摘要:建筑物的根基非地基基礎(chǔ)莫屬,它是地下的隱蔽工程,其勘察、設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量對(duì)建筑物的安危具有舉足輕重的影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì),在世界各國(guó)的建筑工程事故中,地基基礎(chǔ)的工程事故位居首位,可見其重要程度。本文通過(guò)詳細(xì)探究地基工程的施工,以增加相關(guān)工作人員對(duì)其重要性的認(rèn)識(shí)。
關(guān)鍵詞:建筑;樁基沉降;處理措施
正確認(rèn)識(shí)地基基礎(chǔ)不均勻?qū)е碌某两滴:Γ軌驅(qū)ζ溥M(jìn)行有效的預(yù)防及治理。由于各個(gè)建筑物的負(fù)載量不同,對(duì)土層的壓縮性也就不盡相同,一旦發(fā)生地基沉降事故,其位于建筑物的下方,補(bǔ)救措施將會(huì)異常困難,并且很有可能出現(xiàn)災(zāi)難性的后果。這就需要我們防患于未然,采取相應(yīng)措施將地基基礎(chǔ)沉降對(duì)建筑物造成的損害減小到能夠控制的范圍內(nèi)。下面以具體實(shí)例為例,對(duì)有關(guān)措施進(jìn)行闡述。
1.工程背景概況
某建筑的主建筑占地空間為309m×125m的矩形地塊,建筑的柱基采用樁承臺(tái)基礎(chǔ),基樁為500mm的鉆孔灌注樁,樁長(zhǎng)32.6m,由于生產(chǎn)工藝對(duì)地面平整度要求較高,該建筑地面采取了無(wú)縫設(shè)計(jì),地面板為連續(xù)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整板,結(jié)構(gòu)層厚250mm,面層厚40mm,雙層雙向配筋。地面地基選用粉噴樁復(fù)合地基:粉噴樁樁徑500mm,樁長(zhǎng)15m,樁間距1.2m。在柱基承臺(tái)部位,設(shè)計(jì)采用了搭接方式處理。該建筑交付使用的第三年經(jīng)過(guò)我單位的勘察監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)地面和結(jié)構(gòu)均發(fā)生不均勻沉降的現(xiàn)象。
2.沉降發(fā)生的理論分析
該處建筑的原設(shè)計(jì)是運(yùn)用粉噴樁復(fù)合地基加固處理了原地面地基。提高粉噴樁復(fù)合地基的承載力最主要的因素是取決于粉噴樁樁體的水泥土質(zhì)量與置換率。因?yàn)轱柡蛙浲恋目伤苄詮?qiáng),在使用攪拌機(jī)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制攪拌時(shí),不容易被攪碎,并且與水泥粉進(jìn)行均勻混合時(shí)很難形成要求所規(guī)定的水泥土。此時(shí)的實(shí)際施工中,人為影響粉噴樁成樁質(zhì)量的因素較大,施工人員如果不按照具體的施工規(guī)程操作,比如使用噴粉的量過(guò)少,就會(huì)造成地基土得不到加固,相反地,又會(huì)擾動(dòng)原狀土,使地基承載力降低。在相關(guān)的調(diào)查結(jié)果中我們可以看出,此工程中的粉噴樁復(fù)合地基并未達(dá)到設(shè)計(jì)中的要求。
此處建筑物的建筑主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降主要原因?yàn)橹某两?,柱基沉降是由兩部分組成的,即樁端持力層與下臥層沉降。以目前柱基沉降的情況來(lái)看,柱基沉降與差異沉降均超出了設(shè)計(jì)中的計(jì)算值。引發(fā)這種現(xiàn)象的原因最主要是由于柱基的沉降量低于地面板的沉降量,地面板搭接在承臺(tái)上,這就造成承臺(tái)處限制了地面板的沉降。當(dāng)?shù)孛姘宓某两狄呀?jīng)超過(guò)所規(guī)定的最大限度后,地面部分的荷載就會(huì)轉(zhuǎn)移到柱基上,柱基的承載量過(guò)大出現(xiàn)沉降,當(dāng)柱基的自身荷載與地面荷載相加,超出柱基能夠承受的極限承載力,結(jié)構(gòu)主體就會(huì)遭到破壞。但是,實(shí)際上建筑地面向每根柱基施加的荷載都有所不同,因此導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻的沉降。
