进行加固处理

进行加固处理（共5篇）

进行加固处理 篇1

摘要：对桥梁施工中应用碳纤维进行加固的施工技术进行了阐述, 并且对未来的发展进行了展望。

关键词：桥梁工程,碳纤维,加固

1 前言

我国在桥梁建设方面已经得到了很大的进步, 公路运行量持续加多, 运行的车辆越来越多, 桥梁载重越来越大, 桥梁的载重持续增加。有一些公路桥梁是在上世纪八十年代修筑的, 因为他们设计的强度不高, 大多都有承载负荷较低的情况。在上世纪八十年代之后修筑的, 有一些都已经开始显露出了故障, 甚至有一部分在使用年限还没到, 就已经出现了各种问题, 对其承受负荷量和使用时间产生了作用。所以, 要对出现故障的公路桥梁进行加固或者改动方案, 保证其能够正常运行, 延长使用时间, 满足现代化发展对桥梁的要求。

2 碳纤维材料特性

使用碳纤维加强塑性, 可行的原理是因为碳纤维是经过一定的制造技术和已经选择好的树脂原料进行综合研制出来的, 碳纤维在应变量应力方面全部都是线弹性, 没有塑性点或者屈服点, 其具备很好的物理力学特征。使用碳纤维布对出现事故的混凝土进行稳固措施, 就是利用碳纤维编制出比较柔软的片形材料。在编制碳纤维片形材料的时候, 要把碳纤维长丝按照一个方向匀称的进行铺设, 用数量比较少的和主方向不一样的方向进行编制, 制作出以主方向承受负荷的柔软片材。其标准抗拉性要在三千兆帕斯卡以上, 弹性要在105乘以2.1兆帕斯卡。要把碳纤维布的能力发挥到最大, 受拉或者受力的配件最好使用CRP材质, 尤其对于纯受拉配件, 在现场建筑中也得到了论证。现在, 使用的碳纤维布, 主要是制约裂缝的形成发展。

3 碳纤维加固补强的施工工艺

3.1 根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理

3.1.1 将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净, 达到结构密实部位。

检查外露钢筋是否有锈蚀, 并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原。

3.1.2 裂缝修补。

缝宽小于0.2mm的裂缝, 用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

3.2 对底层进行涂刷涂料, 因为涂料渗透性好, 能够渗透在砼表面内

3.2.1 把需要使用的主料以及固化材料依据标准要求进行配比, 称量后放在容器里面, 用搅拌设备进行搅拌, 直至颜色已经均匀, 一次搅拌的量要在涂料规定有效的时间内能够涂抹完为依据。

3.2.2 用滚筒进行涂抹, 涂抹的涂料一定要均匀。

3.2.3 等底层的涂料已经凝固之后, 不光滑的地方要用砂纸打磨至光滑为止。

3.2.4 当环境温度在五摄氏度以下, 空气中湿度在百分之八十五以上, 砼表面在百分之八以上的含水量, 可能会有结露出现, 这些情况下都不能进行施工。

3.3 环氧腻子对构件表面残缺的修补

3.3.1 构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平, 修复至表面平整。

3.3.2 内角 (段差、起拱等) 要用环氧腻子填补使之平顺。

3.4 黏贴碳纤维布

3.4.1 为了避免碳纤维布遭受损坏, 在对碳纤维布进行运送、放置、裁剪以及黏贴时, 都不能弯折。在黏贴之前, 使用钢尺和壁纸刀根据所需要的大小进行裁剪, 每一块都不能超过6rn。

3.4.2 编制碳纤维布时, 接头之间要搭接十厘米以上, 横向就不用进行搭接。

3.4.3 按照标准的配比掺入主剂以及固化剂, 使用滚筒对碳纤维布进行压实。

3.4.4 在进行黏贴时, 树脂和片材之间尽可能的不要有空气存在, 可以利用罗拉顺着纤维主方向进行滚压, 使碳纤维布中渗进树脂。

3.5 养护

粘贴碳纤维片后, 需自然养护24h达到初期固化, 并保证固化期间不受干扰。

3.6 涂装

根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面, 涂刷耐火涂层和色彩。

4 碳纤维 (片材) 加固处理要点

在对构造物开展稳固处置之前, 首先卸掉梁板, 撑持着楼顶, 然后按照下面的步骤开展稳固建筑。

4.1 首先对出现事故的混凝土进行表面处理:

清理干净构造物表面已经出现疏松、掉落、腐蚀等不良的混凝土, 显露出构造面。

4.2 根据设计标准对出现问题的钢筋使用M45环氧树脂砂浆

对其进行封闭或者灌封治理, 同时确保保护钢筋的保护层厚度不能比实物少。使用打磨设备打磨光滑保护层, 同时清理干净其表面的杂质, 使需要稳固的部位表面是光滑平整干净的。除此之外, 如果需要黏贴的地方有拐角, 要把拐角的地方使用打磨机磨成圆润的弧形, 其弧形半径不能在二十毫米以下。

4.3 涂刷底层树脂:

用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面, 待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。

4.4 找平处理:

表面凹陷部位用找平材料填补平整, 且不应有菱角。

4.5 黏贴片材:

