哈爾濱市某研發(fā)中心項(xiàng)目基礎(chǔ)加固施工技術(shù)分析

劉 恂

(哈爾濱空港新城建設(shè)發(fā)展有限公司,黑龍江 哈爾濱 150000)

1 工程概況

1.1 工程項(xiàng)目指標(biāo)

該研發(fā)中心項(xiàng)目位于哈爾濱市香坊區(qū)成標(biāo)街、南直路與公濱路圍合區(qū)域，主樓建筑高度66.45m，裙房建筑高度15.85m?？偨ㄖ娣e23761m2，其中地上建筑面積21096 m2，地下建筑面積2665 m2。建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限50年，建筑設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)I區(qū)丙級(jí)，II區(qū)乙級(jí)。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0。抗震等級(jí)I區(qū)為混凝土框架三級(jí)，II區(qū)為混凝土框架三級(jí)，剪力墻為二級(jí)。人防抗力級(jí)別為核6(常6)級(jí)，人防防護(hù)類(lèi)別甲類(lèi)，人防防化等級(jí)為丙類(lèi)。

1.2 工程項(xiàng)目所在區(qū)域既有地下人防工程情況

研發(fā)中心項(xiàng)目采用淺基礎(chǔ)，但基礎(chǔ)下有一處遺棄人防工程從該建筑物下通過(guò)，影響了建筑物的安全使用。故需要對(duì)人防要進(jìn)行處理。

根據(jù)勘探報(bào)告，地下既有人防的分為兩段，第一段防空洞為磚墻、水泥預(yù)制頂蓋，走向?yàn)閺你@孔30、鉆孔31至鉆孔20處區(qū)間內(nèi)，寬度1.2m，深度2m，頂蓋埋深6.3m至7m，鉆孔30處已人為處理填實(shí)。Zk19處，洞內(nèi)半淤死，約有1m高的空洞，未見(jiàn)積水，土質(zhì)為黃色，軟塑；第二段為土洞，走向?yàn)閺你@孔28至鉆孔35區(qū)間內(nèi)，土洞已淤死，土質(zhì)為黃色粉質(zhì)粘土，可塑、鐵染，周?chē)临|(zhì)為褐色、硬塑夾白色鈣質(zhì)，鉆孔20至鉆孔28之間為磚洞和土洞結(jié)合部。空洞大部分已沖填。土體呈濕，軟塑-可塑狀態(tài)，由于沉積時(shí)間較短，較松散，土的成份較單一[1]。

2 加固處理方案

2.1 加固設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范

(1)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)

(2)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)

(3)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)

(4)人防探查報(bào)告

(5)巖土工程勘察報(bào)告

(6)設(shè)計(jì)圖紙。

2.2 注漿加固方法-劈裂注漿

當(dāng)土的滲透系數(shù)k<10(-4)cm/s,就得采用劈裂注漿，在劈裂注漿中，注漿管出口的漿液對(duì)周?chē)貙邮┘恿烁郊訅簯?yīng)力，使土體發(fā)生剪切裂縫，而漿液則沿裂縫面劈裂。當(dāng)周?chē)馏w是非勻質(zhì)體時(shí)，漿液首先劈入強(qiáng)度最低的部分土體。當(dāng)漿液的劈裂壓力增大到一定程度時(shí)，再劈入另一部分強(qiáng)度較高的部分土體，這樣劈入土體中的漿液便形成了加固土體的網(wǎng)絡(luò)和骨架。漿液的劈裂途徑有豎向的、斜向的和水平向的。豎向劈裂是由土體受到擾動(dòng)面產(chǎn)生的豎向裂縫；斜向的和水平的劈裂是漿液沿軟弱的或夾砂的土層劈裂面形成的[2]。

采用劈裂注漿優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)避免大型機(jī)具進(jìn)場(chǎng)，影響其他工序施工。

(2)采用液體材料，壓力注射，固后均為面接觸，沒(méi)有孔隙，土體加固均勻，可以控制不均勻沉降。

(3)施工靈活，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況增加加固點(diǎn)注漿孔，容易控制質(zhì)量。

