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                                某廠房地基基礎加固處理方案的探討

                                發布日期:2012-11-08 07:50:38 訪問次數:454

                                某廠房地基基礎加固處理方案的探討

                                改革開放以來,建筑業迅速發展,建筑工程質量逐年提高,但工程質量事故還時有發生,造成了許多不應有的損失。這是由于各地區的工程地質條件不同,土層分布、土的物理力學性質不同,既使同一建筑場地,往往土質也不均勻,在進行工程勘察、工程設計與施工中,如果對地基條件掌握不全,處理不當,就可能導致事故的發生,這些都會給國家和人民造成不應有的損失。因此,準確分析事故,合理地處理事故,是當前建筑業亟待解決的一個大問題。目前對已建建筑物的加固處理的方法有許多種,但常用的有以下兩種:

                                  (1) 灌漿加固:用鉆機在基礎上成孔至要加固的土層,然后用高壓灌漿設備將配制好的水泥化學漿液灌入地層,通過劈裂、擠壓作用,使土層與漿液產生物理化學反應而膠結,從而達到改善土體結構和性能的目的,提高土體的強度。(2)靜力壓樁加固:利用建筑物的承重柱重力作為反力,通過一套液(油)壓設備,把預制樁分節壓入土中,上下節樁接駁用預埋角鐵焊接。壓樁由液壓控制,當壓力達設計荷載并基本滿足計劃樁長要求時則終樁,終樁時的單樁承載力可直接從壓樁設備的儀表中反映出來。終樁后將壓入樁的樁頭鋼筋與原基礎鋼筋焊接,并澆注砼承臺與基礎連為一體,從而將上部結構的荷載通過樁直接傳遞到堅硬土層。

                                  (2) 毫無疑問,已建建筑物出現不均勻沉降,無論是采取灌漿加固還是靜力壓樁加固,都會給工程造成一定的損失,此時應考慮的是如何將損失降到低限度。

                                  1 工程實例1.1 工程概況鶴山市某廠房為一幢高四層,框架結構的建筑物,長55.0m,寬15.0m,占地面積825m2,原設計采用人工挖孔樁基礎,由于場地工程地質情況復雜,廠房中段和東段分別分布有一層厚為3~6m和7~9m的流塑狀淤泥,使建筑區內部分地段挖孔樁方案無法實施,而改用條形基礎下的砂墊層方案(墊層厚度1.00m),而西段淤泥層較薄(厚1~2m),卻澆注了16條樁柱,于是同一建筑物采用了兩種在受力和變形方面完全不同的基礎型式。廠房于1992年10月建成,使用期間發現不均勻沉降,導致廠房結構出現嚴重拉裂和剪切破壞,危及安全使用。1.2 場地工程地質概況經對廠房場地進行工程地質勘察,其地層結構在揭露深度

                                  2 內由上至下依次為:(1)填土:淺黃色,土質松軟,層厚0.79~2.00m。(2)粉質粘土:灰~灰黃色,上部0.40~0.60m為耕土,軟塑,N=2擊,fk=80~90kPa。(3)淤泥(泥炭土):黑褐色,局部夾粉土,流塑,N=1~2擊,fk=40~60kPa,層厚0.00~7.87m,層面埋深1.00~3.75m。(4)花崗巖風化坡積土;土性為砂質粘性土,灰白、淺黃色,含中粗礫,可塑,N=5~13擊,fk=100~230kPa,層厚1.70~7.30m,層面埋深2.10~9.07m。(5)花崗巖風化殘積土;土性為砂質粘性土,淺黃褐色,含中粗砂,可塑~硬塑,N=13~24擊,fk=230~320kPa,層厚2.90~9.00m,層面埋深4.00~12.26m。(6)強風化花崗巖:N>50擊,層面埋深8.17~22.68m。

                                  1.3 沉降原因分析

                                  (1) 地質因素:據鉆探揭露,廠房建造在一條山坡沖溝的邊麓地段,地下水豐富,水位埋深約0.30m,淤泥(含腐木)等軟土的分布極不均勻,層厚由西向東遞增,這是造成廠房不均勻沉降的客觀因素。

