建筑樁基在施工中的沉降問(wèn)題及應(yīng)對(duì)

1、建筑樁基在施工中的沉降問(wèn)題及應(yīng)對(duì) 摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的建筑事業(yè)發(fā)展十分迅猛，加強(qiáng)建筑樁基在施工中的沉降問(wèn)題及應(yīng)對(duì)的研究是十分必要的。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑樁基在施工中的沉降問(wèn)題及應(yīng)對(duì)進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。 關(guān)鍵詞：建筑施工；樁基沉降；軟土地基；設(shè)計(jì)；承載力 中圖分類(lèi)號(hào)： tu7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)： 1 建筑施工中樁基沉降的一般規(guī)律 軟土天然含水率一般等于或大于液限，空隙比大于1，土具有結(jié)構(gòu)性，土體的含水率隨液限成正比增大；軟土的壓縮性也隨液限的增加而增加，軟土的滲透性弱，地基受荷后，會(huì)形成較高的超靜孔隙水壓力，這是在很大程度上決定軟土變形延續(xù)時(shí)問(wèn)長(zhǎng)且具有流變

2、特性的原因。因此，在軟土地基上修建多層和高層建筑物，可能產(chǎn)生較大的沉降量，而且軟土地基的沉降是一個(gè)歷史很長(zhǎng)的過(guò)程，并不隨著建筑施工的結(jié)束而結(jié)束。某地區(qū)曾統(tǒng)計(jì)了數(shù)十幢建筑物在施工階段完成最終沉降量的百分?jǐn)?shù)kb，和最終沉降量的關(guān)系。kb一般為20一4o。 地基發(fā)生較大沉降時(shí)，往往伴隨著建筑物在使用和外觀上的破壞，但真正影響建筑物使用和外觀性能的往往不是較大的沉降量，而是因?yàn)椴痪鶆虺两岛投虝r(shí)期內(nèi)發(fā)生的較大沉降。不均勻沉降產(chǎn)生的上部結(jié)構(gòu)裂縫、扭曲或傾斜，嚴(yán)重時(shí)倒塌破壞的事故都有發(fā)生。由于環(huán)境因素或臨近基坑開(kāi)挖等因素造成短期內(nèi)建筑物大幅度沉降而產(chǎn)生工程事故也曾有發(fā)生。因此，在軟土地基上修建建筑物，地基變

3、形問(wèn)題顯得尤為重要。另一方面，在建筑的設(shè)計(jì)和施工中，如能事先預(yù)估并妥善考慮地基的變形問(wèn)題并加以控制和利用，是可以防止和減小地基變形帶來(lái)的不利影響。 2 建筑施工中樁基沉降的分析計(jì)算 2.1 實(shí)體深基礎(chǔ)法 實(shí)體深基礎(chǔ)法是現(xiàn)在工程界應(yīng)用最廣泛的一種計(jì)算樁基沉降的方法該計(jì)算模式是將承臺(tái)下的樁基及樁間土看作一個(gè)等效墩基的一個(gè)實(shí)體深基礎(chǔ)，在此等代墩基范圍內(nèi)，樁間土不產(chǎn)生壓縮如同實(shí)體墩基一樣工作，然后按照擴(kuò)展基礎(chǔ)的沉降計(jì)算方法來(lái)計(jì)算樁基的沉降。 由于計(jì)算時(shí)考慮的前提條件不同，研究者提出和使用著計(jì)算的不同模式，其主要差別在于選用的假想實(shí)體基礎(chǔ)底面的位置不同，以及對(duì)地基土中附加應(yīng)力的考慮和計(jì)算不同根據(jù)樁距地基

4、土的性質(zhì)不同，樁間土實(shí)際上是會(huì)產(chǎn)生不同程度的壓縮變形，另一方面假想的實(shí)體基礎(chǔ)外圍存在著側(cè)面剪應(yīng)力的擴(kuò)散作用為了消除這些差別對(duì)樁基沉降計(jì)算的影響人們采取了一些措施，集中表現(xiàn)存所采用的模式上。這些措施是： 2.1.1 變動(dòng)假想實(shí)體基礎(chǔ)底面的位置，以考慮樁間土存在壓縮變形的可能，這是peck和terzaghi等人建議的模式peck等建議將假想實(shí)體基礎(chǔ)底面置于樁端平面以上高度處，取為樁長(zhǎng)的1/3處(樁位于均勻并土中時(shí))或進(jìn)入持力層深度的l/3(樁穿過(guò)軟弱土層并進(jìn)入堅(jiān)硬土層時(shí)這種建議涉及的影響因素過(guò)于單一，因?yàn)榧傧牖孜恢蒙仙囊蛩睾芏?，采用此法不能全面反映這些情況。 2.1.2 從樁基頂外圍按一定斜率

5、(例如角或l:4斜率)向下擴(kuò)散增大假想實(shí)體基礎(chǔ)底面積，以考慮樁群外圍總剪應(yīng)力對(duì)沉降分析的影響，這是tomlinson等人的模式。 2.1.3 為了改善地基土附加應(yīng)力估計(jì)的精度，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外根據(jù)半無(wú)限彈性體內(nèi)集中力的mindlin公式發(fā)展了一些估計(jì)樁基荷載作用下地基土附加應(yīng)力的方法，還有一種將mindlin解與boussinesq解對(duì)比來(lái)估計(jì)等代墩基的等效基底附加應(yīng)力。 2.2 等效作用分層總和法 等效作用法最早由黃強(qiáng)，劉金礪提出，隨后被健既樁基技術(shù)規(guī)范推薦采甩此法系將均質(zhì)土中樁基沉降的mindlin解與均布荷載下矩形基礎(chǔ)的boussinesq解之比值用以修正等代墩基的基底附加應(yīng)力，然后按一般分

6、層總和法計(jì)算樁基的沉降。 3 建筑施工中樁基沉降控制的案例分析 3.1 工程概況 某建筑的主建筑占地空間為308m125m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)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。 3.2 施工控制措施 3.2.1 主要施工技術(shù)工藝：經(jīng)過(guò)

7、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，要在建筑內(nèi)選定一塊空閑場(chǎng)地進(jìn)行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。 旋噴鉆頭鉆進(jìn)：地面板開(kāi)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(kāi)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(5一1ompa)、泵量(120150l/min)時(shí)，鉆進(jìn)效率較高。旋噴鉆進(jìn)深

8、度達(dá)到要求后，停鉆準(zhǔn)備壓灌粉煤灰砂漿。 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人孔底，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3.2.2 地面抬升試驗(yàn)：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，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)；注漿孔的布設(shè)及要求

9、：為減少對(duì)混凝土地面的破壞，注漿 l布設(shè)時(shí)應(yīng)避開(kāi)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；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)。 4 結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，要嚴(yán)格控制建筑施工中的樁基沉降問(wèn)題，應(yīng)保證：（1）設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)做一定數(shù)量的靜載試驗(yàn)。（2）施工中鋼筋混凝土灌注樁應(yīng)嚴(yán)格控制樁側(cè)泥皮厚度及樁底底端沉渣厚度，以保證樁體承載能力及減小整體沉降。（3）進(jìn)一步改善成樁工藝及采用新技術(shù)，可使用擠擴(kuò)支盤(pán)樁或后壓漿工藝技術(shù)，可