增設人工成孔灌注樁對基礎不均勻沉降的改善

郭華杰

建筑物一般都會產(chǎn)生一定的沉降,但是不均勻沉降對建筑物的損壞是不可忽視的。地基是直接承受構(gòu)造物荷載影響的地層?；A下面承受建筑物全部荷載的土體或巖體稱為地基[1]。當?shù)鼗a(chǎn)生不均勻沉降時,其表現(xiàn)形式大多是底層墻體開裂,嚴重時可能繼續(xù)向上延伸[2]。過大的不均勻沉降會對建筑物造成巨大的破壞,所以從設計到施工,所有的工程參與者都在想方設法地控制不均勻沉降。然而由于地質(zhì)條件復雜性的存在,在很多工程中不均勻沉降還是不可避免的發(fā)生了。本文將通過工程實例來介紹一種增設人工成孔灌注樁來改善不均勻沉降的方法。

1 工程概況

某水泥廠水泥粉磨電力室軸線尺寸為13 000 mm×6 000 mm,呈東西方向布置,共有16根600 mm×600 mm的獨立柱,基礎設計埋深為-3.0 m,但因有6根獨立柱設計在水泥庫的基礎(-10.1 m)填方區(qū),這就引起地基基礎的不均勻沉降,造成墻體大面積開裂,甲方當即組織設計單位、地質(zhì)單位、監(jiān)理單位、施工單位作出事故分析及處理辦法,最后經(jīng)會議有關(guān)專家決定,在這6根獨立柱的側(cè)邊開孔找到獨立柱基礎在其下開挖人工灌注樁,以此來解決基礎不均勻沉降問題。

2 施工工具

手推車、鎬、鍬、手鏟、釬、線墜、吊桶、溜槽、導管、振搗棒、鋼絲繩、安全活動蓋板、防水照明燈(低壓 36 V,100 W)、電焊機、通風及供氧設備、木轆轤、活動爬梯、安全帶等。

3 施工要點

1)依據(jù)建筑物的驗槽記錄和基礎平面布置圖,確定上口開挖尺寸并定好樁位中心,撒出石灰線,經(jīng)有關(guān)部門人士進行復查。2)選擇人員根據(jù)放線尺寸先垂直下挖至獨立柱的墊層,在該開挖過程中要邊開挖邊用50 mm厚的木架板將其三面?zhèn)缺谥ёo,以確保施工人員的安全。3)施工人員開挖至獨立柱的墊層后要嚴格按照放線尺寸確定獨立柱的中心位置再向下開挖灌注樁,根據(jù)施工條件決定所有土方必須分兩次由人工倒運至基坑邊,再由小平車運往甲方指定位置。4)為確保施工人員的安全施工和樁位的準確,灌注樁每下挖1 m設一道3 mm厚的鋼護壁,為加固鋼護壁,每道鋼護壁周圈用12根長500 mm的φ 22螺紋鋼筋一邊打入土壁內(nèi)一邊破口與鋼板焊接牢固。5)挖擴底樁要先將擴底部位樁身的圓柱體挖好,再按擴底部位的尺寸、形狀自上而下削土擴充成設計圖紙的要求。6)成孔以后必須對樁身直徑、擴頭尺寸、孔底標高、樁位中線、樁壁垂直度、虛土厚度進行全面測定,做好施工記錄,辦理隱蔽驗收手續(xù)。根據(jù)設計要求樁端要入巖深度大于1.5 m,待灌注樁成型后應由地質(zhì)單位、監(jiān)理單位有關(guān)人員驗槽后再做下一道工序。7)根據(jù)樁長和施工現(xiàn)場要求,灌注樁主筋分三段加工,鋼筋均由人工運到灌注樁內(nèi),再用直螺紋套筒連接,其中主筋、箍筋的型號及根數(shù)均由設計決定,綁扎好鋼筋后,應由甲方、監(jiān)理單位有關(guān)人員驗筋后再澆筑混凝土。8)樁身采用商品混凝土,混凝土罐車運至現(xiàn)場,泵車泵送,用溜槽加串桶向樁孔內(nèi)澆筑混凝土。樁孔深度超過12 m時,要采用混凝土導管澆筑,將混凝土澆筑至原獨立柱墊層下預留200 mm厚,用無收縮的二次灌漿料澆筑至墊層底(具體開挖尺寸詳見圖1)。

