掏土與抽水結(jié)合糾傾樁基的應(yīng)用

林國(guó)凱,李康曉

(廣東省地質(zhì)局704地質(zhì)大隊(duì), 廣東湛江市 524018)

掏土與抽水結(jié)合糾傾樁基的應(yīng)用

林國(guó)凱,李康曉

(廣東省地質(zhì)局704地質(zhì)大隊(duì), 廣東湛江市 524018)

某樓房建筑建成后,因大面積堆載及樁基設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)仍蚨l(fā)生了過(guò)大的傾斜。根據(jù)業(yè)主要求,對(duì)該樓房采用掏土與抽水相結(jié)合的方法糾偏,并取得了較好的糾偏效果。對(duì)該樓房糾偏工程作了較詳細(xì)的介紹。

樓房?jī)A斜;掏土;抽水;糾偏加固

海峰住宅小區(qū)位于湛江市淺海灘涂,場(chǎng)地軟土深厚,小區(qū)內(nèi)的8號(hào)、9號(hào)樓房樓高6層,12號(hào)及13號(hào)樓房樓高5層,均呈矩形平面(33.6m×12.4 m),框架結(jié)構(gòu)。海峰住宅小區(qū)的樁基房屋于1996年建成后因大面積堆載及樁基設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)榷喾N原因造成房屋傾斜過(guò)大,嚴(yán)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(dāng)時(shí)沉降尚未穩(wěn)定,沉降差有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)?；谶@一境況,業(yè)主及管理部門(mén)均要求及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

1 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及原基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料,場(chǎng)地地形地貌原為淺海灘涂,地勢(shì)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(zhì)年代成因類(lèi)型及工程性質(zhì)自上而下分為6個(gè)層次,分述如下:

(1)填土(僅北部見(jiàn)到),層厚0.50m;

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

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

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

(5)粉質(zhì)粘土,灰色,濕,軟塑,質(zhì)純,修正標(biāo)貫擊數(shù)N=2.4～3.2擊,層厚6.60～6.90m;

(6)淤泥質(zhì)粉土,淺灰色、灰黑色,飽和,流塑～軟塑,粘性弱,修正標(biāo)貫擊數(shù)N=0.8～1.5擊(部分標(biāo)貫自落),鉆孔控制在31.90m以?xún)?nèi)均無(wú)變化。

綜上所述,該場(chǎng)地為高壓塑軟弱地基,且無(wú)良好的持力層。該場(chǎng)地主要含水層為淤泥質(zhì)粉土,屬潛水含水層,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),粉土的滲透系數(shù)為0.1～0.5m/d,影響半徑為10～25m,場(chǎng)地土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 場(chǎng)地土的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

采用摩擦擠密樁。8,9號(hào)樓各下設(shè)623根樁,北5排樁長(zhǎng)15m,南邊樁長(zhǎng)為9m,整體筏基,0.00標(biāo)高下有2.7m的架空層。

12,13號(hào)樓各有樁495根,樁長(zhǎng)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(shù)原理

對(duì)于該建筑物的糾偏方法,原設(shè)想采用化學(xué)灌漿法、靜壓錨桿樁等方法,但化學(xué)灌漿法工期較長(zhǎng),靜壓桿樁和掏土糾偏法這類(lèi)糾偏方法雖穩(wěn)妥可靠,但費(fèi)用大,工期長(zhǎng)。而業(yè)主要求最大限度地減少社會(huì)負(fù)面影響及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用,這些方法均存在著技術(shù)要求較高并且需要有專(zhuān)業(yè)單位實(shí)施;相對(duì)實(shí)施費(fèi)用也較高。根據(jù)本建筑整體剛度較大的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比,決定采用掏土與抽水結(jié)合來(lái)糾偏。要求糾偏后的傾斜值小于8cm。

