某基礎工程加固工藝的探討

孔令國

1 工程概況

某旅游度假中心一棟11層框剪結構的小高層樓房,完成土建工程后發現該樓房基礎發生較大的沉降,導致框架結構出現裂縫,影響到樓房的安全使用。

2 場地地質條件

該段場地主要地層分布如下:①層素填土:褐、黃褐～紅褐色,稍濕,以粉質黏土為主。層厚0.30 m～10.70 m。②層粉質黏土:黃褐～褐黃色,濕,硬塑～堅硬狀態,具中壓縮性。切面稍光滑,韌性中等,干強度高。僅局部孔段揭露,層厚0.30 m～4.40 m。③層粉質黏土:紅褐～褐紅色,局部地段夾褐灰色,稍濕,硬塑～堅硬狀態,具中壓縮性。局部為黏土,為淺部坡殘積形成。含礫量約3%～8%,次棱角狀,分布不均,母巖成分為泥巖及泥質粉砂巖,強～中等風化。切面稍光滑,韌性高,干強度高。場地大部分地段均揭露,層厚0.50 m～13.20 m。④層泥質粉砂巖(中等風化):棕黃、棕紅及紫紅色,局部地段夾褐紅色,中等風化,鉆探巖芯呈柱狀及長柱狀,厚層狀,節理發育,采取率均達95%以上,RQD=70～90,夾薄層狀砂巖。

3 基礎加固及主要施工工藝

為了保證原有建筑結構的安全,需要對既有建筑基礎加固。加固的原則是:保證在荷載作用下,地基沉降達到完全穩定,不再產生新的差異沉降。經計算,擬采用的加固方案為:對其基礎采用反錨靜壓φ 165×5鋼管樁和新加連接承臺進行加固,鋼管樁單樁設計承載力特征值250 kN,平均樁長12 m,總樁數158根。本工程獨立基礎下布樁形式見圖1。

3.1 基礎加固施工順序

定位樁→連接承臺鋼筋植錨制安→澆搗承臺混凝土→養護→鋼管加工→安裝反力架→壓樁→終孔→封樁→回填土方。

3.2 加固承臺施工

1)新承臺與舊承臺的連接。新承臺與舊承臺的連接采用錨筋方式連接。其施工方法是:首先挖出原承臺,將新舊連接處的舊承臺面鑿毛,再用鑿巖機鉆孔,按設計要求進行造孔,待錨孔全部施工完成后,用高壓氣體,毛刷反復清孔,檢查孔深的質量。然后灌HJ-1膠進行鋼筋種植。界面處理的方法是:首先鑿毛承臺界面,用清水沖洗干凈,澆混凝土前,在鑿毛界面上要刷1∶1的凈水泥漿,才能澆混凝土。

2)新舊混凝土界面的處理。新舊混凝土接觸面采用鋼筋鑿將原混凝土表面鑿毛。將接觸面表面鑿成凹凸不平的面,深度為10 mm～20 mm左右,同時將松散的混凝土表面清除,露出新鮮混凝土。鑿毛后用水清洗干凈,并充分濕潤,保證新結構澆搗時界面濕潤。在新加結構混凝土澆搗前,應淋水養護鑿毛面不少于12 h,并在澆筑混凝土前半小時內刷水灰比為0.5的水泥漿。

3)錨筋。錨筋施工要求,劃出植筋孔位置,按設計要求布置。用沖擊鉆或鑿巖機鉆孔,錨筋孔孔徑比鋼筋直徑大4 mm。須將孔內灰塵用高壓風吹干凈,然后用環氧水清洗孔壁。錨筋粘結采用環氧乳液膠泥粘結材料,環氧乳液膠泥必須嚴格按配比現場配制隨配隨用。鉆孔清洗干凈后,將環氧膠泥搓成長條塞入孔內,要求孔內盡量填滿環氧膠泥,最后插入鋼筋至孔底,同時壓密實環氧膠泥,并做好保護,24 h后可澆筑混凝土。

