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岩土工程地基加固技术分析

2015-07-13 84 0

1.岩土锚固技术
　　1.1预应力锚索
　　预应力锚索是一种在工程岩土工程加固应用比较常见的一种技术，例如桥梁、水利以及隧道工程等，可以有效地解决岩土加固工程中存在的难题，对于改善与调整地基强度与稳定性具有重要意义，能够有效地避免山体滑坡以及大规模工程坍塌现象的发生。预应力锚索加固技术很早以前就被应用到桥梁工程的施工建设中，可以提高工程结构内部应力的合理性，起到减小截面尺寸、放置混凝土开裂、提高力学性能以及减少用钢量等作用。例如在地形地貌相对险峻的盘山公路修建中，通过采取此种技术，能够分散公路对山体造成的压力，降低山体滑坡现象的发生。另外，此种加固技术也经常被应用到核电站深基坑施工中，主要与工程当地地质以及水利条件相互联系，达到稳定山体的目的，在降低施工难度的基础上，保证工程的施工质量，提高加固体的力学性能，保证周边建筑以及人员的安全性。
　　1.2化学锚固技术
　　与传统机械锚相比，化学锚固技术具有更好的抗震、抗老化以及抗疲劳等性能，现在已经被广泛的应用到煤矿支护工程以及高速公路的路基维护中。化学锚固技术的应用，实质上就是通过化学粘合剂将钢板固定在需要加固的建筑表面，以此种方式来提高工程结构的抗弯能力，尤其是在地震频发地区的建筑工程完全可以应用此种加固技术来提高工程结构的强度与稳定性，增强建筑墙体的承载能力，在岩土工程加固技术的领域中具有广阔的发展前景。
　　1.3土钉墙技术
　　土钉墙施工技术，即对需要进行加固处理的边坡土体中，设计砂浆锚杆或者打入螺纹钢筋、角钢等作为土钉，以此来对天然土体进行就地加固处理，另外还需要将其与坡面喷射混凝土钢筋网护板连接，最终形成一个与重力式的土挡土墙。土钉墙结构可以承受墙厚土压力以及其他动静荷载，对于提高建筑物基坑边坡、公路路基陡坡等的稳定性具有重要的作用。其中，如果选用砂浆锚杆为土钉时，一般情况下需要通过钻孔、插入钢筋以及注入水泥砂浆等来完成施工。并且，在对坡面铺设钢筋网时，需要喷射混凝土来形成具有一定厚度的墙面板。土钉墙加固技术与其他加固技术相比，在形成土钉墙复合体后，可以明显提高工程边坡的整体性、稳定性以及承载能力。并且此种加固方式无论是在施工工艺、施工成本以及施工工期等方面都具有明显的优点，为提高岩土工程加固的有效性，必须要进一步对土钉墙加固技术进行研究。
　　2.换填法
　　2.1砂石垫土层中换填法的应用
　　运用卵石、碎石、砂砾、角砾、中砂、粗砂以及石屑等有良好级配的材料，不会有植物残体、垃圾等杂质存在。控制砂石的最大粒径，使其控制在50mm以下。作为良好的换填材料，砂石发挥着重要的作用，应控制存在排水要求的砂垫层，使其含泥量处于3%以下。当换填材料属于粉细砂或石粉时，应对超过总量30%的卵石或碎石进行掺入，使材料的级配状况得以改善。作为采石场筛分时的细粒废弃物，石屑的性质与砂接近，在换填材料中进行使用时，有不错的效果存在，但应对含泥量和含粉量实施控制，促使垫层的质量得到有效保障。对于湿陷性黄土或膨胀土地基进行运用时，不得不对砂石等渗水性材料进行选用。对于振动荷载承受的地基而言，在地基处理时，不能使用砂垫层。
　　2.2粉质粘土垫土层中换填法的应用
　　土料中存在5%以下的有机质含量，且不得有冻土或膨胀土存在。当有碎石存在时，粒径应控制在40mm以下。粉质粘土垫层在湿陷性黄土或膨胀土地基中进行运用时，土料中不得有砖、瓦或块石夹杂。粘土的夯击密实存在一定难度，因此不得将其作为换填材料进行使用。在回填施工中不得不对粘土进行使用时，应运用30%以上的砂石进行均匀拌和。当对粉质粘土实施大面积换填且运用到大型机械夯压施工时，土料中碎石粒径可达到50mm以上，最大不能超过100mm，否则会对垫层的夯压效果产生影响。
　　2.3粉煤灰垫土层中换填法的应用
　　在道路、小型建筑、堆场以及构筑物等场地内实施垫层换填。选用的粉煤灰应与相关标准对腐蚀性和放射性的要求相符。粉煤灰垫层上应对0.3～0.5m的覆土实施覆盖。粉煤灰垫层中对掺加剂进行掺入时，应运用试验的方法使其性能与适用条件得到确定。根据粉煤灰燃烧后出现的玻璃体的粒径进行分析，应属于粉土的范围内。与粉土或粉砂的抗地震液化能力存在不同，由于粉煤灰有一定的胶凝作用存在，当压实系数超过0.9时，即可对7度地震液化实施抵抗。
　　3.注浆加固技术
　　3.1注浆加固的分类
　　（1）渗透注浆。这种注浆的压力较小，而土体的颗粒较大，这种方法可以用于渗透系数大于十厘米到四十厘米每秒的砂性土体注浆。浆液在土体渗透过程中会凝结，且会在一定的程度上加固土体。
