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摘要:本文分析了房屋地基病害的原因,提出了几种解决的方法,供大家参考。
关键词:房屋地基;加固;方法
Abstract: This paper analyzes the reasons of the house foundations disease, and proposed several solutions, for your reference.Key words: housing foundation; reinforcement; method
中图分类号:TU7 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)
在房屋修缮工程中,针对地基发生有害变形的原因,辅以其它措施消除变形因素,稳定地基。
1 房屋地基病害的原因
1.1 地基变形在其上部结构状态的反映
地基处于地下隐蔽部位,为了判明地基是否有病害以及产生病害的部位和原因,以制定切实有效的防治措施,因此,很有必要掌握各类地基有害变形在上部结构的变化状态特征。
1.1.1濕陷性黄土地基的湿陷变形。黄土是第四纪地质年代干旱气候条件下的沉积物,其主要成分是粉土土粒。黄土在我国分布很广,黄土多数是属于湿陷性黄土(后面所属黄土均指湿陷性黄土),其特点是:孔隙比较大(孔隙比一般1左右),具有肉眼可见的大孔隙;在干燥状态下,土的抗剪强度较高,承载能力较大,压缩沉陷量很小;一旦遇水浸湿后,土的抗剪强度显著降低,对房屋造成较大的危害。
1.1.2 膨胀土地基的胀缩变形。一般处于坚硬或硬塑状态,强度较高,压缩性较小,但是因其颗粒成分主要有亲水性矿物(蒙脱石、伊利石)组成,故具有吸水性大、湿胀干缩性大的特点。 因为膨胀土的体积随含水量而变化(吸水自由膨胀率在 40%以上),故建造在膨胀土地基上的建筑物,会受到反复的、不均匀的湿胀干缩变形的影响,若设计时处置不当,就会导致建筑物开裂破坏,并且不易修复。
1.1.3松软地基的不均匀沉降,其大小不仅与土的性质、土质分部情况及基底压力大小和分布有关,而且与房屋上部结构和基础的刚度有关。不同刚度的房屋,具有不同的沉降分布曲线,房屋刚度越大,地基的不均匀沉降就越小,其沉降分布曲线就趋于平直。
1.1.4 季节性冻土地基的冻胀与融陷。如果地基土颗粒较细(如粉土、粘性土)而潮湿,其温度降低至0℃以下时,便会冻结而成冻土。在我国黑龙江、吉林、辽宁和新疆等省,冻土深度可达1~2m,局部地区可达2m 以上,在土冻结时,其体积发生明显膨胀,地面隆起,成为冻胀现象;而当气温升高时,冻土中的冰融化成水,图纸变软,强度大大降低,在外部压力作用下,便会发生较大的沉陷,开裂破坏、塌陷或倾斜。影响地基土冻胀力大小的主要因素:土颗粒的粗细、图的含水量、水文地质条件及土的温度。 土颗粒愈细、含水量愈大、图的温度愈低,则冻胀力愈大;当土中水分有水源补给时,董长利有可能成倍增长。可能使上部墙体引起裂缝。
1.2 地基病害产生的原因
一般是地基的病害由勘察、设计、施工和使用过程和维护不当造成的。另外,各种灾害、环境的影响也可能引起或扩大病害。
2 地基的加固方法
松软地基、膨胀土地基及湿陷性黄土地基部属于软弱地基。建造在软弱地基上的房屋,当地基发生了较大的有害变形,引起基础和上部结构出现较严重的病害时,或因旧房需夹层改造而地基承载力不足时,应首先考虑对地基进行加固处理,提高地基承载力。下述几种方法可供选用:
2.1 剂密法
是指利用打拨管设备,将下端带合瓣式桩尖的桩管借冲击锤或振动锤打入地基土中成孔,在拨出管后或拨管时,向孔内填入中粗砂、碎石、灰土(生石灰碎块与粘土组成)、灰砂(石灰粉与粉煤灰组成)、素土等材料,随填随捣实而成。该法主要运用于人工填土、疏松沙土及超市黄土地基的加固。
2.2 高压旋喷注浆法
高压旋喷注浆法是在普通地质钻机的钻杆(直径50mm 或40mm,每节长1~3.5m)底端,加安一个特制喷嘴,党钻至预定深度后,借压力为 20~30MPa 的高压泥浆泵,将可凝固的化学浆液或水泥浆(目前一般采用掺速凝早强剂的水泥浆)压送并从喷嘴射向主体,同时使钻杆以一定速度(20r/min)边旋转边提升,由于高速喷出的浆液使杆端周围土体的结构遭到破坏,浆液与土颗粒的混合物凝固后,便成为具有一定强度的圆柱状固结体(叫旋喷桩),从而达到加固地基的目的。