3.避免樁基礎(chǔ)沉降現(xiàn)象發(fā)生的必要性分析
建筑樁基如果出現(xiàn)較大幅度的沉降,就必然會(huì)破壞已經(jīng)投入使用的建筑物,對(duì)其使用與外觀造成影響,實(shí)際上較大的沉降量不但會(huì)對(duì)建筑物的外觀與使用產(chǎn)生影響,更加嚴(yán)重的后果是不均勻的沉降以及在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大范圍的沉降,嚴(yán)重時(shí)對(duì)建筑物造成的破壞是毀滅性的。不均勻沉降能夠使建筑物的上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭曲或是裂縫與傾斜,沉降較嚴(yán)重時(shí)還有可能造成建筑物的倒塌。
現(xiàn)實(shí)中由于受到環(huán)境因素以及臨近基坑開挖等多種因素的影響,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)建筑物的大幅度沉降,導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此相對(duì)于建筑樁基來(lái)說(shuō),要將重點(diǎn)放在地基變形的問(wèn)題上。在實(shí)際應(yīng)用中,首先要對(duì)沉降的危害性有具體的認(rèn)識(shí),從全局考慮地基變形的問(wèn)題,以采取合理有效的措施對(duì)其進(jìn)行控制,這樣就能夠保證防止地基變形與降低地基沉降的幅度,消除不安全隱患。
4.施工控制措施探討
4.1 主要施工技術(shù)工藝
經(jīng)過(guò)多方面的查閱研究資料,對(duì)該建筑的沉降做出了使用TSC樁成樁的施工技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理,為了驗(yàn)證TSC樁成樁工藝在主建筑地基土中成樁的可行性和成樁質(zhì)量的可靠性,我們?cè)诮ㄖ?nèi)選定了一塊空閑場(chǎng)地進(jìn)行了TSC樁的成樁試驗(yàn),試驗(yàn)樁數(shù)5根。經(jīng)過(guò)試樁檢測(cè)發(fā)現(xiàn),效果完全滿足預(yù)想的加固設(shè)計(jì),所以經(jīng)過(guò)多方協(xié)定后決定使用該方法對(duì)該多層建筑的基礎(chǔ)進(jìn)行處理,主要施工技術(shù)工藝如下。
(1)地面板開孔
樁位測(cè)放后,用金剛石鉆進(jìn)在地面板開孔,鉆頭選用150mm的金剛石鉆頭,鉆進(jìn)深度大于地面板的厚度(290mm)。論文參考。
(2)旋噴鉆頭鉆進(jìn)
地面板開孔完成后,將工程鉆機(jī)就位,安裝旋噴鉆頭,啟動(dòng)高壓注漿泵開始鉆進(jìn)。為使鉆進(jìn)順利進(jìn)尺,確保鉆進(jìn)效率,鉆進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)和注漿泵的泵壓和泵量相匹配?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)泵壓(5-10MPa)、泵量(120-150L/min)時(shí),鉆進(jìn)效率較高。旋噴鉆進(jìn)深度達(dá)到要求后,停鉆準(zhǔn)備壓灌粉煤灰砂漿。
(3)壓灌粉煤灰砂漿成樁
鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,用循環(huán)液清孔,并檢測(cè)孔徑和孔底沉渣是否滿足要求。提出鉆桿換上注漿鉆頭放入孔底,自下而上壓灌粉煤灰砂漿成樁。為保證成樁的完整性,鉆桿的提升速度應(yīng)水泥砂漿的泵送量相適應(yīng),以保持注漿鉆頭在漿液面lm以下。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果,室內(nèi)確定的砂漿配比能夠滿足泵送要求,具體的工藝參數(shù)為:泵壓≤2MPa,泵量≥150L/min,鉆桿提升速度≤lm/min。
