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岩土研究院

地基基础加深

257 2022-01-07 10:24:03

4.2.1概述

如经验算原地基承载力和变形不能满足规范要求时,除了可采用上述第 4.1节将基底加宽外,尚可将基础落深在较好的新持力层上的托换加固方法。这种托换加固方法国外称为墩式托换(Picr Underpinning),亦有称坑式托换(Pit Underpinning)。

墩式托换基础施工步骤

一、在贴近被托换的基础侧面,由人工开挖一个长×宽为1.2m×0.9m 的竖向导坑,井挖到比原有基础底面下再深1.5m处;

二、再将导坑横向扩展到直接的基础下面,并继续在基础下面开挖到所要求的持力层标高;

三、采用现浇混凝土浇筑已被开挖出来的基础下的挖坑体积。但在离原有基础底面8cmn处停止浇注,养护·一天后,再将1∶1干硬性水泥砂浆放进 8cm 的空隙内,用铁锤锤击短尔,使在填塞位置的砂浆得到充分捣实成为密实的填充层,这种填实的方法.国外称为千填(Dry Pack)。由于千填的这—层厚度很小,所以实际上可视为不收缩的,因而建筑物不会因混凝土收缩而发生附加沉降。有时也可使用液态砂浆通过漏斗注入,并在砂浆上保持一定的压力直到砂浆凝固结硬为止。如果用早强水泥,则可加快施工进度;

四.用同样步骤,再分段分批的挖坑和修筑墩子,直至全部托换基础的二作完成为止。

对于许多大型建筑物托换基础时,由于墙身内应力的重分布。有可能在要求托换的基础下直接开挖小坑;面不需在原有基础下加临时支撑。亦即在托换前,局部基础下短时间内没有地基土的支承可认为是容许的。在开挖过程中由于土的拱作用,使作用在挡板上的荷载大大减少,且土压力的数值将不随深度而增加,故所有坑壁都可应用5×20cm 的横向挡板,并可边挖边建立支撑。横向挡板间还可相互顶紧,再在坑角处用 5cm×10cm的嵌条钉牢(图4.2-1)。

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在教式基础施工时,基础内外两侧土体高差形成的土压力可足以使基础产生位移,故需提供类似挖土时的横撑、对角撑或锚杆。因为墩式基础不能承受水平荷载,侧向位移将会导致建筑物的严重开裂。

4.2.1.2 墩式托换基础设计要点

一、混凝土墩可以是间断的或连续的(图4.2-2),主要是取决于被托换加固结构的荷载和坑下地基土的承载力值大小。

进行间断的墩式托换应满足建筑物荷载条件对坑底土层的地基承载力要求。当间断墩的底面积不能对建筑物荷载提供足够支承时,则可设置连续墩式基础。施工时应首先设置间断墩以提供临时支承,当开挖间断墩间的土时.可先将坑的侧板拆除,再在挖掉墩间土的坑内灌注混凝土,同样再进行干填砂浆后就形成了连续的混凝土墩式基础。由于拆除了坑侧板后,坑的侧面必然很料糙,而可起键的作用,故在坑间不需另作楔键;

二、德国工业标准DIN4123规定∶当坑井宽度小于1.25m,坑井深度小于5m,建筑物高度不大于6层,开挖的坑井间距不得小于单个坑井宽度的3倍时,允许不经力学验算就可在基础下直接开挖小坑;

三、如基础墙为承重的砖石砌体、钢筋混凝土基础梁时,对间断的墩式基础,该墙基可从一墩跨越另一墩。如发现原有基础的结构构件的抗弯强度不足以在间断墩间跨越,则有必要在坑间设置过梁以支承基础。此时,,在间隔墩的坑边作—凹槽,作为钢筋混凝土梁、钢梁或混凝土拱的支座,并在原来的基础底面下进行干填(图4.2-3)。

四、国外对大的柱基用坑式托换时,可将柱基面积划分成几个单元进行逐坑托换的方法。单坑尺寸视基础尺寸大小而异,但对托换柱子而不加临时支撑的情况下.通常一次托换

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不宜超过基础支承面积的 20% ,这是有可能做到,因为活载实际上并不都存在,所以设计荷载一般都是保守的。由于柱子的中心处荷载最为集中,这就有可能首先从角端处开挖托换的墩;

五、在框架结构中,上部各层的柱荷载可传递给相邻的柱子,所以理论上的荷载决不会全部作用在被托换的基础上,因而千万不要在相邻柱基上同时进行托换工作。一旦在—根柱子处开始托换后,就要不间断地进行到施工结束为止。

六、有时城市内地下铁道修筑路线要在某些完整无损建筑物的外墙旁经过,因而在地下铁道施工前必须对这些建筑物的外墙进行托换,这时可采用将外墙基础落深到与地下铁道底面的相同标高处,因而混凝土墩式基础可作为预防性托换措施方案之一。

七、如果在混凝土墩式基础修筑后,预计附近会有打桩或开挖深坑,则在混凝土墩式基础施工工时,可预留安装千斤顶的凹槽,使今后有可能安装千斤顶来顶升建筑物,从而调整不均匀沉降,这就是所谓维持性托换。设置千斤顶凹槽所费无几,但一旦被托换的基础在上述原因下发生不均匀沉降时,口槽所发挥的技术效果就无法估计了。

4.2.1.3 墩式托换适用范围及其优缺点

墩式托换适用于土层易于开挖;开挖深度范围为无地下水,或虽有地下水但采取降低地下水位措施较为方便者,因为它难以解决在地下水位以下开挖后会产生土的流失问题,所以一般坑深和托换深度一般都不大;既有建筑物的基础最好是条形基础,亦即该基础可在纵向对荷载进行调整起梁的作用。

墩式托换的优点是费用低、施工管便,由于托换工作大部分是在建筑物的外部进行,所以在施工期间仍可使用建筑物。缺点是工期较长;由于建筑物的荷重被置换到新的地基土上,对被托换建筑物而言,将会产生一定附如新的沉降,这是类似于其他托换方法而不能完全避免的。