某基礎(chǔ)工程加固設(shè)計(jì)與施工控制

某基礎(chǔ)工程加固設(shè)計(jì)與施工控制

河南鐘凱建設(shè)有限公司     王月峰

摘 要:某住宅樓基礎(chǔ)工程因設(shè)計(jì)施工等方面原因,發(fā)生不均勻沉降,墻體和屋面出現(xiàn)裂縫。經(jīng)論證,采用綜合加固處理方案,對(duì)其地基、基礎(chǔ)進(jìn)行治理。實(shí)踐證明,綜合加固取得了很好的加固效果,同時(shí)具有工期短,造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。 

　　關(guān)鍵詞:綜合加固; 高壓旋噴注漿; 植筋; 鋼筋網(wǎng)抹水泥砂漿; 質(zhì)量控制 

　　 

　　中圖分類號(hào):TU472 

　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 

　　文章編號(hào):1008-0422(2008)05-0151-03 

　　 

　　1建筑工程概況 

　　 

　　某住宅樓設(shè)計(jì)為6層,并設(shè)有2.2m架空層,磚混結(jié)構(gòu),最大開(kāi)間6.0m,最大進(jìn)深6.6m,層高3.0m,屬于以橫墻承重為主的混合承重體系。工程于1997年8月竣工交付使用。其后,出現(xiàn)地基基礎(chǔ)不均勻沉降,房屋傾斜,墻體出現(xiàn)裂縫。該住宅樓平面圖見(jiàn)圖1。根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)、《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-1999)對(duì)其進(jìn)行可靠性檢測(cè)及分析治理。 

　　包括地基與基礎(chǔ)的相關(guān)調(diào)查、地基與基礎(chǔ)檢測(cè)及地基承載力評(píng)定、磚砌墻體和混凝土構(gòu)造柱的檢測(cè)與承載力評(píng)定。經(jīng)過(guò)檢測(cè)和評(píng)定,得出了以下結(jié)論: 

　　(1)因地基不均勻沉降而造成整體房屋結(jié)構(gòu)不均勻沉降和傾斜,其沉降速度和傾斜值已超出國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范和鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值,危及結(jié)構(gòu)安全,必須進(jìn)行綜合加固和治理。 

　　(2)在軟土地基上建房,應(yīng)嚴(yán)格加強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的整體剛度,滿足荷載作用和工作應(yīng)力分布均衡和均勻要求,確保結(jié)構(gòu)正常工作條件。本房屋設(shè)計(jì)方案欠妥,對(duì)結(jié)構(gòu)整體協(xié)同工作不利。 

　　(3)施工中混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)截面尺寸與實(shí)際施工尺寸不符,截面有效高度減小,大大降低了結(jié)構(gòu)承載力和抵抗變形的能力;同時(shí)鋼筋磚帶配筋減少,對(duì)架空層地面施工時(shí)變更設(shè)計(jì)要求,基坑積水等。 

　　 

　　2加固設(shè)計(jì) 

　　 

　　2.1設(shè)計(jì)依據(jù): 

　　(1)原設(shè)計(jì)文件、設(shè)計(jì)修改通知; 

　　(2)可靠性檢測(cè)與鑒定報(bào)告; 

　　(3)地質(zhì)勘察報(bào)告; 

　　(4)現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)、施工規(guī)范、規(guī)程; 

　　(5)其他與加固有關(guān)的資料。 

　　2.2加固方案選擇 

　　對(duì)此住宅樓地基的加固方案,根據(jù)建筑工程檢測(cè)的結(jié)論和專家會(huì)論證,采用整體房屋結(jié)構(gòu)綜合加固處理方案——對(duì)基礎(chǔ)底板與地基梁加固,對(duì)排水構(gòu)造進(jìn)行處理,對(duì)裂縫予以封閉,對(duì)隔熱防水屋面構(gòu)造進(jìn)行處理,對(duì)地基采用高壓旋噴加固。加固順序?yàn)? 