把已经调配搅拌好的树脂匀称的涂刷在片材上, 黏贴在所需要的位置, 使用滚筒顺着纤维方向进行压实, 挤出中间留存的空气, 使树脂完全渗入在片材中, 在用滚筒压实的时候, 不能用劲太大, 损坏片材。要黏贴多层, 按照上面说的过程反复操作, 能够黏贴下一层的标准是等片材表面干燥后就可以了。假如比六十分钟多, 就需要等12个小时之后, 才能再黏贴下一层。

5 注意事项

5.1 碳纤维片材选择注意事项

编制的碳纤维布是不是匀称, 对其作用起着很大的影响。只有编制的碳纤维布铺设均匀, 受力才会均匀, 如果编制的碳纤维丝铺设的不均匀, 会使纤维布受力不均匀, 不能完全的展现出碳纤维布的能力。所以, 在进行稳固措施时, 选择的碳纤维布匀称性是关键。

5.2 碳纤维 (片材) 粘贴注意事项

5.2.1 在表面处理和粘贴碳纤维片材前, 应按加固设计部位放线定位。

5.2.2 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维片材, 裁剪后的织物宽度不宜小于150mm且不应小于100mm。

5.2.3 将碳纤维片材表面擦拭干净至无粉尘。如需粘贴两层时, 对底层碳纤维片材两面均应擦拭干净。

5.2.4 已经打磨干净的碳纤维片形材料要马上涂抹上具有粘结性质的树脂, 树脂是凸起来的, 厚度不能超过两毫米。

5.2.5 把已经涂抹了具有粘结性质树脂的片材轻轻的黏贴在需要的地方, 用橡胶滚筒进行压实, 在压实的过程中用力一定要均匀, 要顺着主方向进行, 使树脂顺着片材的四周溢出来, 确保片材全部黏贴在需要的地方。在平行方向黏贴片材时, 片与片之间的距离在五毫米以上。

5.2.6 所需位置要黏贴两片片材时, 可以连续放置。如果不能进行连续放置, 在黏贴前就先打理好底层片材, 使其保持干净。

5.2.7 建筑现场的温度最好在五摄氏度以上进行建筑, 同时还要按照树脂所需要的工作温度进行, 如果现场的温度在五摄氏度以下时, 要对树脂进行升温或者采取配套的低温树脂。

5.2.8 在建筑时要想到现场施工环境含水分太多时会对黏贴效果产生不好的作用, 需要黏贴的位置其含水量要在百分之四以下。

5.2.9 在调配树脂时, 要按照产品所需的粘结物质的粘结度进行配比, 经过准确的称重, 倒在容器里面, 用搅拌设备进行搅拌直到颜色均匀了位置。搅拌设备以及容器内不能含有任何一点的杂质或者油迹。每次搅拌的量最好按照现场建筑环境以及建筑进度决定, 要严格掌控好使用时间, 不能超出。

5.2.1 0 为了保证粘贴的质量, 不同季节、不同温度条件下, 应使用不同型号的粘贴树脂, 这样才能对树脂施工的可操作时间和固化时间进行有效控制。

6 对碳纤维加固补强技术的展望

碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时间不长, 但发展很快, 其主要原因在于碳纤维片加固存在较多优点:

a.建筑技术简单快捷, 不需要使用别的辅助支撑物;b.不会增加黏贴碳纤维布部位的重量, 一米的纤维布大概重二百克到三百克之间, 编制的碳纤维布厚度大概的0.111毫米到0.167毫米之间, 树脂也不重, 所以黏贴在结构层上可以忽略其重量;c.对于需要黏贴的部位是什么形状都可以;d.能够黏贴多层。按照设计标准, 可以黏贴很多个片材在一个位置。

7 结束语

随着我国高等级公路的迅速发展, 高速公路桥梁通车里程也在不断增长, 桥梁由于各种原因造成承载力降低、混凝土强度降低或需要提高抗震能力和修补桥梁裂缝, 都可以应用碳纤维布补强技术。

进行加固处理 篇2

关键词：钢筋砼；加筋土挡墙桥台；加固

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2009)35-0038-02

1工程概况

下岭桥位于运城市平陆县境内国道209线K944+405处，原桥为2m～20m后张法预应力空心板桥，桥面宽由9m渐变至11m，下部采用柱式桥墩，桥台采用加筋土挡墙型式，1#桥台高度为20m，2#桥台高度为22m，分3层砌筑。该桥修建于1993年9月。近年来。由于交通量和超限车辆的急剧增加，导致该桥加筋土挡墙桥台整体沉陷、变形，墙身多处壅鼓，加筋土挡墙与桥面铺装之间形成较大空洞，给交通运输和行车安全带来隐患。对此，2007年6月－2007年10月对该桥实施了加固改造。

2技术标准与规范

(1)《公路工程技术标准》JTC B01－2003

(2)《公路桥涵没计通用规范》JTG D60－2004

(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTC D62－2004

(4)《公路加筋土工程设计及施工规范汇编》

(5)《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG 024--85

3技術指标

(1)设计荷载公路－Ⅰ级。

(2)桥面宽度9m～11m。

(3)设计洪水频率1／100。

(4)地震动峰值加速度0.15g。

(5)行车速度40km／h。

(6)跨径2m～20m。

4主要材料

(1)混凝土：桥台钢筋混凝土围箍框架、平面框架C30砼。

(2)钢筋。

(3)普通钢筋：直径≥12mm采用Ⅱ级和Ⅰ级钢筋。

直径<12mm采用Ⅰ级钢筋。

技术指标符合CBl31013－91、GB1499－98规定。

(4)钢板：采用A3钢板技术指标符合CB700-97规定。

5加固方案

(1)拆除原桥面，在加筋土挡墙桥台桥面铺装层下增设C30钢筋砼框梁。1#桥台长24m，每12m设置1道伸缩缝，内填沥青麻絮。2#桥台长42m，在15m和30m处各设置1道伸缩缝，内填沥青麻絮。

