摘 要:文章通過實地調研,總結了村鎮房屋地基基礎常見病害,分析了病害產生的原因,并針對性提出了地基基礎的加固方法,為村鎮地區房屋地基基礎的加固提供了切實可行的依據。
關鍵詞:村鎮房屋;地基基礎;加固技術
引言
我國地域遼闊,每年都會頻發很多不可抗力災害。在廣大村鎮地區,房屋一般用砌塊砌筑,有的甚至為土坯房,房屋基礎薄弱,安全性不高,抗地震及洪水沖刷性能弱,由于常年地基基礎的不均勻沉降,房體出現局部開裂,甚至整面墻出現傾斜,對村民居住安全造成極大威脅。因此,對村鎮地區的舊房危房加以研究,對其地基基礎進行加固,使其滿足抗震及抗洪要求,提高農民居住安全等級,具有重要的現實意義。
1 村鎮房屋地基基礎病害種類及特點
我國在幾千年的農業文明中,村鎮自給自足,位置分散于全國各地,范圍極廣,地域環境條件相差較大。地基土具有明顯的地域特點,比如雜填土,淤泥質土、濕陷性黃土、膨脹土等。村鎮居民往往按照祖輩傳統方式并結合個人經驗或當地風俗搭建房屋,這樣的缺點是未對房屋周圍地質條件進行綜合的、專業的詳細調查,有的房屋甚至直接建于軟粘土地基上,山坡上,土質不均,地勢不平直接影響著房屋的質量和安全。建造的房屋往往會出現由于地基處理不當而造成房屋不均勻沉降,進而造成房屋墻體開裂等問題。地基基礎處理不當對房屋造成影響可歸結為以下幾方面[1,2]:(1)軟土地基蠕變滑移產生剪切破壞,導致建筑物傾斜:由于軟土具有天然含水量大,壓縮性高,承載力低的特點,如未經處理直接在上面建造房屋,則往往會由于軟土地基的承載力不足而產生漸進的積累變形,最終導致建筑物傾斜甚至倒塌。(2)地基不均勻沉降導致房屋墻體開裂:若房屋的地基土土質不同或密實度相差較大,在建造房屋時未進行有效處理,則地基將會產生不均勻沉降,進而導致房屋基礎產生不均勻沉降,最終引起房屋墻體開裂,對居住安全造成隱患。(3)房屋地基下沉量過大引起房屋下沉:由于房屋地基沉降量大,形成地勢洼地,雨污水不能及時排出。下沉過大,一般會伴隨產生不均勻沉降,導致房屋墻體產生裂縫,整體傾斜,嚴重的將造成房屋倒塌。(4)房屋地基土局部失穩,反射導致房屋基礎斷裂:地基土由于失穩產生滑動,基礎局部失去支撐,在上部建筑物荷載作用下發生斷裂,嚴重危及房屋安全。
2 村鎮房屋地基基礎病害原因分析
對村鎮地區進行實地考察,通過分析總結,將地基基礎病害歸因為以下幾個方面[3]:(1)在地基基礎上未施做底圈梁。村鎮地區,房屋建設相對落后,一般傳承祖輩傳統工法,且受地域經濟文化限制,很多村鎮,根本無設置底圈梁概念,建造的房屋整體差,容易產生各種裂縫和發生傾斜。(2)未進行勘察設計,選址不當。房屋建造時,未對地形地質進行綜合考慮,未進行勘察設計,房屋選址在軟土地基上,或選在山坡、丘陵、地震分割帶,泥石流影響范圍內等,這些都會對房屋安全造成潛在威脅。(3)地基土長期受水浸泡,承載力降低。房屋地基周圍排水設施不良,雨水不能有效排出,或地勢較低,周圍雨水向房屋地基周圍匯集,行成積水,常年累月,對地基土造成沖刷浸泡,承載力嚴重降低。(4)屋頂堆載或增層,造成上部荷載增加。居民日常生活中,經常在平屋頂堆放貨物或農作物,有的甚至在未經設計計算的情況下直接在原屋基礎上增層改造,造成底層墻體和地基承受過大荷載,最終導致地基承載力不足而產生沉陷,墻體開裂等病害。
3 村鎮房屋地基基礎加固方法
3.1 基礎注漿加固補強法
適用條件:適用于軟土等地基加固,通過注漿達到提高地基土體強度,從而有效控制房屋地基的不均勻沉降。
漿體材料:水泥漿、水泥砂漿、氫氧化鈉溶液等。
