掏土糾偏法

掏土糾偏法

掏土糾偏法是指用特定的工具和方法,從建築物沉降較小一側的基底以下或基礎外側掏出適量的土,以達到糾偏的目的。掏土糾偏法是套用較多的糾偏方法,一般分為基底下淺層掏土,基礎下深層掏土,基礎外深層掏土。

基本介紹

  • 中文名:掏土糾偏法
  • 外文名:method of soil correction
  • 定義:從建築基底或基礎外側掏出適量土
  • 分類:基底下淺層、基礎下深層掏土等
  • 套用:地基糾偏
  • 所屬學科:工程技術
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基底下淺層掏土

適用範圍

基底下淺層掏土可以有抽砂、水平向人工掏土(根據不同情況可以採用分層、開溝、截角、穿孔等掏土方式)、水平鑽孔抽水掏土等不同方法,適用於勻質粘性土和砂土上淺埋的、體型較簡單、結構完好、具有較大的整體剛度的建築物,一般用於鋼筋混凝土條形基礎、片筏基礎和箱形基礎。抽砂法適用於有砂墊層的情況。

糾偏機理

掏去基礎以下一定數量的土,削弱原有的支撐面積,加大淺層土中附加應力,從而促使沉降較小一側的地基土下沉。本法應該以沉降變形為主控制施工,有時也可以預先估計掏土量作為施工參考。掏土量V(m)可按下式估計:
式中:smax——基礎邊緣糾偏所需的沉降量(m);
F——基礎底面積,對於條形基礎取外緣線包圍的面積(m)。此外,為了順利促沉,同時避免沉降太快,減少的基礎面積宜滿足下式要求:
式中:fa——修正後的地基承載力特徵值(kPa);
p——基礎面積減少以後的基底平均壓力(kPa)。
掏土區則應控制在建築物重心線需要促沉的一邊內。

實施步驟

1、在需要掏土的基礎兩邊或一邊開挖工作坑,坑寬應該滿足施工操作要求,坑底至少比基礎底面低10~15cm,以方便基底掏土。如果地下水位較高,則應採取措施保證坑內乾燥。
2、按設計要求分區(分層)分批進行掏土,掏土一般用小鏟、鐵鉤、通條、鋼管等手工進行,也有用平孔鑽機的,有時還輔以水沖方法,並根據監測資料調整掏土的數量和次序。當掏出塊石、混凝土塊等較大物體時,應及時向孔內回填粗砂或碎石,避免沉降不均。

注意事項

1、本法直接從基礎下掏土,糾偏較為激烈,特別需要加強監測工作。
2、對於較硬的地基土,建築物的回傾可能是不均勻的,具有突變性,應充分注意。

基礎外深層掏土

適用範圍

基礎外深層掏土主要有鑽孔取土和沉井掏土兩類,適用於淤泥、淤泥質土等軟土地基,在經粉噴、灌漿等方法處理的軟土中也有成功的實例。對較硬的地基土,由於難於側向擠出,不宜採用本法。

糾偏機理

鑽孔取土和沉井深層掏土有著類似的機理:當孔或井中的土被取出後,孔壁應力被解除,基礎以下的深層土朝孔內擠出,帶動基礎下沉。由於取土是在沉降較小的一側進行,在糾偏過程中地基內的附加應力不斷調整,基礎中心部位應力增大,更有利於軟土的側向擠出。而隨著糾偏的進行和荷載偏心的減少,地基的變形模量趨於均化,附加應力則更接近中心荷載下的值。劉祖德教授等將基礎外深層鑽孔取土糾偏法發展為“應力解除法”,以“五解除”、“二均化”概括了上述糾偏機理。此外,從孔或井內抽水引起地基土固結,並促使軟土流動湧入孔或井內。

實施步驟

1、根據糾偏目標按式同上,估計總掏土量V(m)。
2、布置鑽孔或沉井平面位置,原則是既滿足糾偏目標要求,也考慮糾偏過程中變形恢復的均衡性。
3、對鑽孔取土法:鑽孔,下套管;對沉井掏土法:沉井製作、挖土下沉。
4、將總掏土量分配至各個鑽孔或沉井,在監測工作的指導下,分期分批掏土。鑽孔取土可採用機械螺紋鑽,沉井一般用人工掏土。
5、當接近糾偏目標時,減少掏土量。根據監測結果調整掏土部位、次序和數量,實行微調。
6、達到糾偏目標後,間隔式拔除套管,並回填適宜土料封孔。沉井亦套用合適的土料回填。

注意事項

1、鑽孔直徑和孔深應根據建築物的底面尺寸和附加應力的影響範圍確定,一般孔徑300~500mm,取土深度不小於3m;沉井可以用混凝土材料或磚砌製成,井的直徑以方便操作為度,一般不小於80cm。
2、鑽孔或沉井距建(構)築物基礎的距離宜在被糾基礎的應力擴散角範圍內。
3、鑽孔頂部3m加套管,確保擠出的是深層軟土。沉井井筒也應有足夠的剛度和強度。這樣做可以使接近基底的土免受擾動,並保護基礎下的人工墊層或硬殼持力層,防止變形不均影響上部結構。
4、儘量不擾動沉降較大一側的地基土。如無必要,該側土不採用地基加固處理。
5、注意對周圍環境的影響。如果鑽孔或沉井與相鄰建(構)築物距離過近,應採取防護措施。

基礎內深層掏土

適用範圍

基礎內深層掏土常用深層沖孔排土方法(又稱輻射井糾偏法),也有從基礎板底往下鑽孔從深層取土的,適用於粘土粉土砂土黃土、淤泥、淤泥質土、填土等地基(或經淺層處理後)上的淺基礎和上部結構剛度較好的建(構)築物。

糾偏機理

深層沖孔排土糾偏法是指在建(構)築物沉降較小的一側布置工作沉井,通過設在沉井壁上的射水孔,用高壓水槍在建(構)築物深部地基中水平向沖孔。沖孔解除了部分地基應力,使地基土向孔內塌落變形,通過控制沖孔的數量、布置以及沖水的壓力和流量,可以調整建(構)築物的糾偏沉降量和沉降速率,從而達到平穩糾偏的目的。

實施要點

1、一般採用圓形磚砌沉井,磚的強度不低於MU7.5,水泥砂漿強度不低於M5;也可以採用混凝土沉井,混凝土的強度等級不低於C15。
2、沉井應布置在沉降較小的一側,其數量、深度、中心距應根據建(構)築物傾斜情況、荷載特徵、基礎類型、場地環境和工程地質條件確定。
3、沉井的直徑應便於操作,一般不小於0.8m;沉井與建(構)築物的淨距不小於1.0m;沉井可以封底,也可以不封底。
4、高壓水槍的工作壓力和流量應根據需要衝孔的土層性質經試驗確定。
5、射水孔直徑宜為150~200mm,位置應根據糾偏需要確定,但一般應高於井底面1.0~1.2m,以利操作。井壁上還應設定回水孔,位置宜在射水孔下交錯布置,直徑宜為60mm。
6、糾偏中最大沉降速率宜控制在/5~10mm/d以內,對於軟土地基和房屋整體剛度軟弱的,應按下限控制。當監測到沉降速度過大時,應停止沖水施工,必要時採取搶險措施。
7、注意防止糾偏過程對周圍建築物和設施的影響,必要時先對其進行加固處理。
8、糾偏完成後,套用素土或灰土等將沉井填實,並繼續進行沉降觀測,一般不少於半年。

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