(2)加筋土挡墙桥台采用现浇C30钢筋砼“井”字框架加固，每10m～15m设置1道自上而下的变形缝，现浇C30钢筋砼框架在变形缝处断开，内填沥青麻絮。

(3)钢筋砼框梁与桥台立面框架顶横梁联结成一体。

(4)桥台上下级墙框架横梁长度根据锥坡高度进行调整，至少伸人锥坡内50cm。

(5)桥面铺装采用5cm沥青砼+12cm钢筋砼。拆除原桥伸缩缝，采用Cd-40型伸缩缝。修复防撞护栏70m。

6施工工艺

(1)以原桥桥台搭板处标高为控制点。对主桥桥面、桥台及桥头引道进行详细水平测量，绘制纵、横断面图，计算填挖厚度，以保证桥面平整，桥台与主桥标高衔接顺适。

(2)钻孔定位。施工前先对加筋土面板裂缝进行封抹，然后依照设计图纸，按照所给尺寸在加筋挡土墙纵横方向放线定出横梁与立柱的准确位置，在横梁与立柱的中心线上，分别标识出每个断面各个钻孔的准确位置。钻孔方向应平行于加筋土挡墙桥台侧面，钻孔前用经纬仪定出方位角，以便在钻孔过程中控制钻头的前进方向。

(3)水平钻孔。两侧桥台分别取6个断面钻孔，自上而下①A-A'和B-B'断面均在结点处钻孔；②C-C'、D-D'和E-E'断面每间隔1.7m钻一个孔，钻孔位置均在结点处和横粱的跨中处；③F-F'断面每根横梁处钻3个孔，钻孔位置在每个结点处和横梁的1.1m和2.3m处。对加筋土挡墙钻孔应分排自下而上，每排每批钻孔间距不小于3m，钻孔直径为10cm，钻孔位置设在面板的横缝上。不能设在面板拉带设置处。成孔后灌浆，水泥浆凝固强度达70％以上后，再进行下一批钻孔。两侧桥台钻孔可同时交替进行流水作业，但必须下排钻孔凝固后再进行上一排钻孔，以保证桥台在施工过程中的安全。

(4)对拉锚固筋。对拉锚固钢筋采用闪光对焊。焊接前先进行试焊。合格后再正式施焊。对拉锚固筋一端先在弯曲机上做成弯钩。钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计要求，另一端待穿入后再与事先做好的弯钩焊接，每一个孔内对拉两根或三根钢筋时。应注意保证焊接口错开，不在同一断面上，①A-A'断面每个孔内放置1根￠18和1根￠25钢筋；②B－B'断面每个孔内放置1根￠18和2根￠25钢筋；③C-C'断面结点处钻孔内放置3根￠25钢筋，横梁跨中钻孔内放置2根￠18钢筋；④D-D'和E-E'断面结点处钻孔内放置3根￠28钢筋，横梁跨中钻孔内放置2根￠25钢筋；⑤F-F'断面结点处钻孔内放置3根￠28钢筋，横梁1.1m处钻孔内放置3根￠25钢筋，横梁2.3m处钻孔内放置3根￠18钢筋。

(5)钻孔封口。钻孔完成加入配置钢筋后，应立即用水泥砂浆对孔口进行封抹，并预埋注浆管，用注浆以一定的压力压浆注入，直至注浆管口有水泥净浆流出方可停止注入。

(6)钢筋连接。伸出孔外钢筋要与现浇C30钢筋砼框架立柱钢筋绑扎在一起，端头均现浇在框架内。两层结点加强钢筋网均与框架立柱钢筋焊接。钢筋接头采用搭接电弧焊时，要求双面焊缝，其长度不小于5d，如双面焊缝有困难可采用单面焊缝，其长度不小于10d。加强钢筋网网片结点及与框架立柱钢筋的连接全部采用电焊焊接。

(7)浇筑加筋土挡墙桥台框架。在加筋土挡墙三个外露面处搭设钢管架，采取平行与流水作业相结合，设置C30钢筋砼围箍。紧贴原土挡墙面板。现浇C30钢筋砼框架时。每10m～15m设置一道自上而下的变形缝，内填沥青麻絮。桥台上下级墙框架横梁根据锥坡高度进行调整，但横梁伸入锥坡内至少50cm。在挡墙错台顶部设2％的排水横坡，用水泥砂浆防护。横梁间距与桥台立面“井”字框架间距一致。内填C15贫水泥混凝土。

(8)桥面铺装。桥台桥面采用C40钢筋砼铺装，铺装时，预留好伸缩缝位置，并将防撞护栏、伸缩缝、泄水管等有关预埋件埋入。

7施工质量控制

(1)推行全面质量管理，建立健全质量保证体系。项目部成立质量管理领导组，项目经理任组长，副经理、技术负责人任副组长，项目部设专职质量检查工程师，队、班设专职质量检查员。质检人员跟班作业，随时掌握施工动态，定期召开质量分析会议，及时解决施工过程中出现的问题，不断改进施工方法，提高施工质量。

