工业厂房地基基础与桩基础施工技术

2015-04-16汪晓木

建材与装饰 2015年31期

关键词：压桩灰土桩基础

汪晓木

（南京东坝建筑安装工程有限公司）

工业厂房地基基础与桩基础施工技术

汪晓木

（南京东坝建筑安装工程有限公司）

本文将对地基基础与桩基础土建进行分析，在此基础上分别研究工业厂房地基基础施工技术和工业厂房桩基础施工技术，最后结合实际案例探讨工业厂房地基基础加固技术的具体应用。

工业厂房；地基基础；桩基础；技术

工业生产活动的场所是工业厂房，良好的厂房环境能够保障生产活动的顺利进行。但在现实中，很多工业厂房都存在问题，沉降、老化、房体开裂等等，尤其是沉降给生产活动早成了较大的威胁。因此相关人员应当加强对工业厂房地基基础和桩基础土建施工技术的重视，保证地基基础符合要求，为生产安全提供保障。

1　地基基础与桩基础土建定义

基底下方因建筑物荷载产生的变形不可忽略的那部分土层称之为地基，连接地基和建筑物并传递荷载作用的那部分结构是基础。能够防止建筑物失稳和强度破坏是对地基的基本要求，基础沉降应得到有效控制，保证小于地基的变形允许值。地基不满足以上条件时，需加固处理地基，将基础建造于经过处理的地基之上，这种情况下建造的基础叫做浅基础。当建造浅地基也无法满足要求时，就要建造深基础，也就是桩基，让深部的坚实土层承担更多的建筑物荷载。

2　工业厂房地基的加固和处理技术

2.1工业厂房地基的加固

施工人员应清理干净槽中的淤泥、积水后在进行施工，铺灰土时应保证槽的干燥程度符合要求。用于施工的灰土需保证一定的含水量，可通过向水分不足的土料洒水或晾晒水分过多土料的办法对含水量进行控制。应分层进行铺土，每铺好一层都需进行夯实，通过设计要求干密度在现场的试验确定每层土的夯打变数，槽壁预设标钎控制灰土的厚度。施工人员应当对灰土分段施工中上下相邻两层灰土的接缝间距进行控制，保证其大于0.5m，并重点夯实接缝处的灰土。施工人员应对地下水位以下的基坑、基槽采取排水措施，避免施工因积水受到干扰。施工人员应当夯实后的灰土进行防水保护，这种保护应当至少持续3d。基础施工时应保证各项灰土施工已经完成，同时将土回填，避免阳关和雨水对其产生不利影响。若雨水浸泡了尚未夯实或刚打完毕的灰土，需先去除松软土和积水，然后补填夯实去除的部分。施工人员应当妥善处理浸水的灰土，在未晾干的情况下不得使用。

对地基进行加固操作后情况得到一定程度的缓解，但条基下面的软土层和砂垫层仍然是受力压缩层，难以完全控制地基的沉降，进而会引起进一步的变形。静力压桩加固法能够改变受力压缩层，其原理是在地基中的粘性土层中压入桩，形成建筑上部和深部的荷载传递通道，承受荷载的土层变为坚硬状态的土层。采用这种办法能够最大限度降低条基下的软土层和砂垫层的荷载，改由桩直接受力和传力，压桩机的仪表中能够显示出压桩时单桩承载力值，能够有效控制地基变形。

2.2工业厂房地基处理

工程人员应从使建筑物各部位沉降量尽可能趋于一致的原则出发，对施工过程中发现不符合设计要求的过硬或过软土质、暗洞、空洞进行处理，预防地基不均匀沉降的发生。在处理砖井的过程中，需拆除井的砖圈至沟槽底以下1m，用3：7灰土夯实拆除部分。当砖井直径较大时，需采取做地基梁等措施对上部结构的强度进行强化。如果在房屋转角处设置井，井上部分压着基础，同时可由其余基槽承担井上部分所损失的承压面积而不会发生过多沉降时，施工人员应利用从基础中挑梁的办法。在上诉情况中，若果井上部大部分被基础压住，采用挑梁板无法解决时，应沿墙向外延长基础，是延长部分落在老土上。同时应保证井圈范围内原有基础的面积等于落在老土上的面积，并此用钢筋混凝土梁或配筋加强基础墙。若果回填井后密实度不符合要求，应挤紧软土，然后采取相应办法进行处理[1]。

