增设人工成孔灌注桩对基础不均匀沉降的改善

2010-07-20郭华杰

山西建筑 2010年17期

郭华杰

建筑物一般都会产生一定的沉降,但是不均匀沉降对建筑物的损坏是不可忽视的。地基是直接承受构造物荷载影响的地层。基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体称为地基[1]。当地基产生不均匀沉降时,其表现形式大多是底层墙体开裂,严重时可能继续向上延伸[2]。过大的不均匀沉降会对建筑物造成巨大的破坏,所以从设计到施工,所有的工程参与者都在想方设法地控制不均匀沉降。然而由于地质条件复杂性的存在,在很多工程中不均匀沉降还是不可避免的发生了。本文将通过工程实例来介绍一种增设人工成孔灌注桩来改善不均匀沉降的方法。

1 工程概况

某水泥厂水泥粉磨电力室轴线尺寸为13 000 mm×6 000 mm,呈东西方向布置,共有16根600 mm×600 mm的独立柱,基础设计埋深为-3.0 m,但因有6根独立柱设计在水泥库的基础(-10.1 m)填方区,这就引起地基基础的不均匀沉降,造成墙体大面积开裂,甲方当即组织设计单位、地质单位、监理单位、施工单位作出事故分析及处理办法,最后经会议有关专家决定,在这6根独立柱的侧边开孔找到独立柱基础在其下开挖人工灌注桩,以此来解决基础不均匀沉降问题。

2 施工工具

手推车、镐、锹、手铲、钎、线坠、吊桶、溜槽、导管、振捣棒、钢丝绳、安全活动盖板、防水照明灯(低压 36 V,100 W)、电焊机、通风及供氧设备、木辘轳、活动爬梯、安全带等。

3 施工要点

1)依据建筑物的验槽记录和基础平面布置图,确定上口开挖尺寸并定好桩位中心,撒出石灰线,经有关部门人士进行复查。2)选择人员根据放线尺寸先垂直下挖至独立柱的垫层,在该开挖过程中要边开挖边用50 mm厚的木架板将其三面侧壁支护,以确保施工人员的安全。3)施工人员开挖至独立柱的垫层后要严格按照放线尺寸确定独立柱的中心位置再向下开挖灌注桩,根据施工条件决定所有土方必须分两次由人工倒运至基坑边,再由小平车运往甲方指定位置。4)为确保施工人员的安全施工和桩位的准确,灌注桩每下挖1 m设一道3 mm厚的钢护壁,为加固钢护壁,每道钢护壁周圈用12根长500 mm的φ 22螺纹钢筋一边打入土壁内一边破口与钢板焊接牢固。5)挖扩底桩要先将扩底部位桩身的圆柱体挖好,再按扩底部位的尺寸、形状自上而下削土扩充成设计图纸的要求。6)成孔以后必须对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、桩壁垂直度、虚土厚度进行全面测定,做好施工记录,办理隐蔽验收手续。根据设计要求桩端要入岩深度大于1.5 m,待灌注桩成型后应由地质单位、监理单位有关人员验槽后再做下一道工序。7)根据桩长和施工现场要求,灌注桩主筋分三段加工,钢筋均由人工运到灌注桩内,再用直螺纹套筒连接,其中主筋、箍筋的型号及根数均由设计决定,绑扎好钢筋后,应由甲方、监理单位有关人员验筋后再浇筑混凝土。8)桩身采用商品混凝土,混凝土罐车运至现场,泵车泵送,用溜槽加串桶向桩孔内浇筑混凝土。桩孔深度超过12 m时,要采用混凝土导管浇筑,将混凝土浇筑至原独立柱垫层下预留200 mm厚,用无收缩的二次灌浆料浇筑至垫层底(具体开挖尺寸详见图1)。

4 质量及安全注意事项

4.1 质量要求

1)灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。2)实际浇筑的混凝土量,严禁小于计算体积。3)浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理,必须符合设计要求的施工规范规定。4)孔底虚土厚度不应超过规定。扩底形状、尺寸符合设计要求。桩底应落在持力土层上,持力层土体不应破坏。5)钢筋绑扎必须符合设计要求,不得错绑或漏绑。6)浇筑混凝土坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。必要时用铁管、竹杆、钢筋钎人工辅助插捣,以补充机械振捣不足。7)允许偏差见表1。

表1 人工成孔灌注桩允许偏差

4.2 安全注意事项

1)当上部垂直开挖部分开挖成型后,必须用50 mm木架板将三侧土壁安全加固,以确保施工人员的安全施工。2)井底照明必须用安全电源(36 V,100 W)、防水带罩的安全灯具。3)当桩孔深大于15 m时,要向井下通风,加强空气对流。必要时输送氧气,防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换作业,桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况,互相呼应,切实预防安全事故的发生。4)当出现地下水,水量不大时,边挖边将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时,吊桶已满足不了排水,先在桩孔底挖集水坑,用高程水泵沉入抽水,边降水边挖土,水泵的规格按抽水量确定。地下水位较高时,要先采用统一降水的措施,再进行开挖。5)桩孔口安装水平推移的活动安全盖板,当桩孔内有人挖土时,要掩好安全盖板,防止杂物掉下砸人。6)开挖吊运第二节桩孔土方(修边),从第二节开始,利用提升设备运土,桩孔内人员要戴好安全帽,地面人员要系好安全带。吊桶离开孔口上方1.5 m时,推动活动安全盖板,掩蔽孔口,防止卸土时土块、石块等杂物附落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后,再打开活动盖板,下放吊桶装土。7)已挖好的桩孔必须用木板盖好,防止土块、杂物、人员附落。严禁用草袋、塑料布虚掩,并应及时绑扎好钢筋,及时浇筑混凝土,间隔时间不得超过4 h,以防塌方。有地下水的桩孔要随挖、随检、随绑钢筋、随时将混凝土灌好,避免地下水浸泡。8)挖到扩底部位,在保证设计尺寸的同时要保证自上而下的开挖顺序和削坡角度,防止上部坍塌。