地基基础缺陷处理及地基加固

姜文力　张立军

[摘要] 地基稳固是保证建筑物安全的基础和前提，本文结合实际，详细阐述了地基基础缺陷处理的一般原则、处理措施，对地基基础缺陷处理及加固有一定借鉴作用。

[关键词] 地基；缺陷处理；加固

强夯法常用来加固砂土、粘性土、杂细土等各类地基，可提高地基的强度并降低其压缩性，并改善其抗振动液化能力和消除土的湿陷性。在雨水充沛的广东地区1个新建500KV变电站的地基加固中，采用强夯法来加固新回填粘土的地基，尚属首次。由于用强夯法加固新回填粘土地基，其加固效果存在一些质量缺陷。在进行了原因分析后，结合工程的实际情况，提出了切实可行的处理方法。

地基基础缺陷的处理应综合考虑下列因素：一、地基基础缺陷的种类及其对建筑物使用、安全、耐久性等方面的影响；二、上部结构的整体性、安全度、使用要求等具体情况对地基基础变形的适应性；三、地基基础变形、结构变形的数值，发展速度和趋势；四、地基基础缺陷和加固上部结构的可能性和经济性。

地基基础处理的措施有：对上部结构进行维护；对上部结构进行加固或减荷，基础加固、地基加固。上述几种措施有时不单独采用，有时需多种措施综合采用。这些措施的选择，往往需要对上部结构和地基基础作全面的考虑，提出不同的方案，进行经济和技术上的比较，从而选择合理的方案。必要时还应对缺陷形成的原因及现实，从使用和维护上采取相应的防范措施。

地基基础缺陷处理的一般原则如下：当地基基础的变形已经趋于稳定时，一般可不作地基或基础的加固。当地基不均匀沉降尚未趋于稳定时，一般考虑“等待沉降稳定”、“加速沉降稳定”和“制止沉降”三种方法处理。

等待沉降稳定的目的是不对地基基础进行处理，而仅对上部结构进行修补，从而减少地基处理费用，并避免上部结构的再度处理造成浪费。

加速地基沉降的目的和适用条件基本上与等待地基沉降稳定的方法相同，但可以缩短消极等待沉降稳定所需的时间。一般适用于独立基础下的地基处理，具体做法是临时的增加载荷，人为的有控制的进行地基浸水等。

制止沉降的目的是终止地基和上部结构的发展。具体做法是上部结构减荷或加固，基础加大底面积，地基加固等。这些措施的单独采用或综合采用应根据有关措施的适用条件并做经济比较后予以选定。

采用减少上部荷重的措施时，应考虑生产和使用条件的具体要求，并通过地基强度、地基变形的验算确定减荷的具体数据。在地基强度破坏丧失稳定以及上部结构严重损坏威胁安全的情况下，减荷亦可作为紧急情况下的安全措施后加固施工期间的安全措施。

上部结构加固是当上部结构安全度不足时采取的必要措施。而在地基基础加固比较困难时，亦可考虑用上部结构加固替代或配合地基基础的加固。其具体方法有增设圈梁等措施。

基础扩大底面积的加固，适用于地基承载力不足等情况。增大底面积应由地基强度验算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降，变形过大时，采用增大基础底面积的加固，主要由地基变形计算来加以确定。

在建筑结构修缮中，地基加固常用的方法有；分批分段更换病弱地基土、加桩加固、用挖钻孔灌桩加固、压力灌浆加固(包括硅化法加固地基)等。地基加固方法的选定应充分了解地基范围内的地质情况。地基加固工作是在建筑物存在情况下进行的，因而施工比较困难。它既应保护地基的加固质量，收到极地加固的效果，又应采取措施保证上部结构的安全。

更换地基和震动打桩加固都可能引起地基附加沉降，上部结构变形会有新发展。采用此类方法应对生产附加地基沉降有所估计，必要时采取相应措施，挖钻孔灌桩，压力灌浆加固地基不使用权地基避免受到附加影响，但施工也比较复杂。地基加固后应做必要的质量检查，如贯入度实验等。加固前加固后都应作好沉降的观测记录工作。

更换病变的地基是基础加固中比较直观的一种。它适宜病变地基土层分布较浅，厚度较小的情况下采用。这种方法加固可导致地基的进一步沉降和破坏。因此加固施工的组织应视具体情况分期分段逐步进行。挖除软弱土层后常用砼、砖砌体或碎石夯实等材料加以填充。

打桩加固地基的设计原理有的是在打桩时使周围土壤加密，有的是用桩承重，也有两者同时采用的。被打入的桩可为木桩、钢管桩、钢筋砼桩等。在加固量较大时宜将桩拔出重复使用，而在桩孔内填实粗砂、砼、石灰等材料。

挖钻孔桩加固地基的原理相似于打桩加固地基。挖孔桩的典型方法是石灰灌桩，它用挖孔代替了打桩拔桩成孔，用生石灰吸水膨胀的原理是周围土加密。生石灰熟化吸水也不降低地基的含水量，该方法适用于加固湿陷性黄土地基及含水率较高的软弱地基。

压力灌浆加固地基是将某种液体灌入地基基础中，填塞孔洞，缝隙，胶结土壤颗粒，从而达到减少增大强度的目的。压力灌浆加固地基基础的具体方法很多，应用十分广泛。其中硅化法加固已有建筑物的地基效果很好，但费用较高，一般仅用于重要部位的加固，其原理是将硅酸钠等溶液压入到地基中，发生化学反应，产生硅胶，将土的颗粒胶结起来，从而增大地基的强度，减少其压缩性和透水性。硅化适用于粉质土和有一定渗透系数的粘质土。视土纸渗透性的大小可选用三种方法：一、压力双液硅化法；二、电动双液硅化法；三、压力单液硅化法。压力双硅化法是将水玻璃与氯化钙轮流压入土中，适用渗透系数为0.1—80米/昼夜以下的各类土加固。压力单液硅化法是将水玻璃压入土中，适用渗透系数为0.2—2.0米/昼夜的地下水位以下的湿陷性黄土和粉沙土加固。硅化法不适用于为沥青、油脂、石油化合物所浸透的土壤以及PH值大于0.9的土壤。施工前须作出硅化加固的施工组织设计，其内容包括：注液管及电相管的布置和打入深度、化学溶液浓度和用量、注液方法、灌注速度以及硅化后的加固效果的估计等，必要时硅化设计前应先做实验。

参考文献：

[1] 叶观宝．地基加固新技术（第一、二版）[M]． 北京： 机械工业出版社，1998

[2] 陈仲颐，叶书麟主编．基础工程学[M]．北京：中国建筑工业出版社，1990