組合地基處理在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降控制中的應(yīng)用及分析

李洪波 劉富均 曹星

摘 要：隨著城市化進程的不斷推進，城市建筑用地面積需求也急劇擴大，在建項目的結(jié)構(gòu)功能日趨復(fù)雜化，對建筑基礎(chǔ)的要求逐步提高。地基處理作為最基礎(chǔ)的地基工程，與各類房建工程、市政工程、廠礦工程密不可分，其質(zhì)量至關(guān)重要，針對各種不良地基的處理技術(shù)也不斷得到研究更新。為了提高建筑工程的整體質(zhì)量，確保建筑安全，必須采取有效的基礎(chǔ)技術(shù)管理措施。

關(guān)鍵詞：組合;地基處理;沉降;控制

中圖分類號：TU447 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）18-0129-02

0 引言

地基處理一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或巖石）承載能力，變形性能或抗?jié)B能力所采取的工程技術(shù)措施。常用的地基處理方法有換填、強夯、預(yù)壓、高噴、CFG、水泥土攪拌、砂石樁和堿液法等。一般而言，常規(guī)地基所面臨的問題主要有以下幾個方面：1）承載力與穩(wěn)定性;2）壓縮與不均勻沉降;3）滲漏;4）液化;5）特殊土的特殊問題，如濕陷性黃土、淤泥質(zhì)軟土等。當(dāng)天然地基存在上述五類問題之一或其中幾個時，需采用地基處理措施以保證上部結(jié)構(gòu)的安全與正常使用，通過地基處理，達到以上一種或幾種目的。

本文著重探討軟土地基不均勻沉降問題，以工程實例為根據(jù)，從數(shù)據(jù)監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)問題，綜合探討解決問題的過程方法，以及最后技術(shù)組合實施處理措施，均立足于客觀條件，解決市政工程中的地下車庫不均勻沉降技術(shù)問題，為同類工程作參考。

1 工程實例概述

1.1 簡介

武漢王家墩公園項目位于王家墩商務(wù)區(qū)西北角，主要由5座人工山峰和A、B兩座半埋式地下車庫組成，其中B車庫結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長114m，寬72米，高12米，車庫頂部覆土高度5米。該車庫地基處理方法采用砂石樁+砂石墊層+堆載預(yù)壓的方式。B車庫建成后，東、西方向沉降差異明顯，影響結(jié)構(gòu)安全，主要特征是基礎(chǔ)沉降速率大，區(qū)域不均勻。

1.2 地質(zhì)條件分析

根據(jù)勘察報告，自上而下可劃分為4個單元層，如表1。

從上表可以看出，淤泥質(zhì)粘土層（2-3層）、粉質(zhì)粘土層（2-4層）較厚，土層起伏較大，承載力較差，對基礎(chǔ)沉降有較大影響。

2 技術(shù)目標(biāo)值及可行性分析

2.1 確定技術(shù)目標(biāo)值

經(jīng)相關(guān)監(jiān)測資料顯示，相鄰A車庫運行狀態(tài)良好，累計沉降速率0.40mm/d。為了控制不均勻沉降，認真分析及測算后B車庫速率控制也應(yīng)與A車庫沉降保持一致，即將B車庫沉降速率控制在0.40mm/d以內(nèi)，并持續(xù)減小趨于穩(wěn)定。

2.2 可行性分析

①與B車庫相鄰、具有相似地質(zhì)條件的A車庫沉降速率能穩(wěn)定在0.40mm/d，相同構(gòu)造的B車庫經(jīng)過技術(shù)處理后也能達到此值。②B車庫整體沉降速率大的癥結(jié)主要在于西北角沉降速率過大，做好西北角減沉處理，就可以降低B車庫沉降速率。③利用現(xiàn)有技術(shù)手段，將各種地基處理方法優(yōu)化組合，有把握改良西北角基礎(chǔ)，降低沉降速率。

3 原因分析

利用QC原理，對造成B車庫不均勻沉降的8個末端因素進行分析論證，其中末端因素覆土高度大，車庫自重大，表層雨水浸泡，場地巖土基礎(chǔ)沉降大，石料強度不夠砂，石料配比不符合要求，墊層厚度不均勻等幾個次要因素均經(jīng)資料和實際考察證實不是主要原因。

考慮到地層原因和砂石樁工藝局限性等因素，可確認軟弱土層加固效果差是造成不均勻沉降的主要原因。確認依據(jù)：1）勘察報告顯示，B車庫2-3層、2-4層淤泥質(zhì)粘土分布廣泛。實際施工中，從西北角砂石樁施工充盈系數(shù)大可以間接反映出。2）施工項目部對B車庫重新動探抽檢，共開孔3個，其中西北角區(qū)域K2孔10～22m段平均擊數(shù)3擊，部分區(qū)段僅1擊，可以判斷出該區(qū)域前期軟弱土層加固效果差。

4 技術(shù)措施

4.1 技術(shù)可行性研究

找出主因軟弱土層加固效果差后，經(jīng)過仔細分析，尋求對策進行可行性評價，并按“5W1H”原則制定對策。

對策一：更改方案，減小B車庫頂部預(yù)壓?？尚行裕憾唐趦?nèi)可以減小粘土層沉降，并不能保證地基不均勻沉降;減小車庫頂部預(yù)壓，就要減少覆土層高度，與設(shè)計不符。結(jié)論：可行性好，經(jīng)濟性、可靠性較差。

