廠房地坪施工沉降的觀測(cè)與控制

摘要：沉降觀測(cè)與控制是保障廠房安全、穩(wěn)定、可靠的重要手段之一，文章通過(guò)分析地坪基礎(chǔ)變形情況和過(guò)程，從而預(yù)測(cè)與控制廠房地坪可能存在的地基變形隱患，防患于未然。

關(guān)鍵詞：廠房地坪；沉降；觀測(cè)；控制；廠房建設(shè)質(zhì)量；廠房運(yùn)行安全

中圖分類(lèi)號(hào)：TU433文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）02-0168-02

眾所周知，以堆存各種生產(chǎn)原料、燃料及成品或半成品為主要用途的工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)，是工礦企業(yè)、港口碼頭不可缺少的建筑設(shè)施。這類(lèi)建筑物在使用過(guò)程中，大面積堆載如同建筑物基礎(chǔ)一樣，通過(guò)地面向地基深部擴(kuò)散附加應(yīng)力，從而在廠房?jī)?nèi)外或沿廠房縱向各區(qū)段間產(chǎn)生數(shù)量可現(xiàn)、大小不等的差異。在這些附加沉降的牽引作用下，建筑物的正常使用受到嚴(yán)重影響，許多構(gòu)件遭到不同程度的損壞。因此，尋求符合基礎(chǔ)實(shí)際受力狀況且經(jīng)濟(jì)合理的廠房地坪施工沉降觀測(cè)與控制是具有實(shí)踐和理論意義的課題，應(yīng)普遍受到重視。

一、廠房地坪施工沉降觀測(cè)與控制的意義

廠房地坪總沉降量根據(jù)發(fā)生時(shí)間可分為兩部分，即施工期沉降和工后沉降。其中施工期沉降可通過(guò)地基施工消除其不良影響，工后沉降則是影響廠房質(zhì)量的主要因素。由于土層壓縮性質(zhì)的不同，土層的沉降量通常可在施工期內(nèi)完成，因此控制其沉降量的大小僅對(duì)總沉降量控制指標(biāo)有意義，對(duì)工后沉降控制指標(biāo)基本沒(méi)有影響。通過(guò)對(duì)廠房施工過(guò)程和運(yùn)行過(guò)程的沉降觀測(cè)與控制可以檢查施工質(zhì)量和運(yùn)行期間的安全狀況，監(jiān)測(cè)廠房的穩(wěn)定性，指導(dǎo)合理的施工工序，預(yù)防在施工過(guò)程中和運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)不均勻沉降；檢查、分析和處理有關(guān)工程質(zhì)量事故；驗(yàn)證有關(guān)建筑地基、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為勘察設(shè)計(jì)施工部門(mén)提供詳盡的一手資料；研究沉降變形規(guī)律，預(yù)報(bào)變形趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，采取措施，避免因沉降變形原因造成廠房主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的變形所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。

二、廠房地坪施工沉降的觀測(cè)

為了有效提高廠房沉降測(cè)量成果的精確性和可靠性，我們有必要加強(qiáng)沉降觀測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。為了確保沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。首先應(yīng)定期對(duì)高程基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)。在首次沉降觀測(cè)前，進(jìn)行國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)與高程基準(zhǔn)點(diǎn)的聯(lián)測(cè)；在廠房施工期間，每隔3～6個(gè)月應(yīng)對(duì)國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)與高程基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)一次，高程基準(zhǔn)點(diǎn)附近出現(xiàn)大量積水、塌陷或長(zhǎng)時(shí)間降水等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)與高程基準(zhǔn)點(diǎn)的聯(lián)測(cè)。如果出現(xiàn)較大差異時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)高程基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行高程修正。為了消除測(cè)量作業(yè)人員、測(cè)量?jī)x器設(shè)備造成的偶然誤差，在每次沉降觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡量固定高程基準(zhǔn)點(diǎn)，固定觀測(cè)路線、儀器位置、作業(yè)程序和測(cè)量方法，固定測(cè)量作業(yè)人員進(jìn)行沉降觀測(cè)和整理成果，固定使用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺。沉降觀測(cè)前，應(yīng)認(rèn)真檢查高程基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)的完好狀況，若發(fā)現(xiàn)起算高程成果存在問(wèn)題，應(yīng)聯(lián)測(cè)高程基準(zhǔn)點(diǎn)，采用穩(wěn)定可靠的高程基準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)施沉降測(cè)量。其次在點(diǎn)位布設(shè)上要遵循以下原則：（1）從整體到局部。即先綜觀施工的整個(gè)路段，所選的點(diǎn)能夠從整體上控制廠房的沉降特性，再根據(jù)局部建筑物特征進(jìn)行調(diào)節(jié)、加密；（2）先設(shè)計(jì)后施工，即先在圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行實(shí)地踏勘、對(duì)照、修改、確定和埋設(shè)點(diǎn)位；（3）點(diǎn)位埋設(shè)牢固可靠。沉降觀測(cè)周期長(zhǎng)，點(diǎn)位不穩(wěn)定或人為因素，會(huì)使沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)失去比較意義。尤其是水準(zhǔn)點(diǎn)，它是整個(gè)路段觀測(cè)的起算依據(jù)。最后要注重廠房地坪施工觀測(cè)的范圍。

