增設(shè)人工成孔灌注樁對基礎(chǔ)不均勻沉降的改善

郭華杰

建筑物一般都會(huì)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。基礎(chǔ)下面承受建筑物全部荷載的土體或巖體稱為地基[1]。當(dāng)?shù)鼗a(chǎn)生不均勻沉降時(shí),其表現(xiàn)形式大多是底層墻體開裂,嚴(yán)重時(shí)可能繼續(xù)向上延伸[2]。過大的不均勻沉降會(huì)對建筑物造成巨大的破壞,所以從設(shè)計(jì)到施工,所有的工程參與者都在想方設(shè)法地控制不均勻沉降。然而由于地質(zhì)條件復(fù)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(shí)例來介紹一種增設(shè)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(dú)立柱,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)埋深為-3.0 m,但因有6根獨(dú)立柱設(shè)計(jì)在水泥庫的基礎(chǔ)(-10.1 m)填方區(qū),這就引起地基基礎(chǔ)的不均勻沉降,造成墻體大面積開裂,甲方當(dāng)即組織設(shè)計(jì)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(huì)議有關(guān)專家決定,在這6根獨(dú)立柱的側(cè)邊開孔找到獨(dú)立柱基礎(chǔ)在其下開挖人工灌注樁,以此來解決基礎(chǔ)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(dǎo)管、振搗棒、鋼絲繩、安全活動(dòng)蓋板、防水照明燈(低壓 36 V,100 W)、電焊機(jī)、通風(fēng)及供氧設(shè)備、木轆轤、活動(dòng)爬梯、安全帶等。

3 施工要點(diǎn)

1)依據(jù)建筑物的驗(yàn)槽記錄和基礎(chǔ)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(jìn)行復(fù)查。2)選擇人員根據(jù)放線尺寸先垂直下挖至獨(dú)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(hù),以確保施工人員的安全。3)施工人員開挖至獨(dú)立柱的墊層后要嚴(yán)格按照放線尺寸確定獨(dú)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(yùn)至基坑邊,再由小平車運(yùn)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(zhǔn)確,灌注樁每下挖1 m設(shè)一道3 mm厚的鋼護(hù)壁,為加固鋼護(hù)壁,每道鋼護(hù)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(kuò)底樁要先將擴(kuò)底部位樁身的圓柱體挖好,再按擴(kuò)底部位的尺寸、形狀自上而下削土擴(kuò)充成設(shè)計(jì)圖紙的要求。6)成孔以后必須對樁身直徑、擴(kuò)頭尺寸、孔底標(biāo)高、樁位中線、樁壁垂直度、虛土厚度進(jìn)行全面測定,做好施工記錄,辦理隱蔽驗(yàn)收手續(xù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求樁端要入巖深度大于1.5 m,待灌注樁成型后應(yīng)由地質(zhì)單位、監(jiān)理單位有關(guān)人員驗(yàn)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(yùn)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(shè)計(jì)決定,綁扎好鋼筋后,應(yīng)由甲方、監(jiān)理單位有關(guān)人員驗(yàn)筋后再澆筑混凝土。8)樁身采用商品混凝土,混凝土罐車運(yùn)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(shí),要采用混凝土導(dǎo)管澆筑,將混凝土澆筑至原獨(dú)立柱墊層下預(yù)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(xiàng)

4.1 質(zhì)量要求

1)灌注樁的原材料和混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。2)實(shí)際澆筑的混凝土量,嚴(yán)禁小于計(jì)算體積。3)澆筑混凝土后的樁頂標(biāo)高及浮漿的處理,必須符合設(shè)計(jì)要求的施工規(guī)范規(guī)定。4)孔底虛土厚度不應(yīng)超過規(guī)定。擴(kuò)底形狀、尺寸符合設(shè)計(jì)要求。樁底應(yīng)落在持力土層上,持力層土體不應(yīng)破壞。5)鋼筋綁扎必須符合設(shè)計(jì)要求,不得錯(cuò)綁或漏綁。6)澆筑混凝土堅(jiān)持分層澆筑、分層振搗、連續(xù)作業(yè)。必要時(shí)用鐵管、竹桿、鋼筋釬人工輔助插搗,以補(bǔ)充機(jī)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(xiàng)

1)當(dāng)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(dāng)樁孔深大于15 m時(shí),要向井下通風(fēng),加強(qiáng)空氣對流。必要時(shí)輸送氧氣,防止有毒氣體的危害。操作時(shí)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(yīng),切實(shí)預(yù)防安全事故的發(fā)生。4)當(dāng)出現(xiàn)地下水,水量不大時(shí),邊挖邊將泥水用吊桶運(yùn)出。地下滲水量較大時(shí),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(shí),要先采用統(tǒng)一降水的措施,再進(jìn)行開挖。5)樁孔口安裝水平推移的活動(dòng)安全蓋板,當(dāng)樁孔內(nèi)有人挖土?xí)r,要掩好安全蓋板,防止雜物掉下砸人。6)開挖吊運(yùn)第二節(jié)樁孔土方(修邊),從第二節(jié)開始,利用提升設(shè)備運(yùn)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(shí),推動(dòng)活動(dòng)安全蓋板,掩蔽孔口,防止卸土?xí)r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(dòng)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(yán)禁用草袋、塑料布虛掩,并應(yīng)及時(shí)綁扎好鋼筋,及時(shí)澆筑混凝土,間隔時(shí)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(shí)將混凝土灌好,避免地下水浸泡。8)挖到擴(kuò)底部位,在保證設(shè)計(jì)尺寸的同時(shí)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(shè)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(chǔ)不均勻是一個(gè)嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全的重要問題,應(yīng)當(dāng)?shù)玫剿薪ㄔO(shè)者和設(shè)計(jì)者的高度重視。因此,大家應(yīng)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(shè)計(jì)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(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(22):120-121.