淺談建筑施工中的樁基沉降問題與控制方法

張雷

摘要：建筑工程地基是建筑物的根基，同時又屬地下隱蔽工程，在勘察、設計和施工質(zhì)量中會直接關系到建筑物的安危。如果發(fā)生地基基礎事故，補救非常困難，后果非常嚴重。因此，本文通過分析建筑施工中樁基沉降的一般規(guī)律及計算方法，以某工程為例，針對其控制方法進行探討。以期通過本文的闡述進一步改善成樁工藝，采用新技術減少建筑物沉降，從而取得更好的經(jīng)濟及社會效益。

關鍵詞：建筑施工;樁基沉降;軟土地基;設計;承載力

1 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。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)時問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歷史很長的過程，并不隨著建筑施工的結(jié)束而結(jié)束。某地區(qū)曾統(tǒng)計了數(shù)十幢建筑物在施工階段完成最終沉降量的百分數(shù)kb，和最終沉降量的關系。kb一般為20%一4o%。地基發(fā)生較大沉降時，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，而是因為不均勻沉降和短時期內(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，嚴重時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，在建筑的設計和施工中，如能事先預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。

2 建筑施工中樁基沉降的分析計算

2.1 實體深基礎法

實體深基礎法是現(xiàn)在工程界應用最廣泛的一種計算樁基沉降的方法該計算模式是將承臺下的樁基及樁間土看作一個等效墩基的一個實體深基礎，在此等代墩基范圍內(nèi)，樁間土不產(chǎn)生壓縮如同實體墩基一樣工作，然后按照擴展基礎的沉降計算方法來計算樁基的沉降。由于計算時考慮的前提條件不同，研究者提出和使用著計算的不同模式，其主要差別在于選用的假想實體基礎底面的位置不同，以及對地基土中附加應力的考慮和計算不同根據(jù)樁距地基土的性質(zhì)不同，樁間土實際上是會產(chǎn)生不同程度的壓縮變形，另一方面假想的實體基礎外圍存在著側(cè)面剪應力的擴散作用為了消除這些差別對樁基沉降計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：

2.1.1 變動假想實體基礎底面的位置，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等建議將假想實體基礎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）或進入持力層深度的l/3（）樁穿過軟弱土層并進入堅硬土層時]這種建議涉及的影響因素過于單一，因為假想基底位置上升的因素很多，采用此法不能全面反映這些情況。

2.1.2 從樁基頂外圍按一定斜率（）例如角或l：4斜率）向下擴散增大假想實體基礎底面積，以考慮樁群外圍總剪應力對沉降分析的影響，這是tomlinson等人的模式。2.1.3 為了改善地基土附加應力估計的精度，近年來國內(nèi)外根據(jù)半無限彈性體內(nèi)集中力的mindlin公式發(fā)展了一些估計樁基荷載作用下地基土附加應力的方法，還有一種將mindlin解與boussinesq解對比來估計等代墩基的等效基底附加應力。

2.2 等效作用分層總和法

等效作用法最早由黃強，劉金礪提出，隨后被健既樁基技術規(guī)范推薦采甩此法系將均質(zhì)土中樁基沉降的mindlin解與均布荷載下矩形基礎的boussinesq解之比值用以修正等代墩基的基底附加應力，然后按一般分層總和法計算樁基的沉降。

3 建筑施工中樁基沉降控制的案例分析

3.1 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，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計，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，設計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。

3.2 施工控制措施

3.2.1 主要施工技術工藝：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樁成樁的施工技術來進行處理，為了驗證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行tsc樁的成樁試驗，試驗樁數(shù)5根。經(jīng)過試樁檢測發(fā)現(xiàn)，效果完全滿足預想的加固設計，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進行處理，主要施工技術工藝如下。旋噴鉆頭鉆進：地面板開孔完成后，將工程鉆機就位，安裝旋噴鉆頭，啟動高壓注漿泵開始鉆進。為使鉆進順利進尺，確保鉆進效率，鉆進進尺應和注漿泵的泵壓和泵量相匹配。現(xiàn)場試驗結(jié)果，當泵壓（）5一1ompa）、泵量（）120—150l/min）時，鉆進效率較高。旋噴鉆進深度達到要求后，停鉆準備壓灌粉煤灰砂漿。壓灌粉煤灰砂漿成樁：鉆孔達到設計深度后，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，鉆桿的提升速度應水泥砂漿的泵送量相適應，以保持注漿鉆頭在漿液面lm以下。結(jié)合現(xiàn)場試驗結(jié)果，室內(nèi)確定的砂漿配比能夠滿足泵送要求，具體的工藝參數(shù)為：泵壓≤2mpa，泵量≥150l/min。鉆桿提升速度

3.2.2 地面抬升試驗：地面抬升平整度控制標準：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準。為此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定了以下平整度控制標準，以便指導施工作業(yè);注漿孔的布設及要求：為減少對混凝土地面的破壞，注漿 l布設時應避開地面板45°線，而且孔的直徑應盡可能的小，現(xiàn)場采用的鉆孔直徑為63mm。現(xiàn)場試驗時，根據(jù)設備、堆載以及生產(chǎn)情況，對注漿孔的布設進行了相應調(diào)整;抬升注漿修復過程中的抬升觀測在注漿抬升的過程中為隨時準確地反饋地面變形值，采用量程為50mm的百分表進行觀測，并隨時提供抬升數(shù)據(jù)，當抬升量達到設計抬升高度時，停止注漿。注漿同時，應對注漿區(qū)附近貨架及設備基礎進行觀測，發(fā)現(xiàn)異應立即停止注漿并進行及時處理。抬升注漿結(jié)束，待漿液完全凝固后，再次進行地面高程測量，檢查各地塊的平整度是否在控制范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

綜上所述，要嚴格控制建筑施工中的樁基沉降問題，應保證：（1）設計應嚴格按國家規(guī)范、規(guī)程進行，同時應做一定數(shù)量的靜載試驗。（2）施工中鋼筋混凝土灌注樁應嚴格控制樁側(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。（3）進一步改善成樁工藝及采用新技術，可使用擠擴支盤樁或后壓漿工藝技術，可進一步完善樁一筏基礎及抽樣理論，以提供更高的承載力，減小建筑物沉降，取得更好的經(jīng)濟及社會效益。

參考文獻：

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