三、廠房地坪施工沉降的控制措施

（一）注重廠房建筑形式與規(guī)格

在地基條件不好時(shí)，在滿足使用的前提下，應(yīng)該采用簡(jiǎn)單的廠房建筑體型，如長(zhǎng)高比的等高“一”字形建筑物。實(shí)踐表明，這樣的建筑物，整體剛性好，地基受均勻，開(kāi)裂較少發(fā)生，而復(fù)雜的體型常常是削弱建筑物整體剛度和加劇不均勻沉降的重要因素。平面開(kāi)間復(fù)雜的建筑物，縱橫交叉處基礎(chǔ)密集，地基中由單元荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力互相重疊，必然會(huì)出現(xiàn)較大沉降。建筑物的高低變化太大，地基各部分所受到的荷載輕重不同，自然也容易出現(xiàn)大量的不均勻沉降，因此當(dāng)?shù)鼗浫鯐r(shí)，建筑物的相臨高差以不超過(guò)一層為宜。在軟弱地基上，兩廠房的距離太近時(shí)。相鄰影響產(chǎn)生的附加不均沉降，可能造成廠房的開(kāi)裂或互傾。為了避免相鄰影響的危害，輕弱地基上的廠房之間要有一定的距離。

（二）加強(qiáng)施工沉降控制

為確保廠房地基沉降達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，應(yīng)加強(qiáng)施工管理，在大規(guī)模施工前，均應(yīng)進(jìn)行施工工藝試驗(yàn)，并在施工過(guò)程中遵循相關(guān)施工規(guī)范和工藝標(biāo)準(zhǔn)，綜合樁基埋深、地基土成因類(lèi)型、地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，地基沉降估算精度的復(fù)雜性，沉降控制標(biāo)準(zhǔn)以及有效控制沉降的艱巨性等影響因素，對(duì)沉降應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的觀測(cè)與分析評(píng)估，保證樁基施工完成后有12個(gè)月以上的觀測(cè)期和調(diào)整期，分析評(píng)估樁基沉降是否滿足廠房建筑物使用標(biāo)準(zhǔn)。在軟弱地基上進(jìn)行評(píng)估建設(shè)時(shí)，要合理安排施工程序，注意某些施工方法，也能收到減小或調(diào)整部分不均勻沉降的效果。比如當(dāng)擬建的相鄰評(píng)估建筑物之間輕重懸殊時(shí)，應(yīng)按照先重后輕的程序進(jìn)行施工；需要在重建筑物竣工之后間歇一段時(shí)間后。再建造輕的鄰近建筑物。在已建成的輕型建筑物周?chē)?。不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物，以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降在淤泥及淤泥質(zhì)土的地基上開(kāi)挖基坑時(shí)，要注意盡可能不擾動(dòng)土的原狀結(jié)構(gòu)，通常可在坑底保留20cm左右厚的原土層，待施工墊層時(shí)才臨時(shí)鏟除。如發(fā)現(xiàn)坑底軟土已被擾動(dòng)，可挖去擾動(dòng)部分，用砂、碎石等回填處理。

（三）加強(qiáng)沉降的加固

（1）注漿法。采用鉆機(jī)鉆穿拋石層，通過(guò)鉆孔將水泥漿注入淤泥層，淤泥與水泥固化成水泥土，能大幅度提高廠房地層的承載能力。但由于淤泥層過(guò)厚，且淤泥滲透性差，因此注漿法處理效果難于保證。（2）鋼管樁置換法。采用泥漿護(hù)壁鉆孔工藝，在不合格的樁附近鉆孔，穿過(guò)拋石層和淤泥層，到達(dá)持力層，下鋼管成樁，用鋼管樁替換原有不合格的管樁。（3）樹(shù)根樁置換法。在不合格的樁附近通過(guò)鉆孔穿過(guò)拋石層，到達(dá)持力層，泥漿護(hù)壁成孔，安放鋼筋，灌入碎石再注漿成樁，形成樹(shù)根樁替換原有不合格的管樁。此方案樁徑較小，在淤泥層容易失穩(wěn)。此外由于淤泥層較厚，在施工過(guò)程中易發(fā)生塌孔、縮頸、斷樁等隱患。（4）CFG樁。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，與樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。該類(lèi)樁型在工民建、市政、高速公路等工程中已有廣泛應(yīng)用，目前在廠房建筑應(yīng)用較少，近期正在組織進(jìn)行相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。CFG樁施工中應(yīng)注意以下幾項(xiàng)技術(shù)控制要點(diǎn)：（1）拔管速率一般控制在1.2～1.m/min；（2）在軟土地基中采用隔樁跳打的施工順序；（3）混合料坍落度控制在3～5cm；（4）應(yīng)設(shè)置保護(hù)樁長(zhǎng)。當(dāng)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高與地表的距離較小時(shí)，保護(hù)樁長(zhǎng)可50～70cm；大于1.5m時(shí)可取70～100cm。

總之，只要根據(jù)具體問(wèn)題認(rèn)真分析，通過(guò)做好廠房、結(jié)構(gòu)和施工等方面的以上各種技術(shù)和生產(chǎn)準(zhǔn)備，加強(qiáng)廠房沉降觀測(cè)的全過(guò)程質(zhì)量控制，確保所提交的沉降測(cè)量成果能夠?qū)υO(shè)計(jì)、施工和管理起到指導(dǎo)作用，同時(shí)采用以上的某個(gè)或多個(gè)措施控制沉降，就能夠滿足一般的廠房技術(shù)要求。既保證了工程的質(zhì)量，又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：袁建明（1966- ），施美高（上海)工程有限公司工程師，研究方向：工業(yè)與民用建筑工程。