陳怡然

（福州建工（集團(tuán)）總公司　福建　福州　350001）

建筑地基基礎(chǔ)加固施工技術(shù)探析

陳怡然

（福州建工（集團(tuán)）總公司福建福州350001）

建筑地基加固技術(shù)，主要針對(duì)建筑物地基沉降問(wèn)題而采取的技術(shù)種類，由于建筑地基沉降會(huì)直接導(dǎo)致其上部構(gòu)件出現(xiàn)傾斜、裂縫甚至坍塌，如何控制減少發(fā)生此類問(wèn)題，一直是工程建設(shè)以及地基與基礎(chǔ)學(xué)科中的重點(diǎn)課題，同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)地基不均勻沉降的原因及其加固技術(shù)值得進(jìn)行分析。

建筑結(jié)構(gòu)；不均勻沉降；地基加固

建筑結(jié)構(gòu)的不均勻沉降是一直困擾建筑施工建設(shè)者們的一個(gè)難題，造成這個(gè)現(xiàn)象的原因有很多，其中有人為因素，也有自然因素，那么為了能夠最大限度的降低建筑物因地基沉降而造成的結(jié)構(gòu)變形以及坍塌事故的出現(xiàn)，采取行使有效的基地基礎(chǔ)加固處理，是非常必要的。

1　影響建筑地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性的因素

1.1地質(zhì)因素

建筑場(chǎng)地和地基的工程地質(zhì)條件并不是由單一的物質(zhì)組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也存在差異，特別是基礎(chǔ)下持力層和下臥層的工程地質(zhì)變化大。這就使得局部地質(zhì)往往會(huì)出現(xiàn)土質(zhì)不均勻，厚度也不相同的狀況，我們知道建筑物一部分基礎(chǔ)是在比較堅(jiān)硬的土質(zhì)上，而還有一部分卻置于硬土層或者是軟土層上，由于地基下臥軟土厚度大，土壤中空隙多，自然水含量也比較高，同時(shí)也存在一些暗溝或者洞穴，因此在受到外力擠壓的時(shí)候，必然會(huì)出現(xiàn)形變，從而導(dǎo)致地基出現(xiàn)不同程度的沉降。

1.2勘察因素

在地基勘察中，土層往往是主要的研究對(duì)象，對(duì)土層的鉆探要準(zhǔn)確地判定鉆進(jìn)深度和分層深度。一些勘測(cè)人員在進(jìn)行勘察的過(guò)程中，沒(méi)有完全依照規(guī)定進(jìn)行操作，這樣就會(huì)導(dǎo)致鉆探判定不準(zhǔn)確，地質(zhì)報(bào)告數(shù)據(jù)就不夠精確可靠。一些建設(shè)單位，也存在不勘測(cè)，盲目強(qiáng)制施工的行為，這些都會(huì)導(dǎo)致地基不均勻現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.3設(shè)計(jì)因素

設(shè)計(jì)師們不科學(xué)及不合理的設(shè)計(jì)也會(huì)使地基不均勻沉降，例如：有很多建筑物的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜；一些不規(guī)則的轉(zhuǎn)角太多；或者是層高高差以及載荷的明顯差異；沒(méi)有適當(dāng)進(jìn)行沉降縫布設(shè)；建筑的基礎(chǔ)及其整體的剛度不足；地基設(shè)計(jì)處理存在誤差；鄰近建筑物復(fù)合地基的影響等等。

1.4施工因素

地基基礎(chǔ)持力層沒(méi)有嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)工作；在排水方面的設(shè)計(jì)不合理；隨便進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)改造；墻體砌筑所使用的砂漿沒(méi)有按照要求進(jìn)行配比，從而導(dǎo)致強(qiáng)度不夠，灰縫不飽滿，拉結(jié)筋甚至不達(dá)標(biāo)等。

1.5其他因素

地下水開采過(guò)量，沒(méi)考慮回灌水飽和措施，房屋沒(méi)有依照規(guī)定用途進(jìn)行使用，隨意增加其荷載以及振動(dòng)，建筑物墻體的破損，這些都是導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生形變以及不均勻沉降的原因。

2　建筑地基基礎(chǔ)加固施工技術(shù)

