基础加固工程概述
- 基础加固工程是对建筑物、桥梁等结构的基础部分进行修复和强化的工程。基础作为结构的关键支撑部分，其稳定性和承载能力对整个结构的安全至关重要。当基础出现不均匀沉降、承载力不足、腐蚀或其他损坏时，需要进行加固处理。
基础加固原因
- 不均匀沉降：
- 地基土的不均匀性是导致基础不均匀沉降的常见原因。例如，建筑物建在软土地基与硬土地基交接处，软土地基在建筑物荷载作用下压缩量较大，会引起基础不均匀沉降，使上部结构产生裂缝、倾斜等问题。
- 地下水变化也可能引起基础不均匀沉降。地下水位下降会导致地基土有效应力增加，引起土体固结沉降；而地下水位上升可能使地基土软化，降低地基承载力，进而影响基础的稳定性。
- 承载能力不足：
- 建筑物功能改变或加层，导致上部结构荷载增加，原基础设计的承载能力无法满足新的荷载要求。比如，住宅改为商业用途，增加了大量的人员和设备，使基础承受的荷载远超设计值。
- 基础设计或施工缺陷，如基础尺寸过小、配筋不足等，会使基础本身的承载能力不足，在正常使用情况下也可能出现安全隐患。
- 基础损坏：
- 基础长期受到地下水的化学腐蚀、土壤中的有害物质侵蚀，可能导致混凝土基础的强度降低、钢筋锈蚀等问题。例如，在有酸性地下水的地区，基础混凝土可能被腐蚀，影响其耐久性和承载能力。
- 地震、洪水等自然灾害可能对基础造成直接破坏，如地震引起的地基土液化会使基础丧失部分承载能力，洪水可能冲刷基础周围的土体，影响基础的稳定性。
基础加固方法与施工
- 增大基础底面积法：
- 原理：通过增加基础底面面积，减小地基土的附加应力，从而提高基础的承载能力，控制基础的沉降。适用于基础承载力不足但地基有一定承载潜力的情况。
- 施工步骤：
- 先在原基础周边开挖至合适深度，注意保护原基础不受破坏。然后对原基础侧面和底面进行凿毛处理，增强新老混凝土的结合力。
- 绑扎新的钢筋网，钢筋的规格和间距要根据设计计算确定。支设模板，模板要牢固，保证浇筑混凝土时不会变形。
- 浇筑混凝土，混凝土的强度等级应比原基础高，在浇筑过程中要充分振捣，保证混凝土的密实性。新浇混凝土与原基础结合处要特别注意振捣，防止出现蜂窝、麻面等质量问题。
- 加深基础法：
- 原理：将基础埋深增加，使基础坐落在承载力更高的地基土层上，以提高基础的承载能力。适用于地基浅层土承载力低，而深层土承载力较高的情况。
- 施工步骤：
- 在原基础周边进行开挖，根据设计要求确定加深的深度和范围。在开挖过程中，要采取有效的边坡支护措施，防止土方坍塌。
- 对原基础进行处理，如采用托换技术将上部荷载转移，然后拆除原基础下部需要加深部分的混凝土和钢筋。
- 浇筑新的基础部分，新基础的尺寸、配筋等要符合设计要求。在新老基础连接部位，要做好连接构造，保证力的传递。
- 桩基础加固法：
- 原理：通过在基础下增设桩，将上部荷载传递到更深的持力层，提高基础的承载能力和稳定性。可分为静压桩加固、钻孔灌注桩加固等。
- 静压桩加固施工步骤：
- 先在基础上钻孔，孔的直径和深度要根据设计的静压桩尺寸确定。将预制好的静压桩（如钢管桩、混凝土方桩等）通过液压设备逐节压入孔内，压桩过程中要控制好压桩力和桩的垂直度。
- 在桩与基础之间设置连接构造，一般通过浇筑混凝土或填充高强灌浆料，使桩与基础形成整体，共同承受荷载。
- 钻孔灌注桩加固施工步骤：
- 在基础周边合适位置钻孔，钻孔过程中要保证孔壁的稳定性，可采用泥浆护壁等方法。成孔后，安放钢筋笼，钢筋笼的制作要符合设计要求，包括钢筋的规格、长度、间距等。
- 灌注混凝土，混凝土的灌注高度要保证桩顶质量，在灌注过程中要控制好混凝土的上升速度和灌注压力，防止出现断桩、缩颈等质量问题。灌注完成后，将桩与基础进行可靠连接。
- 基础灌浆加固法：
- 原理：通过向地基或基础中灌注水泥浆、化学浆等材料，填充地基土的孔隙、裂隙，提高地基土的强度和密实度，或对基础内部的裂缝、空洞进行填充修复，增强基础的整体性和承载能力。
- 施工步骤：
- 根据加固要求选择合适的灌浆材料。对于填充地基土孔隙的灌浆，可采用水泥浆；对于处理基础裂缝或提高基础抗渗性的灌浆，可选用化学灌浆材料，如环氧树脂灌浆料。
- 在基础或地基中钻孔，孔的分布要根据加固范围和要求合理布置。将灌浆管插入孔内，采用合适的灌浆压力和方法进行灌浆。灌浆过程中要注意观察灌浆压力和灌浆量的变化，当灌浆压力达到设计值且灌浆量不再增加时，可停止灌浆。
基础加固工程的质量控制与验收
- 质量控制：
- 材料质量：对加固工程中使用的混凝土、钢筋、灌浆材料等进行严格的质量检查，检查材料的质量证明文件，并按规定抽样复验，确保材料符合设计要求。
- 施工过程质量：在施工过程中，对每一道工序进行质量检查。如增大基础底面积施工中，检查新老混凝土结合面的处理质量、钢筋的绑扎质量和混凝土的浇筑质量；桩基础施工中，检查桩的制作质量、压桩或灌注桩的施工质量、桩与基础的连接质量；灌浆加固施工中，检查灌浆材料的配制质量、灌浆压力和灌浆量等。
- 验收：
- 资料审查：审查施工过程中的各项资料，包括材料质量证明文件、检验报告、隐蔽工程验收记录、施工日志等，确保资料齐全、规范。
- 现场检查：对加固后的基础进行外观检查，检查基础表面是否平整、有无裂缝、蜂窝麻面等缺陷。对于桩基础，检查桩头质量、桩身完整性等。同时，可采用检测手段，如静载试验检测基础的承载能力、采用低应变法检测桩身完整性等，验证基础加固后的性能是否满足设计要求。