1、基本設(shè)計(jì)情況
珠海市乾務(wù)赤坎大聯(lián)圍應(yīng)急項(xiàng)目是珠海市西部較大的一個(gè)聯(lián)圍，該聯(lián)圍建設(shè)工期長(zhǎng)，水工建筑物多，所建水工建筑物均地處軟土地基上，本次所涉及的建筑物為一個(gè)水閘的附屬管理房，具體情況為：
該水閘管理房共兩層，設(shè)計(jì)建筑面積111.3m2，采用30cm厚C30鋼筋混凝土整底板基礎(chǔ)，鋼筋網(wǎng)間隔φ14＠15cm。根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料，管理房基礎(chǔ)在原淤泥層上部填土2.5m，原淤泥層厚度約21m左右，淤泥層下為砂質(zhì)粘土層。由于本房屋總重量不大，可以該層作為持力層。另?yè)?jù)周邊居民反映，該管理房一角20余年前為一個(gè)涵竇。
原管理房基礎(chǔ)布置有6m長(zhǎng)、稍徑8cm松木樁，間排距0.5m，整底板下敷50cm石渣和50cm中粗砂。
2、現(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)情況分析
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供“房屋單位工程沉陷觀測(cè)記錄”表格，管理房自建成后，一直存在較大沉降。經(jīng)分析，該處發(fā)生的沉降量由兩部分組成：其一、由原摩擦樁（杉木樁）樁尖向下臥軟土層中刺入所引起的，由于地層分布不均，刺入有深有淺，因而發(fā)生不均勻沉降，另外，由于上部土體填筑時(shí)采用的是經(jīng)曬干后的開(kāi)挖料，土體填筑時(shí)部分水分未能徹底排干，土體存在著一定的流塑性，從而總沉降量超出原設(shè)計(jì)值。其三、根據(jù)該管理房所處位置分析，管理房坐落在距離防洪堤坡腳較近處，上部管理房建成后，下部淤泥受壓流動(dòng)，但正前方為舊防洪堤，多年來(lái)長(zhǎng)期受擠壓后下部淤泥固結(jié)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于堤后平臺(tái)，從而形成管理房后部沉降遠(yuǎn)大于前（正門(mén)）側(cè)的情況，其四、由于多年前該管理房所處基礎(chǔ)一側(cè)下部為一個(gè)較小的涵竇，拆除復(fù)堤時(shí)未能拆除舊涵底板，導(dǎo)致管理房其中一角沉降遠(yuǎn)小于另外三個(gè)角。
3、糾偏方法
根據(jù)沉降觀測(cè)記錄，可采用以下各種方案進(jìn)行基礎(chǔ)加固及糾偏以供比較。
方案一：
高壓噴射注漿可有兩種措施（室外施工與室內(nèi)施工）
A、在室內(nèi)底板上鑿D≥12cm的孔，鑿孔后采用旋噴樁鉆桿從鉆孔處下鉆成樁，選用φ60cm旋噴樁，成樁總長(zhǎng)約24m成樁至樁頂時(shí)采用停留旋噴的方法，將周邊土體擠壓并形成一定的砼壁，經(jīng)約20天左右的時(shí)間凝固后，將高壓旋噴樁鉆頭再次深入沉降較低處的底板成孔內(nèi)，將鉆桿與底板邊緣采用橡膠密封，采用高壓泵向下部加壓噴漿（無(wú)需旋轉(zhuǎn)鉆桿），此時(shí)需控制壓力及觀測(cè)管理房上升情況，當(dāng)管理房上升至基本校正后停止噴漿，待下部砼凝固后撤出鉆桿并施工其他各孔，其他各孔視情況而定噴漿時(shí)酌情加壓。該方案的優(yōu)點(diǎn)是加固效果最好，但在加壓技術(shù)上存在一定難度，對(duì)加壓壓力及二次加壓時(shí)鉆桿與底板間密閉性要求較高，一旦控制不好，容易導(dǎo)致管理房提升過(guò)剩等情況發(fā)生。另外該方法需在建筑物內(nèi)部施工，若入口較小，往往需要拆卸機(jī)械進(jìn)入后再次拼裝。，同時(shí)由于該機(jī)器有3.5m的高度，要求建筑物內(nèi)部?jī)舾咧辽僖笥?m。以本工程為例，高壓旋噴樁單樁可承載力采用以下兩個(gè)公式進(jìn)行復(fù)核。