(4)對(duì)比其他方案，施工簡(jiǎn)便，易操作，造價(jià)低，工期短。

2.3 注漿加固材料選擇

由于粉煤灰顆粒的細(xì)度比水泥小，屬于球形顆粒，用粉煤灰代替部分水泥或砂，可保持漿體的懸浮狀態(tài)，使?jié){液更容易泵送，以避免發(fā)生離析和減少沉積來(lái)改善可泵性和可灌性。且粉煤灰具有火山灰活性，當(dāng)加入到水泥中可增加膠結(jié)性，這種反應(yīng)產(chǎn)生的粘結(jié)力比純水泥砂漿的粘結(jié)更為堅(jiān)固。同時(shí)粉煤灰含有一定量的水溶性硫酸鹽，可增強(qiáng)漿液的抗硫酸鹽性。因此本方案注漿材料選用水泥砂漿摻加相應(yīng)比例粉煤灰拌制，注漿材料的具體指標(biāo)為：

(1)水泥 增效高鈣灰1∶4(體積比)

(2)水灰比 0.6～0.8

(3)流動(dòng)度 18～30(cm)

3 主要施工技術(shù)方法

3.1 防空洞部分注漿加固施工

人防空洞注漿加固施工順序?yàn)椋贺Q井機(jī)械開(kāi)挖3m深-人工挖豎井-安放鋼護(hù)筒-防空洞內(nèi)支洞、隧洞探查-安放注漿管-防空洞一側(cè)混凝土封堵-防空洞混凝土中砂回填到注漿管下0.2m-一次注漿-二次注漿加固-中砂回填到自然地面下3m-回填中砂位置安放注漿管-沙中注漿加固。

3.1.1 豎井開(kāi)挖及支洞、隧洞探查

豎井開(kāi)挖采用挖掘機(jī)與人工配合的方式挖土，該位置挖土深度約為7.0m，機(jī)械挖坑3m×3m×3m，采用放坡開(kāi)挖，建議放坡系數(shù)為1∶1。然后采用人工挖豎井方式，豎井為直徑1.3m圓洞，為保證施工安全，豎井護(hù)壁采用鋼套筒全高設(shè)置，挖至防空洞洞拱時(shí)，采用風(fēng)鎬拆除。防空洞應(yīng)先通風(fēng)，然后工作人員進(jìn)入洞內(nèi)探查是否有支洞存在，如果發(fā)現(xiàn)有支洞、隧洞存在，支洞、隧洞位置應(yīng)單獨(dú)布設(shè)注漿管，進(jìn)行此處加固處理。安放注漿管之前，先在不處理防空洞口一側(cè)，使用素混凝土進(jìn)行封堵，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，數(shù)量約為3m3。

人防豎井做法如下圖1。

3.1.2 安放注漿管、中砂回填和一次注漿

注漿管沿著人防空洞內(nèi)通長(zhǎng)水平布設(shè)，人防空洞主洞內(nèi)共安放三根注漿管，一根注漿管安放在人防空洞上部圓弧頂端，另外兩根注漿管分布在第一根注漿管兩側(cè)，距第一根注漿管橫縱向距離均為0.3m。注漿管采用1寸白龍管，人防洞內(nèi)注漿管每隔20cm鉆注漿滲流孔，注漿孔成梅花形分布。人防空洞長(zhǎng)度約為20m，注漿孔從注漿管端頭開(kāi)始布設(shè)，打孔區(qū)域長(zhǎng)度約為15m，注漿孔采用透明膠帶封口，注漿管另一端延伸到自然地面以上1m。注漿管安放完畢第一層中砂回填，中砂回填高度距底部注漿管為0.2m，然后開(kāi)始一次注漿，一次注漿采用注漿泵直接往人防空洞內(nèi)注漿，當(dāng)漿液從洞孔位置溢出時(shí)停止一次注漿，施工剖面圖如圖2。

3.1.3 二次回填中砂、安放注漿管和二次注漿

一次注漿完畢，回填中砂到自然地面下3m處，回填過(guò)程中埋設(shè)注漿管3根，注漿管為1寸塑料管，注漿管每隔20cm鉆注漿滲流孔，注漿管距自然地面2m位置安放止?jié){塞，防止?jié){液從注漿管外側(cè)孔口內(nèi)壁溢出。注漿管安放完畢后，逐段在松沙上界面澆漿液形成硬殼，制造封堵層。48h(或中等強(qiáng)度時(shí))對(duì)人防空洞三排注漿管和埋置在松土層的豎向注漿孔注漿，施工順序?yàn)橄冉o人防空洞三排注漿管注漿，然后再給松砂區(qū)的注漿孔注漿，當(dāng)漿液飽和的從地面溢出或注漿機(jī)壓力大于1.5Mpa并穩(wěn)定3～5min后停止注漿。注漿完成后進(jìn)行土方回填。