2.3 深层搅拌法
2.3.1 注浆搅拌法 这种方法是用水泥浆作固结剂,用灰浆泵压送,通过特制的深层搅拌机八水泥浆注入软土地基中,并将软土就地和水泥浆强制搅拌混合,使软土硬接而成为具有一定强度的固结体(水泥土),这些固结体与其余原土组成复合地基,达到提高承载力的目的。这种方法所用主要施工机具包括:深层搅拌机、起重机或提升机、灰浆搅拌机、灰浆泵、贮浆桶及输浆管等。 深层搅拌机有单轴叶片喷浆和双轴中心管喷浆等几种。
2.3.2 粉体喷射搅拌法 这种方式是目前国内外常用的一种深层加固软土地基的方法。它是以生石灰粉或水泥粉料作固结料,通过粉体喷射搅拌机,利用压缩空气将粉料以雾状喷入地基中,并借钻头的叶片旋转,使粉状固结料与原位软土搅拌混合,将软土固结成具有一定强度的地基土,从而达到加固的目的。
2.4 灌浆法
灌浆法是一种古老的加固方法,至今仍被国内外广泛应用。这种方法是利用灌浆设备将浆液注入地基土中,使原来松软的土被胶结硬化,成为具有强度较大、抗渗性和化学稳定性良好的“结石体”,从而达到提高承载力的目的。 该法施工时不饶动、不破坏原地基土结构,无须大型的机械设备,是加固旧房地基的一种值得优先考虑的方法。此法所用的浆液应流动性好、泌水性小,并具有一定硬化强度和稳定性。但由于水泥浆的析水性大、凝固慢、稳定性较差,一般只适用于灌注砾石或孔隙大于0.2~0.3mm 的地基土中。
2.5 换土垫层法
该法是将基础地面下处理范围内的软弱土层挖去,然后分层换填迁都较大压缩性较小的材料,从而达到扩散压应力和较小地基变形的目的。它具有施工设备简单、造价低廉的优点。但在既有房屋基础下进行换土,即使分期分段施工,亦需采取临时支撑措施,施工困难,还易引起地基附加沉降,故只宜用于上部荷载较小、局部薄层软弱地基和湿陷性黄土地基的加固。
房屋建筑的重要组成部分是基础,地基与基础的完好程度,直接关系整个房屋的安全与正常使用,本文就地基与基础病害的原因及其变化状态进行了阐述,同时针对各类变化特征采用五种方法提出了加固措施。
参考文献:
[1]《建筑施工手册》(第四版)
[2]何星华、高小旺.《建筑工程防治裂缝指南》.中国建筑工业出版社.2005
关键词:房屋地基;加固;方法
Abstract: This paper analyzes the reasons of the house foundations disease, and proposed several solutions, for your reference.Key words: housing foundation; reinforcement; method
中图分类号:TU7 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)
在房屋修缮工程中,针对地基发生有害变形的原因,辅以其它措施消除变形因素,稳定地基。
1 房屋地基病害的原因
1.1 地基变形在其上部结构状态的反映
地基处于地下隐蔽部位,为了判明地基是否有病害以及产生病害的部位和原因,以制定切实有效的防治措施,因此,很有必要掌握各类地基有害变形在上部结构的变化状态特征。
1.1.1濕陷性黄土地基的湿陷变形。黄土是第四纪地质年代干旱气候条件下的沉积物,其主要成分是粉土土粒。黄土在我国分布很广,黄土多数是属于湿陷性黄土(后面所属黄土均指湿陷性黄土),其特点是:孔隙比较大(孔隙比一般1左右),具有肉眼可见的大孔隙;在干燥状态下,土的抗剪强度较高,承载能力较大,压缩沉陷量很小;一旦遇水浸湿后,土的抗剪强度显著降低,对房屋造成较大的危害。
1.1.2 膨胀土地基的胀缩变形。一般处于坚硬或硬塑状态,强度较高,压缩性较小,但是因其颗粒成分主要有亲水性矿物(蒙脱石、伊利石)组成,故具有吸水性大、湿胀干缩性大的特点。 因为膨胀土的体积随含水量而变化(吸水自由膨胀率在 40%以上),故建造在膨胀土地基上的建筑物,会受到反复的、不均匀的湿胀干缩变形的影响,若设计时处置不当,就会导致建筑物开裂破坏,并且不易修复。
1.1.3松软地基的不均匀沉降,其大小不仅与土的性质、土质分部情况及基底压力大小和分布有关,而且与房屋上部结构和基础的刚度有关。不同刚度的房屋,具有不同的沉降分布曲线,房屋刚度越大,地基的不均匀沉降就越小,其沉降分布曲线就趋于平直。
