地基處理主要分為:基礎(chǔ)工程措施、巖土加固措施。
有的工程,不改變地基的工程性質(zhì),而只采取基礎(chǔ)工程措施;有的工程還同時對地基的土和巖石加固,以改善其工程性質(zhì)。選定適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式,不需改變地基的工程性質(zhì)就可滿足要求的地基稱為天然地基;反之,已進(jìn)行加固后的地基稱為人工地基。地基處理工程的設(shè)計和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的,如處理不當(dāng),往往發(fā)生工程質(zhì)量事故,且事后補(bǔ)救大多比較困難。因此,對地基處理要求實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和驗(yàn)收制度,以確保工程質(zhì)量。
地基處理方案的確定可按下列步驟進(jìn)行:
1.搜集詳細(xì)的工程質(zhì)量、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)的設(shè)計材料。
2.根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求,結(jié)合地形地貌、土層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素,初步選定幾種可供考慮的地基處理方案。另外,在選擇地基處理方案時,應(yīng)同時考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用;也可選用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)措施(如設(shè)置圈梁和沉降縫等)和處理地基相結(jié)合的方案。
3.對初步選定的各種地基處理方案,分別從處理效果、材料來源及消耗、機(jī)具條件、施工進(jìn)度、環(huán)境影響等方面進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對比,根據(jù)可靠、施工方便、即經(jīng)濟(jì)合理等原則,從而因地制宜地循著的處理方法。值得注意的是,每一種處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。沒有一種處理方案是的。必要時也可選擇兩種或多重地基處理方法組成的綜合方案。
4.對已選定的地基處理方法,應(yīng)按建筑物重要性和場地復(fù)雜程度,可在有代表性的場地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗(yàn)和試驗(yàn)性施工,并進(jìn)行必要的測試以驗(yàn)算設(shè)計參數(shù)和檢驗(yàn)處理效果。如達(dá)不到設(shè)計要求時,應(yīng)查找原因、采取措施或修改設(shè)計以達(dá)到滿足設(shè)計的要求為目的。
5.地基土層的變化是復(fù)雜多變的,因此,確定地基處理方案,一定要有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員參加,對重大工程的設(shè)計一定要請專家們參加。當(dāng)前有一些重大的工程,由于設(shè)計部門的缺乏經(jīng)驗(yàn)和過分保守,往往使很多方案確定的不合理,浪費(fèi)也是很嚴(yán)重的,必須引起有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的重視。
沉井和沉箱基礎(chǔ)
沉井又稱開口沉箱。它是將上下開敞的井筒沉入地基,作為建筑物基礎(chǔ)(圖1)。沉井有較大的剛度,抗震性能好,既可作為承重基礎(chǔ),又可作為防滲結(jié)構(gòu)。1945年美國蒙哥馬利閘采用沉井作為承重防滲基礎(chǔ)。沉箱又稱氣壓沉箱,其形狀、結(jié)構(gòu)、用途與沉井類似,只是在井筒下端設(shè)有密閉的工作室,下沉?xí)r,把壓縮空氣壓入工作室內(nèi),防止水和土從底部流入,工人可直接在工作室內(nèi)干燥狀態(tài)下施工(圖2)。如1937年中國錢塘江鐵路橋的橋墩采用沉箱基礎(chǔ);1963年日本楊川閘用沉箱作為閘的承重防滲基礎(chǔ)。
地下連續(xù)墻
利用專門機(jī)具在地基中造孔、泥漿固壁、灌注混凝土等材料而建成的承重或防滲結(jié)構(gòu)物。它可作成水工建筑物的混凝土防滲墻;也可作一般土木建筑的擋土墻、地下工程的側(cè)墻等。墻厚一般40~130cm。世界上最深的混凝土防滲墻達(dá)131m(加拿大馬尼克三級壩)。
借助于壓力,通過鉆孔或其他設(shè)施將漿液壓送到地基孔隙或縫隙中,改善地基強(qiáng)度或防滲性能的工程措施。主要有固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、接觸灌漿、化學(xué)灌漿以及高壓噴射灌漿。
1、固結(jié)灌漿。
是通過面狀布孔灌漿,以改善基巖的力學(xué)性能,減少基礎(chǔ)的變形和不均勻沉降;改善工作條件,減少基礎(chǔ)開挖深度的一種方法。特點(diǎn)是:灌漿面積較大、深度較淺、壓力較小。
2、帷幕灌漿
是在基礎(chǔ)內(nèi),平行于建筑物的軸線,鉆一排或幾排孔,用壓力灌漿法將漿液灌入到巖石的縫隙中去,形成一道防滲帷幕,截斷基礎(chǔ)滲流,降低基礎(chǔ)揚(yáng)壓力的一種方法。特點(diǎn)是:深度較深、壓力較大。
3、接觸灌漿
是在建筑物和巖石接觸面之間進(jìn)行灌漿,以加強(qiáng)二者之間的結(jié)合程度和基礎(chǔ)的整體性,提高抗滑穩(wěn)定,同時也增進(jìn)巖石固結(jié)與防滲性能的一種方法。
4、化學(xué)灌漿
是以一種高分子有機(jī)化合物為主題材料的灌漿方法。這種漿材成溶液狀態(tài),能灌入0.10mm以下的細(xì)微管縫,漿液經(jīng)過一定時間起化學(xué)作用,可將裂縫粘合起來形成凝膠,起到堵水防滲以及補(bǔ)強(qiáng)的作用。
