项目一地基基础的维修与加固

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1、项目一地基基础的维修与加通过本项目的学习，了解地基基础的主要损坏形式与危害，掌握分析地基基础损坏原因 的方法和维修加固的方法，能应用所学知识和技能制作地基基础的维修加固方案。1.1项目导入在房屋建筑工程中，地基是指支承建筑物重量的土层，基础是建筑物最下部直接与地 基接触的构件，它们共同承担着建筑物的全部荷载。地基基础如存在缺陷或发生损坏，必 然会影响房屋建筑的安全性及正常使用。由于地基基础属于地下隐蔽工程，所以对其日常 的养护维修工作也容易被忽视。房屋的地基基础经常出现的缺陷和损坏有：地基产生不均 匀沉降和过量沉降，冻土地基损坏，湿陷性黄土地基损坏，膨胀土地基损坏，基础的腐蚀 及沉降断裂等。这

2、些缺陷和损坏的发生，必然会引起上部结构出现倾斜、裂缝等不良现象， 严重时甚至会导致房屋倒塌。因此，地基基础的维修与加固是关系到房屋安全及正常使用 的重要工作项目，须认真对待。1.1.1地基损坏的主要形式与危害地基损坏的主要形式有地基的不均匀沉降，地基的沉降量过大，冻土地基损坏，湿陷 性黄土地基损坏，膨胀土地基损坏等。1. 地基不均匀沉降地基不均匀沉降是指，同一建筑物相邻两基础下地基的沉降有较大差异，或相邻建筑 物、构筑物的地基沉降值不同。地基过大的不均匀沉降对房屋基础和上部结构的间接作用 会使房屋的墙、柱开裂，房屋倾斜甚至破坏。2. 地基沉降量过大地基沉降量过大是指，支承建筑物的地基沉降量超过

3、了设计允许值。当地基沉降量超过设计允许时，如果房屋上部结构的整体性较好且地基沉降较均匀时，虽上部结构及基础 未遭破坏，但必然使地坪凹陷，穿越墙体的上下水管断裂，污水倒灌，还会影响相邻建筑 物产生不均匀沉降甚至开裂。3. 冻土地基损坏冻土地基损坏主要是由于气候寒冷，室外地基冻结膨胀，从而产生向上的力，引起墙 体由室内开裂；另外还会产生向内的力引起墙体由室外开裂。4. 湿陷性黄土地基损坏湿陷性黄土一般呈黄色或褐色，粉土粒含量占土重的60%以上，含有大量的可溶性盐 类，天然孔隙比在1.0左右，一般有肉眼可见的大孔隙，能保持直立的天然边坡。湿陷性 黄土被水浸湿后，在一定压力作用下，土的结构被迅速破坏，

4、同时产生显著附加下沉，强 度急剧下降，出现明显湿陷现象，它的湿陷变形不仅是竖向的垂直变形，还时常伴有侧向 的挤出变形。这种湿陷变形对房屋的安全和正常使用有较大影响。5. 膨胀土地基损坏膨胀土在天然状态下是坚硬或硬塑状态，裂隙发育，多充填有灰绿、灰白色黏土，裂 面有蜡样光泽，可观察到土体相对移动的擦痕。膨胀土多分布于我国黄河以南地区，其强 度高、变性小，吸水膨胀，失水收缩。膨胀土随气候变化产生胀、缩变形，使房屋出现抬 升或下降，在频繁的升降过程中房屋易产生裂缝。由膨胀土地基变形所导致的房屋裂缝具 有以下规律：(1) 房屋外墙面角端的裂缝表现为山墙上对称或不对称的八字形斜裂缝，裂缝上宽 下窄，如图

5、1-1所示；外墙面的水平裂缝和交叉裂缝如图1-2和图1-3所示。图1-1对称倒八字形裂缝图1-2外墙面水平裂缝图1-3外墙面交叉裂缝(2) 外廊的一些独立柱可能发生水平裂缝，并伴有水平移位和转动，多发生在外廊 的柱头或柱脚处，以及柱中间断裂处，如图1-4所示。(3) 窗台中出现的垂直裂缝如图1-5所示，裂缝上宽下窄。(4) 外墙角包角裂缝如图1-6所示。外墙角处沉降量大，易出现开裂，同时也会引起散水开裂，导致外墙角的下部及散水沿纵横两个方向裂成一个三角形锥体式的整体。图1-4外廊柱裂缝图1-5窗台中的垂直裂缝 图1-6外墙角裂成锥体形1.1.2基础损坏的主要形式与危害房屋基础是建筑主要承重构件