1.1.4 季节性冻土地基的冻胀与融陷。如果地基土颗粒较细(如粉土、粘性土)而潮湿,其温度降低至0℃以下时,便会冻结而成冻土。在我国黑龙江、吉林、辽宁和新疆等省,冻土深度可达1~2m,局部地区可达2m 以上,在土冻结时,其体积发生明显膨胀,地面隆起,成为冻胀现象;而当气温升高时,冻土中的冰融化成水,图纸变软,强度大大降低,在外部压力作用下,便会发生较大的沉陷,开裂破坏、塌陷或倾斜。影响地基土冻胀力大小的主要因素:土颗粒的粗细、图的含水量、水文地质条件及土的温度。 土颗粒愈细、含水量愈大、图的温度愈低,则冻胀力愈大;当土中水分有水源补给时,董长利有可能成倍增长。可能使上部墙体引起裂缝。
1.2 地基病害产生的原因
一般是地基的病害由勘察、设计、施工和使用过程和维护不当造成的。另外,各种灾害、环境的影响也可能引起或扩大病害。
2 地基的加固方法
松软地基、膨胀土地基及湿陷性黄土地基部属于软弱地基。建造在软弱地基上的房屋,当地基发生了较大的有害变形,引起基础和上部结构出现较严重的病害时,或因旧房需夹层改造而地基承载力不足时,应首先考虑对地基进行加固处理,提高地基承载力。下述几种方法可供选用:
2.1 剂密法
是指利用打拨管设备,将下端带合瓣式桩尖的桩管借冲击锤或振动锤打入地基土中成孔,在拨出管后或拨管时,向孔内填入中粗砂、碎石、灰土(生石灰碎块与粘土组成)、灰砂(石灰粉与粉煤灰组成)、素土等材料,随填随捣实而成。该法主要运用于人工填土、疏松沙土及超市黄土地基的加固。
2.2 高压旋喷注浆法
高压旋喷注浆法是在普通地质钻机的钻杆(直径50mm 或40mm,每节长1~3.5m)底端,加安一个特制喷嘴,党钻至预定深度后,借压力为 20~30MPa 的高压泥浆泵,将可凝固的化学浆液或水泥浆(目前一般采用掺速凝早强剂的水泥浆)压送并从喷嘴射向主体,同时使钻杆以一定速度(20r/min)边旋转边提升,由于高速喷出的浆液使杆端周围土体的结构遭到破坏,浆液与土颗粒的混合物凝固后,便成为具有一定强度的圆柱状固结体(叫旋喷桩),从而达到加固地基的目的。
2.3 深层搅拌法
2.3.1 注浆搅拌法 这种方法是用水泥浆作固结剂,用灰浆泵压送,通过特制的深层搅拌机八水泥浆注入软土地基中,并将软土就地和水泥浆强制搅拌混合,使软土硬接而成为具有一定强度的固结体(水泥土),这些固结体与其余原土组成复合地基,达到提高承载力的目的。这种方法所用主要施工机具包括:深层搅拌机、起重机或提升机、灰浆搅拌机、灰浆泵、贮浆桶及输浆管等。 深层搅拌机有单轴叶片喷浆和双轴中心管喷浆等几种。
2.3.2 粉体喷射搅拌法 这种方式是目前国内外常用的一种深层加固软土地基的方法。它是以生石灰粉或水泥粉料作固结料,通过粉体喷射搅拌机,利用压缩空气将粉料以雾状喷入地基中,并借钻头的叶片旋转,使粉状固结料与原位软土搅拌混合,将软土固结成具有一定强度的地基土,从而达到加固的目的。
2.4 灌浆法
灌浆法是一种古老的加固方法,至今仍被国内外广泛应用。这种方法是利用灌浆设备将浆液注入地基土中,使原来松软的土被胶结硬化,成为具有强度较大、抗渗性和化学稳定性良好的“结石体”,从而达到提高承载力的目的。 该法施工时不饶动、不破坏原地基土结构,无须大型的机械设备,是加固旧房地基的一种值得优先考虑的方法。此法所用的浆液应流动性好、泌水性小,并具有一定硬化强度和稳定性。但由于水泥浆的析水性大、凝固慢、稳定性较差,一般只适用于灌注砾石或孔隙大于0.2~0.3mm 的地基土中。
2.5 换土垫层法
该法是将基础地面下处理范围内的软弱土层挖去,然后分层换填迁都较大压缩性较小的材料,从而达到扩散压应力和较小地基变形的目的。它具有施工设备简单、造价低廉的优点。但在既有房屋基础下进行换土,即使分期分段施工,亦需采取临时支撑措施,施工困难,还易引起地基附加沉降,故只宜用于上部荷载较小、局部薄层软弱地基和湿陷性黄土地基的加固。
房屋建筑的重要组成部分是基础,地基与基础的完好程度,直接关系整个房屋的安全与正常使用,本文就地基与基础病害的原因及其变化状态进行了阐述,同时针对各类变化特征采用五种方法提出了加固措施。
参考文献:
[1]《建筑施工手册》(第四版)
[2]何星华、高小旺.《建筑工程防治裂缝指南》.中国建筑工业出版社.2005