圖1 人防洞施工剖面圖

3.2 土洞部分注漿加固施工

土洞部分注漿加固施工順序?yàn)椋菏┓趴孜?鉆機(jī)就位-調(diào)整垂直度-鉆孔-安放注漿管和止?jié){塞-注漿。

3.2.1 施放孔位

在土洞加固處理區(qū)域內(nèi)施放孔位，孔位橫縱向間距均為2m，注漿孔呈梅花形分布，鉆孔直徑為100mm，鉆孔深度為6.50～8.50m，空洞部位鉆孔淺，虛土部位鉆孔深。由于位置不準(zhǔn)確，應(yīng)加大處理面積，同時(shí)在鉆孔時(shí)根據(jù)地層情況，判別人防走向。

3.2.2 安放注漿管和止?jié){塞

注漿管采用1寸塑料管，封底在下端頭部位置鉆梅花型注漿孔，間距15cm，孔徑6～8mm，地面下2m安放止?jié){塞封孔，止?jié){塞上部2m區(qū)域采用粘土和水泥漿封孔，安放完畢的注漿管應(yīng)高出自然地面1m以便注漿操作。

3.2.3 注漿

注漿管安放完畢后開(kāi)始注漿，漿液采用水泥、粉煤灰泥漿，水泥粉煤灰質(zhì)量比為1:5，水灰比為0.6～0.8，流動(dòng)度為18～30cm。注漿順序采用隔一注一和梅花形注漿的施工順序，施工時(shí)必須保證一次性將所有注漿孔注好為止，不允許隔天注漿。注漿量控制采用兩種控制措施，當(dāng)漿液飽和的從地面溢出或注漿機(jī)壓力大于1.5Mpa并穩(wěn)定3～5min后停止注漿[3]。施工剖面圖和注漿孔分布示意圖2所示。

圖2 土洞施工剖面圖

4 檢驗(yàn)原則

注漿施工質(zhì)量高不等于注漿效果好，因此，在設(shè)計(jì)和施工中，除應(yīng)明確規(guī)定某些質(zhì)量指標(biāo)外，還應(yīng)規(guī)定所要達(dá)到的注漿效果及檢查方法。

(1)統(tǒng)計(jì)計(jì)算灌漿量，可利用注漿過(guò)程中的流量和壓力自動(dòng)曲線進(jìn)行分析，從而判斷注漿效果。

(2)由于漿液注入地層的不均勻性，從理論上分析，應(yīng)選用能從宏觀上反映的檢測(cè)手段。

(3)采用取樣或載荷試驗(yàn)進(jìn)行鹽酸，保證在處理范圍內(nèi)，地下人防空洞及土洞全部填滿(mǎn)，地基承載力、密實(shí)度與周?chē)馏w相匹配[4]。

5 安全生產(chǎn)保障措施

針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素和危險(xiǎn)源采取的具體防范措施有：

(1)豎井開(kāi)挖基坑周邊防護(hù)：設(shè)專(zhuān)人檢查，督促總包單位加強(qiáng)四口五臨邊防護(hù)措施，不合格處立即處理整改，防患于未然。

(2)豎井開(kāi)挖后一經(jīng)發(fā)現(xiàn)基坑側(cè)壁有滲漏點(diǎn)出現(xiàn)，立即通知建設(shè)單位、總包單位徹底查找漏水水源，采取措施補(bǔ)漏[5]。

(3)施工過(guò)程嚴(yán)格按要求施工，安全員旁站責(zé)任制度。

(4)建立健全各項(xiàng)安全生產(chǎn)責(zé)任制管理，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，做到有崗有責(zé)，分工明確，從制度上完善項(xiàng)目的安全管理。

(5)定期和隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全狀況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和隱患及時(shí)采取措施消除。

(6)認(rèn)真做好工人安全教育和安全交底，制止工人違章作業(yè)，嚴(yán)肅處理違章。

6 結(jié)語(yǔ)

在今后的城郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中，還將不斷遇到某些不利于做工程建設(shè)的因素影響著工程建設(shè)的順利進(jìn)行。隨著城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施周邊配套建筑的不斷完善，這些所謂的“疑難地段”需政府部門(mén)綜合利用起來(lái)做項(xiàng)目建設(shè)，這也推動(dòng)了建筑企業(yè)在處理這些“疑難雜癥”問(wèn)題地段時(shí)需要具備更好的適應(yīng)能力以及更高的改造技術(shù)要求，建筑企業(yè)需要用科學(xué)、高效、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)手段及施工組織能力，以“變不利為有利”的理念，讓項(xiàng)目順利進(jìn)行，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。