6、，承受建筑物的全部荷载。房屋基础的损坏将直接影响 建筑物安全，必须对这一隐蔽工程进行认真监测和维护，发现问题及时处理。基础损坏的 主要形式主要有以下几种。1 .基础的腐蚀腐蚀是指由于酸、碱、盐及溶剂等介质的作用，使建筑物的材料产生物理性或化学性 破坏的现象。腐蚀会使基础出现各种不同程度的隐患、缺陷或损伤，导致基础的安全性、适用性、 耐久性降低，最终引起基础的失效，造成严重的安全事故和经济损失。2. 基础的沉降断裂基础的沉降断裂指基础在受到地基、荷载和水等因素的作用下，产生不均匀沉降和裂 缝的现象。基础的沉降断裂将会导致基础的失稳和破坏，从而直接危及房屋的安全。1.2项目分析1.2.1地基损坏的

7、原因及加固方法1. 地基损坏的原因(1) 地基不均匀沉降产生地基不均匀沉降的主要原因有设计时的计算误差，使用荷载差异较大，地基承载 力的变化，房屋高度不同等。(2) 地基沉降量过大产生地基沉降量过大的主要原因有使用荷载超过地基设计值，地基土壤软弱，地基加 固措施不当等。(3) 冻土地基损坏在寒冷地区进行房屋设计时，易忽视地基冻胀现象，地基的冻胀程度是确定基础最小 埋置深度的依据之一。基础埋置太浅，冬天膨胀、夏天沉陷、易遭冻害，造成基础及上部 结构开裂。(4) 湿陷性黄土地基损坏黄土的湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对其湿陷的原因和机理，国内 外学术界有多种假说。有种理论认为，在干旱、

8、少雨的气候条件下，黄土沉积过程中水分 不断蒸发，土粒间的盐类析出，胶体凝固，形成固化凝聚力，从而阻止了上面土对下面土 的压密作用而形成欠密实状态。时间长了，堆积的欠密实土层越来越厚，因而形成高空隙 比、低湿度的湿陷性黄土。一旦水浸入较深，固化凝聚力消失，就产生了湿陷。(5) 膨胀土地基损坏影响膨胀土胀缩性的内在机制是，膨胀土含有大量的蒙脱石、伊利石等比表面积大、 有强烈活动性、既易吸水又易失水、胀缩变形也大的亲水性黏土矿物。影响膨胀土胀缩性 的外部因素是水对膨胀土的作用。2. 地基损坏的加固方法在工程实践中，对损坏地基的加固方法有很多，这里主要介绍高压喷射注浆法、灌浆 加固法、挤密桩加固法和复

9、合注浆法等。(1) 高压喷射注浆法 高压喷射注浆法加固原理。高压喷射注浆法是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管 钻至设计的土层深度，用高压设备把化学浆液从喷嘴中喷出，切削破坏土体，同时与土体 搅拌混合，经凝结固化后形成固结体，从而使地基土的承载力提高。该法主要适用于对砂 类土、黏性土、淤泥质土、湿陷性黄土、人工填土及碎石类土等的加固。高压喷射注浆法分为旋喷、定喷、摆喷三种方法。旋喷即旋转喷射。旋喷时，喷嘴边喷射边旋转提升，这样形成圆柱状加固体，也称旋 喷桩，如图1-7 (a)所示。定喷即定向喷射。定喷时，喷嘴边喷射边提升，且喷射方向固定不变，形成墙状固体， 如图1-7 (b)所示。摆喷即喷嘴边喷射

10、边摆动一定角度并提升，可形成扇形加固体，如图1-7 (c)所示。旋啮足咐伏哂（a）旋喷（b）定喷（c）摆喷图1-7高压喷射注浆法示意图1一旋喷体2化学浆液3一被破坏的土体4一钻杆5一定喷体6一摆喷体 高压喷射注浆法的施工工艺。高压喷射注浆法的施工机主要由钻机和高压发生设 备两部分组成。高压发生设备包括高压泥浆泵和高压水泵，此外还有空气压缩机、泥浆搅 拌机等。其旋喷法施工程序如图1-8所示。（a）开始钻进（b）钻进结束（c）高压旋喷开始（d）喷嘴边旋转边提升（e）旋喷结束图1-8旋喷法施工程序高压喷射注浆法根据设备条件分单管法、双重管法和三重管法。单管法只喷射水泥浆，可形成直径为0.61.2m的

