建筑物的沉井沖水掏土糾偏和錨桿靜壓樁托換加固
2006-11-15 00:00
| 1 引言 軟土地基的變形問題是房屋地基設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要問題，其變形問題主要反映在以下幾個(gè)方面： (1)沉降和差異沉降大：工程實(shí)測(cè)資料表明，對(duì)磚墻承重的混合結(jié)構(gòu)，如以樓層數(shù)表示地基受荷大小，則3層房屋天然地基沉降量一般為150～200mm；4層變化較大一般為200～500mm； 5、6層則可能達(dá)700mm。 (2)沉降速率大：建筑物沉降速率是衡量地基發(fā)展程度與狀況的一個(gè)重要標(biāo)志。軟土地基沉降速率一般均較大，而加荷終止時(shí)沉降速率最大。隨著時(shí)間的發(fā)展，沉降速率逐漸衰減，約在半年到一年時(shí)間內(nèi)為建筑物差異沉降發(fā)展到最快時(shí)期，也是建筑物最易出現(xiàn)裂縫的時(shí)期。在正常情況下，如沉降速率減到0.05m/d以下時(shí)能出現(xiàn)等速沉降，但長(zhǎng)時(shí)間的等速沉降就有導(dǎo)致地基喪失穩(wěn)定的危險(xiǎn)。 (3)沉降穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)：由于軟土滲透性弱，孔隙水不易排除，所以建筑物沉降穩(wěn)定歷時(shí)較長(zhǎng)，有些建筑物建成后幾年、十幾年甚至幾十年沉降都未完全穩(wěn)定。 寧波地區(qū)一大批80年代初建造的多層民用住宅樓，由于受當(dāng)時(shí)造價(jià)的限制基本上均未打樁，基礎(chǔ)形式大都采用條基或筏基。雖建造至今已有將近20年時(shí)間，但由于上述軟土地基的特點(diǎn)及外界干擾因素的影響(如鄰近建筑物施工等)使其中有相當(dāng)一部分房屋產(chǎn)生了不均勻沉降，從而出現(xiàn)墻身開裂、傾斜率過大等問題，有的甚至成為危房。為了保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，如何既經(jīng)濟(jì)又適用地對(duì)這些房屋進(jìn)行加固或糾偏已成為當(dāng)前極迫切的問題。 2 沉井沖水掏土糾偏和錨桿靜壓樁托換加固 (1)建筑物的糾偏托換方法眾多，其中糾偏方法有堆載加壓糾偏、錨樁加壓糾偏、掏土糾偏、降水掏土糾偏、壓樁掏土糾偏、浸水糾偏、頂升糾偏等。托換加固方法有基礎(chǔ)加寬托換、坑式托換、樁式托換、灌漿托換、高壓噴射注漿托換、熱加固托換、基礎(chǔ)減壓和加強(qiáng)剛度托換等。在眾多的方法中筆者從多年的實(shí)踐中得出用沉井沖水掏土糾偏結(jié)合錨桿靜壓樁托換加固法是一種在軟土地基上對(duì)建筑物進(jìn)行糾偏加固的既經(jīng)濟(jì)又可靠的好方法。 (2)該法的基本原理是：在基礎(chǔ)沉降小的建筑物一側(cè)，設(shè)置若干個(gè)沉井，沉井內(nèi)預(yù)留4～６個(gè)成扇形的沖孔，當(dāng)沉井到達(dá)預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)標(biāo)高后通過井壁預(yù)留孔用高壓水槍伸入基礎(chǔ)下進(jìn)行沖水，泥漿水通過沉井排出，而泥漿排出的過程即是對(duì)建筑物糾偏的過程。當(dāng)建筑物的傾斜率達(dá)到預(yù)定的范圍后，即可用千斤頂將樁逐段通過基礎(chǔ)中開鑿的壓樁孔壓入土中，再將樁與基礎(chǔ)連接在一起，從而達(dá)到提高基礎(chǔ)承載力和控制沉降的目的。 (3)值得注意的是，糾偏工作切忌矯枉過正，一定要遵循由淺到深，由小到大，由稀到密原則，須經(jīng)沉降→穩(wěn)定→再沉降→再穩(wěn)定的反復(fù)工作過程，才能達(dá)到糾偏目的。因?yàn)樵谲浲恋鼗辖ㄔ斓慕ㄖ锍两低枰?jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到最終穩(wěn)定，所以糾偏決不能急于求成，不然適得其反，由于糾偏過大造成原建筑物沉降小的一側(cè)又傾斜的工程實(shí)例也有所見。 3 工程實(shí)例 (1)寧波市馬園新村五號(hào)樓，始建于1982年，該樓東西長(zhǎng)29.2m，寬8.4m，檐口標(biāo)高14.4m ，為5層磚混結(jié)構(gòu)。