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岩土研究院

地基基础扩大和加固

432 2022-01-06 10:01:54

 概述

有许多既有建筑物或改建增层工程,常因基础底面积不足而使地基承载力或变形不满足规范要求,从而导致既有建筑物开裂或预斜;或由于基础材料老化、浸水、地震或施质量等因素的影响,原有地基基础已显然不再适应,此时除有时需对地基处理外,还应对基础进行加固,以增大基础支承而积、加强基础刚度、或增大基础的埋置深度等方法。

值得注意的是;在旧房增层改造以扩大使用面积时,要求对上部结构和地基基础进行验算。如能满足增层要求,则应充分利用其原有的地基和基础,面不再进行基础加固。

对于需要托换的和沉降稳定的既有建筑物基础验算时,凡具有 10年以上而经检查其基础无不符合规定的缺陷(如不均匀沉降、倾斜、位移或开裂)时,可认为该地基土在该建筑物基底压力下已经压实。如当地无成熟经验时,必要时应采用载荷试验、开挖或钻探等方法取样试验分析后,确定其地基承载力的提高值。

4.1.1.1 基础灌浆加固

当基础由于机械换伤、不均匀沉降或冻胀等原因引起开裂或损坏时,可采用灌浆(亦称注浆)法加固基础(图4.1-1)。

施工时可在基础中钻孔,注浆管的倾角一般不超过60°,孔径应比注浆管的直径大2~3mm,在孔内放置直径 25mm 的注浆管,孔距可取0.5~1.0m。对单独基础每边打孔不应少于2个,浆液可由水泥浆或环氧树脂等制成.注浆压力可取0.2~0.6MIPA,当15分钟内水泥浆未被吸收则应停止注浆,注浆的有效直径约为0.6~1.2m。对条形基础施工应沿基础纵向分段进行,每段长度可取2.0~2.5rm。

对有局部开裂的砖基础,当然也可采用钢筋混凝土梁跨越加固,如图 4.1-2 所示。

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4.1.1.2 采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积

当既有建筑物的基础产生裂缝或基底面积不足时,可用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础。

当原条形基础承受中心荷载时,可采用双面加宽(图4.1-3);对单独柱基础加固可沿基础底面四边扩大加固(图 4.1-4)。

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当原基础承受偏心荷载时、或受相邻建筑基础条件限制、或为沉降缝处的基础、或为不影响室内正常使用时,可用单面加宽基础(图 4.1-5)。

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当采用混凝土套或钢筋混凝土套时,应注意以下几点施工要求;

一、为使新旧基础牢固联结,在灌注混凝土前应将原基础凿毛并刷洗干净,再涂一层高标号水泥砂浆,沿基础高度每隔一定距离应设置锚面钢筋;也可在墙脚或圈梁钻孔穿钢筋,再用环氧树脂填满,穿孔钢筋须与加固筋焊牢。

二、对加套的混凝土或钢筋混凝土的加宽部分,其地基上应铺设的垫料及其厚度,应与原基础垫层的材料及厚度相同,使加套后的基础与原基础的基底标高和应力扩散条件相同和变形协调;

三、对条形基础应按长度1.5~2.0m划分成许多单独区段,分别进行分批、分段、间隔施工,决不能在基础全长挖成连续的坑槽和使全长上地基土暴露过久,以免导致地基土浸泡软化.使基础随之产生很大的不均匀沉降。

4.1.1.3 改变浅基础型式加大基础底面积

图 4.1-6为将柔性基础改为刚性基础。加套后的混凝土基础台阶宽高比(或刚性角)的允许值,应符合《建筑地基基础设计规范》的有关规定。

当工业厂房接长扩建时,原厂房端部钢筋混凝土单杯形基础扩大为双柱杯形基础的方法,如图4.1-7 所示。

一、扩建部分荷载(屋面、吊车、风、地震和墙体等)和地基土情况与原厂房一致时,扩大后双柱杯形基础的底面积A×B,有关构造尺寸以及配筋等,均

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可参照原厂房温度缝处双柱杯形基础的设计资料选用,如荷载或地基土情况有变化时,则应重新设计;

二、以原颈部外侧为界,将旧基础靠接长一边的原混凝土凿除,露出其底部钢筋,扩大部分基底纵向钢筋与旧基础内相应的钢筋电焊连接;

三、新基础的颈部加大并引伸跨越旧基础,形成一个新旧连接套座,以保证新旧两部分结合为一体,连接套座按构造配筋,并与扩大部分的混凝土一次浇捣完成。

当采用混凝土或钢筋混凝土套加大基础底面积尚不能满足地基承载力和变形等的设计要求时,可将原单独基础改成条形基础;或将原条形基础改成十字交叉条形基础、片筏基础(4.1-8)、或箱形基础,这样不但更能扩大基底面积,用以满足地基承载力和变形的设计要求,另外,由于加强了基础刚度也可借以减少地基的不均匀变形。

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当墙体下钢筋混凝土柔性条形基础宽度不需扩大,面原有板厚及配筋不能满足强度要求时,可参照图 4.1-9所示方法,适当加大旧日基础肋宽进行基础加固,这样由于减少了悬臂板的挑出长度.而相应地减小了助边处的弯矩和剪力值,使原基础断面和配筋能满足加层改造后的强度要求。肋宽加大部分的厚度,可根据基底净反力及加大后肋边处的板厚和配筋量应满足抗弯、抗剪的要求进行验算后确定,但新加部分的净厚不宜少于 100mr。

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往往需要采取某些加强建(构)筑物的刚度和强度,以及减少结构自重的结构措施(如选用轻质材料、轻型结构、减少墙体重量、采用架空地板代替室内厚填土);没置地下室或半地下室.

采用覆土少、自重轻的箱形基础;调整各部分的荷载分布、基础宽度或埋置深度;对不均匀沉降要求严格或重要的建(构)筑物,必要时可选用较小的基底压力;对于砖石承重结构的建筑,其长高比宜小于或等于2.5,纵墙应不转折或少转析,内横墙间距不宜过大,墙体内宜设置钢筋混凝土圈梁,圈梁应设置在外墙、内纵墙和主要横墙上,并宜在平面内联成封闭体系。

对建(构)筑物由于地基的强度和变形不满足设计规范要求时。使上部结构出现开裂或破损而影响结构安全时,同样可采取减少结构自重和加强建(构)筑物的刚度和强度的措施。其基本原理是人为地改变结构条件,促使地基应力重分布,从而调整变形。控制沉降和制止倾斜。基础减压和加强刚度法在特定条件下,较采用其他托换技术工程费用低,处理方便和效果显著。

大型结构物一般应具有足够的结构刚度,但当其结构产生一定倾斜时.为改善结构条件计,可将基础结构改成箱形基础或增设结构的连接体而形成组合结构时,尚需验算由于荷载、反力或不均匀沉降产生的对抗弯和抗剪等强度要求,其计算结果应限制在结构.与使用所容许的范图内。另外,对于组合结构必须要求有足够的刚度,因为刚度很小的连接结构,缺少传播分散荷载的能力,难以改变基底与土中的原有压力分布状况,也就无法调整不均匀沉降来控制倾斜。因此,组合结构或新增连接体均应具有较大的刚度,才能达到设计处理所要求的和改善自身结构进行倾斜控制的预定目的。