對策二：對軟質(zhì)粘土層和淤泥層重新進行注漿加固。可行性：成本增加，工期大幅延長;已建車庫4.5m高，對施工機械要求高，大型機械無法施工;對軟質(zhì)粘土層和淤泥層需重新勘探，費時費力;利用注漿加固，可以提高地基承載力，基礎(chǔ)抗壓能力也得以加強;對于區(qū)域不均勻沉降，后澆帶封閉后，受相鄰區(qū)域沉降快的影響，抗拔能力不強;結(jié)論：可行性、可靠性較好，經(jīng)濟性較差。

對策三：采用樁基技術(shù)手段加固，作減沉和抗拔處理?？尚行裕豪眯录夹g(shù)處理，作局部調(diào)整，可以改良基礎(chǔ)沉降;技術(shù)、經(jīng)濟上有保障，可作相關(guān)技術(shù)論證;施工成本可控，較經(jīng)濟實惠，總體工期影響不大;選擇科學(xué)合理處理手段，保證可靠性，符合多方利益;結(jié)論：可行性、經(jīng)濟性、可靠性較好。

4.2 技術(shù)初步目的

為達到減小沉降速率，控制大面積不均勻沉降的目的，采用樁基技術(shù)手段加固，分區(qū)作減沉和抗拔處理。擬定措施為高壓旋噴樁+微型鋼管樁組合措施，選用高壓旋噴樁，對地基沉降區(qū)域進行加固，同時選用采用微型鋼管樁技術(shù)，作加固地基和筏板抗拔、減小差異沉降處理。

4.3 技術(shù)措施核定

（1）高壓旋噴樁。人工開挖車庫底板，清除混凝土和鋼筋后，采用金剛石鉆探開孔，孔徑220mm。高壓噴射注漿采用旋噴單管工藝，P.O42.5普硅水泥作固化劑，水泥摻入比30%，注漿壓力不小于22M pa，水灰比0.75。樁端進入中密砂層1.5m，停灰標(biāo)高為底板底。施工結(jié)束7天后開始封閉樁頭，清除浮漿及殘余，補焊底板加強筋，預(yù)留高壓注漿管，澆灌C40膨脹砼搗實至板頂。砼養(yǎng)護20天后進行高壓注漿，水灰比0.9，目的是防止樁體收縮，減緩底板沉降。累計樁數(shù)68根，樁間距2.5～3.8m，樁徑600mm，分兩批施工，樁長約30m。

措施目的：加固巖土基礎(chǔ)中可塑、軟塑粉質(zhì)粘土層和淤泥層。

（2）微型鋼管樁。人工開挖車庫底板，清除混凝土和鋼筋后，采用金剛石鉆探開孔，孔徑220mm，深17.5～21.5m。成孔后放入Φ194mm、壁厚5mm的鋼管，鋼管節(jié)長3m，采用外箍焊接，內(nèi)置注漿管，同步安裝。鋼管安放完畢后，從注漿管中注入清水，排出管中泥漿，人工投入瓜米石至管口，再壓注水泥漿至管口，水灰比為0.6。注漿7天后開始封閉樁頭，清除浮漿及殘余，補焊底板加強筋，澆灌C40膨脹砼搗實至板頂。

措施目的：加固巖土基礎(chǔ)中軟弱粘土層，抗壓兼抗拔用途。

4.4 技術(shù)實施

首先通過與地基設(shè)計專家有效溝通，反復(fù)核算設(shè)計參數(shù)，確定高壓旋噴樁+微型鋼管樁的樁位布置，分兩個階段施工。其次組織機械、材料、人員進場施工，并加強沉降及周邊環(huán)境監(jiān)測，及時共享數(shù)據(jù)，必要時對設(shè)計作微調(diào)處理。

5 技術(shù)經(jīng)濟效益

（1）解決了B車庫西北角沉降速率過大的問題，保障了車庫主體結(jié)構(gòu)安全，項目工程質(zhì)量目標(biāo)得以實現(xiàn)。如按常規(guī)地基注漿加固和結(jié)構(gòu)加固處理，初核造價需95萬元以上，新組合技術(shù)的應(yīng)用實際上節(jié)約成本約40萬元。

（2）本次技術(shù)措施采用得當(dāng)，較好的實現(xiàn)了項目質(zhì)量管理目標(biāo)，擴寬了地基技術(shù)研究渠道，新組合“高壓旋噴樁+微型鋼管樁在消減基礎(chǔ)沉降中的聯(lián)合應(yīng)用”作為典型技術(shù)處理案例得以推廣，并形成實用新型專利（專利號：ZL201520073307.4），為以后類似沉降處理作參考。

6 結(jié)語

通過組合兩種不同的地基處理方式，較好地解決了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降過快問題，保證了結(jié)構(gòu)的安全和正常使用，并在技術(shù)上擴快了思路，增加了工程技術(shù)人員對地基問題的實踐選擇。本文是建立在工程瑕疵的基礎(chǔ)上探討，基礎(chǔ)問題出現(xiàn)后采取的技術(shù)補救性措施，在工程實踐中，參建各方更應(yīng)該立足于客觀實際，科學(xué)的通盤考慮，用專業(yè)人才和技術(shù)預(yù)判項目建設(shè)風(fēng)險，減少二次風(fēng)險。

參考文獻

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