　　（2）劈裂注浆。这种注浆方法适合于渗透系数小于十厘米到四十厘米每秒的土体中，这是因为土体的空隙较小，浆液流动就会很困难，这时，就需要注浆的压力把土体压裂，这样浆液就会沿着裂隙渗入土中。虽然软土体比较容易劈裂，导致强度大土体就有很高的难度使其劈裂，所以，经过这样加固的土体，并形成了有浆液凝固成的等岩土体的加固和防渗。
　　（3）压密注浆。这种方法利用压力下的极浓浆液将土体压密，注浆部位就会形成球形的浆泡，距离浆泡零点二到零点三以内的土体都会受到相当明显的压密，从而得到一定的增强，这样浆泡的强度相对来说要是比较强，可以达到四米。这种方法经常用于中砂地基；如果粘性土有良好的排水性条件，这种方法也是可以使用的。
　　（4）电渗注浆。这种方法适用于粘性的土体，具体操作方法就是将电极插入粘性土体，然后土体中就会产生电渗现象，这时，通电区的土体中的水分就会朝阴极流去，以此给土体中注入的浆液留出通道；如果注入的是硅酸盐浆液，还可以在通道上形成一些硅胶，而且会和土粒胶结成加固体。
3.2注浆加固技术的应用
　　（1）压力注浆方式的选择。注浆施工的头号问题便是注浆方式的选择。一般来说，有以下原则：第一，对软弱地基及加固，应该采用水泥浆或者水泥粉煤灰浆液进行加固；第二，对于硬壳存在的软弱土层的上方的情祝，要将这种软弱土层作为封压层，但是如果没有这种硬壳或者没有发育时，在地表做一个大约厚度为零点五的勃土层作为封压层也是可取的：第三，若软弱土层上部砂砾层比较多，就应该自上而下分段式注浆，如若软土层上部几乎没有砂砾层，就应该采取自下而上的分段式注浆。
　　注浆参数选用方法。通过现场试验是确定注浆压力的最好方法，同时还要综合考虑覆盖土压、浆液种类和地质条件等各种因素的作用。
　　（2）注浆顺序与浆液参数。按跳孔间隔的注浆方式进行注浆的顺序，是采用先外围然后再内部的注浆施工方式。浆液的参数的水灰比为一比一的纯水泥浆，水泥为po0，32.5的普通硅酸盐水泥。
　　（3）注浆量。一般来说理论的注浆量应该能达到完全填充到颗粒之间的空隙中，不仅能够顺着层里注入，还能劈裂式注入。
　　4.强夯技术
　　强夯法是一种强力加固地基的方法。夯锤（质量通常为10～40t，个别甚至达到200t）从高处自由落下（落距一般为6～40m）给地基以冲击力和振动夯实地基，从而提高地基土的强度和降低其压缩性。强夯技术是国内广泛应用的一项有效的地基加固技术，其加固领域也在不断发展，主要应用于加固非自重湿陷性黄土、碎石土、砂土、高回填土及杂土等地基；也可用于防止粉质粘土及粉砂的液化，效果较明显；对软土、含水率大的回填土以及饱和粉土地基等，存在夯击沉降量大，夯位难以控制等问题，处理较困难。
　　5.水泥粉煤灰碎石桩
　　水泥粉煤灰碎石桩又称CFC桩，是在沉管碎石桩的基础上创新开发的一种处理软弱地基的方法。它是在沉管碎石中掺入适量的石屑、粉煤灰、水泥加水拌和制成桩体，利用水泥、粉煤灰的胶凝作用，提高桩体的整体性和强度。它不同于碎石桩，是一种介于柔性砂石桩和刚性混凝土桩之间的低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力，并可传递荷载至深层地基中，经处理后的复合地基承载力比天然地基提高80～150%，对软土地基承载力提高更大。桩径一般为350～400mm，桩长8～15m。其施工工艺除增加搅拌工序外，其他工序与沉管碎石桩基本相同。这种桩的特点是：施工工艺性好，灌注方便，易于控制质量，可利用工业废料，节约水泥、钢材，降低工程费用，适用于多层和高层建筑地基，如砂土、松散填土、粉土、粉质粘土、粘土、淤泥质粘土的处理，已成功地在西安、南京、天津等十几个城市应用；陕西地区还进一步掺入石灰，用砂子代替碎石，配合比为石灰：粉煤灰：水泥：砂=7：0.1：1：2制成三灰砂桩，应用于大型水池作抗拔、抗渗桩。在GB50202-2002规范中，水泥粉煤灰碎石桩亦被列为主要地基处理方法之一。
　　结束语
　　在进行岩土工程的地基加固时，必须要充分考虑地基的稳定性问题、强度和刚度问题以及沉降和渗漏问题。通过对实际的情况的分析，从而采取有效的问题，使得岩土工程的地基加固工作能够有效的进行。
　　参考文献：
　　[1]宋滨.浅谈地基加固技术[J].科技与企业，2013，07：235.
　　[2]王寰.建筑施工过程中地基加固技术的应用研究[J].中华民居（下旬刊），2013，10：124-125.
　　[3]史振伟.浅谈地基加固技术[J].黑龙江科技信息，2013，30：212.
　　[4]牛瑛华.地基加固技术[J].科技与企业，2014，02：171.
　　[5]王巍.浅析地基加固与处理技术[J].科技视界，2014，15：131+164.

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