(2)严把材料进场关。材料选用是工程质量控制的重点，为确保工程质量，所用施工材料全部采用国标材料，水泥采用高标号桥梁专用水泥，钢筋采用国标钢筋，砂采用水洗中粗砂。所购材料三证齐全，进场后按规定抽检，不同品种、不同规格分别堆放，并插牌标识，使原材料始终处于受控状态。

(3)严把工序质量关。确立自检、互检与交接检查相结合的质量“三检”制度，建立工前试验、工中检查、工后验收的工作制度，各负其责，各把其关。上道工序检验合格后，方可进行下道工序的施工，形成层层监督、环环紧扣的激励机制，使各道工序施工质量得到保证。

进行加固处理 篇3

1 采空区对路基的影响

公路路基下伏煤矿采空区是一类特殊的岩土工程问题。采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的“空洞”, 隐伏性强、空间分布规律差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测。在采空区上方修建公路时, 公路路基的承载力及稳定性受采空区顶板的沉陷变动影响极大, 会出现突然塌陷、开裂、隆起等, 造成路面局部破坏, 产生裂缝、波浪状起伏、凹陷等病害。公路路基下伏的采空区给公路建设带来了巨大困难, 一般尽量避开。但是, 在公路建设中, 又不可避免地要穿越采空区, 相应地给路基、路面及桥隧等的正常运行带来风险与潜在危害。

近年来, 随着我省高速公路建设的飞速发展。晋焦高速、太旧高速等都不可避免的遇到了煤矿采空区难题, 进行了一定的试验研究, 取得了不小的成果。从总体效果来看, 采空区治理最有效的处治是进行填充, 是提高采空区稳定性最有效的方法。2009年, 河北进行了尾矿回填矿山采空区的充填采矿技术推广, 取得了明显的环境效益、资源效益、经济效益和社会效益。总体上说, 在我国, 采空区公路建设尚处于初步阶段, 特别是对于多层复杂煤矿采空区的处理问题尚缺乏成功经验。

城市垃圾是城市中固体废物的混合体, 包括工业垃圾, 建筑垃圾和生活垃圾。我国是世界上城市垃圾包袱最沉重的国家之一。据统计, 目前全国城市垃圾历年堆放总量高达70亿t, 绝大部分是露天堆放, 造成了土地浪费, 不仅影响城市景观, 还容易造成二次污染等。城市垃圾处治方式主要有填埋、堆肥、焚烧, 其中在我国以填埋为主要处理方式, 不仅占地面积大, 还存在严重的二次污染。

有学者提出, 将地面堆放的城市垃圾处治与地下采空区填充治理理念相结合, 利用城市垃圾填充采空区, 变两废为两利, 从而遏制环境污染, 减少国土损失, 寻求人和自然的和谐统一。

2 城市垃圾填充采空区的研究现状

在目前, 采空区加固主要有封闭、崩落、加固和充填四类方法。其中, 填充法是使用充填材料对采空区进行充填处理, 使得充填体与围岩共同作用, 达到有效控制地压和防止地表塌陷等目的, 是最有效、最彻底、环保效果最好的加固方法。

2.1 传统的采空区填充加固措施

在我国的金属矿山中, 充填开采技术成熟, 应用较多。在煤矿中, 已经推广如膏体充填、矸石充填、无煤柱充填等充填技术并进行实践研究, 取得了一些成果。但是, 全国上万座矿山, 历年累积的井巷、采空场面积巨大, 有效的处理方法是胶质 (高聚物) 充填, 其成本太高 (包括填充材料及设备等) , 且工程量大、工艺复杂、效率相对较低, 充填技术在煤炭行业应用不广泛。因此, 在采空区治理中, 主要得通过降低充填材料成本和选择各类充填置换方法来实现有效治理。

2.2 利用城市垃圾充填采空区开展的一些研究

利用城市垃圾充填采空区的基本思路是:将经过集中、筛选、分类回收后废弃的固体垃圾废弃物, 进行预处理后, 用于采空区填充, 从而提高地表稳定性。可以看出, 进行城市垃圾和采空区的复合处理, 不仅有利于城市垃圾的洁净处理, 而且还有利于采空区灾害的治理和国土资源的再生利用, 从而形成垃圾处理产业格局, 降低垃圾处理费用, 避免垃圾堆放占地。

目前, 在我国利用城市垃圾充填采空区的研究较少。2000年, 中国科学院武汉岩土力学研究所谷志孟等提出了关于用城市垃圾回填矿山采空区的环境治理问题, 为城市垃圾处理和解决矿山采空区的问题提供了新思路。2002年, 冯长根提出了用城市垃圾充填采空区是缓解耕地紧缺和填埋垃圾占地的一种良好方法。2009年, 河南科技大学李一帆等以某城市垃圾充填附近矿山采空区为例, 采用离散单元法对利用垃圾充填和自然崩落两种采空区处理产生的力学效应进行了分析。可以看出, 在我国, 利用城市垃圾进行采空区处治的应用尚无实例, 处于起步阶段, 还需要探索和研究。在国外也没有关于这类型的学术文献和应用实例。可以说, 开发和研究利用城市垃圾进行采空区处治, 是一项开创性的环境综合治理举措。

将城市垃圾的消纳和采空区处治作为一项系统工程, 是行之有效的环境综合治理方法, 有利于推进经济和环境的可持续发展。将其应用于公路穿越采空区的地基加固, 对于解决公路穿越采空区这一难题, 大幅降低工程成本具有重要意义, 具有广阔的应用前景。

