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岩土研究院

掏土纠倾法

351 2022-02-09 14:36:42

概述

本节所谓掏土法纠倾是指用特定的工具和方法,从建筑物沉降较小一侧的基底以下或基础外侧掏出适量的土,以达到纠倾的目的。掏土纠倾法是应用较多的纠倾方法,运作方法也较为多样,表6-17是考虑不同掏土方式的分类方法。

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基底下浅层掏土

一、适用范围

基底下浅层掏土可以有抽砂、水平向人工掏土(根据不同情况可以采用分层、开沟、截角、穿孔等掏土方式)、水平钻孔抽水掏土等不同方法。适用于匀质粘性土和砂土上的浅埋的体型较简单、结构完好、具有较大的整体刚度的建筑物,一般用于钢筋混凝土条形基础、片筏基础和箱形基础。抽砂法适用于有砂垫层的情况。

二、纠倾机理

掏去基础以下一定数量的土,削弱原有的支承面积,加大浅层土中附加应力,从而促使沉降较小一侧的地基土下沉。

本法应该以沉降变形为主控制施工,有时也可以预先估计掏土量作为施工参考。掏土、量 V(m3)可以按(6-3)式估计

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三、实施步骤

(一)在需要掏土的基础两边或一边开挖工作坑,坑宽应该满足施工操作要求,坑底至少比基础底面低 10~15cm,以方便基底掏土。如果地下水位较高,则应采取措施保证坑内于燥。

(二)按设计要求分区(分层)分批进行掏土,掏土一般用小铲、铁钩、通条、钢管等手工进行,也有用平孔钻机的,有时还辅以水冲方法。并根据监测资料调整掏土的数量和次序。当掏出块石 、混凝土块等较大物体时,应及时向孔中回填粗砂或碎石.避免沉降不均。

四、注意事项

(一)本法直接从基础下掏土,纠倾较为激烈,特别需要加强监测工作;

(二)对于较硬的地基土,建筑物的回倾可能是不均匀的,具有突变性,应充分注意。

6.4.1.2 基础外深层掏土

一、适用范围基础外深层掏土主要有钻孔取土和沉井掏土两类,适用于淤泥、淤泥质土等软土地基。在经粉喷、注浆等方法处理的软土中也有成功的实例。对较硬的地基土,由于难以侧向挤出,不宜采用本法。

二、纠倾机理

钻孔取土和沉井深层掏土有着类似的机理;当孔或井中的土被取出后,孔壁应力被解除,基础以下的深层土朝孔内挤出.带动基础下沉。由于取土是在沉降较小的一侧进行,在纠倾过程中地基内的附加应力不断调整,基础中心部位应力增大,更有利于软土的侧向挤出。而随着纠倾的进行和荷载偏心的减少.地基的变形模量趋于均化,附加应力则更接近中心荷载下的值。刘祖德教授等把钻孔取土纠倾法称为应力解除法,以"五解除"、"二均化"概括了上述纠倾机理。此外,从孔或井内抽水引起地基土固结,并促使软土流动涌入孔或并内。

三、纠倾步骤

(一)根据纠倾目标按(6-3)式估计总掏土量 V(m2²);

(二)布置钻孔或沉并平面位置,原则是既满足纠倾目标要求,也考虑纠倾过程中变形恢复的均衡性;

(三)对钻孔取土法∶钻孔,下套管;对沉井掏土法∶沉井制作、挖土下沉;

(四)将总掏土量分配至各个钻孔或沉并,在监测工作的指导下,分期分批掏土。钻孔取土可采用机械螺纹钻,沉并一般用人工掏土。并辅以潜水泵从钻孔或沉井中降水;

(五)当接近纠倾目标时.减少掏土量。根据监测结果调整掏土部位、次序和数量,实行微调;

(六)达到纠倾目标后,间隔式拔除套管,并回填适宜土料封孔。沉井亦应用合适土料回填。

四、注意事项

(一)钻孔直径和孔深应根据建筑物的底面尺寸和附加应力的影响范围确定,一般孔径为 300~500mm,取土深度不小于 3m;沉井可以用混凝土材料或砖砌制成,井的直径以方便操作为度,一般不小于80cm。

(二)钻孔或沉井距建筑物基础的距离宜在被纠基础的应力扩散角范围内。

(三)钻孔顶部 3m 加套管,确保挤出的是深层软土。沉井井筒也应有足够的刚度和强度。这样做可以使接近基底的土免受扰动,并保护基础下的入工垫层或硬壳持力层,防止变

形不均影响上部结构。

(四)尽量不扰动沉降较大一侧的地基土。如无必要该侧土不采用地基加固处理。

(五)注意对周围环境的影响。如果钻孔或沉井距相邻建筑物过近,应采取防护措施。

6.4.1.3 基础内深层掏土

一、适用范围

基础内深层掏土常用深层冲孔排土方法(又称辐射井纠倾法),也有从基础板底往下钻孔从深层取土的(见6.8.2工程实例二十六)。适用于粘十、粉十、砂土,黄十、淤泥、淤泥质土、填土等地基(或经浅层处理后)上的浅基础、且上部结构刚度较好的建筑物。

二、纠倾机理

深层冲孔排土纠倾法是指在建筑物沉降较小的一侧布置工作沉井,通过设在沉井壁上的射水孔。用高压水枪在建筑物深部地基中水平向冲孔。冲孔解除了部分地基应力.使地基土向孔内坍落变形,通过控制冲孔的数量、布置以及冲水的压力和流量,可以调整建筑物的纠倾沉降量和速率,从而达到平稳纠倾的目的。

三、实施要点

(一)一般采用圆形砖砌沉井,粘土砖强度不小于MU7.5.水泥砂浆标号不低于M5;也可以采用混凝土沉井,混凝土的标号不低于C15。

(二)沉井应布置在沉降较小的一侧,其数量、深度、中心距应根据建筑物倾斜情况、荷载特征、基础类型、场地环境和工程地质条件确定。

(三)沉井的直径应便于操作.一般不小于0.8m.沉井与建筑物的净距不小于1.0m,沉井可以封底也可以不封底。

(四)射水孔直径宜为 φ150~200mm,位置应根据纠倾需要确定,但一般应高于井底面1.0~1.2m,以利操作。井壁上还应设置回水孔,位置宜在射水孔下交错布置。直径宜为 φ60。

(五)高压水枪的工作压力和流量,应根据需要冲孔的土层性质,经试验确定。

((六)纠倾中最大沉降速率宜控制在 5~10mm/d以内,对于软土地基和房屋整体刚度较弱的,应按下限控制。当监测到沉降速率过大时,应停止冲水施工,必要时采取抢险措施,例如在软土地区可用沉井内灌水稳定的方法。

(七)注意防止纠倾过程对周围建筑物和设施的影响,必要时先对其进行加固处理。(八)纠倾完成后,应用素十或灰十等将沉井填实;并继续进行沉降观测.-

不小干业年