探討建筑施工中的樁基沉降問題及控制措施

趙曄

摘 要：地基是建筑物的根基，同時(shí)又屬地下隱蔽工程，在勘察、設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量中會直接關(guān)系到建筑物的安危。因此，通過本文的闡述進(jìn)一步改善成樁工藝，采用新技術(shù)減少建筑物沉降，從而取得更好地經(jīng)濟(jì)及社會效益。

關(guān)鍵詞：建筑施工;樁基沉降;軟土地基;設(shè)計(jì);承載力

一、建筑施工中樁基沉降的一般規(guī)律

在建筑施工中，產(chǎn)生樁期沉降與軟土的變形特征和軟土的流變特性有關(guān)。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)間長且具有流變特性的原因。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)歷史很長的過程，并不隨著建筑施工的結(jié)束而結(jié)束。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，地基變形問題顯得尤為重要。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題并加以控制和利用，是可以防止和減小地基變形帶來的不利影響。

二、建筑施工中樁基沉降的分析計(jì)算

（一）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)用最廣泛地一種計(jì)算樁基沉降的方法該計(jì)算模式是將承臺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)樁距地基土的性質(zhì)不同，樁間土實(shí)際上是會產(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：

1.變動假想實(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于單一，因?yàn)榧傧牖孜恢蒙仙囊蛩睾芏啵捎么朔ú荒苋娣从尺@些情況。

2.從樁基頂外圍按一定斜率（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)力對沉降分析的影響。

（二）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)范推薦采用此法系將均質(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，然后按一般分層總和法計(jì)算樁基的沉降。

三、建筑施工中樁基沉降控制的案例分析

（一）工程概況

某建筑的主建筑占地空間為308m×125m的矩形地塊，建筑的柱基采用樁承臺基礎(chǔ)，基樁為500mm的鉆孔灌注樁，樁長32.6m，由于生產(chǎn)工藝對地面平整度要求較高，該建筑地面采取了無縫設(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15m，樁間距1.2m。在柱基承臺部位，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)過勘察監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)地面和結(jié)構(gòu)均發(fā)生不均勻沉降的現(xiàn)象。

（二）施工控制措施

1.主要施工技術(shù)工藝。經(jīng)過多方面的查閱研究資料，對該建筑的沉降做出了使用tsc樁成樁的施工技術(shù)來進(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)選定一塊空閑場地進(jìn)行tsc樁的成樁試驗(yàn)，試驗(yàn)樁數(shù)5根。經(jīng)過試樁檢測發(fā)現(xiàn)，效果完全滿足預(yù)想的加固設(shè)計(jì)，所以經(jīng)過多方協(xié)定后決定使用該方法對該多層建筑的基礎(chǔ)進(jìn)行處理，主要施工技術(shù)工藝如下。旋噴鉆頭鉆進(jìn)：地面板開孔完成后，將工程鉆機(jī)就位，安裝旋噴鉆頭，啟動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。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。

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：為減少對混凝土地面的破壞，注漿l布設(shè)時(shí)應(yīng)避開地面板45°線，而且孔的直徑應(yīng)盡可能地小，現(xiàn)場采用的鉆孔直徑為63mm。現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)設(shè)備、堆載以及生產(chǎn)情況，對注漿孔的布設(shè)進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整;抬升注漿修復(fù)過程中的抬升觀測在注漿抬升的過程中為隨時(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，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)對注漿區(qū)附近貨架及設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行觀測，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)行地面高程測量，檢查各地塊的平整度是否在控制范圍內(nèi)。

四、結(jié)束語

綜上所述，要嚴(yán)格控制建筑施工中的樁基沉降問題，應(yīng)保證：設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按國家規(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)。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。進(jìn)一步改善成樁工藝及采用新技術(shù)，可使用擠擴(kuò)支盤樁或后壓漿工藝技術(shù)，可進(jìn)一步完善樁一筏基礎(chǔ)及抽樣理論，以提供更高的承載力，減小建筑物沉降，取得更好的經(jīng)濟(jì)及社會效益。

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