某基础工程加固工艺的探讨

2010-08-21孔令国

山西建筑 2010年13期

孔令国

1 工程概况

某旅游度假中心一栋11层框剪结构的小高层楼房,完成土建工程后发现该楼房基础发生较大的沉降,导致框架结构出现裂缝,影响到楼房的安全使用。

2 场地地质条件

该段场地主要地层分布如下:①层素填土:褐、黄褐～红褐色,稍湿,以粉质黏土为主。层厚0.30 m～10.70 m。②层粉质黏土:黄褐～褐黄色,湿,硬塑～坚硬状态,具中压缩性。切面稍光滑,韧性中等,干强度高。仅局部孔段揭露,层厚0.30 m～4.40 m。③层粉质黏土:红褐～褐红色,局部地段夹褐灰色,稍湿,硬塑～坚硬状态,具中压缩性。局部为黏土,为浅部坡残积形成。含砾量约3%～8%,次棱角状,分布不均,母岩成分为泥岩及泥质粉砂岩,强～中等风化。切面稍光滑,韧性高,干强度高。场地大部分地段均揭露,层厚0.50 m～13.20 m。④层泥质粉砂岩(中等风化):棕黄、棕红及紫红色,局部地段夹褐红色,中等风化,钻探岩芯呈柱状及长柱状,厚层状,节理发育,采取率均达95%以上,RQD=70～90,夹薄层状砂岩。

3 基础加固及主要施工工艺

为了保证原有建筑结构的安全,需要对既有建筑基础加固。加固的原则是:保证在荷载作用下,地基沉降达到完全稳定,不再产生新的差异沉降。经计算,拟采用的加固方案为:对其基础采用反锚静压φ 165×5钢管桩和新加连接承台进行加固,钢管桩单桩设计承载力特征值250 kN,平均桩长12 m,总桩数158根。本工程独立基础下布桩形式见图1。

3.1 基础加固施工顺序

定位桩→连接承台钢筋植锚制安→浇捣承台混凝土→养护→钢管加工→安装反力架→压桩→终孔→封桩→回填土方。

3.2 加固承台施工

1)新承台与旧承台的连接。新承台与旧承台的连接采用锚筋方式连接。其施工方法是:首先挖出原承台,将新旧连接处的旧承台面凿毛,再用凿岩机钻孔,按设计要求进行造孔,待锚孔全部施工完成后,用高压气体,毛刷反复清孔,检查孔深的质量。然后灌HJ-1胶进行钢筋种植。界面处理的方法是:首先凿毛承台界面,用清水冲洗干净,浇混凝土前,在凿毛界面上要刷1∶1的净水泥浆,才能浇混凝土。

2)新旧混凝土界面的处理。新旧混凝土接触面采用钢筋凿将原混凝土表面凿毛。将接触面表面凿成凹凸不平的面,深度为10 mm～20 mm左右,同时将松散的混凝土表面清除,露出新鲜混凝土。凿毛后用水清洗干净,并充分湿润,保证新结构浇捣时界面湿润。在新加结构混凝土浇捣前,应淋水养护凿毛面不少于12 h,并在浇筑混凝土前半小时内刷水灰比为0.5的水泥浆。

3)锚筋。锚筋施工要求,划出植筋孔位置,按设计要求布置。用冲击钻或凿岩机钻孔,锚筋孔孔径比钢筋直径大4 mm。须将孔内灰尘用高压风吹干净,然后用环氧水清洗孔壁。锚筋粘结采用环氧乳液胶泥粘结材料,环氧乳液胶泥必须严格按配比现场配制随配随用。钻孔清洗干净后,将环氧胶泥搓成长条塞入孔内,要求孔内尽量填满环氧胶泥,最后插入钢筋至孔底,同时压密实环氧胶泥,并做好保护,24 h后可浇筑混凝土。

3.3 钢管桩施工

1)反力架制安。桩位孔钻完后,立刻进行反力锚杆的施工,反力锚杆在桩孔两侧设置4根φ 30锚杆,采用凿岩机在原承台上钻φ 34孔,钻孔深度不少于50 cm,钻孔完成后采用压缩空气及清孔专用毛刷进行清孔,用植筋胶进行锚固,锚固钢筋时,钢筋表面进行除锈处理。锚杆种植后24 h内不得扰动钢筋。待反力锚杆牢固后,将压桩反力架安装在其表面。安装反力架时,要注意垂直度,焊接反锚钢筋牢固,能足够承载压桩时所产生的荷载。

2)钢管加工。钢管采用风焊切割成2 m～2.5 m一段,并且一端切割成45°的斜口,方便接桩时焊接,钢管切割好以后对钢管表面锈蚀部位进行除锈处理,钢管表面用改性环氧涂料刷一遍作防腐处理。涂改性环氧时钢管两端各留10 cm不涂刷改性环氧,待接桩焊接完成以后补涂一遍。

3)静压钢管桩。现场钢管加工处理应在平整且有挡风雨设施的场地上,钢管桩制作的容许偏差应符合规范要求。钢管的运输和堆放:堆放场地应平整、坚实、排水畅通。钢管的两头应有适当的保护措施,钢管应设保护圈;搬运时应防止撞击而造成钢管的损坏或弯曲。静压钢管桩压桩施工时采用100 t电动液压千斤顶作为动力,施工前要标定压力表,确保压力表可较直观地反映出压桩压力。每条静压桩采用多条短桩连接成整体,连接桩时采用内衬钢管焊接的方法进行桩段连接。当每一段短桩压到基础面时,马上进行接桩,直到符合设计终孔条件压力时方可终孔。

压桩符合设计要求的终孔条件250×2=500 kN时,控制油压千斤顶进油量,稳定压力表读数(即稳压)在600 kN施压30 min,桩沉降量不大于3 mm时,即可收桩。

4)封桩。在压桩达到设计要求时,割除高出承台面部分的钢管,桩孔内先用水冲洗干净,向压桩孔内灌入C30细石混凝土进行封桩。

4 基础加固质量控制措施

1)基础开挖完成后,要求首先检查基础底板和基础梁有无开裂情况,如发现开裂应及时报告设计人员及现场工程师和有关单位,以便提出相应补强技术措施。2)进场施工过程中,认真配合甲方进行沉降观测,并且做好现场沉降观测记录。3)施工前应检查钢筋、钢管、水泥、砂石和商品混凝土等的合格证,并取样送检,各项性能指标符合设计要求。4)静压桩所用千斤顶必须重新标定后方可使用,并在各台千斤顶设置标示牌,标定数据编号等,方便检验以防压桩的压力有误。5)所有施工记录做到边施工边记录,完成每道工序立刻进行验收。上道工序验收合格后方可进行下道工序的作业。6)钢管桩须严格控制垂直度,钢管焊接时须对称进行,以防电弧高温造成接头变形引起钢管弯斜。7)钢管桩施工应严格按照有关施工规范要求和安全条例进行施工。8)静压桩施压荷载和稳定时间一定要满足设计要求。严格按照设计确定的收桩条件收桩。