11、圆柱体。双重管法为同轴复合喷射高压水泥和压缩空气两种介质，可形成直径为0.81.6m 的桩体。三重管法为同轴复合喷射高压水、压缩空气和水泥浆三种介质，形成桩的直径为1.2 2.2m。（2）灌浆加固法灌浆加固法是应用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把化学浆液注入地基的孔隙 或裂缝中，以填充、渗透、劈裂和挤密的方式，替代土壤颗粒间孔隙或岩石裂隙中的水和 气。经一定时间的硬结后，浆液把原来松散的土粒或有裂隙的岩石胶结成一个整体，形成 有一定强度的固化体。灌浆法主要用于加固砂土、软黏土及湿陷性黄土地基等。灌浆加固法按灌浆材料可分为以下几种： 丙凝灌浆。丙凝是一种丙烯酰胺类的化学灌浆材料，具有水溶性好

12、、黏度低及聚 合时间可任意控制（控制范围从数秒到数小时）等许多优点。它以液体状态进入土层中的 缝隙，而后聚合变成凝胶体，起到加固地基作用。 聚氨酯灌浆。聚氨酯是近几年发展起来的一种新型化学灌浆材料，其加固及防渗 漏能力强，遇水不易被稀释或冲走，固结强度高，且施工简便。 甲凝灌浆。甲凝是以甲基丙烯酸甲酯为主要成分，加入引发剂等组分的一种低黏 度的灌浆材料。甲基丙烯酸甲酯是无色透明液体，黏度很低，渗透力很强，可灌入非常细 微孔隙，聚合后的强度和黏结力很高，并具有较好的稳定性。 环氧树脂灌浆。环氧树脂浆液是以环氧树脂为主体，加入一定比例的固化剂、稀 释剂、增韧剂等混合而成。环氧树脂浆液一般能灌入微小

13、的孔隙。硬化后，黏结力强，收 缩性小，强度高，稳定性好。 丙强灌浆。丙强灌浆是在丙凝灌浆基础上发展起来的，它主要是以丙凝与脲醛树 脂作为灌浆材料的一种化学灌浆。丙强浆液及其聚合体基本保存丙凝的特性，又因脲醛树 脂的存在而提高了强度。丙强浆液的粘度比丙凝大。灌浆加固法常用的施工方法主要有以下两种： 硅化法加固。（a）硅化法加固原理。硅化法加固是用打入带孔的铁管，并以一定的压力将水玻璃溶 液和另一种或两种浆液（氯化钙、水泥浆渗液等）注入土中，使土中的硅酸盐达到饱和状 态。硅酸盐在土中分解成凝胶，把土颗粒胶结起来，形成固态的胶结物，从而加固地基。（b）硅化法施工工艺。硅化法施工所用的设备有振动打拔管

14、机、压浆泵、储藏罐以 及注浆管等。设备间采用耐高压胶皮管和活接头连接。施工工艺为：施工准备一一灌浆范 围及孔位布置一一施工程序。 石灰浆法加固。石灰浆法加固是利用压力把石灰浆压灌入黏土的裂隙层里，呈片 状分布。石灰浆同周围一定范围土层起离子交换作用后，形成硬壳层，硬壳层随时间增长 而加厚，从而改变了地基土的性质和结构，达到加固地基的目的。石灰浆法加固主要适用于膨胀土地基的处理，通过在膨胀土中灌入石灰浆，使土胀缩变形的内因被消除，从而使膨胀土地基趋于稳定。石灰浆法加固施工要点与硅化法加固施工要点类似。灌浆操作宜分层进行，分层深度 根据压浆泵而定。（3）挤密桩加固法 挤密桩加固法原理。挤密桩加固法

15、是用打桩机将带有特制桩尖的钢制桩管打入所 要处理的地基土中，达到设计深度，拔管成孔，然后向孔内填入砂、石灰土或其他材料， 并加以捣实成为桩体。这种挤密桩主要是利用钢管打入地基时，对土产生横向挤密作用， 在挤密功能作用下，土粒间产生移动，小颗粒填入大颗粒的空隙，使土体相对密实，地基 土的承载力也随之加强，地基的变形因而减小，桩体与挤密后的土共同组成复合地基，共 同承担建筑荷载。 施工工艺。（a）施工准备一一施工机械就位一一成桩。（b）拔管成孔后及时检查质量，然后将填料分层填入并加以捣实。施工中如发现异常情况，如桩孔颈缩或回淤等，应采取措施重新沉管成孔，并填入干 砂、石灰等填料。图1-9为挤密桩加