3　工业厂房桩基础土建施工技术

当前，桩基础广泛应用于重要建筑物和高层建筑工程中。形成上部结构和较深坚硬土层的荷载传递通道是桩基础的作用，它无需考虑软土层的沉降，使基础变性较大和承载力不足的地基问题得到有效解决。沉降速率缓慢、沉降量小、承载力高是桩基出的重要特点。机器震动作用、上拔力、水平荷载、垂直荷载都有桩基础承受，它在水利工程、桥梁建设、工业厂房建设中的应用越来越广泛。

3.1静力压桩施工技术

传统的打桩机在具有施工噪声大的特点，在距离居民点较近的工业厂房建设中无法应用，此时可采用静力压桩。利用静压力将预制桩逐节压入软弱土层中是静力压桩的内容。利用这种方法能够使工程造价降低，减少了混凝土和钢筋的使用。这种方法具有无污染、无振动、无噪声的优点，不会影响环境，在居民点附近或建筑物密集处的软土地区上进行工业厂房桩基础工程建设可采用这种办法。分段压入、分段预制、逐段接长是静力压桩的施工原理。桩架高度决定每节桩的长度，可采用硫磺胶锚接法或焊接法进行接桩[2]。

3.2振动沉桩施工技术

通过固定在桩顶部的振动器产生的激振力对桩的作用，土颗粒发生振动，其排列组织进而发生改变，产生的位移和收缩减小了土层与桩表面之间的摩擦力，因振动力和自身重力的共同作用下桩沉入土中。功效高、费用低、搬运方便、体积小、重量轻是振动沉桩设备的特点，在软土、黄土、松散啥图、粘土中的沉桩都可以应用该技术。需先采用小的落距作轻的锤击后在进行打桩，对桩沉入土中1～2m时的桩尖进行检查，在不偏移的情况下将落距逐渐增大，直至完成。

我国在实践中应用的沉桩方法较多，静压力法、锤击法、振动法应用的最为广泛。为了克服柴油锤打桩时噪音大、震动剧烈的缺点，科研人员对大吨位的静力压桩机施压预应力管桩工艺进行了开发，抱压式和顶压式是静力压桩机的两种类型。桩机的夹板夹紧桩身，压入桩的压力来源于持板的摩擦力是抱压式桩机地工作原理[3]。

4　案例分析

4.1工程概况

某工业厂房主体为四层的框架结构，长为55m、宽15m。设计人员最初对桩基础进行设计时，采用的是人工挖孔桩的方式。因厂房西侧存在一层8m厚的流塑状淤泥，所以挖孔桩在这个地段无法进行，故其施工方案为条形基础下砂垫层。两种具有不同的受力特征和变形特征基础形式同时存在于该厂房中，这使得厂房发生了不均匀沉降，桩基础的下沉1.46mm左右，西段下沉210mm左右，建筑结构破坏严重。同时厂房所在地区有较多的地下水且水位埋深为0.4m，这也是造成厂房不均匀沉降的重要原因。

4.2加固措施

对于该厂房的加固应当采用静力压桩技术。在加固前应先对技术参数进行设定。在该厂房的地基基础加固中，应控制单桩承载力在550～900kN之间，应采用规格为250mm×250mm规格的预制方桩，压桩时其速度不可超过2cm/s，严格控制压桩桩位和受力轴线之间的偏位距离，不得超过100mm。开始实际施工时，应先对压桩基坑进行开挖，然后用压桩机开展压桩操作，施工完成所有承台的静压桩后，结合预制桩和原承台使之成为一体，并对柱的升降量进行控制上下不得超过1mm。此外，在施工中的抽水操作中，发现抽水加快了沉降，所以应当先减小柱的荷载，再进行抽水作业。