摘要:本文探讨了地基加固费用的影响因素及其经济性分析。文章首先概述了地基加固的重要性,随后分析了影响加固费用的主要因素,包括地质条件、建筑类型和工程规模等。通过案例研究,展示了不同情况下的加固费用对比,并提出了成本效益分析方法。文章讨论了如何优化设计和施工流程以降低加固成本,同时强调了合理预算和长期维护的重要性。
地基加固的方法及其原理
一、地基加固的原理
- 改善土质性质
- 对于软地基加固原理,当工程结构的荷载较大,地基土质又较软弱(强度不足或压缩性大),不能作为天然地基时,可针对不同情况,采取各种人工加固处理的方法,以改善地基性质,提高承载力、增加稳定性,减少地基变形和基础埋置深度。主要是通过将土质由松变实,换一种说法也就是将土的含水量由高变低,来达到地基加固的目的。
- 增加加固材料形成新结构
- 在地基中增加加固材料,如石膏、纤维、混凝土等,形成一个新的结构,使原来不能承受荷载的地基结构变得强固。另外,还可以通过提高地基的吸水性,减少地基的渗水,从而有效地防止滑坡和地裂。
二、地基加固的方法
(一)按七个字归纳的方法及其原理
- 挖
- 原理:挖去较浅的软土层,把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中,通过改变基础的坐落位置,利用更好的地基承载上部结构。
- 适用情况:适用于软土层较浅的情况。
- 填
- 原理:当软土层很厚,而又需大面积对地基进行加固处理时,在软土层上直接回填一层一定厚度的好土,以提高地基的整体承载力,减小软土层的承压力。通过增加土层的承载能力来加固地基。
- 适用情况:软土层很厚且需大面积加固地基的情况。
- 换(换土垫层法)
- 原理:将基础下面一定范围内的软弱土层挖去,而代之以人工填筑的垫层作为持力层。结合了挖和填的操作,改善持力层的性质来提高地基承载力。
- 适用情况:软土层较厚,对局部地基进行加固处理的情况。
- 夯
- 原理:利用打夯工具与机具夯击土壤排出土壤中的水分,加速土壤的固结,以提高土壤的密实度和承载力。夯击使土壤颗粒更加紧密排列,减少孔隙,从而提高承载能力。
- 适用情况:多种地基土类型都可适用。
- 压
- 原理:利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械碾压地基土壤,使地基压实排水固结。通过外力挤压使土壤密实,增强地基承载能力,同时促进排水,减少土壤中的含水量,提高地基稳定性。
- 适用情况:可用于大面积地基加固,对各类可压实的地基土适用。
- 挤
- 原理:先用带桩靴的工具式桩管打入土中,挤压土壤形成桩孔,然后拔出桩管,再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实,或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。通过挤土成孔和填充加固材料,提高地基的承载能力和稳定性。
- 适用情况:适用于多种地基土情况。
- 拌
- 原理:利用高压射流切削土壤,旋喷浆液,搅拌浆土,使浆液和土壤混合,凝结成坚硬的柱体或土壁。形成的柱体或土壁可以提高地基的承载能力和稳定性。
- 适用情况:多种地基土情况适用。
(二)常见的地基加固方法及其原理
- 注浆加固法
- 原理:适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用在防止渗漏、提高地基土的强度和变形模量以及控制底层沉降等。通过向地基中注入浆液,填充土壤孔隙,使土壤颗粒胶结在一起,从而提高地基的强度和稳定性。
- 适用情况:砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。
- 加大基础底面积法
- 原理:对于经常用来复核承载力必答的地基基础,可以采用增大基础底面面积的方法来提高基础和地基的接触面积,从而减少土体应力,达到加固基础的目的。通过增加基础与地基的接触面积,分散上部结构传来的荷载,降低地基土单位面积所承受的压力。
- 适用情况:地基承载力稍低,需要提高地基承载能力的情况。
- 高压喷射注浆法
- 原理:利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插到土层的预定位置之后,用高压设备将浆液从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。会有很细小的土料从浆液中冒出来,其余的土粒在喷射的冲击力之下,和浆液搅拌在一起,并按照一定的比例重新排列。等到浆液凝固之后,就在土中形成一个固结体和桩之间土一起构成的复合地基,从而能提高地基承载力,减少地基的变形,达到地基加固的目的。
- 适用情况:适用于多种地基土类型,对提高地基承载力和减少变形有要求的情况。
- 树根桩法
- 原理:适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土以及人工填土等地基土上,既有建筑的修复和增层、古建筑的整修,地下铁道的穿越等加固工程。通过在地基中设置类似树根状的桩体,增强地基的承载能力和稳定性,桩体与地基土共同作用来承受上部荷载。
- 适用情况:淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土以及人工填土等地基土上的相关加固工程。
- 石灰桩法
- 原理:适用于处理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或者是饱和黄土等地基以及基础周围土体的加固。把桩管打入到土里,再拔出桩管,形成桩孔,在孔里面填上生石灰,利用生石灰与土壤中的水分发生化学反应,使地基更加加固。
- 适用情况:地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、杂填土或者是饱和黄土等地基以及基础周围土体的加固。
- 锚杆静压桩法
- 原理:通过锚杆将静压桩与基础连接,利用静压桩的承载能力提高地基的承载能力。桩体承受上部结构传来的荷载,将荷载传递到更深层的地基土中,减少地基的沉降。
- 适用情况:适用于地基承载力不足,需要提高地基承载能力的情况,常用于既有建筑的地基加固。
- 强夯法
- 原理:使用大型起重机械将大吨位的夯锤拉高到一定的高度再自由落下,让地基承受强大的冲击能量的夯击,使土中出现非常大的冲击应力,迫使土层空隙缩小从而提高地基的承载力。通过夯击使地基土密实,提高其承载能力和稳定性。
- 适用情况:适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与
粘性