錨桿靜壓樁地基加固及糾偏技術在多層廠房中的應用

錨桿靜壓樁地基加固及糾偏技術在多層廠房中的應用

0人工地基處理的需要。在一般緩刑在土木工程建設中，如果天然地基不能滿足建筑物的要求，應處理天然基質(zhì)，并形成人工根據(jù)地，以滿足建筑物的要求，并確保其安全和正常使用。而軟粘土地基是在工程建設中遇到的最多的不能滿足建筑物要求而需要處理的軟弱地基。在荷載作用下,由于軟土地基承載力低,地基沉降變形大,不均勻沉降也大,而且沉降穩(wěn)定歷時比較長,因此前幾年在上海軟土地基上新建的多層樓房,由于種種原因,相當一部分出現(xiàn)較大不均勻沉降而傾斜,使房產(chǎn)商及購房者的利益蒙受損失,為減少房產(chǎn)商的損失并保護購房者的合法權益,多層樓房的地基加固及糾偏作為一種地基處理技術迅速發(fā)展起來。對多層建筑進行地基加固糾偏的常用技術有很多種,但根據(jù)上海地區(qū)建筑物地基及建筑物結構的特點,就加固糾偏的效果來看,錨桿靜壓樁地基加固配合掏土孔掏土糾偏是一種效果較好的技術方法。本文對這一技術作簡要介紹,說明這一技術在實際地質(zhì)工程中的應用。1個人不均勻沉降驗算上海市金山區(qū)某六層磚混結構住宅樓于1998年4月建成,大部分已售出并有住戶入住。該樓房長34m,寬11.1m,原基礎形式為鋼筋混凝土條形基礎,基礎底板埋深為0.8m,厚度0.28m。根據(jù)監(jiān)測資料,至1999年8月,沉降最大的東南角累計沉降量達490mm,最小的西北角累計沉降量達267mm,對應的最后兩周期的平均沉降速率分別為0.5mm/d和0.33mm/d,因不均勻沉降而使樓房主體向東南方向傾斜,其中四角向東傾斜率在0.2%~0.4%之間,符合驗收標準,而向南傾斜率為:東南角12.0%,東北角11.2%,西北角0.85%,西南角0.97%,大于驗收標準。為保護消費者利益并使樓房達到驗收標準,房產(chǎn)商決定對其進行地基加固及糾偏。2增強誤差設計和施工2.1方法原理2.1.1錨桿靜壓樁的優(yōu)點錨桿靜壓樁技術屬于樁式托換技術。它是錨桿和靜壓力樁兩項技術巧妙結合而形成的一種樁基施工工藝。它將壓樁架通過錨桿與建筑物基礎聯(lián)接,利用建筑物自重荷載作為壓樁反力,用千斤頂將樁分段壓入地基中,通過靜壓樁承擔部分荷載。錨桿靜壓樁裝置示意見圖1。錨桿靜壓樁施工流程見圖2。錨桿靜壓樁具有以下優(yōu)點:①施工設備輕便、簡單,移動靈活,操作方便,可在狹小的空間進行壓樁作業(yè),特別適用于大型機械無法進入施工現(xiàn)場的地基加固工程;②壓樁施工過程中無振動、無噪聲、無污染,對周圍環(huán)境無影響,做到文明施工,適用于密集的居民區(qū)內(nèi)的地基加固施工,尤其適用于老城區(qū)改造和在密集建筑群內(nèi)新建多層建筑時,不允許污染環(huán)境的地基加固工程;③可在工廠不停產(chǎn)、居民不搬遷的情況下加固地基,特別適用于傾斜和開裂建筑的加固工程;④錨桿靜壓樁配合掏土,可成功地應用于傾斜建筑物的糾偏工程中;⑤采用錨桿靜壓樁施工,傳遞荷載過程和受力性能非常明顯,可直接測得每根樁實際壓樁力和樁入土深度,對施工質(zhì)量檢驗有可靠保證;⑥設備投資少,材料消耗少,加固費用低,具有明顯的技術經(jīng)濟效益;⑦錨桿靜壓樁無需施工工期,無污染,故具有良好的綜合效益。由于以上原因,該工程選用錨桿靜壓樁進行加固。2.1.2基礎外側地基中檢波機械糾偏法掏土糾偏是通過對樓房沉降相對較小一側適量掏土,附以采用不同的封樁構造工藝,使樓房沉降較小一側的后期沉降大于沉降較大一側的后期沉降,從而達到地基加固與糾偏的目的。根據(jù)掏土部位又可分為在建筑物基礎下掏土和在建筑物外側地基中掏土兩種,在此僅介紹本工程實例中所運用的建筑物外側地基中掏土糾偏法?；A外側地基中掏土糾偏法,是在建筑物沉降較小的一面外側地基中設置一排密集的鉆孔,見圖3。在靠近地面處用套管保護,在適當深度通過鉆孔取土,使地基發(fā)生側向位移,增大該側沉降量,達到糾偏目的。