沉井衝水掏土糾偏和錨杆靜壓樁托換加固
發布時間:2014-08-05
1 引言
軟土地基的變形問題是房屋地基設計中的一個主要問題,其變形問題主要反映在以下幾個方麵:
(1)沉降和差異沉降大:工程實測資料表明,對磚牆承重的混合結構,如以樓層數表示地基受荷大小,則3層房屋天然地基沉降量一般為150~200mm;4層變化較大一般為200~500mm; 5、6層則可能達700mm。
(2)沉降速率大:建jian築zhu物wu沉chen降jiang速su率lv是shi衡heng量liang地di基ji發fa展zhan程cheng度du與yu狀zhuang況kuang的de一yi個ge重zhong要yao標biao誌zhi。軟ruan土tu地di基ji沉chen降jiang速su率lv一yi般ban均jun較jiao大da,而er加jia荷he終zhong止zhi時shi沉chen降jiang速su率lv最zui大da。隨sui著zhe時shi間jian的de發fa展zhan,沉chen降jiang速su率lv逐zhu漸jian衰shuai減jian,約yue在zai半ban年nian到dao一yi年nian時shi間jian內nei為wei建jian築zhu物wu差cha異yi沉chen降jiang發fa展zhan到dao最zui快kuai時shi期qi,也ye是shi建jian築zhu物wu最zui易yi出chu現xian裂lie縫feng的de時shi期qi。在zai正zheng常chang情qing況kuang下xia,如ru沉chen降jiang速su率lv減jian到dao0.05m/d以下時能出現等速沉降,但長時間的等速沉降就有導致地基喪失穩定的危險。
(3)沉降穩定時間長:由於軟土滲透性弱,孔隙水不易排除,所以建築物沉降穩定曆時較長,有些建築物建成後幾年、十幾年甚至幾十年沉降都未完全穩定。
寧波地區一大批80年代初建造的多層民用住宅樓,由於受當時造價的限製基本上均未打樁,基礎形式大都采用條基或筏基。雖建造至今已有將近20年時間,但由於上述軟土地基的特點及外界幹擾因素的影響(如鄰近建築物施工等)使其中有相當一部分房屋產生了不均勻沉降,從而出現牆身開裂、傾斜率過大等問題,有的甚至成為危房。為了保障人民的生命財產安全 ,如何既經濟又適用地對這些房屋進行加固或糾偏已成為當前極迫切的問題。
2 沉井衝水掏土糾偏和錨杆靜壓樁托換加固
(1)建築物的糾偏托換方法眾多,其中糾偏方法有堆載加壓糾偏、錨樁加壓糾偏、掏土糾偏、降水掏土糾偏、壓樁掏土糾偏、浸水糾偏、頂升糾偏等。托換
加固方法有基礎加寬托換、坑式托換、樁式托換、灌漿托換、高壓噴射
注漿托換、熱加固托換、基ji礎chu減jian壓ya和he加jia強qiang剛gang度du托tuo換huan等deng。在zai眾zhong多duo的de方fang法fa中zhong筆bi者zhe從cong多duo年nian的de實shi踐jian中zhong得de出chu用yong沉chen井jing衝chong水shui掏tao土tu糾jiu偏pian結jie合he錨mao杆gan靜jing壓ya樁zhuang托tuo換huan加jia固gu法fa是shi一yi種zhong在zai軟ruan土tu地di基ji上shang對dui建jian築zhu物wu進jin行xing糾jiu偏pian加jia固gu的de既ji經jing濟ji又you可ke靠kao的de好hao方fang法fa。
(2)該法的基本原理是:在基礎沉降小的建築物一側,設置若幹個沉井,沉井內預留4~6個ge成cheng扇shan形xing的de衝chong孔kong,當dang沉chen井jing到dao達da預yu計ji的de設she計ji標biao高gao後hou通tong過guo井jing壁bi預yu留liu孔kong用yong高gao壓ya水shui槍qiang伸shen入ru基ji礎chu下xia進jin行xing衝chong水shui,泥ni漿jiang水shui通tong過guo沉chen井jing排pai出chu,而er泥ni漿jiang排pai出chu的de過guo程cheng即ji是shi對dui建jian築zhu物wu糾jiu偏pian的de過guo程cheng。當dang建jian築zhu物wu的de傾qing斜xie率lv達da到dao預yu定ding的de範fan圍wei後hou,即ji可ke用yong千qian斤jin頂ding將jiang樁zhuang逐zhu段duan通tong過guo基ji礎chu中zhong開kai鑿zao的de壓ya樁zhuang孔kong壓ya入ru土tu中zhong,再zai將jiang樁zhuang與yu基ji礎chu連lian接jie在zai一yi起qi,從cong而er達da到dao提ti高gao基ji礎chu承cheng載zai力li和he控kong製zhi沉chen降jiang的de目mu的de。
(3)值得注意的是,糾偏工作切忌矯枉過正,一定要遵循由淺到深,由小到大,由稀到密原則,須經沉降→穩定→再沉降→zaiwendingdefanfugongzuoguocheng,cainengdadaojiupianmude。yinweizairuantudijishangjianzaodejianzhuwuchenjiangwangwangxuyaojingguoyiduanshijiancainengdadaozuizhongwending,suoyijiupianjuebunengjiyuqiucheng,buranshideqifan,youyujiupianguodazaochengyuanjianzhuwuchenjiangxiaodeyiceyouqingxiedegongchengshiliyeyousuojian。
3 工程實例
(1)寧波市馬園新村五號樓,始建於1982年,該樓東西長29.2m,寬8.4m,簷口標高14.4m ,為5層磚混結構。地基土采用重錘夯實處理,基礎為條形基礎。至1998年5月該樓已累計沉降超過50cm,加上近年該樓附近新建建築物施工,樓體產生嚴重傾斜,至糾偏工作開始前,測得傾斜值為向南傾斜27cm,造成底層地麵低於室外地坪,管道錯位堵塞,給住戶帶來了不便。具體糾偏