                                  (2) 結構因素:同一棟廠房,采用了兩種不同的基礎型式,地質條件較好的西段,采用人工挖孔樁基礎,樁端支承在堅硬狀的殘積土層里,而地質條件極差的東段,則采用了條形基礎下的砂墊層,墊層厚僅1.0m,未作壓密處理。根據推算,采用樁基礎的終下沉量僅為1.4mm(設樁長10m,進入堅硬狀土層),而采用條形基礎下砂墊層處理的基礎經推算仍有200mm的沉降量,條形基礎的剛度起不到變形(沉降)調節作用,因此導致廠房的不均勻沉降,影響到廠房的安全使用,所以必須盡快處理。

                                  2 加固方案為確保該廠房的安全使用,對該建筑物的處理宜把上部結構的加固和地基的處理結合起來進行。先處理地基,以控制地基的繼續沉降,后加固上部結構。根據鉆探和變形測量資料顯示,對廠房地基的加固可采用壓力灌漿補強和靜力壓樁等方法,但根據業主的要求以不影響生產為原則,同時受場地工程地質條件的影響,決定采用壓力灌漿加固法。

                                  壓力灌漿加固本次加固目的旨在通過漿體的滲壓改善軟土地基的承載力和壓縮(變形)模量,逐漸減少地基的沉降量,以滿足廠房的使用要求。

                                  2.1.1 機理以一定的液壓,將水泥和化學漿通過雙液管注入土中,并使之迅速凝固,同時對軟土進行割裂、擴散擠壓和充填,并伴隨一定的物理化學作用,一方面促使漿體,在軟土中形成脈狀充填;另一方面又使軟土產生壓縮和脫水固結,從而達到加固的目的。

                                  2.1.2 工藝流程制漿→成孔下管→液壓注漿→割裂→擠壓與充填→固結。

                                  2.1.3 技術措施灌漿孔的布置:按每根柱位的四周布置4個孔,孔距1.5~1.9m不等,加固深度4.0~10.5m,深孔底部進入殘積土層。注漿采用低壓、慢灌、多量工藝,以便注入較多的漿體。重復注漿:在軟土較厚的孔段,為增強注漿效果,往往在次注漿中,使之在一定漿壓作用的范圍內形成一道不規則的帷幕,再沖洗灌漿孔進行二次注漿,使漿液充分而有效的充填。先下后上或先上后下分層注漿:先下后上是成孔后漿液漿管下落至孔底,并由孔底開始注漿,而后一邊注漿一邊上拔灌漿管,使漿液從孔底開始擴散,以利于加固軟土;先上后下是從基礎底板深度開始注漿,而后逐漸向孔底延伸,先使砂墊層獲得有效的加固。

                                  2.1.4 施工效果分析灌漿前期的沉降情況:據了解,廠房于1992年10月建成,施工期間,施工單位自測大沉降為80.00mm,交付使用后觀測只是間斷進行:1993年2月21日~6月1日,測得大沉降為15.00mm,據此分析,該廠房在灌漿前期大沉降量累計已達100.00mm。另據觀測,伸縮縫的頂部(天面)間距已明顯拉開,部分柱位的梁、板、墻均已出現裂縫。灌漿施工期的沉降:據觀測(共44d),24號柱基沉降40.08mm,25號柱基34.77mm,26號柱基30.53mm。此間,由于灌漿施工導致地基應力釋放,沉降有所加大。灌漿后期的沉降:據觀測(歷時14個月),其中24號柱基沉降28.93mm(日平均2.07mm),25號柱基39.22mm(月平均2.80mm),26號柱基45.64mm(月平均3.26mm),上述數據說明:經化學灌漿處理后,柱基的沉降得到了緩解,但基礎的后期下沉仍未得到終穩定,為確保廠房的安全使用,必須進一步采取切實有效的措施進行加固處理。

                                  2.2 靜力壓樁加固法基于以上原因分析,這次采取的加固方案必須行之有效、一步到位、不得返工,終選擇“靜力樁托換”進行加固。

                                  2.2.1 機理通過一套油壓設備,將預制樁分節(每節2.0~3.0m)壓入土中,節與節用預埋角鐵焊接,預制樁為250mm×250mm的方樁,預估樁長15m,壓樁由液壓控制,壓樁荷載控制在45~55MPa之間,當樁壓至預定深度并達到設計貫入度之壓力時,其沉降控制標準為壓樁荷載保持50MPa,每隔5min沖擊一次,共沖擊三次,下沉量≤3mm,并需穩定1h,做好記錄,終允許下沉量≤1mm。樁壓完后將樁與原基礎承臺連接起來,將上部結構的荷載通過樁基傳遞到堅硬狀殘積土中。

                                工作時間

                                早9:00 - 晚18:00

                                周六日休息

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