3 利用城市垃圾进行采空区路基加固需解决的问题

山西煤炭资源分布广泛, 采掘历史悠久。在过去几十年的公路建设历程中, 大部分高速公路和部分一、二级公路都遭遇到了采空区这一难题, 给公路建设增加不小的难度。公路穿越采空区, 一般通过采空区注浆处治的方法解决, 还有跨越法、强夯法、开挖回填法等, 总的来说成本较高。

在交通部颁布的JTG/T D31-03-2011采空区公路设计与施工技术细则中, 对公路穿越采空区的地基容许变形、回填料压实度、回填质量控制标准等提出了很高要求。

表1为《采空区公路设计与施工技术细则》中的公路穿越采空区的地基容许变形值。

采空区的移动变形具有隐蔽性、复杂性、突发性、长期性等特点, 公路穿越采空区时, 其路基处治的质量直接决定着公路建设和使用质量。利用城市垃圾进行采空区加固在我国仅是起步阶段, 将其应用于路基加固, 投入工程实例, 还需要解决好以下几个技术问题:

1) 需解决垃圾的分类及压缩固化技术, 固化后的承载性能技术;

2) 在地基加固中, 垃圾材料充填的方法、工艺与设备等技术;3) 必须考虑到城市垃圾填充后有可能导致的新的环境问题。把城市垃圾的消纳和矿山采空区的处理复合成一项系统工程, 使两害变为两利, 推进社会经济与生态的可持续协调发展, 具有广阔的推广应用价值。

4 结语

在我国, 采空区沉陷造成的地质灾害及城市垃圾堆积产生的危害十分严重。将城市垃圾处理与采空区充填技术相结合, 是一种行之有效的环境综合治理新思路。利用城市垃圾充填采空区的技术进行采空区地基加固, 解决好亟需解决的几个关键问题, 可丰富资源开采充填和垃圾处理方面的科学理论, 对于提升我国在相关领域的国际地位起到积极作用, 对于我国社会经济与环境的可持续协调发展具有重大的现实意义。

参考文献

[1]刘音, 郭晓葭.城市垃圾充填煤矿采空区控制地表沉陷技术研究[J].山东科技大学学报 (自然科学版) , 2010 (4) :7-9.

[2]谷志孟, 白世伟.利用城市垃圾充填废弃采矿空场的环境综合治理建议[J].科技进步与对策, 2000 (1) :54-56.

[3]王亚伟.公路下伏采空区处治技术研究[J].山西交通科技, 2013 (1) :10-11.

地基方案的选择及加固处理技术 篇4

关键词 工程地质；地基；方案；加固

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0141-01

工程地质勘察是工程建设的首要阶段，其勘察成果是基础设计的主要依据之一。我国地域辽阔，地质情况复杂多变，从沿海到内地，由山区到平原分布着多种多样的地基土，这些不同成因的岩土工程特性（压缩性指标、抗剪强度指标，孔隙比、含水量及液性指数等）差异很大。因此，在工程地质勘察中查明其成因类型、分布规律、埋藏条件及其土的性质，针对各种复杂的工程地质条件，在保证工程设计和工程建设质量的前提下，充分挖掘地基土的潜力，合理地选择地基与基础设计方案，可降低工程造价，缩短建设工期。地基的处理方法众多，每种处理都有各自的局限性、使用条件和优缺点，我们应该针对具体工程、具体要求来选择不同地基处理方案。

1 地基基础的方案选择

不同地基岩土宜选用不同基础方案。

1.1 天然地基

在工程建设中，应充分利用地基土的工程地质条件，尽可能地选用天然地基。自然界土层的物理力学性质指标及地基承载力差别较大，在考虑选用天然地基时，应结合基础形式及上部结构综合考虑。首先应选择上部承载力较高的土层作为天然地基持力层，并验算其下卧层的承载力是否满足要求，如不满足要求，可使基础尽量浅埋，以增加持力层的厚度，但应满足冻土深度要求；也可以加宽基础以减小上部结构对地基单位面积承载力的要求。选择天然地基时应满足地基承载力、地基变形及边坡稳定三个条件，一般当地基土的承载力较高、压缩性较小且比较均匀时，满足承载力要求时也会满足变形和稳定的条件，即可选用天然地基。但对于地质复杂、土质不均、地基软弱、建筑物荷载很大或结构荷载相差悬殊时，即使承载力满足要求也需进行变形验算，两者均满足要求时方可选用天然地基。对于经常受水平荷载作用的高耸构（建）筑物、挡土结构以及建造在斜坡上的建（构）筑物或开挖深基坑及遇有软弱土层时，需进行稳定性验算，满足要求后方可选用天然地基。

1.2 软弱粘性土

对于厚度较大的软弱粘性土可采用换土垫层法、灰土桩、深层搅拌法、抛石挤淤、设置砂桩或排水带堆载预压固结法等提高地基承载力。对于面积不大及埋藏较浅的软弱粘性上可挖除后回填或将基础加深，对于宽度不大的条形基础可采用基础地梁跨越。

