筑物有影响时，不宜采用此法。
重锤夯实用的起重设备采用带有摩擦式卷扬机的起重机。夯锤形状为一截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制作，其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。锤底直径一般为0.7~1.5m，锤重不小于1.5t。锤重与底面积的关系应符合锤重在底面上的单位静压力为1.5~2.0N／cm²。
重锤夯实的效果与锤重、锤底直径、落距、夯实遍数和土的含水量有关。重锤夯实的影响深度大致相当于锤底直径。落距一般取2.5~4.5m。夯打遍数一般为6~8遍。随着夯打遍数的增加，土的每遍夯沉量逐渐减少。
试夯及地基夯实时，必须使土处在最优含水量范围，才能得到最好的夯实效果。基槽(坑)的夯实范围应大于基础底面，每边应比设计宽度加宽0.3m以上，以便于底面边角夯打密实。基槽(坑)边坡应适当放缓。夯实前，槽(坑)底而应高出设计标高。预留土层的厚度可为试夯时的总夯沉量加50~100mm。在大面积基坑或条形基槽内打夯时，应一夯挨一夯进行。在一次循环中同一夯位应连夯击两下，下一循环的夯位应与前一循环错开1/2锤底直径，落锤应平稳，夯位应准确。在独立柱基基坑内夯打时，一般采用先周边后中间或先外后里的跳夯法进行。夯实完后，应将基槽(坑)表面修整至设计标高。
重锤夯实后应检查施工记录，除应符合试夯最后两遍的平均夯沉量的规定外，并应检查基槽(坑)表面的总夯沉量，以不小于试夯总夯沉量的90％为合格。
1.2 强夯法
强夯法是利用起重设备将8~40t重的夯锤吊起，从6~30mm的高处自由落下对土体进行强力夯实的地基处理方法。强夯法属高能量夯击，是用巨大的冲击能使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土颗粒重新排列，排出孔隙中的气和水，从而提高地基强度，降低其压缩性，改善砂性土抵抗振动液化的能力。强夯法适用于碎石土、砂土、非饱合的黏性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。地基经强夯加固后，承载能力可以提高2~5倍；压缩性可降低200％~1000％；其影响深度在10m以上，国外加固影响深度已达40m。强夯法是一种效果好、速度快、节省材料、施工简便的地基加固方法。其缺点是施工时噪音和振动声很大，离建筑物小于10m时，应挖防震沟，沟深要超过建筑物基础深度。
(一)技术参数
强夯技术参数包括：单点夯击能(锤重乘以落距)、夯擊遍数、相邻两次夯击遍数的间隔时间、加固范围和夯点布置等。施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工，以取得合适的技术参数。
通常根据加固土层的深度H(m)，按下列经验公式初选单点夯击能。
式中K——经验系数，一般取0.4~0.7；
Q——夯锤重(kN)；
h——落距(m)。
夯击点布置，一般按正方形或梅花形网格排列。其间距根据基础布置、加固土层厚度和土质而定，一般为5~15m。夯击遍数应根据地基土的性质而定。一般情况下，可采用2~5遍，对于粗颗粒土夯击遍数可少些；对于细颗粒土则夯击遍数宜多些。最后一遍以低能量“满夯”，即“锤印”彼此搭接。每个夯击点的夯击数一般为3~10击，最后一遍只夯1~2击。相邻两遍夯击之间间隔时间，取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的部性土地基间隔时间应不少于3~4周；对于渗透性好的土可连续夯击。强夯加固范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计加固深度的1/2~2/3，且不应小于3m。
(二)施工要点
强夯施工前，应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等。并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成损坏。强夯施工必须按试验确定的技术参数进行。以各个夯击点的夯击数为施工控制依据。
夯击时，夯锤应保持平稳，夯位准确，如错位或坑底倾斜过大，宜用砂土将坑底整平，才能进行下一次夯击。最后一遍的场地平均夯沉量必须符合设计要求。雨天施工时，夯击坑内或夯击过的场地内积水必须及时排除。冬期施工时，首先应将冻土击碎，然后再按各点规定的夯击数施工。
1.3 深层搅拌法
深层搅拌法加固软土地基，是利用水泥作固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深部就地将黏土和水泥砂浆强制拌合，使软黏土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥土，硬结后的水泥土在地基中形成水泥搅拌桩，从而提高地基强度和增大变形模量。
搅拌法加固技术可靠，效果良好，对它的使用效果分析，主要有以下几点：
(1)深层搅拌法可用于10层以下民用建筑软弱地基处理。建筑物实测地基沉降不超过3cm，说明此种加固方法在技术上是可靠的。
(2)可节约大量钢材，造价低，经济效益好；无坍孔、缩颈及邻接地面隆起现象，对邻近建筑物无不利影响。
(3)施工时不需要大的堆料场地，无噪声、振动、排污等环境污染问题。
(4)可连续作业，将地基加固成需要的几何形状，不仅可处理黏土，也可处理可塑状的黏性土与含30％左右粒径小于10cm的杂填土，且处理后不增加地基的附加荷载，可利用桩周面积大的特点，充分发挥较弱地基的承载力，降低地基沉降量。
(5)若遇到地基中有大块障碍时，必须清除后才能搅拌成桩；对中粗砂、砾石地层及硬塑的黏土层也无法进行深层搅拌。
结束语：
在拟定地基加固处理方案时，应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面均应采取相应的措施进行综合治理，严禁单纯对地基进行加固处理，否则，不仅会增加工程费用而且难以达到理想的效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。