施工要點:在原基礎開裂位置鉆孔,在沿條形基礎縱向上,布置不少于2排的鉆孔,分段施工間距控制在1.5~2.0m。注漿管的直徑宜選用2.5cm,鉆孔時鉆進方向與水平面間的夾角宜θ≥30°,這樣有利于漿液流動。鉆孔孔徑應比注漿管外徑略大,約為28mm,注漿壓力為0.1~0.3MPa[4],影響半徑0.6~1.2m。
3.2 加大基礎底面積加固法
適用條件:適用于埋深相對較淺的獨立基礎、條形基礎,對于原房屋的地基產生不均勻沉降,沉降量過大或基礎面積不足,房屋加層擴建的情況,也適用。
加固材料:在原基礎四周加設混凝土或鋼筋混凝土套。
施工要點:在施工前,應將原地基基礎面鑿毛,灑水濕潤。對增加的面積部分,關鍵要保證增加的基礎及原有基礎要協調變形,這樣才能形成有機整體,可采取的措施是在新增加面積部分的地基上設置與原地基上一樣材料及厚度的墊層。
3.3 坑式托換法
適用條件:適用于房屋增層、屋頂增加荷載,上層地基土土質較好及地下水埋深較深的情況。
托換材料:混凝土。
施工要點:應在原有房屋基礎下采取分段、分片、分層、對稱、間隔開挖,每段開挖長度宜為1.2m左右,開挖過程中應加強對坑壁的支撐圍護,開挖須滿足設計深度,以設計持力層為準。開挖至設計持力層,驗收合格后進行坑內混凝土澆筑,直至澆筑距原基底8cm處停止澆筑,待養護一天后在空隙部位填充補償收縮水泥砂漿。
3.4 壓入樁加固法
適用條件:對于原有建筑物地基強度低,受力條件不佳,地質條件差等情形,可用壓入樁法對原地基土進行加固。
樁身材料:鋼筋混凝土或鋼結構。
施工要點:在施工過程中壓樁須保持豎直,不可形成偏心加壓情
形,對于單根樁,壓入時宜一次完成,中途不得停止,封孔時,樁頂應采用補償收縮混凝土。
3.5 灌注樁加固法
適用條件:村鎮砌塊房屋由于地基土質不良(如軟黏土、淤泥質土等),地基承載力不足導致房屋沉降過大或沉降不均的地基加固。使用沖擊鉆或旋挖鉆成孔,灌注混凝土,在基礎下方直接托換,提高地基承載力。
樁身材料:素混凝土或鋼筋混凝土。
施工要點:鉆機安裝平整,鉆進過程中受力均勻,平穩,鉆孔深度達設計深度時,應及時進行清孔,清孔后應及時吊放鋼筋籠并快速澆筑混凝土,成樁后,樁身混凝土強度達到設計強度后,鑿除樁頂浮漿層再與承臺連接牢固。
3.6 樹根樁加固法
適用條件:適用于大多數不良地基土的加固處理。樹根樁顧名思義,形狀如樹根,本質屬于微型鉆孔灌注樁,通常由多束不同傾斜度的樁束組成。
主要材料:水泥漿液、水泥砂漿。
施工要點:樹根樁的樁身直徑一般選15~30cm,樁長小于30m,鉆機成孔,間隔施工,鋼筋籠應整根吊放,注漿應一次完成。
4 結束語
文章通過實地調研,總結了村鎮房屋的破壞類型及特點,重點研究了村鎮房屋的地基基礎加固方法及技術,提出了適用于村鎮房屋地基加固的切實可行、經濟合理的加固方法,為廣大農村地區的低矮房屋地基基礎加固提供了切實可行的設計及施工依據。
參考文獻
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[2]葛學禮,朱立新,李永紅,等.自然災害對村鎮建筑的破壞與防御[J].中國減災,2001,11(1):38-42.
[3]張克恭.舊房地基基礎的事故表現和評估分析[A].唐念慈,韓選江.建筑物增層改造基礎托換技術應用(論文集)[C].南京:南京大學出版社,1992.
[4]朱博鴻,廖紅建,周龍翔.房屋建筑地基處理與加固(第一版)[M].西安:西安交通大學出版社,2002.
作者簡介:李巖峰(1981-),男,河北張北,在讀博士,工程師。