16、固法施工示意图。（a）（b）（c）（d）图1-9挤密桩加固法施工1一桩管2一粉煤灰碎石桩（4）复合注浆法复合注浆是将静压注浆和高压旋喷注浆结合，发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆 技术。在实际工程中是先采用高压旋喷注浆形成桩柱体，再采用静压注浆以增强旋喷效果， 扩散加固浆液，防止固结收缩，消除注浆盲区。复合注浆方法能充分发挥静压注浆和高压 旋喷注浆这两种注浆加固方法各自的优点，克服各自的缺点，从而达到最大的适用地层范 围和最佳的加固效果，保证加固的成功率和安全性。复合注浆的施工工艺如下： 注浆钻孔施工。钻孔孔径一般开孔为110mm或101mm，终孔直径为101mm或 91mm，钻孔垂直度误差保

17、证小于1%。 建立孔口注浆装置。注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口设立注浆装置。孔口注 浆装置采用预埋设的方式固定在注浆孔口，用水泥浆将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密 封。 采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔。 采用高压旋喷注浆方式进行注浆。按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后，再采用高 压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后，从下而上进行旋喷注浆，旋喷 注浆一般采用单管旋喷注浆方式。 采用静压注浆方式进行注浆。高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封住孔口 进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力，随后逐渐增加浆液浓 度并加大注浆压力，直至设计注浆量和注浆压力为止。一般

18、静压注浆在浆液终凝前需进行 23次灌注。 封孔。静压注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔口进行封闭处理，防止浆液流 出；若注浆结束后孔内浆液有流失，需补灌浆液直到注浆孔内浆液饱满为止。1.2.2基础损坏的原因及维修方法1. 基础损坏的原因基础损坏的原因主要有以下几方面。(1) 基础腐蚀的原因房屋基础的腐蚀分为侵蚀性介质腐蚀、大气腐蚀、水腐蚀和土腐蚀四种类型。 侵蚀性介质腐蚀。侵蚀性介质腐蚀是指由于侵蚀性介质的排放或贮存不当，使建 筑物的基础经常与侵蚀性介质接触，从而产生腐蚀的现象。 大气腐蚀。大气腐蚀是指大气中的水蒸气、氮、氧、二氧化碳等，工厂散发的含 有腐蚀性气体或粉尘的污染气体，以及沿海地区

19、含有氧化物的大气对房屋基础的腐蚀。 水腐蚀。水腐蚀是指天然地下水中含有具有分解性、酸性、碳酸性的成分，化工 生产废水渗透到地下，工业冷却水中的侵蚀性介质及海水等对房屋基础产生的腐蚀。 土腐蚀。土腐蚀是指土遭受工业废水或酸类介质渗入污染，使土酸化或大气有害 介质随降雨渗入地下，从而对房屋基础产生的腐蚀。(2) 基础沉降断裂的原因 地基土不均匀。当房屋的基础跨建在两种承载力相差较大的地基上或地基软土层 厚度分布不均匀，以及地基中有洞穴、旧井和局部软土时，如果没作适当的处理，则地基 承受荷载后，就可能产生不均匀的压缩变形，导致基础也随之产生不均匀沉降从而产生断 裂。 地基滑动。当房屋建在靠近边坡位置

20、，而地基未作适当的处理时，则边坡的地基 受到水的冲刷和上部荷载的作用后，就有可能沿着边坡方向向下滑动，使房屋基础出现过 大的不均匀沉降而产生裂缝，严重的甚至会使房屋倒塌。 地基承受荷载不均匀。高度差较大的房屋作用于地基时，产生的荷载相差也较大。 如果地基未做适当的处理，则地基由于承受荷载不均匀，就有可能产生不均匀的压缩变形， 使房屋高低部分相接处的基础产生不均匀的沉降而开裂。此外，如果任意改变房屋的用途， 如将办公室改为仓库，或局部堆放的物品太多、太重等，也可能引起地基不均匀压缩变形， 从而导致基础出现断裂。 地基受水的影响。当房屋的地基受地面水、上下水管道渗漏的水等长期浸泡，或 地基土中的含

21、水量增减较大时，就有可能使有些地基土(如膨胀土、湿陷性黄土等)的结 构产生显著的变化，而使房屋的基础产生不均匀沉降和裂缝，严重时基础会变得不稳定， 丧失承载能力。2. 基础损坏的维修方法(1)基础腐蚀的加固维修对腐蚀基础加固维修，首先要进行腐蚀物的清除。根据侵蚀性介质的不同，可分别采 用人工铲除、热烘烤、水力冲洗、压缩空气喷吹等方法将腐蚀物、残留物清除干净，露出 新基底，然后，根据基础的类型选择加固维修方法。图1-10为几种常见的基础腐蚀加固维 修示意图。(a)砖墙基础加固(b)块石基础加固(c)钢筋混凝土柱基础加固图1-10基础腐蚀加固维修1碎石灌沥青2一抗渗好的黏土 3排水明沟及护坡4热沥

