地基所面臨的問題主要有以下幾個方面:1)承載力及穩(wěn)定性問題;2)壓縮及不均勻沉降問題;3)滲漏問題;4)液化問題;5)特殊土的特殊問題。當天然地基存在上述五類問題之一或其中幾個時,需采用地基處理措施以保證上部結(jié)構(gòu)的與正常使用。
沉井和沉箱基礎(chǔ)
沉井又稱開口沉箱。它是將上下開敞的井筒沉入地基,作為建筑物基礎(chǔ)(圖1)。沉井有較大的剛度,抗震性能好,既可作為承重基礎(chǔ),又可作為防滲結(jié)構(gòu)。1945年美國蒙哥馬利閘采用沉井作為承重防滲基礎(chǔ)。沉箱又稱氣壓沉箱,其形狀、結(jié)構(gòu)、用途與沉井類似,只是在井筒下端設(shè)有密閉的工作室,下沉時,把壓縮空氣壓入工作室內(nèi),防止水和土從底部流入,工人可直接在工作室內(nèi)干燥狀態(tài)下施工(圖2)。如1937年中國錢塘江鐵路橋的橋墩采用沉箱基礎(chǔ);1963年日本楊川閘用沉箱作為閘的承重防滲基礎(chǔ)。
地下連續(xù)墻
利用專門機具在地基中造孔、泥漿固壁、灌注混凝土等材料而建成的承重或防滲結(jié)構(gòu)物。它可作成水工建筑物的混凝土防滲墻;也可作一般土木建筑的擋土墻、地下工程的側(cè)墻等。墻厚一般40~130cm。世界上最深的混凝土防滲墻達131m(加拿大馬尼克三級壩)。
借助于壓力,通過鉆孔或其他設(shè)施將漿液壓送到地基孔隙或縫隙中,改善地基強度或防滲性能的工程措施。主要有固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、接觸灌漿、化學灌漿以及高壓噴射灌漿。
1、固結(jié)灌漿。
是通過面狀布孔灌漿,以改善基巖的力學性能,減少基礎(chǔ)的變形和不均勻沉降;改善工作條件,減少基礎(chǔ)開挖深度的一種方法。特點是:灌漿面積較大、深度較淺、壓力較小。
2、帷幕灌漿
是在基礎(chǔ)內(nèi),平行于建筑物的軸線,鉆一排或幾排孔,用壓力灌漿法將漿液灌入到巖石的縫隙中去,形成一道防滲帷幕,截斷基礎(chǔ)滲流,降低基礎(chǔ)揚壓力的一種方法。特點是:深度較深、壓力較大。
3、接觸灌漿
是在建筑物和巖石接觸面之間進行灌漿,以加強二者之間的結(jié)合程度和基礎(chǔ)的整體性,提高抗滑穩(wěn)定,同時也增進巖石固結(jié)與防滲性能的一種方法。
4、化學灌漿
是以一種高分子有機化合物為主題材料的灌漿方法。這種漿材成溶液狀態(tài),能灌入0.10mm以下的細微管縫,漿液經(jīng)過一定時間起化學作用,可將裂縫粘合起來形成凝膠,起到堵水防滲以及補強的作用。
地基處理設(shè)計時
地基處理設(shè)計時,應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)和地基的共同作用,必要時應(yīng)采取有效措施,加強上部結(jié)構(gòu)的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應(yīng)能力。對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級,選擇代表性場地進行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗,并進行必要的測試,以檢驗設(shè)計參數(shù)和加固效果,同時為施工質(zhì)量檢驗提供相關(guān)依據(jù)。
