二级建造师地基如何加固

地基基础加固，就是因为天然地基软弱无法满足地基强度、变形等要求，那么就需要事先对地基进行处理，利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法改良地基土的工程特性，从而达到地基加固的目的。地基处理的目的及意义主要有下面5点:提高地基土的抗剪切强度 地基的剪切破坏表现在:建筑物的地基承载力不够；由于偏心荷载及侧向土压力的作用使结构物失稳；由于填土或建筑物荷载，使邻近地基产生隆起；土方开挖时边坡失稳；基坑开挖时坑底隆起。地基的剪切破坏反映在地基土的抗剪强度不足，因此，为了防止剪切破坏，就需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。 降低地基土的压缩性 地基土的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大；由于有填土或建筑物荷载，使地基产生固结沉降；作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降；大范围地基的沉降和不均匀沉降；基坑开挖引起邻近地面沉降；由于降水地基产生固结沉降。地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。因此，需要采取措施以提高地基土的压缩模量，借以减少地基的沉降或不均匀沉降。 改善地基土的透水特性 地基土的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏；基坑开挖工程中，因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。为此，必须采取措施使地基土降低透水性或减少其水压力。改善地基土的动力特性 地基土的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂(包括部分粉土)将产生液化；由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。为此，需要采取措施防止地基液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。改善特殊土的不良地基特性 主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。 地基处理一般有:1、换土垫层法 2、振密、挤密法 3、排水固结法 4、置换法 5、加筋法6、胶结法 7、冷、热处理法，7种方法。1、换土垫层法 基本原理:就是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实。 分类:按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。 作用:换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。 适用范围:常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2~3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。 注:垫层只解决承载力问题而无助于减少沉降。 2、振密、挤密法 原理:是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。 1）表层压实法 采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实。也可采用分层回填压实加固。适用范围:适用于含水量接近于最佳含水量的浅层疏松粘性土；松散砂性土；湿陷性黄土及杂填土等。2）重锤夯实法 利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。适用范围:适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土。 3) 强夯法 利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性、消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。适用范围:适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土及湿陷性黄土。 4)振冲挤密法 振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减少；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂层挤压密实。适用范围:适用于砂性土和小于005mm的粘粒含量低于10%的粘性土。5)土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法 是利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔，通过”挤”压作用，使地基土得到“加密”，然后在孔中分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩(或灰土桩、二灰桩)。适用范围:适用于处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土。 6)砂桩 在松散砂土或人工填土中设置砂桩，能对周围土体或产生挤密作用，或同时产生振密作用。可以显著提高地基强度，改善地基的整体稳定性，并减少地基沉降量。适用范围:适用于处理松砂地基和杂填土地基。7)夯实水泥土桩 利用沉管、冲击、人工洛阳铲、螺旋钻等方法成孔，回填水泥和土的拌和料，分层夯实形成坚硬的水泥土柱体，并挤密桩间土，通过褥垫层与原地基土形成复合地基。适用范围:适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土和淤泥质土等地基。8)爆破法 这个用的不多，原理是利用爆破产生振动使土体产生液化和变形，从而获得较大密实度，用以提高地基承载力和减小沉降。适用范围:适用于饱和净砂，非饱和但经灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土。3、排水固结法 基本原理:就是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。 排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，尤其是软土地区多夹砂薄层的特点，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土，在一定条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。 (1)堆载预压法 在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物。 一般临时的预压堆载等于建筑物的荷载，但为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载，称为超载预压。 为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄，透水性较好，也可单独采用堆载预压法。适用于软粘土地基。(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等) 在软粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压，称为砂井堆载预压法。适用范围:适用于透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。 (3)真空预压法 在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。适用范围:适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。(4)真空-堆载联合预压法 当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载预压联合使用，其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。适用范围:适用于软粘土地基。(5)降低地下水位法 通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。适用范围:适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工程，特别适用于饱和粉、细砂地基。(6)电渗排水法 在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。适用范围:适用于饱和软粘土地基。4、置换法 原理:其原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。 置换法又分为:(1)振冲置换法(或称碎石桩法) 碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。适用范围:适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基，采用碎石桩时须慎重。(2)石灰桩法 在软弱地基中用机械成孔，填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，同时桩与土形成复合地基，达到地基加固的目的。适用范围:适用于软弱粘性土地基。(3)强夯置换法 对厚度小于6m的软弱土层，边夯边填碎石，形成深度3~6m、直径为2m左右的碎石柱体，与周围土体形成复合地基。适用范围:适用于软粘土。(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩) 是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。适用范围:适用于填土、饱和及非饱和粘性土、砂土、粉土等地基。(5)柱锤冲扩法 柱锤冲扩法是利用直径为200~600mm、长度为2~6m、质量为1~6t的柱状锤冲扩成孔，填入碎砖三合土等材料，夯实成桩，桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。适用范围:适用于处理杂填土、粉土、粘性土、粘性素填土、黄土等地基。(6)EPS超轻质料填土法 发泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/50~1/100，并具有较好的强度和压缩性能， 用于填土料，可有效减少作用在地基上的荷载，需要时也可置换部分地基土，以达到更好的效果。适用范围:适用于软弱地基上的填方工程。 5、加筋法 原理: 就是通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。(1)土工合成材料 利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的抗拉强度，改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。适用范围:适用于砂土、粘性土和软土，或用作反滤、排水和隔离材料。(2)加筋土 把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定性。适用范围:适用于人工填土的路堤和挡墙结构。(3)土层锚杆 土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构，如边坡稳定、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。适用范围:适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。(4)土钉 土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与土共同作用，用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点，显著提高了整体稳定性。适用范围:适用于开挖支护和天然边坡的加固。(5)树根桩法 在地基中沿不同方向，设置直径为75~250mm的细桩，可以是竖直桩，也可以是斜桩，形成如树根状的群桩，以支撑结构物，或用以挡土，稳定边坡。适用范围: 适用于软弱粘性土和杂填土地基。6、胶结法 原理:就是在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。(1)注浆法 其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用范围:适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固暗浜和使用在托换工程中。 (2)高压喷射注浆法 将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用范围:适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。 (3)水泥土搅拌法 利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，形成坚硬的拌和拄体，与原地层共同形成复合地基。适用范围:适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。7、冷、热处理法 主要有冻结法、烧结法2种(1)冻结法 通过人工冷却，使地基温度低到孔隙水的冰点以下，使之冷却，从而具有理想的截水性能和较高的承载力。适用范围:适用于饱和的砂土或软粘土地层中的临时措施。(2)烧结法 通过渗入压缩的热空气和燃烧物，并依靠热传导，而将细颗粒土加热到100℃以上，从而增加土的强度，减小变形。适用范围:适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土。除此之外还有复合地基、桩基等方法，就不一一阐述了。