建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)具體說(shuō)來(lái)，包括四大類型，分別為：基礎(chǔ)加寬加固技術(shù)；加深基礎(chǔ)法加固技術(shù)；灌漿加固技術(shù)以及錨桿靜壓樁加固技術(shù)。下面對(duì)其具體分析：

2.1基礎(chǔ)加寬加固技術(shù)

所謂基礎(chǔ)加寬技術(shù)，就是指在建筑地基本身的承載力與工程實(shí)際需求以及基礎(chǔ)面積不夠的情況下，進(jìn)行的地基加固方法，這種加固技術(shù)主要就是將地基的底面積進(jìn)行合理范圍內(nèi)的增加，減少外力對(duì)地基的壓力，從而實(shí)現(xiàn)地基土中附加應(yīng)力的減少，并最終達(dá)到減小沉降的目的?；A(chǔ)加寬技術(shù)具有承載力高，設(shè)計(jì)加固方案以及工藝成熟等眾多優(yōu)勢(shì)，因此在我國(guó)的地基加固過(guò)程中，使用比較頻繁。

目前，我國(guó)的基礎(chǔ)加寬技術(shù)主要分為：基礎(chǔ)直接加寬以及外增基礎(chǔ)加寬兩個(gè)方面。其中外增基礎(chǔ)加寬法又分為抬梁法以及斜撐法兩種。其中抬梁法主要就是指在原有地基的兩邊挖坑，并增加新的基礎(chǔ)，借助混凝土梁實(shí)現(xiàn)來(lái)自上部結(jié)構(gòu)的荷載轉(zhuǎn)移，如圖1所示。

圖1　外增條形基礎(chǔ)抬梁擴(kuò)大基礎(chǔ)面積示意圖

斜撐法則是指在原有地基之間進(jìn)行加固處理，這也是其與抬梁加固法最大的不同。如圖2所示。

2.2加深基礎(chǔ)法加固技術(shù)

加深基礎(chǔ)加固法，也叫做墩式基礎(chǔ)加固技術(shù)，是一種在土層相對(duì)較好的基礎(chǔ)上進(jìn)行加固的一種方法，這種方法就是在原有基礎(chǔ)的上進(jìn)行深入挖坑，然后再將具有良好承載性能的混凝土墩放入坑中，從而達(dá)到提高基礎(chǔ)整體承載力的目的。這種方法通常適用于地下水位不高，地基基礎(chǔ)不深的情況，如圖3所示。

2.3灌漿加固技術(shù)

圖2　斜撐法加大基底面積

圖3　墩式加深基礎(chǔ)開挖示意圖

灌漿加固技術(shù)施工流程為：先用鉆機(jī)在基礎(chǔ)上成孔并到達(dá)要加固的土層，然后用灌漿設(shè)備將水泥漿灌入地層中，通過(guò)劈裂和擠壓作用，使土層與水泥漿充分混合，發(fā)生一定的物理化學(xué)作用，最終膠結(jié)在一起，達(dá)到加固基礎(chǔ)的目的，如圖4所示。

圖4　灌漿加固法

2.4錨桿靜壓樁加固技術(shù)

錨桿靜壓樁加固技術(shù)是將靜力壓樁和錨桿技術(shù)結(jié)合起來(lái)，在基礎(chǔ)上開鑿壓樁孔和錨桿孔，運(yùn)用粘結(jié)劑將錨桿埋入錨桿孔中，然后安裝樁架，并利用既有建筑物的重力反作用力和千斤頂將預(yù)制樁壓入壓樁孔中，樁與樁之間焊接起來(lái)或是使用硫磺膠泥粘結(jié)起來(lái)。當(dāng)壓樁力和壓入深度滿足設(shè)計(jì)要求后，將樁與基礎(chǔ)運(yùn)用混凝土澆筑連接起來(lái)，這樣就提高了基礎(chǔ)的承載力，有效控制沉降現(xiàn)象，如圖5所示。

