掏土與抽水結合糾傾樁基的應用

林國凱,李康曉

(廣東省地質局704地質大隊, 廣東湛江市 524018)

掏土與抽水結合糾傾樁基的應用

林國凱,李康曉

(廣東省地質局704地質大隊, 廣東湛江市 524018)

某樓房建筑建成后,因大面積堆載及樁基設計不當等原因而發生了過大的傾斜。根據業主要求,對該樓房采用掏土與抽水相結合的方法糾偏,并取得了較好的糾偏效果。對該樓房糾偏工程作了較詳細的介紹。

樓房傾斜;掏土;抽水;糾偏加固

海峰住宅小區位于湛江市淺海灘涂,場地軟土深厚,小區內的8號、9號樓房樓高6層,12號及13號樓房樓高5層,均呈矩形平面(33.6m×12.4 m),框架結構。海峰住宅小區的樁基房屋于1996年建成后因大面積堆載及樁基設計不當等多種原因造成房屋傾斜過大,嚴重影響使用。其中8、9兩棟向南傾斜,12、13兩棟向北傾斜,傾斜最大值分別為276,289,214,209mm。由于當時沉降尚未穩定,沉降差有進一步擴大的趨勢。基于這一境況,業主及管理部門均要求及時采取措施進行處理。

1 場地工程地質條件及原基礎設計

根據工程地質勘察資料,場地地形地貌原為淺海灘涂,地勢較平坦,鉆孔揭露最大深度31.90m,揭露的地層有人工填土層(Qml)和第四系海相沉積層(),按土層的地質年代成因類型及工程性質自上而下分為6個層次,分述如下:

(1)填土(僅北部見到),層厚0.50m;

(2)粘土(部分為粉質),黃褐色,濕,可塑,修正標貫擊數N=3.5～5.8擊,層厚0.80～3.90m;

(3)淤泥質粉質粘土,深灰色、灰黑色,飽和,流塑,以粉粘粒為主,夾少量薄層細砂,修正標貫擊數N=0.8～1.6擊,層厚5.10～8.10m;

(4)淤泥質粉土,深灰色、灰黑色,飽和,流塑,粘性弱,修正標貫N=0.8～1.2擊(部分標貫自落),層厚2.45～4.50m;

(5)粉質粘土,灰色,濕,軟塑,質純,修正標貫擊數N=2.4～3.2擊,層厚6.60～6.90m;

(6)淤泥質粉土,淺灰色、灰黑色,飽和,流塑～軟塑,粘性弱,修正標貫擊數N=0.8～1.5擊(部分標貫自落),鉆孔控制在31.90m以內均無變化。

綜上所述,該場地為高壓塑軟弱地基,且無良好的持力層。該場地主要含水層為淤泥質粉土,屬潛水含水層,根據經驗數據,粉土的滲透系數為0.1～0.5m/d,影響半徑為10～25m,場地土的物理力學性質指標見表1。

表1 場地土的主要物理力學性質指標

采用摩擦擠密樁。8,9號樓各下設623根樁,北5排樁長15m,南邊樁長為9m,整體筏基,0.00標高下有2.7m的架空層。

12,13號樓各有樁495根,樁長7m,筏基,有同樣架空層,地下水-1.0m。

2 糾偏方案比較選擇及技術原理

對于該建筑物的糾偏方法,原設想采用化學灌漿法、靜壓錨桿樁等方法,但化學灌漿法工期較長,靜壓桿樁和掏土糾偏法這類糾偏方法雖穩妥可靠,但費用大,工期長。而業主要求最大限度地減少社會負面影響及相應的經濟費用,這些方法均存在著技術要求較高并且需要有專業單位實施;相對實施費用也較高。根據本建筑整體剛度較大的特點,經過綜合對比,決定采用掏土與抽水結合來糾偏。要求糾偏后的傾斜值小于8cm。