　　(1)基礎(chǔ)底板加固,排除室內(nèi)積水; 

　　(2)基礎(chǔ)縱、橫向基礎(chǔ)梁加固; 

　　(3)旋噴注漿加固地基; 

　　(4)對(duì)上部裂縫進(jìn)行封閉處理;維修屋面,按要求做好架空隔熱層。 

　　2.2.1地基加固 

　　經(jīng)論證本地基加固采用單管高壓旋噴注漿法,此法是利用鉆機(jī)等設(shè)備,把安裝在注漿管(單管)底部側(cè)面的特殊噴嘴,置入土層預(yù)定深度后,用高壓泥漿泵等裝置,以2.0MPa左右的壓力,把漿液從噴嘴射出來(lái)以沖擊土體,同時(shí)借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng),使?jié){液與土體上崩落下來(lái)的土攪拌混合,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間凝固,便在土中形成圓柱狀的固結(jié)體,加固地基。 

　　旋噴注漿的主要優(yōu)點(diǎn)在于:適用的范圍廣;施工簡(jiǎn)便;固結(jié)體形狀可以控制;耐久性好;材源廣闊,價(jià)格低廉;漿液集中,流失少;設(shè)備簡(jiǎn)單,管理方便;無(wú)公害。 

　　本地基加固注漿采用普通硅酸鹽水泥425號(hào)或325號(hào),水灰比為1:1~1.5:1。 

　　2.2.2基礎(chǔ)加固 

　　(1)將原鋼筋砼條形基礎(chǔ)變?yōu)槠�筏基礎(chǔ),首先拆除部分架空板,運(yùn)出基坑回填土,對(duì)地基卸載,澆100mm厚C10素砼墊層,在原鋼筋砼條基邊緣植Φ12鋼筋,雙層雙向Φ12@200鋼筋,基礎(chǔ)底板厚250mm,為C20砼。新、老砼接合部位刷HPG界面粘結(jié)劑。 

　　(2)在H軸 2 ~ 28 ±0.000以下,底板以下設(shè)縱向連梁。無(wú)縱墻部位設(shè)梁b×h=300×600,上、下各配3Φ25主鋼筋,Φ6@200箍筋;有縱墻部分,在基礎(chǔ)兩側(cè)各加b×h為150×600鋼筋砼基礎(chǔ)梁,上、下各配2Φ16縱向鋼筋,Φ6@200箍筋,Φ6@400穿基礎(chǔ)連接兩縱梁箍筋。 

　　(3)在F、C軸無(wú)磚基礎(chǔ)處增設(shè)鋼筋砼縱梁b×h=300×600上、下各配3Φ25主筋,Φ6@200箍筋。 

　　(4)在 5 , 8 , 11 , 19 , 22 , 25 軸F~L, 15 軸A~F軸磚基礎(chǔ)兩側(cè)設(shè)b×h=150×600縱梁,上下各配2Φ16縱向鋼筋,Φ6@200箍筋,并設(shè)Φ6@400穿基礎(chǔ)連接兩縱梁封閉箍筋。 

　　2.2.3裂縫處理 

　　上部裂縫封閉采用鋼筋混凝土抗剪磚及鋼筋網(wǎng)抹水泥砂漿方法處理。 

　　2.2.4屋面治理 

　　屋面原架空隔熱層未按設(shè)計(jì)要求施工。應(yīng)重新按設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范施工,同時(shí)對(duì)屋面進(jìn)行防水處理。 

　　 

　　3施工工藝 

　　 

　　3.1單管高壓旋噴注漿法 

　　施工工序?yàn)? 

