地基加固方法有哪些
利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法改良地基土的工程特性，從而達(dá)到地基加固的目的。
錨桿支護(hù)和錨索支護(hù)的區(qū)別
兩者只是量的區(qū)別，不是質(zhì)的區(qū)別，只是張拉介質(zhì)不同。錨索的受拉件是鋼絞線，錨桿受拉筋是用高強(qiáng)度精軋螺紋鋼筋或鋼管。
抗浮錨桿鋼筋錨固長度允許誤差是多少
抗浮錨桿鋼筋錨固長度允許誤差是(1)孔位水平方向誤差≤100mm。 (2)鉆孔深度應(yīng)大于錨桿設(shè)計長度500mm內(nèi),用于沉渣。 (3)鉆孔垂直度誤差≤1%。
沉井基礎(chǔ)有哪些常見問題
沉井的由于其自身的整體剛度大、穩(wěn)定性較好，井壁可以起到支護(hù)的作用而且施工工藝簡單，造價相對低等優(yōu)勢，在城市建筑、市政、港口和水利等深基礎(chǔ)或地下結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著重要的作用，尤其是在頂管工作井、盾構(gòu)工作井和橋梁基礎(chǔ)等地下工程中有著一定的優(yōu)勢和競爭力。
沉井在施工過程中存在的一些常見問題，沉井施工中常見的問題及處理措施如下：
1 、沉井下沉困難
沉井下沉困難本文指的是沉井下沉系數(shù)小于1.0，此時說明下沉過程中向下的主動下沉力小于沉井本身的阻力。沉井下沉困難這種情況在施工中還是比較常見的，一般來說在施工中可以采用觸變泥漿、空氣幕、樁基反壓法、壓重法等助沉法配合沉井下沉，施工中根據(jù)實際情況可選用一種或多種助沉措施。
1）采用觸變泥漿助沉?xí)r，一般來說要求沉井的井壁預(yù)留外臺階，外臺階寬度常為100~200mm。觸變泥漿物理力學(xué)指標(biāo)可根據(jù)沉井下沉?xí)r所通過的不同土層按表1選用。在沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高后，可采用水泥漿或水泥砂漿來置換觸變泥漿，在沉井使用過程中提供一定的摩阻力，防止沉井后期上浮。
表1 觸變泥漿的物理力學(xué)性能指標(biāo)
圖2 觸變泥漿助沉施工示意圖
2）采用空氣幕助沉?xí)r，在施工前應(yīng)根據(jù)計算確定空壓機(jī)和儲氣包的數(shù)量，在刃腳外踏面處應(yīng)設(shè)置密封裝置，同時設(shè)定空氣幕壓力值。在施工中應(yīng)嚴(yán)格控制空氣幕的助沉?xí)r間，一般不宜超過2h。
圖3 空氣幕助沉施工示意圖
3）采用樁基反壓法助沉?xí)r，可根據(jù)實際計算合理布置反壓樁，同時保證反壓樁的抗拔承載力應(yīng)滿足助沉反壓力。一般反壓樁可采用鉆孔灌注樁，根據(jù)具體情況可采用樁側(cè)后注漿或者樁端后注漿提高其抗拔承載力。
4）壓重法助沉即是采用堆載重物的方法，在加重時應(yīng)均勻?qū)ΨQ加重。堆載施工時應(yīng)確保下沉施工的空間及作業(yè)人員的安全。
對于采用樁基反壓助沉及壓重法助沉?xí)r，實質(zhì)上都是在增加沉井下沉的主動力，圖4顯示的是這兩種方法的施工示意圖。
圖4 樁基反壓助沉及壓重法助沉施工示意圖
2 、沉井突沉
突沉也就是指的沉井在下沉階段，沉井內(nèi)不斷大量出土，沉井仍舊不下沉，在某一時刻突然又急劇下沉的現(xiàn)象。突沉的時間一般都是極短的，也就幾秒鐘，沉井有可能下沉數(shù)米。
據(jù)統(tǒng)計的300多座沉井，約有7%左右的沉井發(fā)生過突沉現(xiàn)象，有一個沉井在下沉13m后，在其后的26m下沉過程中發(fā)生了9次突沉現(xiàn)象，有的沉井最大突沉量達(dá)到5.78m。從這些突沉的數(shù)據(jù)，不難看出，突沉現(xiàn)象的產(chǎn)生還是很多的，而且會產(chǎn)生巨大的安全隱患，不論是對人還是對周邊環(huán)境的影響都是巨大的，這就要求施工時要避免突沉現(xiàn)象的產(chǎn)生。