反向掏心抽降法糾偏時,在房屋沉降小的一側,距房屋縱墻18m處同一直線上打一排斜向掏土孔,與水平向的夾角為50°～60°,間距1m,采用Φ300 mm鉆頭,鉆孔斜長41m及15m,深入擠密樁尖以下,達到向內為1/2～1/3基礎寬度處掏土,其中4個孔在樁尖下預留鋼管作為抽水孔,借抽水排土之助將底層中的水與沙泥抽出、加速下沉,使房屋逐步復位,達到糾偏目的。

在糾偏中,把房屋作為一個剛性整體來處理,根據不同的條件,采用不同的處理措施。如條形住宅樓,則易產生中部沉降大,兩邊沉降小的情況,在縱墻的兩個端部出現“八”字形裂縫,因而在鉆孔設計時,孔距兩端密,中間稀,使其沉降大的減小,而原沉降小的增大的方法來調整其不均勻沉降,以達到一種新的平衡。

3 施工及注意事項

操作時主要分為兩大階段。第1階段掏土,利用鉆孔在基礎地下進行掏土,第2階段為抽水,抽水的作用是加速沉降,同時起控制沉降的作用。采用壓縮空氣送入孔內,形成水氣混合物,并將水與泥沙同時排出,土在自重及建筑荷載下均勻而緩慢下沉,由于樁尖下的斜孔內泥漿大量排出而使房屋沉降,沉降速度取決于抽水強度。抽水強度大,沉降快,影響范圍也大;反之則小。迫降的沉降速率不宜過大,一般控制在5～10mm/d范圍,開始和結束階段取低值,中間可加快一些,為更好地了解糾傾的結果,施工時,在房屋四角設置垂直掛線觀測傾斜,用水準儀觀測沉降,每天定時監測一次,根據監測結果,施工中合理地調整施工步驟或改變糾偏方法。由圖1可看出,抽水時房屋傾斜值明顯變化,停抽時則傾斜變化平緩,抽水的控制作用很明顯。

圖1 8號樓抽水與房屋傾斜的關系

糾傾過程對臨近建筑的影響是十分令人關注的。該工程的3個方向均有相鄰建筑,東、西向相距8m,南向的樓相距16.5m。為了解掏土與抽水造成的沉降對相鄰房屋的影響,對相鄰建筑進行了沉降觀測,并在保護區附近設水位觀測井和回灌井,時刻觀察水位的變化,確保相鄰建筑的安全。

根據觀測結果,受影響最大的東面的10幢樓,其橫向沉降差為25mm,變形為0.08%,縱向沉降差為6mm,變形為0.062%,均遠遠小于工業與民用建筑地基基礎設計規范中的地基允許變形值(0.30%),由此可見,該方法矯正傾斜房屋過程中,對臨近建筑物的影響極小。

本次建筑物糾偏的工作量見表2。

表2 糾偏工程的工作量

4 結 論

采用掏土與抽水相結合糾偏處理軟弱地基上的建筑物,取得了良好的效果,基本達到了糾偏要求,糾偏后各樓的剩余傾斜值均滿足要求(見表3)。

表3 糾傾前后傾斜值的變化 單位:mm

經過糾傾施工,樓房不均勻沉降差從270mm下降到80mm以下,傾斜率也已降到0.0027,各觀測點沉降絕對值衰減,各點沉降值較均勻。糾傾后房屋外觀上無變化,無門窗錯位現象。8號樓原有的28條裂縫,20條無變化,3條稍增大,5條稍縮小。后用砂石混合土將鉆孔密實回填,完工后又作了6個月的監測,沒有出現新的沉降,至今使用良好。

[1]常士驃,張蘇民,等.工程地質手冊(第三版)[M].北京:中國建筑工業出版社,1992.

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[3]林宗元.巖土工程治理手冊[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,1993.

[4]王 赫.建筑工程事故處理手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1999.

[5]朱方敏,茜平一,等.深層掏土糾偏法在樁基上多層建筑中的應用研究[J].巖土力學,2006,(9).

[6]李宏山.建筑物糾偏方法應用分析[J].廣東土木與建筑,1996,(3).

2009-09-09)

林國凱(1982-),男,廣東湛江人,助理工程師,主要從事巖土工程勘察及施工,Email:ck11328@21cn.com。