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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
2、断裂等。这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
3、过了设计允许值。当地基沉降量超上二项目一 地基基础的维修与加固过设计允许时，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
4、定压力作用下，土的结构被迅速破坏，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
5、形斜裂缝，裂缝上宽 下窄，如图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.
6、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，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
7、接危及房屋的安全。1.2 项 目 分 析1.2.1 地基损坏的原因及加固方法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）地基沉降量过大上二项目一 地基基础的维修与加固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
8、、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、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
9、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
10、，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。二房屋维修与预算项目导向式教程 （a）旋喷（b）定喷（c）摆喷图 1-7 高压喷射注浆法示意图1旋喷体 2化学浆液 3被破坏的土体 4钻杆 5定喷体 6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
11、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1.22.2m。上二项目一 地基基础的维修与加固（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
12、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、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
13、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
14、 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：施工准备灌浆范 围及孔位布置施工程序。 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
15、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) 施工准备施工机械就位成桩。(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 为挤密桩加固法施工示意图。a)(b)(c)d)图 1-9 挤密桩加固法施工1桩管 2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上二项目一 地基基础的维修与