22、青灌缝5混凝土6一地坪面层修补7回填土夯实8一现浇混凝土加固基础9钢丝网外包混凝土 10钢丝网11一块石带形基础12垫层13钢筋混凝土柱14一细石混凝土 15一钢筋混凝土加固(2)黏结法对于损坏较轻的砖或石砌的基础，常可采用较简单的黏结法修补，就是把一些黏结剂 压入基础的损坏处，以在有效范围内恢复基础的承载力，常用的黏结剂是纯水泥液。施工中主要使用的机具有风钻、喷枪、压浆泵、贮气罐等，黏结法加固基础示意如 图1-11所示。理蝮的加固休图1-11黏结法加固基础施工程序： 在基础损坏的一侧先挖开临时坑槽，使基础的损坏部分外露。 在基础的损坏部分上钻孔，孔径应大于喷枪直径23mm，孔位按梅花形排列。

23、 在各钻好的孔内顺序插入喷枪，并通过风压将水泥浆液压灌入基础中，水泥浆充填周围的空隙，形成球形牢固的砌体，达到修补的目的。(3) 更换法当条形基础某段损坏较为严重时可采用更换法，即拆去损坏段，更换成好的基础砌体。 如需要更换的基础段不长时(小于1.5m)可一次性更换完成。施工方法如下：(a) 先在贴近基础损坏段处开挖临时施工坑槽至基础底面，同时要撑好坑壁，并用 千斤顶支撑好上部结构。(b) 拆去需要更换的损坏基础。如损坏原因是由于地基土不良引起的，需进一步挖 除不良地基土，换成好地基土。(c) 砌筑新基础砌体。为保证新旧基础衔接质量，砌筑新基础前要做好旧基础表面的 清理工作，砌筑后要处理好新基

24、础与上部结构的连接部位，一般用干硬性水泥砂浆嵌实。 如需要更换的基础段较长时(长度超过1.5m)，避免在更换时过分削弱原有基础， 可采用下述两种方法施工。(a) 分段间隔施工。把需要更换的基础划分为12m长的若干段，并排好更换顺序， 再按排好的顺序逐一更换各基础段。注意保证紧接着施工的两个基础段之间至少要间隔两 段。间隔的两段或是还没有开始更换的，或已更换完工且砌体的强度已达到规定要求的段， 如图1-12所示。(b) 分段分批施工。把需要更换的损坏基础分成若干段，每段编排序号，同批更换 的基础段落编成相同的序号，再按顺序拆旧换新。更换时先同时施工标明1号的段落，施 工完成这些段落后，再按次序进

25、行标明2号的基础更换，以此类推，如图1-13所示。施工 时尽量先从基础损坏较为严重而墙体被门窗洞口削弱最少的地方开始。图1-12分段间隔更换损坏基础图1-13分段分批更换损坏基础(4) 外包法外包法主要用于维修抗弯、抗冲切强度不足、杯口深度偏小、个别漏放钢筋的基础。 对于抗弯强度不足的基础，可在基础杯口上方增设钢筋混凝土套箍，增设的受弯钢筋应与 柱或基础壁的原竖向钢筋焊接，如图1-14 (a)所示。对于漏放钢筋的基础，可适当增设 钢筋，如图1-14 (b)所示。对于抗冲切强度不足及杯口偏浅的基础，增设套箍时只需将 柱接触部分凿毛，将钢筋插入杯口内浇灌成整体即可，如图1-14 (c)所示。(a)

26、抗弯强度不足(b)漏放钢筋(c)抗冲切强度不足或杯口过浅图1-14外包法维修损坏基础（5）基础扩大加固法当由于地基承载力和基础底面积的限制，而引起房屋建筑不均匀沉降时，可采用扩大 沉降较大部位的基础底面积，使基础的承载力增大，降低该部位地基附加应力，从而使该 部位的沉降值减小，使整个建筑物的沉降趋于均匀，达到修复和加固基础的目的。当建筑物荷载较小或地基局部软弱不太严重时，可采用如图1-15（a）、图1-15（b）所 示的做法处理。但在进行垫扩挖掘时，宜在上部支撑卸载情况下进行，并注意不扰动原地 基土，外扩基础的配筋可与原基础钢筋焊接。当建筑物荷载较大或地基局部软弱较为严重 时，贝服在外扩部分配