4 質(zhì)量及安全注意事項

4.1 質(zhì)量要求

1)灌注樁的原材料和混凝土強度必須符合設計要求和施工規(guī)范的規(guī)定。2)實際澆筑的混凝土量,嚴禁小于計算體積。3)澆筑混凝土后的樁頂標高及浮漿的處理,必須符合設計要求的施工規(guī)范規(guī)定。4)孔底虛土厚度不應超過規(guī)定。擴底形狀、尺寸符合設計要求。樁底應落在持力土層上,持力層土體不應破壞。5)鋼筋綁扎必須符合設計要求,不得錯綁或漏綁。6)澆筑混凝土堅持分層澆筑、分層振搗、連續(xù)作業(yè)。必要時用鐵管、竹桿、鋼筋釬人工輔助插搗,以補充機械振搗不足。7)允許偏差見表1。

表1 人工成孔灌注樁允許偏差

4.2 安全注意事項

1)當上部垂直開挖部分開挖成型后,必須用50 mm木架板將三側(cè)土壁安全加固,以確保施工人員的安全施工。2)井底照明必須用安全電源(36 V,100 W)、防水帶罩的安全燈具。3)當樁孔深大于15 m時,要向井下通風,加強空氣對流。必要時輸送氧氣,防止有毒氣體的危害。操作時上下人員輪換作業(yè),樁孔上人員密切注視觀察樁孔下人員的情況,互相呼應,切實預防安全事故的發(fā)生。4)當出現(xiàn)地下水,水量不大時,邊挖邊將泥水用吊桶運出。地下滲水量較大時,吊桶已滿足不了排水,先在樁孔底挖集水坑,用高程水泵沉入抽水,邊降水邊挖土,水泵的規(guī)格按抽水量確定。地下水位較高時,要先采用統(tǒng)一降水的措施,再進行開挖。5)樁孔口安裝水平推移的活動安全蓋板,當樁孔內(nèi)有人挖土時,要掩好安全蓋板,防止雜物掉下砸人。6)開挖吊運第二節(jié)樁孔土方(修邊),從第二節(jié)開始,利用提升設備運土,樁孔內(nèi)人員要戴好安全帽,地面人員要系好安全帶。吊桶離開孔口上方1.5 m時,推動活動安全蓋板,掩蔽孔口,防止卸土時土塊、石塊等雜物附落孔內(nèi)傷人。吊桶在小推車內(nèi)卸土后,再打開活動蓋板,下放吊桶裝土。7)已挖好的樁孔必須用木板蓋好,防止土塊、雜物、人員附落。嚴禁用草袋、塑料布虛掩,并應及時綁扎好鋼筋,及時澆筑混凝土,間隔時間不得超過4 h,以防塌方。有地下水的樁孔要隨挖、隨檢、隨綁鋼筋、隨時將混凝土灌好,避免地下水浸泡。8)挖到擴底部位,在保證設計尺寸的同時要保證自上而下的開挖順序和削坡角度,防止上部坍塌。

5 結(jié)語

經(jīng)過增設人工成孔灌注樁的處理,不均勻沉降問題得到了較好的解決,沉降基本穩(wěn)定,上部結(jié)構(gòu)安全得到了較好的保障。

基礎不均勻是一個嚴重威脅結(jié)構(gòu)安全的重要問題,應當?shù)玫剿薪ㄔO者和設計者的高度重視。因此,大家應該不遺余力的探索控制不均勻沉降的方法。

[1]孔繁超.建筑地基不均勻沉降處理探討[J].建筑工程,2008(3):95-96.

[2]劉黎明.談住宅建筑設計施工中如何防止不均勻沉降[J].民營科技,2009(9):224.

[3]梁貴陽.淺談人工挖孔灌注樁在德化縣城關(guān)地區(qū)的應用[J].山西建筑,2008,34(22):120-121.