首先要對產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行研究，從沉井的受力來看，主要是豎向力，主動下沉力如果小于下沉阻力，沉井就不會下沉。根據(jù)公式（1）沉井主動下沉力為沉井的自重Gk，阻力主要有浮力Fw，井壁的摩阻力Tf，刃腳踏面的阻力R1，隔墻的阻力R2。在大量出土的過程中，由于沉井沒有下沉，水位沒有變化，沉井的自重Gk，浮力Fw沒有變化，刃腳踏面和隔墻的阻力在土方開挖的過程中在不斷的減小，在刃腳踏面和隔墻底部土體掏空時變?yōu)?，此時沉井還沒有下沉，通過公式可以看出，在下沉系數(shù)kst大于1的時候才會下沉，沉井沒有下沉說明下沉系數(shù)小于1，通過公式可以看出來井壁摩阻力Tf急劇增大。
下沉系數(shù)計算公式：
圖5 沉井下沉系數(shù)計算模示意圖
在沉井下沉施工中，由于井體在緩慢下沉中，井壁的摩阻力屬于滑動摩擦力，若摩阻力變大，說明此時的摩阻力已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦力，一般來說靜摩擦力都較滑動摩擦力大。
通過分析，我們說清楚了突沉的機(jī)理。如何解決這一突沉的現(xiàn)象其實也就非常簡單了，也就是需要我們在沉井施工時避免出現(xiàn)靜摩擦力或降低摩阻力。在施工時，可以采用觸變泥漿套降低井壁的摩阻力，減少施工的停頓時間，避免井壁土體與井壁之間出現(xiàn)靜摩擦力，還可以在沉井制作時設(shè)置井外壁臺階等等措施。其實了解了原理，我們可以采取多種多樣的來解決這一措施，比如還可以增加井體的配重、增加錨樁施加反力等等措施。
3 、沉井傾斜
沉井下沉過程中，往往會有井體傾斜的現(xiàn)象出現(xiàn)，一般來說挖土不均勻、刃腳下土體軟硬不均、刃腳底部出現(xiàn)局部障礙物、井外堆物或周邊荷載不均勻等情況會導(dǎo)致沉井出現(xiàn)傾斜，此時應(yīng)及時糾偏，調(diào)整沉井井壁四周的高差，保證高差在允許范圍內(nèi)，否則會出現(xiàn)難以糾偏情況或者事故的發(fā)生。
在下沉過程中，應(yīng)加強(qiáng)下沉過程中的觀測和資料分析，發(fā)現(xiàn)傾斜要及時糾正。在井內(nèi)挖土?xí)r，保證均勻?qū)ΨQ開挖，避免掏挖刃腳底部的土體。
施工過程中，若沉井發(fā)生傾斜，可采取井內(nèi)偏出土或者井外射水等進(jìn)行校正，施工示意圖如圖6所示。
（a）偏出土糾偏 （b）井外射水糾偏
圖6 沉井傾斜糾偏施工示意圖
4 、沉井出現(xiàn)流砂現(xiàn)象
在粉、細(xì)砂層中下沉的沉井經(jīng)常會出現(xiàn)流砂[5]現(xiàn)象。沉井下沉過程中，井內(nèi)的鍋底開挖深度過大，井底以下土層為砂性且有承壓水頭，沉井此時又采用的是排水法下沉，此時底部的土體不能抵抗承壓水頭的壓力，就會出現(xiàn)流砂的現(xiàn)象（如圖7所示）。流砂現(xiàn)象可能導(dǎo)致沉井出現(xiàn)嚴(yán)重的傾斜，也可能出現(xiàn)嚴(yán)重的坍塌現(xiàn)象，有很大的安全隱患。
圖7 流砂產(chǎn)生原理示意圖
在施工時，可以通過采用排水法下沉，避免掏空刃腳下土體，防止大量流砂涌入，在鍋底中間開挖，也不宜把鍋底開挖較深。在穿越砂層時應(yīng)快速，最好增加荷載，使得沉井刃腳切入土體，還可以通過降低地下水位的方法。采用不排水法下沉?xí)r，保持井內(nèi)的水位高于井外水位，防止流砂的涌入。若條件允許，還可以通過地基處理，改變土體的特性，對粉細(xì)砂層進(jìn)行加固，改變流砂產(chǎn)生的土體特性，從根本上處理這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。
