摘要:隨著我國建筑行業(yè)的飛快發(fā)展,地下室日益成為了建筑工程中的重要組成部分,然而,當(dāng)今不少地下室出現(xiàn)了上浮問題,對(duì)于人身及財(cái)產(chǎn)安全帶來了隱患。土層錨桿在處理地下室上浮問題中顯現(xiàn)著可觀效果。本文以某沿江城市的一處地下室上浮現(xiàn)象為案例展開分析,提出了具體的加固及治理措施,并在文章最后闡明了土層錨桿工藝的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì),以望此技術(shù)手段對(duì)于相關(guān)從業(yè)人員有借鑒或參考的意義。
前言
地下室上浮成為了當(dāng)今日益嚴(yán)重的問題,尤其是面積較大的地下室出現(xiàn)不規(guī)則上浮現(xiàn)象,如此很容易破壞地下室的結(jié)構(gòu),引發(fā)安全事故,造成經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失。地下室發(fā)生上浮引發(fā)的破壞形式主要包括:地下室的底板發(fā)生隆起被破壞,地下室整體上浮致使梁柱或底板開裂等。地下室出現(xiàn)上浮的主要原因是建筑物的上部荷重低于地下水的浮力,并且在規(guī)劃設(shè)計(jì)或動(dòng)土施工時(shí)有所疏忽。
錨桿作為一種填埋于巖土深層的受拉桿件,承擔(dān)者土壓力、水壓力、其他荷載引發(fā)的拉力。錨桿適用于地下室上浮的加固處理,因?yàn)榭垢逗湾^固機(jī)理很相像,即借助錨側(cè)面巖土的摩擦力來增強(qiáng)抗拔力。錨桿錨固的直徑較小,單只錨供給的抗拔力低于抗拔樁的力度,然而,由于浮錨桿選用了高壓注漿的技術(shù),使得漿液可以順利滲透于巖土的空隙之中,錨側(cè)面的摩擦阻力大于抗拔樁,從而進(jìn)一步增強(qiáng)了抗浮效用。
錨桿技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì),比如造價(jià)較低、施工簡捷、受力合理等,此技術(shù)已經(jīng)在我國沿江或沿海城市的工程建設(shè)當(dāng)中被普遍采用。本文主要針對(duì)南方沿江某城市的地下室上浮問題進(jìn)行探討,提出并分析了錨桿在地下室抗浮中的加固應(yīng)用方法。
地下室上浮區(qū)域的地質(zhì)分析以及工程概況
擬建場(chǎng)區(qū)地處某市新城區(qū),此地由商業(yè)用房、小型超市、高層住宅、多層住宅與中央?yún)^(qū)的大面積地庫構(gòu)成。高層住宅與中央?yún)^(qū)的大面積地庫有一層地下室,深度設(shè)計(jì)為-5.1米;多層住宅有半地下室一層,深度設(shè)計(jì)為-3.1米;建筑面積總計(jì)約為15萬平方米。
工程地質(zhì)水文條件
勘探擬建場(chǎng)地的深度皆為第四紀(jì)沖積、淤積層即江河中下游沖擊層。此工程中的土質(zhì)依據(jù)其成因種類、沉積環(huán)境、地質(zhì)性質(zhì)等從上至下的展開描述:第一層為耕地表層土,其結(jié)構(gòu)較為松軟,含有大量植物的根莖,呈現(xiàn)出灰黃色;第二層為粉質(zhì)粘性土,帶有細(xì)小顆粒,切面顯現(xiàn)光澤,韌性與干強(qiáng)度都較高,夾帶不少鐵錳結(jié)核、氧化鐵斑紋與高嶺土斑紋等,隸屬于中等壓縮性土壤;第三層為粉質(zhì)粘土夾雜粉土,切面也具有光澤,韌性與干強(qiáng)度一般,隸屬于中等壓縮性土壤,呈現(xiàn)出灰黃色,具有可塑性;第四層是濕度較大、密度較高的粉土,韌性與干強(qiáng)度較低,土層厚度常為1.4至2.6米,隸屬于中等壓縮性土壤,亦為灰黃色。
第五層仍為粉土,密度高、濕度大、具有迅速的搖震反應(yīng),韌性與干強(qiáng)度很低,隸屬于中等偏低壓縮性土壤,其厚度通常為2至4.7米;第六層是夾雜粉土的粉質(zhì)粘性土,含有貝殼殘屑,部分為淤泥質(zhì)土,具有一定的層理,呈現(xiàn)軟性流塑狀態(tài),對(duì)于搖震反應(yīng)迅速,韌性與干強(qiáng)度很低,隸屬于中等偏高的高壓縮性土壤,顏色為灰色;第七層是粉土,夾雜更多的貝殼殘屑,濕度高,具有迅速的搖震反應(yīng),韌性與干強(qiáng)度很低,隸屬于中等偏高壓縮性土壤,亦為灰色;第八層是灰色的粉質(zhì)粘土,軟塑狀態(tài)為主,其中含有少量的粉土,幾乎沒有光澤,韌性與干強(qiáng)度一般,隸屬于中等偏高壓縮性土壤。
地下室上浮及其原因