　　(1)鉆機(jī)就位。將鉆機(jī)安置在設(shè)計(jì)的孔位上,使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。 

　　(2)鉆孔。鉆孔的目的是為將旋噴注漿插入預(yù)定的地層中。 

　　(3)插管。將旋噴注漿管插入地層預(yù)定的深度。 

　　(4)噴射作業(yè)。當(dāng)噴管插入預(yù)定深度后,由下而上進(jìn)行噴射作業(yè),必須時(shí)刻注意檢查漿液初凝時(shí)間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求,并且隨時(shí)做好記錄,繪制作業(yè)過(guò)程曲線。 

　　(5)沖洗。當(dāng)噴射提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,旋噴即告結(jié)束,應(yīng)對(duì)注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈。 

　(6)移動(dòng)機(jī)具。考慮漿液凝固時(shí)間,采用跳打方式施工。 

　　3.2植筋技術(shù) 

　　植筋技術(shù)的施工工藝流程為:材料準(zhǔn)備及鋼筋表面處理→定位、鉆孔及清孔→配膠→注膠、植筋→固化、養(yǎng)護(hù)→質(zhì)量檢驗(yàn) 

　　3.3鋼筋網(wǎng)抹水泥法 

　　外包鋼筋網(wǎng)施工工藝:施工準(zhǔn)備→剝除抹灰層→用壓力水清洗墻面→布鋼筋(a.在水平方向掏出灰縫;b.布置水平方向鋼絲;c.布置垂直方向鋼絲;d.布拉結(jié)筋) →抹刷水泥砂漿層。 

　　 

　　4施工質(zhì)量控制 

　　 

　　4.1單管高壓旋噴注漿法 

　　(1)施工前挖好排漿溝,將鉆機(jī)定位。旋噴前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng),其壓力和流量必須滿足設(shè)計(jì)要求,注漿管及噴嘴內(nèi)不得有任何雜物。注漿管接頭的密封必須良好。 

　　(2)旋噴開(kāi)始時(shí),當(dāng)樁底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射1min,當(dāng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力及噴射量時(shí),再逐漸提升噴射管。垂直施工時(shí),鉆孔的傾斜度一般不得大于1.5%. 

　　(3)當(dāng)中間發(fā)生故障時(shí),應(yīng)停止提升和噴射以防樁體中斷,同時(shí)立即檢查并排除故障。在插管噴射過(guò)程中,要注意防止被堵,在拆卸或安裝注漿管時(shí)動(dòng)作要快,水、氣、漿的壓力和流量必須符合設(shè)計(jì)值,否則要拔管清洗,再重新進(jìn)行插管和旋噴。噴射時(shí),要做好壓力、流量和冒漿量的量測(cè)工作,并按要求逐項(xiàng)記錄。鉆桿的提升和旋轉(zhuǎn)必須連續(xù)不中斷,拆卸鉆桿繼續(xù)噴射時(shí)要注意保持鉆桿有10cm的搭接長(zhǎng)度,不得使噴射固結(jié)體脫節(jié)。深層旋噴時(shí),應(yīng)先噴漿后旋轉(zhuǎn)和提升,以防注漿管扭斷。 

　(4)相互兩樁旋葉間隔時(shí)間不小于8h,間距應(yīng)不得小于1~2m。 

　　(5)旋噴完畢后,泥漿泵和高壓泵應(yīng)用清水洗凈,管內(nèi)不得有殘存水泥漿。 

　　(6)對(duì)漿液的要求為: 

　　① 硬化時(shí)間要短,并且最好能根據(jù)土質(zhì)和要求調(diào)整硬化時(shí)間; 

　�、� 與地基土混合硬化后應(yīng)具有一定強(qiáng)度; 

　�、� 漿液與地基土混合比即使不同,強(qiáng)度差別也要小。 

　　(7)漿液使用水泥多,泥漿水泥比為1:1~1.5:1。 

　　4.2植筋技術(shù) 

