欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

基坑加固这几种常见方法及施工工艺

368 2021-04-26 09:39:02

 1.基坑土体加固技术

基坑土体加固方法主要包括搅拌桩法(单轴、双轴及三轴)、高压旋喷注浆法、注浆法、降水等方法,此外,还有电渗透化学灌浆法、挤压灌浆法等工法也可用于土体的加固。虽然各种工法的原理不尽相同,但其基本目的均在干通过对基坑内外十体的处理,增强土体强度和变形模量,减小土体渗透性,从而增强土体的抗变形能力,减小土体的变形。以下分别对各种方法进行简要介绍。

(1)搅拌桩法,即利用搅拌钻机钻至预定深度后,注入固化剂,使土体与浆液充分搅拌,待混合浆液凝固后,形成圆柱状的固结体。该工法适用于基坑被动区土体的加固,边坡坡底加固及围护墙外侧的止水、堵漏加固等。

(2)高压旋喷注浆法,即将高压喷头钻至预定深度后,采用高压喷射注浆切削土体,并将土体与浆液充分搅拌,从而形成圆柱形、板壁形或者扇形的加固体。该工法常用于坑底被动区加固、边坡稳定加固等,同时也用于紧急情况下的防渗堵漏加固。

(3) 注浆法,即采用较低的压力将加固浆液注入地层中,使其与土体相互结合凝固成具有较高强度的加固体。根据不同的工艺,注浆加固可以分为分层注浆、埋管注浆、柱状布袋注浆等三种不同的工法。其中,分层注浆法适用于加固砂土、淤泥质黏土、粉质黏土、黏土和一般填土层,具有防渗堵漏、提高地基土强度和变形模量的作用;埋管注浆工

法,利用注浆泵,通过埋设密封管和特制注浆芯管,将浆液注入地层,以达到地基加固的目的;柱状布袋注浆工法则是以士工织物袋和注浆浆液形成似圆柱状硬化体来加固士体的软土地基加固施工工艺,当基坑挡十墙接缝有漏水和流砂现象时,可用该工法进行处理。

(4)降水预固结法,即通过地下水位的降低,排除土体中自由水和部分孔隙水,孔隙水压力逐渐消散,有效应力增加,土,体的抗剪强度也将逐渐增大,从而达到加固坑内土体的目的。但由于该法利用孔隙水消散来增大有效应力,必定产生一定的土体压密过程,从而造成地表沉降,故该法不适合作为基坑周边建筑物的保护措施,而且为方便土体开挖而采用降水时,应对周边环境进行监测及保护,防止上因降水而引发的环境破坏。

(5)电,渗透化学灌浆法,即在软弱土层中钻孔并插入钢管,然后分别施加正负电极,利用电极间的申位差,将土体中的水移动到负极处集中,并将水从负极排出,从而达到排出孔隙水,增大土体有效应力的作用,土体的抗剪强度也相应地有所提高。该法亦将导致土层的压密而导致土体沉降,故不适宜用于基坑周边的环境保护。

(6)挤压灌浆法,即将高稠度、低坍落度、低塑性的水泥砂浆,以压力灌浆的方式注入土中,由于该浆液不易进入土体空隙,只能形成泥浆球,且泥浆球与土体之间有明显界面,当持续的泥浆注入时,泥浆压力将达到压密土体的效果,甚至使地表产生一定的隆起作用,可用于抢救建筑物发生过度沉降的情况。

当利用上述土体加固方法对基坑进行加固时,应根据具体的工程情况采用相应的工法,从而达到减小基坑的变形、提高基坑稳定性的目的,有效地降低基坑开挖对周边环境的影响,并最终实现对周边环境的有效保护。

2.基坑土体加固设计

当基坑的设计或施工过程中,预测变形及稳定性无法满足工程要求,或者现场条件无法满足正常施工要求,甚至威胁工程安全性时,应对基坑内部或者外部土体采取适当的加固措施,从而保证基坑的安全与稳定。在进行土体加固设计时,应综合考虑基坑支护结构形式、基坑规模、几何尺寸、环境保护等级及施工水平等因素,采用合适的加固技术对基坑进行加固。

在对基坑进行土体加固之前,其加固的区域及范围需要进行确定。如图 3-91 所示,坑内土体的加固能够有效提高土体的强度和变形模量,从而增强其抵抗墙体变形的能力,并能有效地减小坑底的隆起变形,提高基坑稳定性;而坑外土体的加固则能一定程度上减小主动区士压力,减小围护墙体的受力与变形,并能抑制坑外滑动面的形成,从而提高基坑的抗变形能力及稳定性。在一般情况下,对坑内土体进行加固效果较坑外土体加固效果更为显著。因此,基坑加固区域及范围的判定对于加固效果具有重要的作用。

由上述加固技术的介绍可知,采用不同的加固技术,形成的加固体的形式也不同,常见的加固体形式有块体加固、桩体加固和壁体加固等三种,以下分别进行简要介绍。

(1)块体加固技术

基坑加固过程中,当采用一定的加固方式,使基坑坑内或者坑外一定区域的土体性状得到改良,形成块状的加固体,同时根据基坑的具体需要,可以采用不同的平面布置方式,如图 3-92 所示。

为了有效地进行加固,需要合理地确定坑底的加固深度及加固范围,需根据基坑的具体情况,包括基坑的形状、尺寸及地质条件等因素进行确定,加固范围宜合理利用基坑的

image.png

空间效应进行确定,而加固深度一般为坑底以下 4~6m 的范围。

(2)桩体加固技术

除了上述的注浆加固技术,坑底的加固可以采用桩体进行加固,如图 3-93 所示,桩体的布置可以采用正方形、梅花形等不同的布置方式,通过加固深度与范围的合理确定,有效地控制基坑的变形。

当采用桩体进行加固土体时,其计算方法类似于复合地基的计算理论,即将桩体与土体视为复合土体进行计算,其抗剪强度根据土体与桩体的面积分配进行综合考虑,从而合理计算其抵抗变形的能力。

3.横隔墙 (扶壁)加固技术

为了增强挡墙的抵抗变形的能力,可以合理地采用横隔墙或扶壁加固技术,该技术充分利用基坑的空间效应进行基坑变形的控制,如图 3-94 所示。

横隔墙或扶壁式加固时,将横隔墙或扶壁与围护墙进行一体成形施工,横隔墙或扶壁可配筋或者不配筋,但一体成型施工使二者能共同受力,较大地增大了围护结构的刚度。

当采用扶壁加固时,扶壁可以根据具体情况,采取坑内和坑外的布置方式。族壁位于坑外时,主要承受围护墙的拉伸作用,配置一定数量的钢筋将增强其加固效果,但从工程实践效果可知,即使外扶壁没有配置钢筋时,其加固效果依然显著;当扶壁位于坑内时,随着开挖深度的增大,可以逐段进行挖除,当扶壁待基坑开挖完成后进行挖除时,将image.png

对围护墙全程提供刚度,有效减小围护墙的变形,具有较好的加固效果。

当采用横隔墙加固时,其墙体可以采用深层搅拌法或高压旋喷注浆法施作,也可以采用无筋的连续墙构筑而成。其基本设计思想即采用横隔墙作为支撑,且是在土体未进行开挖既已存在的支撑,能够有效地提高围护墙的刚度,减小基坑的变形。