在初期觀測(cè)時(shí),因?yàn)榈叵率疫€沒有覆蓋土壤,很多觀測(cè)站點(diǎn)會(huì)遭受地下水的影響,累計(jì)變形量相對(duì)于初始值會(huì)出現(xiàn)少許上浮,低于約10mm。翌年年初時(shí),地下室的中心區(qū)上浮量最高值達(dá)到了約192mm,地下室與其附近幾處高層建筑的連接處上浮量接近于零。由此分析其原因,預(yù)制管樁作為抗浮樁,其與地下室的底板節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)了損壞現(xiàn)象。
土層錨桿技術(shù)處理地下室上浮及進(jìn)行加固的具體措施
為了預(yù)防地下室的上浮引發(fā)損壞,當(dāng)前工程中常利用配重法、設(shè)建抗浮樁、設(shè)建抗浮錨桿來解決相關(guān)上浮問題。在本工程項(xiàng)目中,地下室為已建成狀態(tài),采取鋪設(shè)更厚土層可以在一定程度上緩解地下室上浮問題,然而畢竟不能過多覆土,所以根除上浮問題還是有難度的??垢兜膯螛毒哂泻艽蟮某休d力,通常置于墻柱之下,可以發(fā)揮大面積抗浮作用,對(duì)于已經(jīng)建成的地下室來說,其施工區(qū)域有限,難于施展,因此施工成本相對(duì)要高??垢″^桿具有不少優(yōu)勢(shì),例如施工便捷、造價(jià)便宜等。
經(jīng)過比較多種方案后,決定選取抗浮錨桿來加固地下室,需用抗浮錨桿212根、其長度均為15米,鉆孔直徑為150mm,在錨桿注漿時(shí)選用先投石后注漿的方法,投石主要以碎石為填料,粒徑保持在20至40mm,注漿材料要使用水灰比是0.5的水泥凈漿,要進(jìn)行二次注漿,注漿體強(qiáng)度等級(jí)為C20。
錨桿平面的設(shè)置
因?yàn)榈叵率遗c其附近的幾棟高層建筑具有一定的嵌固性,地庫兩側(cè)最好不要布置抗浮錨桿,因此過多的錨桿會(huì)對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)造成反作用,引發(fā)損壞問題,比如出現(xiàn)擴(kuò)展裂縫等,同時(shí)對(duì)于底板底下的土體也會(huì)有較大影響。
抗浮錨桿的設(shè)計(jì)及施工
選用抗浮錨桿加固地下室,錨桿的初定長度為15米,其成孔直徑定為150mm,錨端和混凝土的接觸面選用丙烯酰胺類高分子材料壓力灌注堵漏實(shí)現(xiàn)防水。錨桿成孔直徑即150mm,選取螺旋鉆機(jī)進(jìn)行打孔,倘若出現(xiàn)鉆孔困難,可以借助空氣錘施加沖擊力實(shí)現(xiàn)成孔。錨孔的定位偏差要低于20mm,其傾斜度要低于5%,所鉆孔深度大于錨桿設(shè)計(jì)長度保持在0.5米以上。錨桿的鋼筋利用切割機(jī)割斷,然后防銹與除油,必須依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行下料,每根鋼筋的下料誤差要低于50mm。
地下室由于層高所限,錨桿鋼筋需要將5支長為3米的鋼筋進(jìn)行焊接,利用雙面綁條焊接法,綁條的長度要高于10d,每個(gè)兩邊的焊接長度要高于5d。選用水灰比為0.5的水泥凈漿實(shí)行材料的一次注漿,在注漿當(dāng)中可以根據(jù)地下水的狀況適當(dāng)比例的水玻璃,即1%最好。注漿材料要選取投石注漿法,以碎石為投石填料,粒徑選用20至40mm的。在填料前要先進(jìn)行清洗,投入量要高于計(jì)算樁孔體積的90%,在填灌中要及時(shí)使用注漿管進(jìn)行注水清孔工作。
結(jié)束語
待工程竣工后,可以選擇3支錨桿開展抗拔試驗(yàn),試驗(yàn)中荷載上限為180kN,錨桿在不斷加載中會(huì)出現(xiàn)變形、逐漸穩(wěn)定,經(jīng)累計(jì)上拔量為16.4mm,繪制函數(shù)曲線圖進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)并無顯著陡升曲線,表明錨桿的抗拔力已經(jīng)符合設(shè)計(jì)要求,此次的施工質(zhì)量優(yōu)質(zhì)。接著觀測(cè)底板的沉降量,經(jīng)觀測(cè)分析得知底板上浮出現(xiàn)回落,表明土層錨桿的抗浮作用是可行且可靠的。
土層錨桿具有很多優(yōu)點(diǎn),主要包括施工簡易便捷、所使用的機(jī)械占用空間較小、無噪聲污染、對(duì)環(huán)境沒有破壞,更重要的是其效果明顯,有很高的抗拔力及抗浮作用,值得推廣采用。
評(píng)論 (0)