5、 沉井接高不穩(wěn)定
沉井在制作時，由于制作高度及混凝土澆筑質(zhì)量的影響，一般來說都需要進(jìn)行接高。接高時，地基承載力不能承受上部荷載時會出現(xiàn)邊接高邊下沉的情況，此時對于混凝土的澆筑質(zhì)量影響較大，由于澆筑不均勻還可能會引起沉井的傾斜[6]。
在接高前，可根據(jù)接高的高度對此時的地基承載力進(jìn)行驗算，驗算時所取的地基承載力按照極限值取，若此時地基極限承載力可以滿足接高的要求，認(rèn)為接高是穩(wěn)定的，不會給后續(xù)的施工帶來影響。
6 、超沉
在沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高時，沉井的下沉還未完成，一般在觀測8h的下沉量小于10mm時可以封底，但是到達(dá)設(shè)計標(biāo)高時，觀測沉井還在繼續(xù)下沉，此時沉井就屬于超沉了。超沉將會影響沉井的使用功能，不能滿足設(shè)計要求，需要我們在施工時預(yù)防這一現(xiàn)象的產(chǎn)生。
在施工前需要對沉井穿越的土層進(jìn)行詳細(xì)研究，若設(shè)計標(biāo)高處于軟弱土層中時，在施工前還需要進(jìn)行土體的加固處理。施工過程中，在距離設(shè)計標(biāo)高2m時應(yīng)控制高差及下沉速度，下沉深度距設(shè)計標(biāo)高可以有一定的預(yù)留量，預(yù)留量可為50~200mm。
圖8 沉井下沉終沉示意圖
7、 沉井封底后上浮
沉井在封底后，由于封底混凝土和井體形成密閉的箱體，浮力急劇增大，在封底后有可能造成井體的上浮，所以需要我們在施工前，需要考慮封底后給井體造成的影響。在進(jìn)行施工計算時，應(yīng)對沉井封底后的抗浮進(jìn)行驗算，若不能滿足要求，可以通過降低地下水位或者采用水下封底等措施來解決這一問題。
還有一種情況在施工時候需要特別注意，就是在沉井采用的是水下封底，封底完成后，急于抽出沉井里面的水造成沉井上浮的現(xiàn)象。這個時候仍舊需要考慮沉井抗浮的問題，若沉井本身的自重不能滿足抗浮的要求時，需要采取一定的措施保證井體不上浮?？梢酝ㄟ^增加井壁周邊的側(cè)壁摩阻力，增加錨樁或者增加井體的配重等方法來解決這一問題。
圖9 沉井抗浮計算示意圖
8 、減少對周邊環(huán)境的影響
沉井下沉?xí)r，井體周邊的土體影響是在所難免的。井外土體的破壞主要是由于沉井下沉?xí)r，井外的土壓力在主動土壓力和被動極限應(yīng)力狀態(tài)[7]以及沉井下沉?xí)r井壁收到的摩擦力共同造成的。沉井對土體的影響范圍除了與沉井下沉的深度有關(guān)外，還與沉井的大小、穿越的土層情況和施工方法等相關(guān)。
沉井的使用其實與環(huán)境的影響關(guān)系還是很大的，正是由于沉井對周邊環(huán)境的影響而限制了沉井在城市密集建筑群中的使用，如何減少對周邊環(huán)境的影響是需要研究解決的問題。目前常用的措施主要以下幾個方法：
1）下沉前的對沉井影響范圍內(nèi)進(jìn)行地基加固處理，把可能造成土體破壞的區(qū)域先行加固，可以采用攪拌樁或者注漿等加固方法進(jìn)行處理。
2）下沉過程中，加強(qiáng)觀測的頻率，沉井出現(xiàn)傾斜時立刻進(jìn)行糾偏，不要出現(xiàn)較大的傾斜，做到勤測勤糾，這樣可以減少對周邊環(huán)境的影響。
3）采用觸變泥漿套進(jìn)行下沉施工，這樣可以維持井壁外土體的穩(wěn)定，又可以降低井壁收到的摩擦力，這樣可以有效的降低對周邊土體的影響。
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