地基土采用重錘夯實(shí)處理，基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)。至1998年5月該樓已累計(jì)沉降超過50cm，加上近年該樓附近新建建筑物施工，樓體產(chǎn)生嚴(yán)重傾斜，至糾偏工作開始前，測(cè)得傾斜值為向南傾斜27cm，造成底層地面低于室外地坪，管道錯(cuò)位堵塞，給住戶帶來了不便。具體糾偏加固方法是：針對(duì)該樓南北向傾斜為主，東西向傾斜較小的特點(diǎn)，在建筑物北面離墻體2m處設(shè)置內(nèi)徑1m的鋼筋混凝土沉井6只，沉井深度5m，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造在深4m處預(yù)留4 ～5個(gè)沖水孔，并在建筑物基礎(chǔ)外墻四周預(yù)設(shè)12個(gè)地錨梁壓樁孔。錨桿靜壓樁截面250mm×250mm，樁長(zhǎng)18.9m，共分9節(jié)，進(jìn)入持力層1.5m。工程施工在樓內(nèi)居民不搬遷的情況下進(jìn)行。 (2)糾偏工作的關(guān)鍵，其一是必須每天由專人進(jìn)行沉降觀測(cè)，日沉降量控制在3mm/d左右較為適宜。由于沉降觀察工作是每天必須做的工作，如用傳統(tǒng)水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀察就顯得較為繁瑣。因此采用一種簡(jiǎn)便易行且直觀的觀測(cè)方法，首先在房屋底層便于觀察的位置(一般在窗口上)環(huán)繞建筑物鋪設(shè)水平管，再在水平管相應(yīng)位置引出觀察用立管，在立管處安裝上鋼尺，并在水管內(nèi)灌水。由于整個(gè)水平管是聯(lián)通的，卸土前后立管水位讀數(shù)差即為建筑物各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的沉降量。為防止水分蒸發(fā)帶來的誤差，使水位初始值高程保持不變，水準(zhǔn)管鋪設(shè)時(shí)必須與一沉降不變的水箱相連，并在箱內(nèi)水平面處做上刻度記號(hào)，每天讀數(shù)前檢查箱內(nèi)水位是否與刻度對(duì)齊，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣通過每天的水位讀數(shù)再輔以定期水準(zhǔn)觀察，就可以達(dá)到相當(dāng)高的準(zhǔn)確度。其二是卸土用水槍伸入建筑物內(nèi)的長(zhǎng)度一般為建筑物進(jìn)深的0.6倍左右，太短不利于基底應(yīng)力調(diào)節(jié)，容易使房屋產(chǎn)生裂縫，太長(zhǎng)則既不經(jīng)濟(jì)又不利于沉降調(diào)節(jié)。通過以上措施本工程僅用兩個(gè)月就使建筑物的傾斜率由糾偏前的1.85%下降到糾偏后的0.3%，且建筑物在糾偏過程中無裂縫產(chǎn)生。 (3)在進(jìn)行糾偏的同時(shí)即可在原基礎(chǔ)底板的相應(yīng)部位開鑿壓樁孔。一般來說寧波地區(qū)80年代初建造的住宅建筑基礎(chǔ)底板厚度大約在25cm左右，不能滿足錨桿靜壓樁的抗沖切、抗彎能力要求，故需對(duì)原有基礎(chǔ)進(jìn)行加固，鑿出原基礎(chǔ)底板筋與新配鋼筋焊接，澆筑成滿足要求的地錨梁。 錨桿靜壓樁施工時(shí)要注意三點(diǎn)，一是壓樁孔需做成上小下大的喇叭口。一般上口為樁徑＋50mm，下口為樁徑＋100mm。二是壓樁前應(yīng)進(jìn)行引孔或探樁處理，如本工程由于原地基土采用重錘夯實(shí)施工，基礎(chǔ)下塊石厚度達(dá)2～3m，如直接將樁下壓勢(shì)必造成樁下沉困難、地錨梁拉斷以及樁身偏位等問題。針對(duì)這個(gè)情況本工程先作引孔處理，即先用鉆機(jī)對(duì)壓樁孔進(jìn)行鉆孔，孔徑為200mm，深3m。由于采用了引孔措施，使其后壓樁工作得以順利進(jìn)行。三是封樁應(yīng)在不卸載條件下進(jìn)行，并在封樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C15以上時(shí)才可卸載。通過以上方法，建筑物的沉降速率由竣工時(shí)的0.2mm/d減少到70天后的0.033mm/d，取得了預(yù)期的效果，使用一年來情況良好。 |
| 原作者： 王瀾 |
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