3.3 鋼管樁施工

1)反力架制安。樁位孔鉆完后,立刻進行反力錨桿的施工,反力錨桿在樁孔兩側設置4根φ 30錨桿,采用鑿巖機在原承臺上鉆φ 34孔,鉆孔深度不少于50 cm,鉆孔完成后采用壓縮空氣及清孔專用毛刷進行清孔,用植筋膠進行錨固,錨固鋼筋時,鋼筋表面進行除銹處理。錨桿種植后24 h內不得擾動鋼筋。待反力錨桿牢固后,將壓樁反力架安裝在其表面。安裝反力架時,要注意垂直度,焊接反錨鋼筋牢固,能足夠承載壓樁時所產生的荷載。

2)鋼管加工。鋼管采用風焊切割成2 m～2.5 m一段,并且一端切割成45°的斜口,方便接樁時焊接,鋼管切割好以后對鋼管表面銹蝕部位進行除銹處理,鋼管表面用改性環氧涂料刷一遍作防腐處理。涂改性環氧時鋼管兩端各留10 cm不涂刷改性環氧,待接樁焊接完成以后補涂一遍。

3)靜壓鋼管樁?，F場鋼管加工處理應在平整且有擋風雨設施的場地上,鋼管樁制作的容許偏差應符合規范要求。鋼管的運輸和堆放:堆放場地應平整、堅實、排水暢通。鋼管的兩頭應有適當的保護措施,鋼管應設保護圈;搬運時應防止撞擊而造成鋼管的損壞或彎曲。靜壓鋼管樁壓樁施工時采用100 t電動液壓千斤頂作為動力,施工前要標定壓力表,確保壓力表可較直觀地反映出壓樁壓力。每條靜壓樁采用多條短樁連接成整體,連接樁時采用內襯鋼管焊接的方法進行樁段連接。當每一段短樁壓到基礎面時,馬上進行接樁,直到符合設計終孔條件壓力時方可終孔。

壓樁符合設計要求的終孔條件250×2=500 kN時,控制油壓千斤頂進油量,穩定壓力表讀數(即穩壓)在600 kN施壓30 min,樁沉降量不大于3 mm時,即可收樁。

4)封樁。在壓樁達到設計要求時,割除高出承臺面部分的鋼管,樁孔內先用水沖洗干凈,向壓樁孔內灌入C30細石混凝土進行封樁。

4 基礎加固質量控制措施

1)基礎開挖完成后,要求首先檢查基礎底板和基礎梁有無開裂情況,如發現開裂應及時報告設計人員及現場工程師和有關單位,以便提出相應補強技術措施。2)進場施工過程中,認真配合甲方進行沉降觀測,并且做好現場沉降觀測記錄。3)施工前應檢查鋼筋、鋼管、水泥、砂石和商品混凝土等的合格證,并取樣送檢,各項性能指標符合設計要求。4)靜壓樁所用千斤頂必須重新標定后方可使用,并在各臺千斤頂設置標示牌,標定數據編號等,方便檢驗以防壓樁的壓力有誤。5)所有施工記錄做到邊施工邊記錄,完成每道工序立刻進行驗收。上道工序驗收合格后方可進行下道工序的作業。6)鋼管樁須嚴格控制垂直度,鋼管焊接時須對稱進行,以防電弧高溫造成接頭變形引起鋼管彎斜。7)鋼管樁施工應嚴格按照有關施工規范要求和安全條例進行施工。8)靜壓樁施壓荷載和穩定時間一定要滿足設計要求。嚴格按照設計確定的收樁條件收樁。

5 結語

該框剪結構小高層樓房處理至今已有一年多時間,后續沉降及裂縫觀測、分析表明建筑物沉降已穩定,未出現新的不均勻沉降,表明采用反錨靜壓鋼管樁與新加連接承臺措施對已有基礎進行加固,達到了預期的目的,取得了良好的施工效果。

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