27、置双层钢筋，并均与柱子的主钢筋焊接 如图1-15（c）所示。亦可将两 基础用基础梁连接，以扩大基础的承载面积，如图1-15（d）所示。此时下部钢筋应与原基 础钢筋焊接，上部钢筋应插入杯口或与柱主钢筋焊接。当条形基础底面积不足时，可采用 如图1-15（e）所示的方法处理，同样应注意新增加部分与原基础的共同工作，在墙内加联 系钢筋（8 12），间距300400mm。（c）外扩（a）垫扩（b）外扩（e）条扩（d）外扩图1-15基础扩大加固法（6）锚杆静压桩加固法锚杆静压桩是锚杆和静力压桩两项技术结合而形成的一种基础加固新技术。图1-16为 锚杆静压桩加固法示意图。其施工方法是：压桩架通过锚杆锚固于原

28、有基础，在压桩架下 对原有基础开凿桩孔，应用桩顶与压桩架之间的千斤顶，以房屋和基础的重量为压重，将 每段长为1.02.5m的预制桩逐段压入地基中，最后将桩与原有基础通过锚杆和二次浇筑 混凝土（强度不小于C30）的桩封头使桩和原有基础共同工作。压入基底的预制桩总长度 及单桩承载力都应通过设计确定。桩压力的总和不得超过基础及上部房屋的自重，以防基础上抬造成结构损坏。锚杆静压桩加固法中的锚杆强度及原有基础能否有效锚固十分关键， 故锚杆的直径应按计算确定，锚杆应采用带墩粗头的杆螺栓，其埋深应不小于锚杆直径的 10倍，且锚杆内应灌注高强黏结剂。锚杆静压桩加固法可在狭窄的场地上进行施工，施工 无振动、无噪

29、声，可迅速阻止房屋建筑的下沉，适用于抢救因基础下沉而处于危险状态的 房屋。（a）压桩孔和锚杆位置（b）压桩装置与受力图1-16锚杆静压桩加固法1一桩位2一压桩孔3一锚杆4一反力架5一千斤顶6一电动葫芦7基础（7）树根桩托换加固法树根桩托换加固法适用于对条形基础的加固，如图1-17所示。加固施工时用钻机穿过 原有基础进入地基中，以原有基础作为桩承台，孔径为150300mm，钻孔后按设计要求在 其中设置钢筋，再浇筑强度不低于C20的混凝土，故树根桩实际是桩径较小的灌注桩。树 根桩一般成排布置，桩的方向可垂直或倾斜，形成的桩基础形同树根，故称作树根桩。树 根桩的单桩承载力应通过计算确定，同时考虑桩端

30、土和桩身侧面土的摩阻力的支撑作用。 树根桩托换施工所需场地小、无振动、噪声小，对原有房屋建设的地基和基础无不利影响。(b)侧面托换(c)树根桩方向(a)平面图图1-17条形基础树根桩托换加固法1.3项目案例案例一 灌注桩在某建筑物地基加固纠偏工程中的应用陕西铜川市耀县境内某倾斜建筑物，建于20世纪70年代，基础采用100#毛石混凝土。 根据2002年12月19日现场观测和检测，该建筑物的西北角倾斜严重，倾斜率达到11.9%。, 上部结构破坏严重，墙体最大裂缝宽度达到2.6cm，倾斜率也大大超过了国家规定的4%。的 危房标准，被确认为危房，为了恢复建筑物的正常使用，必须进行地基加固和建筑物的纠偏

31、 处理。原因分析1. 填土质量差，承载力不足根据对事故建筑物场地的勘察结果，该建筑物部分场地为古河道回填，回填地基质量 差，填土结构疏松，压缩性高，具有湿陷性。在建筑物荷载作用下，地基除在附加应力作 用下发生压缩变形外，在地基浸水的条件下，还产生了较大的湿陷变形，并导致填土层土 质变软，强度降低，压缩性变大。根据现场的裂缝和倾斜情况分析，预测填土较厚的建筑 物西北角处的基础相对沉降约12cm。2. 防水措施较差在建筑物的北侧约3m处有一上水管道，由于年久失修，管道出现渗漏，长期向地基 地层渗水也是事故发生的重要原因。维修方案选择根据现场勘察结果，综合考虑建筑物条件和场地条件等各方面因素，最后决