?。?）（2）
μp為樁的周長(zhǎng)；qsi為樁周第i層土的側(cè)阻力特征值；li為第i層涂的厚度；qp為樁端土承載力特征值；Ap為樁的截面積；η為樁身強(qiáng)度折減系數(shù)；fcu為樁身材料立方體抗壓強(qiáng)度，從以上兩個(gè)計(jì)算公式中取小值得到單樁豎向承載力，經(jīng)計(jì)算，單樁豎向承載力Ra為498KN，總樁數(shù)為9根，則樁體承載力為498*9=4482KN＞房體總重3000KN*安全系數(shù)1.2。由于原填筑土體較差，本處不考慮作為復(fù)合地基的土體承載力即可滿(mǎn)足安全需要。
B、由于以上施工方法受相當(dāng)多的施工條件限制，從而可以考慮采用室外施工高壓旋噴樁的方法，施工高壓噴射注漿時(shí)必須在室外施工，采用高壓噴射注漿中的擺噴法，對(duì)于本項(xiàng)目考慮采用R=60cm，旋轉(zhuǎn)角45°的旋噴樁，施工需樁10根，該方案操作相對(duì)簡(jiǎn)單，且施工影響小，但不足之處是施工造價(jià)較高，施工樁體質(zhì)量難以控制，該方案由于采用擺噴法，對(duì)下層圖層的均勻性有一定要求，對(duì)施工機(jī)械擾動(dòng)基礎(chǔ)下部的土體會(huì)不會(huì)對(duì)管理房的加速沉降存在一定的不確定性。切該方案只能對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)進(jìn)行加固，不能進(jìn)行糾偏?，F(xiàn)對(duì)該方案進(jìn)行簡(jiǎn)單復(fù)核；本方案的單樁承載力用前述方案中的同等方法計(jì)算，可以得出Ra為91KN，該方案的樁體總承載力為91*10=910KN，另外，樁體總承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于僅靠樁體無(wú)法承載，由于本處已經(jīng)出現(xiàn)了較大沉降，對(duì)土體的承載力期望值不宜太高，因此可看出，擺噴法雖然施工程序簡(jiǎn)單，但只能起到一定的加固作用，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)了沉降較大的建筑物進(jìn)行加固安全性不高
方案二：
考慮到本地區(qū)的淤泥層較厚，結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)，認(rèn)為采用預(yù)制方樁結(jié)合承臺(tái)固腳處理的方案較為可行，具體方案如下：
1）加固原理
由于管理房下部淤泥層較厚，可考慮采用摩擦樁加固（錨桿靜壓樁）。根據(jù)當(dāng)前觀測(cè)值可看出，由于當(dāng)前管理房一個(gè)角沉降量遠(yuǎn)小于其他三個(gè)角，因?yàn)楸敬尾捎妙A(yù)制方樁壓樁時(shí)采用兩種方法互相控制的方法。
經(jīng)計(jì)算，本次設(shè)計(jì)共處理的支撐樁共7個(gè)點(diǎn)，房體總重量為約300t，按照支點(diǎn)均布荷載計(jì)算，每處方樁承重約為30t，即壓樁力＞300KN。壓樁施工控制標(biāo)準(zhǔn)為；用樁長(zhǎng)與樁壓力兩個(gè)指標(biāo)來(lái)控制，采用緩慢壓樁法，當(dāng)壓樁力達(dá)到300KN時(shí)且樁長(zhǎng)達(dá)到24m，應(yīng)停止加壓并對(duì)樁體進(jìn)行觀測(cè)一周，若仍有較大沉降，則應(yīng)繼續(xù)接樁下打，直至樁體在該壓力下基本無(wú)沉降為止。另外強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)：1、壓樁時(shí)壓樁力必須保證300KN左右，不宜過(guò)大或過(guò)小。2、根據(jù)觀測(cè)資料結(jié)果可推測(cè)出，梁B處基礎(chǔ)承載力較其他各點(diǎn)可能更差，故該處所需的方樁可能略長(zhǎng)于其他各處，切記樁體施工完成后應(yīng)觀測(cè)一周方可進(jìn)行下一步施工。
