探討建筑施工中的樁基沉降問題及控制措施

李威年 劉鈺瑩

摘 要：地基是建筑物的根基，同時又屬地下隱蔽工程，在勘察、設(shè)計和施工質(zhì)量中會直接關(guān)系到建筑物的安危。因此，通過本文的闡述進(jìn)一步改善成樁工藝，采用新技術(shù)減少建筑物沉降，從而取得更好地經(jīng)濟(jì)及社會效益。

關(guān)鍵詞：建筑施工;樁基沉降;軟土地基;設(shè)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(guān)。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)時間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。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(yán)重時倒塌破壞的事故都有發(fā)生。

2 建筑施工中樁基沉降的分析計算

2.1 實體深基礎(chǔ)法

實體深基礎(chǔ)法是現(xiàn)在工程界應(yīng)用最廣泛地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(chǔ)，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(kuò)展基礎(chǔ)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(chǔ)底面的位置不同，以及對地基土中附加應(yīng)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(chǔ)外圍存在著側(cè)面剪應(yīng)力的擴(kuò)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：

（1）變動假想實體基礎(chǔ)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(chǔ)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(jìn)入持力層深度的1/3（樁穿過軟弱土層并進(jìn)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）從樁基頂外圍按一定斜率（例如角或1：4斜率）向下擴(kuò)散增大假想實體基礎(chǔ)底面積，以考慮樁群外圍總剪應(yīng)力對沉降分析的影響。

2.2 等效作用分層總和法

等效作用法最早由黃強(qiáng)，劉金礪提出，隨后被健既樁基技術(shù)規(guī)范推薦采用此法系將均質(zhì)土中樁基沉降的mindlin解與均布荷載下矩形基礎(chǔ)的boussinesq解之比值用以修正等代墩基的基底附加應(yīng)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(chǔ)，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(shè)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(fù)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(shè)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

（1）主要施工技術(shù)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(shù)來進(jìn)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(jìn)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(yù)想的加固設(shè)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(chǔ)進(jìn)行處理，主要施工技術(shù)工藝如下：旋噴鉆頭鉆進(jìn)：地面板開孔完成后，將工程鉆機(jī)就位，安裝旋噴鉆頭，啟動高壓注漿泵開始鉆進(jìn)。為使鉆進(jìn)順利進(jìn)尺，確保鉆進(jìn)效率，鉆進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)和注漿泵的泵壓和泵量相匹配。壓灌粉煤灰砂漿成樁：鉆孔達(dá)到設(shè)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(yīng)水泥砂漿的泵送量相適應(yīng)，以保持注漿鉆頭在漿液面lm以下。

（2）地面抬升試驗。地面抬升平整度控制標(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)。為此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定了以下平整度控制標(biāo)準(zhǔn)，以便指導(dǎo)施工作業(yè);注漿孔的布設(shè)及要求：為減少對混凝土地面的破壞，注漿l布設(shè)時應(yīng)避開地面板45°線，而且孔的直徑應(yīng)盡可能地小，現(xiàn)場采用的鉆孔直徑為63mm?，F(xiàn)場試驗時，根據(jù)設(shè)備、堆載以及生產(chǎn)情況，對注漿孔的布設(shè)進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整;抬升注漿修復(fù)過程中的抬升觀測在注漿抬升的過程中為隨時準(zhǔn)確地反饋地面變形值，采用量程為50mm的百分表進(jìn)行觀測，并隨時提供抬升數(shù)據(jù)，當(dāng)抬升量達(dá)到設(shè)計抬升高度時，停止注漿。注漿同時，應(yīng)對注漿區(qū)附近貨架及設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)異應(yīng)立即停止注漿并進(jìn)行及時處理。抬升注漿結(jié)束，待漿液完全凝固后，再次進(jìn)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(yán)格控制建筑施工中的樁基沉降問題，應(yīng)保證：設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按國家規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行，同時應(yīng)做一定數(shù)量的靜載試驗。施工中鋼筋混凝土灌注樁應(yīng)嚴(yán)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。進(jìn)一步改善成樁工藝及采用新技術(shù)，可使用擠擴(kuò)支盤樁或后壓漿工藝技術(shù)，可進(jìn)一步完善樁一筏基礎(chǔ)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(jì)及社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔曉南，陳明中.樁筏基礎(chǔ)設(shè)計方案優(yōu)化若干問題[J].土木工程學(xué)報，2015：107-110.

[2]董建國，趙錫宏.高層建筑地基基礎(chǔ)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996：81-82.