反向掏心抽降法糾偏時(shí),在房屋沉降小的一側(cè),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(zhǎng)41m及15m,深入擠密樁尖以下,達(dá)到向內(nèi)為1/2～1/3基礎(chǔ)寬度處掏土,其中4個(gè)孔在樁尖下預(yù)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(fù)位,達(dá)到糾偏目的。

在糾偏中,把房屋作為一個(gè)剛性整體來(lái)處理,根據(jù)不同的條件,采用不同的處理措施。如條形住宅樓,則易產(chǎn)生中部沉降大,兩邊沉降小的情況,在縱墻的兩個(gè)端部出現(xiàn)“八”字形裂縫,因而在鉆孔設(shè)計(jì)時(shí),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(lái)調(diào)整其不均勻沉降,以達(dá)到一種新的平衡。

3 施工及注意事項(xiàng)

操作時(shí)主要分為兩大階段。第1階段掏土,利用鉆孔在基礎(chǔ)地下進(jìn)行掏土,第2階段為抽水,抽水的作用是加速沉降,同時(shí)起控制沉降的作用。采用壓縮空氣送入孔內(nèi),形成水氣混合物,并將水與泥沙同時(shí)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(nèi)泥漿大量排出而使房屋沉降,沉降速度取決于抽水強(qiáng)度。抽水強(qiáng)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(guò)大,一般控制在5～10mm/d范圍,開(kāi)始和結(jié)束階段取低值,中間可加快一些,為更好地了解糾傾的結(jié)果,施工時(shí),在房屋四角設(shè)置垂直掛線觀測(cè)傾斜,用水準(zhǔn)儀觀測(cè)沉降,每天定時(shí)監(jiān)測(cè)一次,根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,施工中合理地調(diào)整施工步驟或改變糾偏方法。由圖1可看出,抽水時(shí)房屋傾斜值明顯變化,停抽時(shí)則傾斜變化平緩,抽水的控制作用很明顯。

圖1 8號(hào)樓抽水與房屋傾斜的關(guān)系

糾傾過(guò)程對(duì)臨近建筑的影響是十分令人關(guān)注的。該工程的3個(gè)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(duì)相鄰房屋的影響,對(duì)相鄰建筑進(jìn)行了沉降觀測(cè),并在保護(hù)區(qū)附近設(shè)水位觀測(cè)井和回灌井,時(shí)刻觀察水位的變化,確保相鄰建筑的安全。

根據(jù)觀測(cè)結(jié)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于工業(yè)與民用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中的地基允許變形值(0.30%),由此可見(jiàn),該方法矯正傾斜房屋過(guò)程中,對(duì)臨近建筑物的影響極小。

本次建筑物糾偏的工作量見(jiàn)表2。

表2 糾偏工程的工作量

4 結(jié) 論

采用掏土與抽水相結(jié)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(dá)到了糾偏要求,糾偏后各樓的剩余傾斜值均滿(mǎn)足要求(見(jiàn)表3)。

表3 糾傾前后傾斜值的變化 單位:mm

經(jīng)過(guò)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(cè)點(diǎn)沉降絕對(duì)值衰減,各點(diǎn)沉降值較均勻。糾傾后房屋外觀上無(wú)變化,無(wú)門(mén)窗錯(cuò)位現(xiàn)象。8號(hào)樓原有的28條裂縫,20條無(wú)變化,3條稍增大,5條稍縮小。后用砂石混合土將鉆孔密實(shí)回填,完工后又作了6個(gè)月的監(jiān)測(cè),沒(méi)有出現(xiàn)新的沉降,至今使用良好。

[1]常士驃,張?zhí)K民,等.工程地質(zhì)手冊(cè)(第三版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1992.

[2]龔曉南.地基處理手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[3]林宗元.巖土工程治理手冊(cè)[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1993.

[4]王 赫.建筑工程事故處理手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)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(yīng)用研究[J].巖土力學(xué),2006,(9).

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

2009-09-09)

林國(guó)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。