32、定对该事 故建筑物采用灌注桩进行地基加固，待桩体达到一定强度后，再在灌注桩上设置顶升体系 对建筑物倾斜进行纠偏的处理方案。施工步骤1. 灌注桩成孔先开挖施工导槽至毛石基础正下方，再垂直下挖灌注桩、桩孔至卵石层表WT500mm处。2. 浇注灌注桩浇注混凝土至毛石基础底面以下约1 600mm，放置钢筋网片，砌筑砖模板，再浇注混 凝土至毛石基础下约600mm处，抹平桩头，留置3天，此间须加临时支撑。3 .托换顶升待桩体强度满足顶升要求以后（桩体采用早强混凝土），在桩头设置千斤顶及传力体 系，按设计的顶升量和顶升力顶升，至设计要求后加支撑，取掉千斤顶。4. 用膨胀混凝土浇注桩的剩余部分，注意加压灌实，

33、并控制膨胀率。5. 回填、整平地面，按要求恢复地面原貌。效果分析1. 裂缝闭合情况顶升完成以后，事故建筑物墙体裂缝宽度明显变小。在裂缝最严重的西北角，裂缝已 经基本闭合。2. 不均匀沉降及倾斜情况在加固纠偏的整个过程中，建筑物上共设置沉降观测点8个，顶升后，通过对建筑物 进行观测，建筑物西北角的倾斜率为3.4%。，已满足规范中倾斜率小于4%。的安全要求。南 北方向局部倾斜也减小了 4.3cm，局部倾斜率为3.8%，也满足规范的要求。纠偏工程结束 后从2003年4月25日一2004年3月6日，共进行了 10次沉降观测。观测结果表明，纠 偏结束后建筑物变形稳定，达到了预期的效果。案例二CFG桩加固

34、高层建筑地基实例某城市高层建筑16号楼工程由161楼、16-2楼、16-3楼、裙房及地下车库等构成。 三座主楼均为地上1022层、地下2层的高层住宅。基础埋深161楼与163楼的基础 埋深为-8m, 162楼的基础埋深为-5m, 161楼与163楼之间为地下车库，车库基础埋 深为-13m。由于16楼基础的天然地基承载力为160kPa，无法满足设计要求，为此需对天然 地基进行加固处理，加固后的地基承载力标准值为161楼340kPa, 163楼350kPa, 16 2 楼 260kPa。加固方案选择经过对经济、技术及工期进行比较，决定采用高强度小直径CFG桩复合地基。所谓CFG 桩即水泥粉煤灰碎石

35、桩，是由碎石、石屑、砂和粉煤灰掺适量水泥加水拌 和，用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C15C25的高黏结强度桩，使桩、桩间土 和褥垫层一起构成复合地基。在外荷载作用下，CFG桩可全桩长发挥侧阻力，桩落在坚固 土层上具有明显的端承力，桩承受的荷载通过桩周的摩阻力和桩端阻力传到深层地基中， 其复合地基承载力可大幅度提高。通过调整桩长、桩距和褥垫层的厚度，既可以较好地满 足承载力要求，也较容易调整天然地基和复合地基之间的差异沉降。该方案具有承载力提 高幅度大、施工周期短、造价低廉等优点。施工步骤1. 定桩位根据工程测量放线资料和桩位布置图来进行桩的定位，施放的桩位应明显、易找、不 易被破坏。2

36、. 钻机就位与调试移动钻机，准确对孔位，对孔误差不得大于50mm，利用支腿油缸调平钻机，钻机主 轴垂直度误差应不大于1%。3 .钻进成孔钻机就位及调试完毕后，即可进行正式钻进，在钻进过程中应严格控制钻机的垂直度、 钻进的深度。4.泵送混凝土成桩为确保混凝土的质量，本工程CFG桩采用C20商品混凝土，其塌落度应控制在 1820cm左右，以确保混凝土具有良好的流动性。效果检测本工程CFG桩施工完毕后，由具有检测资质的单位对每栋楼进行了复合地基静载荷 试验检测和低应变桩身质量检测。根据规范要求，每栋楼随机挑选了 3根桩进行复合地基 静载荷试验，试验结果表明，本工程CFG桩复合地基承载力满足设计要求。

37、案例三某车间基础加固方案某铁路部门的水电车间建于水塘边，该车间为砖混结构，钢筋混凝土屋面梁、板，基础 为冈帷毛石基础。车间建成后不久，由于基础的不均匀沉降，在靠近水塘一角的纵墙、山墙拐角 处均有严重的开裂，且在继续发展，在墙体开裂部位发现其基础毛石有明显的开裂。原因分析由于屋面梁传给壁柱的实际荷载是集中荷载，而壁柱下的基础宽度与窗间墙下的基础 宽度相同，并未扩宽，使纵墙沉降。从而导致上部结构被削弱的墙体上出现裂缝。加固方案采用扩大基础底面积的加固方案，对墙体开裂部位的两个壁柱、一个拐角及由墙中部 一段，共四处进行加固。施工时先卸除基础上方的部分荷载，然后从基础两侧开挖坑槽， 并将基础下面的地基