加固方法是:針對該樓南北向傾斜為主,東西向傾斜較小的特點,在建築物北麵離牆體2m處設置內徑1m的
鋼筋混凝土沉井6隻,沉井深度5m,根據地質構造在深4m處預留4 ~5個衝水孔,並在建築物基礎外牆四周預設12個地錨梁壓樁孔。錨杆靜壓樁截麵250mm×250mm,樁長18.9m,共分9節,進入持力層1.5m。工程施工在樓內居民不搬遷的情況下進行。
(2)糾偏工作的關鍵,其一是必須每天由專人進行沉降觀測,日沉降量控製在3mm/d左(zuo)右(you)較(jiao)為(wei)適(shi)宜(yi)。由(you)於(yu)沉(chen)降(jiang)觀(guan)察(cha)工(gong)作(zuo)是(shi)每(mei)天(tian)必(bi)須(xu)做(zuo)的(de)工(gong)作(zuo),如(ru)用(yong)傳(chuan)統(tong)水(shui)準(zhun)儀(yi)進(jin)行(xing)觀(guan)察(cha)就(jiu)顯(xian)得(de)較(jiao)為(wei)繁(fan)瑣(suo)。因(yin)此(ci)采(cai)用(yong)一(yi)種(zhong)簡(jian)便(bian)易(yi)行(xing)且(qie)直(zhi)觀(guan)的(de)觀(guan)測(ce)方(fang)法(fa),首(shou)先(xian)在(zai)房(fang)屋(wu)底(di)層(ceng)便(bian)於(yu)觀(guan)察(cha)的(de)位(wei)置(zhi)(一般在窗口上)?環huan繞rao建jian築zhu物wu鋪pu設she水shui平ping管guan,再zai在zai水shui平ping管guan相xiang應ying位wei置zhi引yin出chu觀guan察cha用yong立li管guan,在zai立li管guan處chu安an裝zhuang上shang鋼gang尺chi,並bing在zai水shui管guan內nei灌guan水shui。由you於yu整zheng個ge水shui平ping管guan是shi聯lian通tong的de,卸xie土tu前qian後hou立li管guan水shui位wei讀du數shu差cha即ji為wei建jian築zhu物wu各ge對dui應ying點dian的de沉chen降jiang量liang。為wei防fang止zhi水shui分fen蒸zheng發fa帶dai來lai的de誤wu差cha,使shi水shui位wei初chu始shi值zhi高gao程cheng保bao持chi不bu變bian,水shui準zhun管guan鋪pu設she時shi必bi須xu與yu一yi沉chen降jiang不bu變bian的de水shui箱xiang相xiang連lian,並bing在zai箱xiang內nei水shui平ping麵mian處chu做zuo上shang刻ke度du記ji號hao,每mei天tian讀du數shu前qian檢jian查zha箱xiang內nei水shui位wei是shi否fou與yu刻ke度du對dui齊qi,隨sui時shi進jin行xing調tiao節jie。這zhe樣yang通tong過guo每mei天tian的de水shui位wei讀du數shu再zai輔fu以yi定ding期qi水shui準zhun觀guan察cha,就jiu可ke以yi達da到dao相xiang當dang高gao的de準zhun確que度du。其qi二er是shi卸xie土tu用yong水shui槍qiang伸shen入ru建jian築zhu物wu內nei的de長chang度du一yi般ban為wei建jian築zhu物wu進jin深shen的de0.6倍(bei)左(zuo)右(you),太(tai)短(duan)不(bu)利(li)於(yu)基(ji)底(di)應(ying)力(li)調(tiao)節(jie),容(rong)易(yi)使(shi)房(fang)屋(wu)產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng),太(tai)長(chang)則(ze)既(ji)不(bu)經(jing)濟(ji)又(you)不(bu)利(li)於(yu)沉(chen)降(jiang)調(tiao)節(jie)。通(tong)過(guo)以(yi)上(shang)措(cuo)施(shi)本(ben)工(gong)程(cheng)僅(jin)用(yong)兩(liang)個(ge)月(yue)就(jiu)使(shi)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)傾(qing)斜(xie)率(lv)由(you)糾(jiu)偏(pian)前(qian)的(de)1.85%下降到糾偏後的0.3%,且建築物在糾偏過程中無裂縫產生。
(3)在進行糾偏的同時即可在原基礎底板的相應部位開鑿壓樁孔。一般來說寧波地區80年代初建造的住宅建築基礎底板厚度大約在25cm左右,不能滿足錨杆靜壓樁的抗衝切、抗彎能力要求,故需對原有基礎進行加固,鑿出原基礎底板筋與新配鋼筋焊接,澆築成滿足要求的地錨梁。
錨杆靜壓樁施工時要注意三點,一是壓樁孔需做成上小下大的喇叭口。一般上口為樁徑+50mm,下口為樁徑+100mm。二是壓樁前應進行引孔或探樁處理,如本工程由於原地基土采用重錘夯實施工,基礎下塊石厚度達2~3m,如直接將樁下壓勢必造成樁下沉困難、地錨梁拉斷以及樁身偏位等問題。針對這個情況本工程先作引孔處理,即先用鑽機對壓樁孔進行鑽孔,孔徑為200mm,深3m。由於采用了引孔措施,使其後壓樁工作得以順利進行。三是封樁應在不卸載條件下進行,並在封樁混凝土強度等級達到C15以上時才可卸載。通過以上方法,建築物的沉降速率由竣工時的0.2mm/d減少到70天後的0.033mm/d,取得了預期的效果,使用一年來情況良好。