1.3 饱和粉细砂、饱和粉土

在处理液化地基土时，应根据液化等级及建筑物的性质综合确定处理方案。如对于丁类建筑物轻微及中等液化场地可不采取措施，严重液化场地可对基础和上部结构处理。对于丙类建筑物轻微液化及中等液化场地可加强基础和上部结构，严重液化场地应全部消除液化沉陷或部分消除液化沉陷影响并且对基础和上部结构处理。对于乙类建筑物轻微液化场地可部分消除液化沉陷或对基础和上部结构处理，中等液化场地可部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理，严重液化场地应全部消除液化沉陷影响。对于需全部消除液化沉陷影响的场地，处理深度应大于液化深度下限，改善排水条件和增加土的密实度是处理液化地基的有力措施。振冲挤密碎石桩及振冲置换碎石桩可有效地消散超孔隙水压力，增加土的密实度。强夯法和灌浆法可增加土的密实度。也可采用桩基础将桩端深人液化深度以下稳定的土层中。用非液化土替换全部液化

土层。

1.4 湿陷性黄土

处理陷性黄土，应根据湿陷类型、湿陷范围、湿陷深度、场地的工程地质条件以及建筑物的类型综合确定。可选择部分消除地基的湿陷性和全部消除地基的湿陷性。处理深度可根据建筑物的性质和湿陷等级综合考虑。垫层法和灰土桩、上桩适合处理小范围的单体建筑物。强夯法及预浸水法适合处理大面积的湿陷性黄土。

1.5 膨脹土

膨胀土具有膨胀与收缩性，压力和含水量是影响膨胀与收缩的重要因素。此类土应调查当地的水文地质条件和区域气候条件，测定土的含水量、自由膨胀率和不同压力下的膨胀率，确定地基的胀缩等级。根据场地的工程地质条件、水文地质条件的复杂程度、以及对建筑物产生的影响可选用天然地基，因荷载较大的建筑物能抵消地基的膨胀力，起到控制地基变形的作用，使地基变形变小，选用天然地基时，最好选择三层以上的建筑物。对需进行处理的膨胀土，应考虑湿陷深度、厚度及地下水位的影响。

1）当膨胀土埋藏在地表下3 m左右且膨胀土较厚或地下水位较深时，尽量利用上部的地墓土，将基础浅埋，合理选择基础形式，减小地基胀缩变形量。2）当膨胀土埋藏在地表下2 m～3 m，土层厚度在1 m～2 m

时，可全部挖除膨胀土并用无胀缩的粘性土、灰土及砂替换。3）当膨胀土埋藏较浅但土的厚度较大时，可采用换土垫层法进行处理。4）当膨胀土埋藏较深且土的承载力满足不了较高层数及载荷较大的建筑物的要求，可采用桩基础。

1.6 杂填土

杂填土一般不宜采用天然地基，但对于建筑垃圾和性能稳定的工业垃圾在采取机械压实措施加固基础并达到一定有效深度及加强上部结构刚度的措施后，仍可作为一般建筑物的天然地基持力层，但其地基承载力应根据载荷试验或其它原位测试手段取得。

2 地基加固处理技术

地基处理的对象主要包括软土地基和特殊土地基。

2.1 排水固结法

排水固结是在建筑物建造之前，在场地上堆载预压，使土体中部分孔隙水逐渐排出，达到地基固结，沉降提前完成，土体强度逐渐提高的目的。适用于各类淤泥、淤泥质土及其他类饱和软粘土。排水固结法除了设置不同间距和深度的砂井或塑料排水带外，必须具有一定的预压荷载和预压时间。预压荷载可通过堆载在地基中形成超静水压力来实现排水固结，即正压固结；如无条件施加预压荷载，可采用真空预压、降水预压、电渗排水等方法在地基中形成负超静水压力来实现排水固结，即负压固结。而预压时间须通过理论计算来确定。

2.2 密实法适用于非饱和的各种粘性土类

1）碾压法：利用压实机械，如：压路机、羊足碾等碾压机械对土进行压实。2）夯实法：利用冲击能来击实地基。按冲击能大小，分为重锤夯实和强夯两类。①重锤夯实：用起重机械将夯锤（锤重15 kg~30 kg）提高到一定高度（落距2.5 m~4.5 m）后，令其自由下落，利用冲击能量将地基夯实；②强夯法：夯击能量特别大，锤重100 kg~400 kg，落

距6 m~40 m。强夯后地基强度提高过程可分为强制压缩或振密、土体液化或结构破坏、排水固结压密、触变恢复和固结压密四个阶段。3）振密挤密法：将带桩靴的工具桩管打入软弱土层中，挤压土壤形成桩孔，从侧向将土挤密，然后再在桩管中灌入砂石或素土、石灰、灰土等填充料进行捣实，随着填充料的灌入逐渐拔出桩管，形成柔性桩体，并与原地基形成一种复合型地基，从而改善地基的工程性能。这种方法最适用于加固松软饱和土地基。根据施工方法和灌入材料不同，分为沉管挤密砂（或碎石）桩、振冲碎石桩、石灰桩、灰土桩、渣土桩等。

2.3 换填法

当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，可采用将基础下一定范围内部分（或全部）软土挖去，然后再回填强度较大的砂、碎石或素土等材料，经夯实处理使之成为建筑物基础的持力层。换垫法处理地基时按换填所用材料分为砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层等。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟（塘）的浅层处理。