圖5　錨桿靜壓樁加固法

3　建筑物加固技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

3.1案例概況

某生產(chǎn)性營(yíng)業(yè)房共有6幢，并且都為兩層框架結(jié)構(gòu)的建筑，基礎(chǔ)采用的是條形基礎(chǔ)，地基埋深為地下1.2m左右，這個(gè)工程地點(diǎn)原本為農(nóng)田和魚塘，其地基土屬于第四紀(jì)淺海相沉積層，表1為其土層物理力學(xué)性質(zhì)。此工程地基處理所采用的是拋石雜填及碾壓處理，之后直接進(jìn)行基礎(chǔ)施工的方法。

表1　土層及物理力學(xué)性質(zhì)總匯表

此工程在2011年5月竣工完成，在同年5月11日開始進(jìn)行沉降觀測(cè)，直到2011年的12月20日的沉降記錄累計(jì)為122～450mm，速率為18.2～64mm/月，并且其沉降還處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，根據(jù)我國(guó)的《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的更像要求來(lái)看，其沉降率不達(dá)標(biāo)，并且在墻體以及地梁、連系梁結(jié)構(gòu)等部分都出現(xiàn)了裂縫，其中有2幢建筑物已經(jīng)出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，但傾斜率并沒(méi)有超過(guò)7%。

3.2分析導(dǎo)致建筑物沉降的原因

此工程所在地原本為魚塘，并且采用拋石擠淤，基礎(chǔ)底到原狀土回填大約為1m左右的厚碎石黏性土層，導(dǎo)致建筑物體出現(xiàn)大幅度沉降的原因?yàn)椋?/p>

（1）原有魚塘的大部分石塊都在1m左右，回填材料成分復(fù)雜，擠淤不顯著。

（2）回填土塊大小不一，回填沒(méi)有進(jìn)行分層壓實(shí)處理，空隙太多。

（3）下臥土層：粉質(zhì)粘土以及淤泥都屬于壓縮性過(guò)高的土層，力學(xué)結(jié)構(gòu)薄弱，屬于軟弱土層。

3.3加固設(shè)計(jì)及處理

從以上分析結(jié)果來(lái)看，場(chǎng)地的地質(zhì)條件以及建筑本身的特點(diǎn)等情況，最合適的采用的加固技術(shù)為錨桿靜壓樁法。本次案例工程為建筑群，底層堆載以4kN/mm2進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)運(yùn)用250mm× 250mm鋼筋混凝土方樁，每段為2.00m，混凝土強(qiáng)度在C30，最終壓樁力為280kN。圖6為樁位平面布置示意圖。

圖6　錨桿靜壓樁位平面布置圖

在經(jīng)過(guò)了具體的試樁之后，壓樁P-Z曲線表示壓樁力為：(粉質(zhì)粘土層出現(xiàn)了一定的峰值，以下壓樁力變化不明顯，一直到④⑤層壓樁力才到達(dá)280kN，并且樁長(zhǎng)為30m，以④層礫砂以及⑤層圓礫作為樁端持力層，設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意考慮可能一部分為樁位壓樁時(shí)可能出現(xiàn)的大石塊，因此，要進(jìn)行預(yù)鉆孔處理等。本工程的加固處理在2012年的3月21日到5月9日之間施工完成，在竣工一個(gè)月之后，對(duì)其進(jìn)行一系列沉降測(cè)試，所得到的附加沉降速率基本為零，這說(shuō)明工程加固施工非常成功，建筑沉降已經(jīng)穩(wěn)定。

4　結(jié)束語(yǔ)

本文主要針對(duì)建筑地基基礎(chǔ)不穩(wěn)定的原因進(jìn)行了分析，并著重介紹了集中地基地基加固技術(shù)，最后，結(jié)合案例將實(shí)際對(duì)加固技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用做了研究，由于地基基礎(chǔ)屬于隱蔽工程，其不均勻沉降的危害性極大，進(jìn)行防治的時(shí)候需要綜合分析，立足整體，控制不良后果，減少各種損失，是非常必要的。

[1]盧伶芳.現(xiàn)代房屋建筑地基基礎(chǔ)工程施工技術(shù)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2012（10）.

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[3]劉建設(shè)，張衛(wèi)國(guó).探討現(xiàn)代房屋建筑地基基礎(chǔ)工程施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（14）.

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TU753.8

A

1673-0038（2015）07-0031-03

2015-1-26

陳怡然（1982-），女，工程師，本科，主要從事建筑施工技術(shù)工作，任項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人。