(4)TSC樁與地面板的連接
相關(guān)研究資料表明,當(dāng)托換樁與地面板形成剛性連接時(shí),能夠獲得較好的托換效果。因此,要使地面荷載通過(guò)TSC樁傳到地面下較好的土層,必須讓地面板和樁頭形成很好的連接。TSC樁成樁后,在樁內(nèi)放入一根127mm的無(wú)縫鋼管,使TSC樁板地面板形成剛勝連接。論文參考。為了避免后續(xù)抬升注漿對(duì)TSC樁產(chǎn)生影響,TSC樁頭與地面板的連接選擇在抬升注漿結(jié)束以后。
4.2 地面抬升試驗(yàn)
(1)地面抬升平整度控制標(biāo)準(zhǔn)
地面板面積較大,柱與柱之間高程不一致,很難制定整體平整度控制標(biāo)準(zhǔn)。為此,我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,制定了以下平整度控制標(biāo)準(zhǔn),以便指導(dǎo)施工作業(yè)。
為確保地面抬升的均勻性,根據(jù)建筑平面布置圖將地面劃分為112個(gè)抬升地塊,每個(gè)地塊范圍為18×150;每地塊承臺(tái)處現(xiàn)地面標(biāo)高程為地面平整度測(cè)量的基本依據(jù),即將承臺(tái)處現(xiàn)地面高程視為不變高程;四角承臺(tái)現(xiàn)地面高程的平均值為抬升基準(zhǔn);每地塊內(nèi)最終高程差異不大于±20mm;對(duì)差異沉降較大的相鄰承臺(tái),連續(xù)地塊實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡,抬升基準(zhǔn)以相鄰承臺(tái)地面之間的連線為基準(zhǔn),地塊內(nèi)各點(diǎn)以兩側(cè)承臺(tái)連線形成的連線為基準(zhǔn)。
(2)注漿孔的布設(shè)及要求
為減少對(duì)混凝土地面的破壞,注漿孔布設(shè)時(shí)應(yīng)避開地面板45°線,而且孔的直徑應(yīng)盡可能的小,現(xiàn)場(chǎng)采用的鉆孔直徑為63mm。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí),根據(jù)設(shè)備、堆載以及生產(chǎn)情況,對(duì)注漿孔的布設(shè)進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整。
(3)抬升注漿修復(fù)過(guò)程中的抬升觀測(cè)
在注漿抬升的過(guò)程中為隨時(shí)準(zhǔn)確地反饋地面變形值,采用量程為50mm的百分表進(jìn)行觀測(cè),并隨時(shí)提供抬升數(shù)據(jù),當(dāng)抬升量達(dá)到設(shè)計(jì)抬升高度時(shí),停止注漿。注漿同時(shí),應(yīng)對(duì)注漿區(qū)附近貨架及設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行觀測(cè),發(fā)現(xiàn)異應(yīng)立即停止注漿并進(jìn)行及時(shí)處理。抬升注漿結(jié)束,待漿液完全凝固后,再次進(jìn)行地面高程測(cè)量,檢查各地塊的平整度是否在控制范圍內(nèi)。
5.結(jié)語(yǔ)
檢測(cè)完成經(jīng)過(guò)加固處理的樁基后,還要加固處理原基礎(chǔ)的承臺(tái),并且要?dú)v時(shí)一年時(shí)間觀測(cè)各個(gè)承臺(tái)的沉降情況,由此得出基礎(chǔ)承臺(tái)最大的沉降量為2.5mm,通常在1.0-2.0mm的結(jié)論,該結(jié)論表明加固的效果明顯,已經(jīng)超出設(shè)計(jì)的期望值。通過(guò)對(duì)本工程的研究分析得知,科學(xué)的對(duì)工程進(jìn)行加工處理,能夠有效地緩解樁基沉降的問(wèn)題,為相關(guān)工程提供經(jīng)驗(yàn)與借鑒。
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