　　(1)被植入的鋼筋表面必須進(jìn)行除銹處理。 

　　(2)鉆孔的位置應(yīng)避開(kāi)原結(jié)構(gòu)中的受力鋼筋,并控制軸線偏差和孔深偏差,同時(shí)做好孔洞清理工作。 

　　(3)配膠攪拌過(guò)程中,須防止水進(jìn)入攪拌容器,并避免形成氣泡。 

　　(4)注膠時(shí)確保飽滿并且防止漏膠。 

　　(5)固化過(guò)程中盡量避免擾動(dòng)。 

　　4.3鋼筋網(wǎng)抹水泥法 

　　墻體鋼絲網(wǎng)加固關(guān)鍵是雙面墻的拉結(jié)鋼筋和單面鋼絲網(wǎng)的植入鋼筋一定要錨固牢固。鋼絲網(wǎng)鋼筋端部須采用植筋技術(shù)植入原結(jié)構(gòu)中。對(duì)于原墻面損壞部位,應(yīng)拆除修補(bǔ);對(duì)于墻體灰縫應(yīng)先掏除砌筑砂漿20mm深,接著用鋼絲刷刷除灰縫及墻面的殘留物,再接著用高壓水槍沖洗灰縫。鉆外墻拉接筋孔洞時(shí),應(yīng)從室外接觸面向室內(nèi)接觸面鉆孔;抹水泥砂漿前,應(yīng)先濕潤(rùn)墻面。 

　　 

　　5加固效果 

　　 

　　設(shè)置好永久沉降觀測(cè)點(diǎn),繪制沉降觀測(cè)點(diǎn)平面布置圖,做好沉降觀測(cè),觀測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1所示。 

　　加固前設(shè)各觀測(cè)點(diǎn)讀數(shù)為初始讀數(shù),在加固過(guò)程中每10d進(jìn)行一次讀數(shù),加固施工完成后1年內(nèi),前6個(gè)月每月讀數(shù)1次,后6個(gè)月每2個(gè)月觀測(cè)1次,觀測(cè)至讀數(shù)穩(wěn)定為止。 

　　從表中數(shù)據(jù)可以看出,在高壓旋噴加固地基之后的一個(gè)月內(nèi),各觀測(cè)點(diǎn)的沉降值為4~14mm。在一個(gè)月后到兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi),各觀測(cè)點(diǎn)的沉降值為2~8mm,沉降逐步趨于穩(wěn)定。在加固后1年內(nèi),基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定,建筑物滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范正常使用要求。 

　　 

　　6結(jié)語(yǔ) 

　　 

　　此次工程是針對(duì)住宅樓進(jìn)行的整體加固,該住宅樓存在著多方面的問(wèn)題,包括(1)地基承載力不滿足要求;(2)設(shè)計(jì)對(duì)軟土地基不均勻沉降以及由此而產(chǎn)生的變形未采取有效的調(diào)整和控制措施;(3)采用縱、橫向墻體斷開(kāi)和轉(zhuǎn)折連接形式,造成縱橫向整體剛度嚴(yán)重降低,引起墻體開(kāi)裂;(4)基礎(chǔ)形心與上部結(jié)構(gòu)重心不重合,墻體工作荷載相差較大;(5)基礎(chǔ)的施工實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸、竣工尺寸嚴(yán)重不符;(6)架空層施工情況與設(shè)計(jì)不符;(7)排水系統(tǒng)與給水系統(tǒng)完好性未得到保證,影響了地基的穩(wěn)定等。 

　　此次工程中,對(duì)該建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合加固和治理,主要是加固地基,保證土體穩(wěn)定;基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的改造和加固處理;墻體和屋面裂縫予以修補(bǔ);保證室內(nèi)、外排水暢通,保持室內(nèi)無(wú)積水,并在房屋周圍做好防水處理工作,對(duì)地下水與地面做好防水、防潮處理工作。 

　　在加固方案的選擇上,從技術(shù)可行性、施工周期和工程造價(jià)等綜合因素考慮,對(duì)比了多種方案以后,使用了合適的施工技術(shù)。實(shí)際施工過(guò)程中嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制,最終順利完成了加固工程,達(dá)到了預(yù)期的加固效果。 

　　 

　　參考文獻(xiàn): 

　　[1] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.GB50009-2001.[S](2006版). 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.