38、土挖出，同时加大基础埋深，扩大基础的长、宽、厚度是按设计计算 确定的。完成坑槽的开挖后就浇捣混凝土，为保证新、旧基础连接牢固，浇筑的混凝土要 高出原毛石基础底面。待加固基础部分的混凝土达到规定强度后，再对上部基础及墙体的 裂缝进行修补，最后拆除临时支撑。加固后，经数年观测，房屋已基本稳定。案例四 洛阳某高校住宅楼基础加固方案洛阳某高校13号住宅楼建于1979年，该住宅楼的建筑面积为3 768/，是五层砖混结 构，砖砌条形基础，外墙为清水墙，无构造柱和圈梁，共八个单元，楼的中部设一道伸缩缝。 近年来有住户反映在墙上发现了裂缝。相关部门根据住户反映的情况进行了现场勘察，发现 住宅楼西端第一单元有裂

39、缝，且主要集中于楼梯纵墙和南外墙上，呈正“八”字形分布。12 层裂缝较宽，达3mm，往上逐渐减小。裂缝部分延伸至楼梯间，在房间内分布于纵墙上，呈 正“八”字形。通过对现场进行地质勘察，发现地下土质较湿，地下浸水严重。其地下水主要集中在西 端第一单元西半部，西山墙及西北角尤为严重，向东逐渐减弱，楼梯以东较为正常。以上结果显示:西山墙，特别是西北角附近可能有上、下水渗漏。因此，对此周围的上、 下水进行了排查，发现距楼房西北角5m处有一水井，年久失修，井壁开裂，管道老化，渗水 严重。由此，查明了楼房墙体裂缝的原因。根据该楼房实际情况和有关规范要求，决定采取如下处理方案：1. 立即切断下水井水源，将下

40、水改道。2. 拆除原下水井，用28灰土回填。3. 采取灰砂桩加固地基。灰砂桩平面布置图及剖面图如图1-18和图1-19所示。图1-18灰砂桩平面图（单位：mm）口 槌侦J=f图1-19灰砂桩布置剖面图（单位：mm）灰砂桩的施工方法:用洛阳铲成孔，桩径300mm,桩长入土 6m,机械或人工重锤分层夯 填灰砂，每层厚度小于250mm。填料要求:砂:石灰=3：7，砂为纯净中砂，石灰为生石灰（不含灰、水），块径为30 40mm。封填要求:距原条形基础灰土底标高下800mm时，用3：7灰土夯填封口，3：7灰土材料 及夯填要求按规范执行。在西端第一单元的西北角、西南角以及该单元楼梯处的南北外纵墙各设一个沉

41、降观察 点，并进行定期观测。观测结果表明，加固方案使墙体裂缝得到有效控制。1.4项目实训实训课题一图1-20所示为意大利比萨斜塔，全塔共8层，高55m。该塔地基持力层为粉砂，下面 为粉土和粘土层。目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶偏离中心线已达5.27m， 倾斜5.5 。图1-20比萨斜塔从理论上来说，比萨斜塔也可采用本项目“案例一”的方案进行加固纠偏，请仔细阅 读该案例的内容，并仿照其方法模拟制定比萨斜塔的加固纠偏方案。实训课题二通过现场调研或查阅资料，确定一个房屋地基或基础损坏的实例，结合本项目的教学 内容，对该地基或基础损坏的实例进行分析，并初步制定其维修或加固方案。方案要求

42、：（1）损坏情况简介损坏情况包括房屋名称、地基或基础的类型、尺寸、损坏程度等。（2）损坏原因分析结合本项目所学的内容，对该房屋地基或基础损坏的类型及原因进行分析。（3）制定维修方案维修方案包括材料的选择、设备和工具的配置、施工工艺、计划工期等。（4）字数要求维修方案的字数应不少于800字。复习思考题1. 地基损坏的主要形式有哪些？2. 膨胀土地基变形所导致的房屋裂缝具有哪些规律?3. 房屋基础的腐蚀分为哪几种？其主要危害有哪些?4. 什么是高压喷射注浆法？适用于哪些地基的加固？5. 简述挤密桩法加固的原理。6. 基础发生沉降断裂的原因有哪些？7. 外包法主要用于加固哪些基础？如何实施？8. 简述锚杆静压桩加固法的特点和施工方法。