2）施工方法
按照?qǐng)D示位置，打入25cm*25cm方樁7根，單樁長(zhǎng)約24m。
采用2m一節(jié)方樁打入，接點(diǎn)處采用“焊接樁”方法。
按照?qǐng)D示位置，澆筑壓樁梁3條，壓樁梁要緊貼原底板，并將壓樁梁的上層鋼筋與原底板的下層鋼筋適當(dāng)焊接，同時(shí)在梁上預(yù)留壓樁孔及預(yù)埋好壓樁螺桿。
壓樁完成后，在壓樁梁的正下方約30cm的位置，在樁頂上澆筑頂升梁，用作放置頂升用的千斤頂。
頂升至基本扶正樓房后在壓樁梁與頂升梁之間用實(shí)木頂實(shí)，再灌注砼澆筑密實(shí)。灌注砼時(shí)，應(yīng)注意盡量保證砼密實(shí)，且為保證砼強(qiáng)度，澆筑砼時(shí)將千斤頂澆入基礎(chǔ)下部。
本方案投資相對(duì)較少，加固效果明顯且施工期可根據(jù)觀測(cè)資料調(diào)整，對(duì)加固效果易于控制。
通過(guò)對(duì)以上各種方法處理進(jìn)行難度，可控性及效果投資進(jìn)行分析如下表：
樁型及施工方法 適用范圍及優(yōu)劣對(duì)比 作用 投資 效果及
質(zhì)量可控性
高壓旋噴樁 360°旋噴 室內(nèi)施工，對(duì)施工空間有一定要求，對(duì)建筑物底板略有損害，施工進(jìn)度慢，施工難度大。對(duì)地層均勻性有一定要求 可加固基礎(chǔ)及糾偏 小 效果好，質(zhì)量稍難以控制
45°擺噴 室外施工，基本不受建筑物本身影響，不損害建筑物結(jié)構(gòu)，施工速度快，施工難度小，對(duì)地層均勻性有一定要求 可加固基礎(chǔ)，無(wú)法糾偏 大 效果一般，質(zhì)量不易控制
預(yù)制管（方）樁結(jié)合千斤頂 靜壓樁 室外施工，無(wú)振動(dòng)，對(duì)建筑物損傷小，施工難度小，對(duì)地層均勻性無(wú)要求 可加固基礎(chǔ)及糾偏 中 效果好，質(zhì)量易于控制
錘擊樁 室外施工，振動(dòng)較大，對(duì)周邊建筑物地層及建筑物結(jié)構(gòu)略有影響，適合底板較厚的建筑物，施工速度較快，施工難度小，對(duì)地層均勻性無(wú)要求 可加固基礎(chǔ)及糾偏 中
從本方案實(shí)例來(lái)看，采用預(yù)制方樁結(jié)合千斤頂、承臺(tái)的方式較為適宜可行。
結(jié)論：根據(jù)對(duì)高壓旋噴樁及管樁結(jié)合千斤頂、承臺(tái)的型式對(duì)本工程進(jìn)行加固方案可以看出，各種方式各有優(yōu)劣，其中高壓旋噴樁的45°擺噴法較易于施工，且適合較小的建筑物加固，但若要達(dá)到加固效果，成本較高；而內(nèi)部底板鉆孔進(jìn)行高壓旋噴樁加固，能起到很好的支撐效果，基本無(wú)需擔(dān)心加固效果，但要求建筑物內(nèi)部有一定空間；至于預(yù)制管（方）樁結(jié)合承臺(tái)、千斤頂進(jìn)行處理，可以做到既保證既糾偏成功又可形成基礎(chǔ)承載力，但該方案是糾偏后底板與原基礎(chǔ)之間容易形成空隙，難以填滿(mǎn)砼漿，適合無(wú)重型荷載的建筑物。總而言之，以上三種方法在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)小型建筑物的基礎(chǔ)加固糾偏，都有這較好的作用，但對(duì)于中型或大型建筑物則應(yīng)視情況而定。
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