地基加固方法大致划分为以下两种：一、胶结法 原理：就是在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。(1)注浆法；即指用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固暗浜和使用在托换工程中。 (2)高压喷射注浆法；将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。 (3)水泥土搅拌法；利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，形成坚硬的拌和拄体，与原地层共同形成复合地基。适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。 二、置换法 原理：其原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。 (1)振冲置换法(或称碎石桩法)；碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基，采用碎石桩时须慎重。"

在进行地基处理的时候必须要按照规范要求的方法来进行才可以，那么，地基处理规范方法有换填方法这种情况比较适合建筑物地基本身持力层比较软弱，没有办法满足上面的结构对地基要求的情况，这时候可以采用换土垫层的方法来处理，这样做能够把基础下面一定范围以内的土层挖掉，然后加入一些砂和碎石在里面来进行回填，这样操作以后能够让地面基层可以因此变得更为密实。预压法这种方法是一种比较常见的帮助处理地基的方法，它主要是在建筑物建造之前来使用的，一般是通过拟建场地上的施工情况来对荷载进行计算，然后把土体的孔隙里面的水排出来，这样就能够让孔的间隙因此变得更小，自然也就能够让土体因此变得更为密实，地基也会因为这样而变得更稳定，一般来讲它的处理深度可以达到十米以上，要是真空预压处理，深度则能够达到十五米以上。强夯法这种方法是用非常重的重锤来从比较高的地方落下来，这样反复的对地面进行敲打，从而帮助达到让地基变得更为给力的效果，一般来讲使用强夯法以后，地基的承载力会在原有的基础上提升两倍到五倍。振冲法这种方法比较适合黏性土里面使用，它的作用在于能够起到振冲置换的效果，而它在砂土里面的作用则在于能够起到振动液化的效果，振冲法能够处理深度在十米以上的地基。深层搅拌法这种方法处理的深度一般是在8米到12米之间，它的工作原理是利用水泥或者是别的固化剂来达到搅拌效果，在地基里面把水泥和土体进行搅拌，这样就能够让原本比较软的土因此变得比较硬，这样也就能够成为一个整体，自然也就能够确保达到水稳效果，也能够让强度能够得到提升。砂石桩处理法它的处理深度可以在十米左右，工作的原理是用振动机来进行振动，在震动的作用下来把套管打入到规定设计的深度当中，这样一来就能够让土体因此变得比较密实，接着投入砂石进去，再把砂石弄到土里面，这样多次操作以后就能够成为砂石桩，而用砂石桩做成的地基，本身的稳定性可想而知。

建筑结构加固是一项复杂的工作，要考虑的因素很多。加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择，一般原则如下：（1）加固应尽可能做到不停产或少停产，因停产的损失往往是加固费用的几倍或几十倍。能否在负荷下不停产加固，取决于结构的应力应变状态。一般构件的内应力小于钢材设计强度的80%，且构件损坏变形等不是太严重时，可采用负荷不停产加固方法。（2）加固方案要便于制作、施工，便于检查。（3）结构制造组装应尽量在生产区外进行。（4）加固应尽可能采用高强螺栓或焊接。采用高强螺栓加固时，应验算钻孔截面削弱后的承载能力；采用焊接加固时，实际荷载产生的原有杆件应力最好在钢材设计强度60%以下，极限不得超过80%，否则应采取相应的措施才能施焊。1、钢筋混凝土外加层建筑结构加固方法该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。2、钢筋水泥砂浆外加层建筑结构加固法　该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层建筑结构加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。3、增设扶壁柱建筑结构加固法该法属于加大截面建筑结构加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层建筑结构加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。