2.4 胶结法

将某些能固化的化学浆液，采用注入或机械拌入的施工方法，把土颗粒胶结起来，从而改善地基土的物理力学性质。主要有注浆法、深层搅拌法。注浆法是利用液压、气压或电化学方法，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以充填、渗透等方式，进入颗粒之间的孔隙或土体裂隙中，将原来松散的土体胶结成一个整体，形成强度高、防渗和化学稳定性好的固结体。按注入材料分为水泥注浆和化学注浆两类。深层搅拌法有粉喷桩及水泥搅拌桩，粉喷桩施工时，至设计孔深后，将钻杆端粉喷头以一定的速度边旋转边提升，喷粉系统以一定的喷粉压力将水泥定时、定量喷向搅拌的土体；水泥搅拌桩原理与粉喷桩相同，将一定水灰比的水泥浆喷入搅拌的土体中，以提高地基土的承载力。

2.5 特殊土地基处理

1）湿陷性黄土地基处理的机理是破坏湿陷性黄土的大孔结构，全部或部分消除地基的湿陷性，从根本避免或削弱湿陷现象的发生。常用方法有土（灰土）垫层、重锤夯实、强夯、化学加固、土（灰土）桩挤密等。

2）膨胀土地基应根据膨胀土的胀缩性、埋藏深度和厚度以及大气影响深度等因素来确定是否进行处理。当膨胀土位于地表下3 m，或地下水位较高时，一般不做处理。否则应用砂、碎石等材料进行换填，换填厚度应按设计确定。

3）在建筑场地范围内有岩溶、土洞和红粘土地基时，应综合考虑岩溶发育情况、土洞大小、红粘土的工程特性，结合工程要求、施工条件、经济与安全等方面问题，合理选择地基或结构处理方案。

3 结束语

上述各种地基处理方法都有各自的特点和作用机理，在不同工程地质中产生不同的加固效果。因此，须对每一具体工程进行综合考虑，通过对几种可能采用的地基处理方案进行技术经济比较，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案。

参考文献

[1]赵维炳,施建勇.地基处理及基础工程[M].中国水利水电出版社,2002.

[2]陈洪江.工程地质与地基基础[M].武汉理工大学出版社,2008.

岩土工程地基加固处理方法探讨 篇5

【关键词】岩土工程；地基加固；地址勘察；不均匀地基

1、工程概况

本次研究所涉及到的工程为某住宅小区#3、#4号楼，两栋楼房的建筑重要等级均为二级，尚处于详勘阶段，全部为地上建筑，建筑面积分别为7354m2和2443m2，均为框架结构。

2、工程所在地地质条件

2.1地层

经过勘察发现，在钻探深度范围内，工程所在地的地层由下至上根据成因的不同可分为基岩层（C）、残积层（Q4e）l、第四系冲击层（Q4a）l、第四系人工填土层（Q4m）l。施工现场范围内的各岩土层物理学指标、性状的变化较为明显，现总结如下：

（1）基岩层（C）经过勘探，施工现场范围内的基岩主要为灰岩和石炭系细砂岩，发育强~微风化带。

（2）残积层（Q4e）l残积层主要由颜色不同的粉质粘土（③）组成，可塑性较强，且含有少量的强风化灰岩碎片和铁质结核，少部分地区夹有粉土层，湿度较高。

（3）第四系冲击层（Q4a）l根据性状不同，该层从上至下依次为粉质粘土（②1）、淤泥

质粘土（②2）、中粗砂（②3）、淤泥质粉砂（②3a）、粉质粘土（②4）、中粗砂（②5）、粉质粘土（②6）、淤泥质粘土（②7）。

（4）第四系人工填土层（Q4m）l该层主要由颜色不同的素填土（①）组成，结构较为松散，

含有少量碎石和碎砖块，其底部夹有一层较薄的灰褐色耕土。本层厚度约1.6-2.0m，分布于整个施工场地。

2.2地下水

工程所在地的地下水主要存在于冲击层的灰岩裂隙溶洞和粗砂层中，前者属于基岩裂隙水，分布非常不均匀；后者属于孔隙潜水，由大气降水补给，水量较为丰富。

3、对岩土工程的分析和评价

3.1场地、场地土类别

根据《建筑抗震设计规范》中的有关要求，工程所在地的抗震设防烈度为VI度，整个工程均处于该区范围之内，因此建筑物需按照国家有关标准的要求设防。由于施工现场并没有对剪切波速值提出实测要求，因此根据《建筑抗震设计规范》中的内插法对剪切波速值进行估算，其中①层为140m/s，②1层为175m/s，②2层为100m/s，②3层为175m/s，②4层为212m/s，②5层为200m/s，②6层为200m/s，②7层为100m/s，③层为225m/s。根据施工现场土层的平均厚度计算出等效剪切波速值vse=168.4m/s，场地土的类型为中软土，基岩埋深11.7m-15.6m米，属II类，根据场地类别对其进行分组，设计特征周期等于0.35s，建筑物抗震为可进行施工建设的一般场地。根据《建筑抗震设计规范》中的有关方法，施工场地地震的基本烈度为VI度，设计的基本加速度为0.05g，建筑物应按照有关规定设防，但不需要考虑砂土地震液化的问题。通过岩土工程勘察，可知场地为中等复杂场地，地基为中等复杂地基。

3.2施工现场的适宜性和稳定性

根据钻探勘测的结果，施工现场位于石灰岩替代，尽管在勘测时没有发现断裂层，但是在下伏岩地带存有一定数量的溶洞，属非均匀地基，影响场地的稳定性，因此只有在对其进行有效处理后方可进行地面建筑的施工。