如需要,也可加密鉆孔,使之形成深溝?；A外側地基中掏土糾偏施工過程大致可分為定孔位、鉆孔、下套管、掏土、孔內(nèi)作必要排水和最終拔管回填等階段?？孜?孔距)根據(jù)樓房平面形式、傾斜方向和傾斜率、房屋結構特點以及地基土層情況確定。掏土使用大型麻花鉆或大鍋錐。掏土順序、深度、次數(shù)、間隔時間根據(jù)監(jiān)測資料和傾斜情況分析確定?？變?nèi)排水采用潛水泵,通過降水可促進土體傾向變動。拔管也應間隔進行,并及時回填土料。2.2設計方案和施工2.2.1大跨空錨桿靜壓樁設計根據(jù)《地基基礎設計》(D?G?J08—11—94)中錨桿靜壓樁的有關理論、監(jiān)測資料、原基礎結構設計圖、工程勘察報告和房產(chǎn)商的要求,并結合該樓房的具體情況,做出以下設計:由于樓房竣工一年后,南北沉降明顯不均勻,樓房向南傾斜,也就是說南部沉降量較大,為了減少后期的沉降量,因此需在南部壓入較多樁。本工程中設計為在沉降較大的南側壓入27根錨桿靜壓樁,在沉降較小的北側壓入14根錨桿靜壓樁,并在距基礎3.9m外均勻布設24只掏土孔。設計樁長均為26m,樁截面250mm×250mm,設計平均壓樁力400~450kN,為了進一步減小樓房南部因壓入錨桿樁較多而引起較大附加沉降,因此在南側封樁時采取施加130kN預壓力。壓樁及掏土位置見圖4。2.2.2施工中心(1)降低破壞基礎破壞壓樁的施工除嚴格執(zhí)行《地基基礎設計》(D?G?J08—11—94)中錨桿靜壓樁的有關規(guī)定外,特別注意了以下幾點:①壓樁孔的開鑿在能滿足壓樁的情況下,盡量開鑿小一點,把對原基礎的破壞降低到最低程度;②為減小壓樁引起局部沉降過速,壓樁時隔3根以上樁距進行跳壓,壓完樁后及時封樁;③加強監(jiān)測與巡視,保持每日早晚各監(jiān)測一次,以當日監(jiān)測資料為指導制定次日的施工計劃,壓樁過程中隨時觀測墻體是否有裂隙出現(xiàn),若有險情,立即停止壓樁并采取措施;④壓樁控制主要以壓樁力為主,當壓樁力達到設計要求而樁長未達到要求時,不再壓樁,而采取截樁措施;對于個別樁壓入深度超出設計4m還未達到設計平均壓樁力且壓樁力有下降趨勢的,停止壓樁;⑤為避免與住戶發(fā)生糾紛,嚴格控制每日施工時間。(2)回采過程預應力加固糾偏過程中封樁是一道重要的工序,直接影響到施工效果,結合本工程實際情況,封樁時除按規(guī)范要求作了壓樁孔內(nèi)雜物清除、樁頭孔壁清洗及排水等外,為了進一步減小樓房南部因壓入錨桿樁較多而引起較大附加沉降,在南側封樁時施加了不小于130kN的預應力,并加大了封樁設計的厚度。(3)沉降傾斜的觀察與控制南側沉降得到控制后,為了促使建筑物向北回傾,需在基礎下的砂墊層進行掏砂糾偏,在整個糾偏施工中,對建筑物的沉降、傾斜進行系統(tǒng)的觀察,及時掌握建筑物各個部位的沉降情況,以便指導掏土施工。建筑物在回傾時,應嚴格遵守緩慢、均勻、控制調(diào)整速率的原則,盡量不使建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。為此嚴格控制每日沉降量不超過規(guī)范規(guī)定,采取的具體措施是:①以當日監(jiān)測資料為依據(jù),制定次日的掏土量計劃;②跳孔掏土;③減少每次的掏土量而相應增加掏土次數(shù)。3原設計主導的傾斜率能夠滿足規(guī)范的標準,引起校園現(xiàn)場施工于1999年10月20日結束,隨后進行了一年多的跟蹤監(jiān)測,實測結果見表1。此建筑物糾偏是在居民未搬遷的情況下進行的。傾斜率已滿足上海市規(guī)范規(guī)定的驗收標準,沉降速度也大大減慢,以此趨勢可以看出,沉降也會滿足上海市規(guī)范規(guī)定的穩(wěn)定標準(半年不超過2mm)。值得一提的是,與其相鄰的同家房產(chǎn)公司,同時建成、同種結構與樓層的另一幢樓,在本幢樓施工時,其傾斜率最大處約0.6