4、地基稳定性验算和有关加固处理方法

4.1稳定性验算

对于非均匀地基，除了要按照有关标准和规范的要求对地面建筑物的倾斜、差异沉降和沉降等特征进行分析外，还要根据建筑物重要性的具体情况对其进行稳定性验算，但是国内外对于这一问题的文献记录相对较少，使得不少岩土工程师在进行相关内容的处理时仅仅以对基地稳定有利或有害轻轻带过，缺乏具体的说明，让设计人员的合理设计变得缺乏依据。国外研究人员以地基整体破坏原理为基础，利用刚体平衡理论，假设塑性展开区的深度为1/3或1/4，并在此基础上对地基的承载能力进行分析，该方法对于做好整体稳定性分析工作具有重要的指导意义。而《建筑抗震设计规范》终则建议通过圆弧法对相关数值进行验算，也就是最危险的滑动面上的力对滑动中心所产生的抗滑力矩MR与滑动力矩MS应符合以下关系，即：K=MR/MS≥1.2根据稳定安全系数，可通过下面的公式进行计算：K=R（Wicositani+ci li）(p-pc)bx+Hz公式中的R代表的是圆弧半径，Wi表示土条重量，ci表示土的抗剪强度，li表示土条的内滑弧长度，p-pc为基底附加压力的平均值，x表示附加压力的中心到滑弧圆心的水平距离，H表示水平外力。该式仅适用于偏心荷载建筑物整体稳定性的计算，结果的精确度主要取决于滑弧深度的选择是否合理、准确，只要能够准确测定滑弧深度，那么地基土地的整体破坏范围也就能够得到确定。根据以往工程对于地基土圆弧滑动稳定性的验算结果以及塑性区的展形范围，可以认为在基础外角点底面以下，1/4基础宽度范围内，且这一点与地面的连线夹角为45°-/2的验算范围可以满足建筑物的使用需求。通过前面介绍的公式对有关内容进行验算，直到结果满意，或者通过采用增强滑带土抗剪强度的方法来对地基稳定性的安全系数进行重新计算。

4.2对不均匀地基的加固处理方法

不均匀地基的岩土横向和纵向上的物理学性质往往存在着一定的差异，其反力集中的现象往往比均匀地基更加明显，如果在进行基础设计时没有采取有效措施对其进行处理，就容易给工程埋下安全隐患。所以，在对此类地基进行基础设计的时候，除了要首先沿着纵横向设置钢筋外，还要采取以下几方面措施对其进行处理：

（1）工程中的不同建筑物要尽量采取不同型式的地基。

（2）如果建筑物是建造在不均匀的地基土上，应该适当增加其基础刚度。

（3）层数较多的钢筋混凝土结构房屋的单独柱基应该沿着纵、横两个主轴的方向设置系梁，尤其是那些各柱基重力荷载代表值的差异非常显著的柱基或者埋深差异较大的基础。

（4）同一个建筑物的基础不应该设置在岩土性质截然不同的地基岩土层上。

（5）设置在不均匀地基岩土上的桩基础，其顶部和底部应该设置大于1m的箍筋加密区，如果采用的是预制桩则应采用高强度的预应力管桩。

（6）桩基除了要设置桩帽和桩承台外，还要沿着纵横主轴的方向设置系梁，尤其是那些桩底持力层差异非常大的桩基础。

（7）对于设置在不均匀地基上的底、内框架房屋和多层砌体房屋应设置相应的基础圈梁。

5、基础方案分析

5.1天然地基浅基础的可行性分析

根据工程施工特点以及施工现场的实际条件可知，#3、#4号楼的荷载较大，而浅部地基土的承载能力却偏低，在软弱地基土层还存有一定数量的埋藏较深的溶洞，同时施工现场的地下水资源较为丰富，不适于采用換层法对地基进行处理。天然地基无法满足建筑物荷载的需求，因此不能采用天然地基浅基础型式。

5.2人工复合地基浅基础的可行性分析

#3、#4号楼的施工应采用CFG桩法或深层搅拌桩对上部地基的土层进行加固处理，使其能够满足建筑物基础部分对于地基承载力的要求，以层④作为桩端的持力层，预计桩长约在11.7-15.6m的范围内，实际搅拌深度应根据场地的实际条件进行相应的调节，并配以地基浅基础———条形基础。对于搅拌桩承载力特征值的计算可以通过现场单、复合多桩地基荷载的试验来进行，在初步设计时可参照《建筑地基处理技术规范》中的有关要求进行处理。

6、结语

（1）勘察和分析结果表明，施工现场的地势较为平坦，但是场地的稳定性在很大程度上受隐伏岩溶的影响，所以在采取相应的措施进行处理后方可进行本工程的建筑施工。

（2）#3、#4号楼应采用CFG桩法或深层搅拌桩对上部地基的土层进行加固处理，使其能够满足建筑物基础部分对于地基承载力的要求，并配以地基浅基础———条形基础。

（3）由于施工现场地下水埋藏较浅，因此在采用浅基础时，基础部分均会设置在水位线一线，因此在开挖前要做好疏通和排水工作，并尽量避免造成扰动。在施工结束后，要严格限制相应范围内的地下水抽取，避免因水位的急剧下降而增加地基砂土层的有效应力，防止地基不均匀沉降的发生。

（4）要进行相应的荷载试验，对复合地基的承载能力进行测试，以便为设计和施工提供更多的数据依据。

参考文献

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