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摘要:场地狭窄、施工环境有限的地方进行地基处理,一般大型设备进场困难,更不允许造成环境污染,而利用灌浆法却能对这些问题迎刃而解,它不但所需设备简单,更能适应许多不利环境,对地基进行加固处理。本文主要针对灌浆法在地基处理中应用进行探讨分析。
关键词:灌浆法;立柱基础;预埋灌浆管
1 引言
某办公楼为4层钢结构工程,拟建在2层旧厂房之上,由于要保留旧厂房,中间不能设有立柱,因此其结构梁跨度加大,立柱设计在老建筑的两侧,基础为独立柱基,荷载要求地基承载力达到160 kPa。办公楼基础承台埋深在-1.8m,部分坐落在①层粉质黏土、填土之中,此层厚薄不一,承载力较低,场地东南侧下伏又有②层淤泥沉积,承载力仅为100 kPa。办公楼建筑物纵长55 m,地层的变化将导致不均匀沉降,要减小建筑物的沉降量并使两侧变形协调一致,必须进行地基处理。
2 地基处理方案的选择
建筑物西北侧范围内地基满足承载力的要求,东南部范围内的淤泥沉积与填土层需进行地基处理。地基处理的方法很多,较为稳妥的、传统的方法是在立柱基座下布设桩基,利用桩体将上部荷载穿过软弱层,到达较坚硬的持力层。
而现场施工场地极为狭窄,旧厂房与北围墙的距离仅有3 m,大型螺旋钻机进入不了场地,因此无法施工孔径400~600 mm的混凝土灌注桩。若用小机械设备,如地质钻机,采用孔径150~200 mm的小桩,但由于现场地下水埋深仅有2.0 m,钻孔需要8 m深,会产生大量的泥浆,而现场也不具备排放条件,易造成环境污染。
此外,甲方要求的工期较紧,施工必须在一周内完成。因此,考虑以上几个方面,作者认为采用灌浆法的处理方案较为适宜。因为这种方法简便易行,不需多大的场地,仅通过灌浆管线便控制整个场地;不占用结构施工工期;更重要的是不产生泥浆,有利于环境保护。
3 基处理方案的设计
在东南侧淤泥区及地基软弱部位有11个立柱基础,东侧还有2个楼梯基础,共計13个基础需地基处理。
施工方案:(1)在基础座上预埋灌浆管。基础宽2.6 m,长4 rn。每个基础内预埋10根直径5.08 cm、长度1.5m的灌浆管,管底端低于基础底面10 cm,顶端高出基础表面,管上口预先套扣,并用管箍保护好。(2)当结构施工到一层后,基础有了一定的荷载压力时,即可通过预埋管向下钻孔。第一序次钻3 m深,主要处理上部松散堆积层,一个基础一次选2个对称孔钻进,每2个基础选1个进行灌浆,一天灌12个孔。待全部孔灌过一次浆后,选特殊孔,主要指吃浆量大及有沉降的孔进行补灌。进行第二序次钻孔、灌浆时,钻6 m深,主要处理下部、硬层以上的层位。(3)进行压力灌浆时应根据地层吃浆及压力情况,适当调节进浆压力、流量及灌浆孔次序。整场灌浆顺序应从东南部开始,即从5号基础和南侧楼梯基础开始,向两边移动,灌浆量也依次减少。通过预埋管向基础下地层进行钻孔压力灌浆,浆液在压力作用下挤入地层孔隙,或劈裂地层形成浆脉,进行充填,待水泥浆固结后,地层得到强化,提高了地层承载力。随着浆液不断地灌入,浆液可沿地层层面侵入,或在基础底面聚积,其形成的浆层使地层受压、密实,并使得基础有所抬升。通过压力灌浆,既提高了地层承载力又抵偿了沉降量,因此极大地改善了地基性质。(4)在基础承台表面设立标志点,随时测量标志点的上升及下降动态,以指导灌浆工作。一般情况下,在下降点需补灌、多灌,使标志点保持不变或稍有抬升。(5)随建筑物的荷载不断增加,不断地进行灌浆、补浆,一直到封顶后一定时期。(6)一般建筑物封顶后,沉降量已基本完成60%~80%,因此,封顶1个月后,灌浆工作即可结束。(7)施工完毕后,保护好灌浆管口。由于灌浆管可重复打开钻孔,以后若有必要,灌浆施工恢复工作极为方便。
4 工程质量检测
由于灌浆作用在承载力标定上没有量的检测标准,唯一直观地就是检测各柱基标志点的沉降。灌浆施工开始,在17个基座上设立了标志点,施工期及以后一段时间通过监测,各点均保持稳定。本工程设计要求地基承载力标准值要达到fk=160 kPa,按规范[3]要求建筑物两侧变形应协调一致,基础间最大沉降差不超过20 mm,倾斜度应小于0.2%。
灌浆期间及竣工后一段时间,通过对17个观测点的沉降观测,可以看出在施工初期各点均有沉降,反映当时钻孔时,水的湿陷作用,待以后灌浆浆液固化结石后,地层趋于稳定。
观测数据表明柱基间最大沉降差为9 mm,倾斜度0.14%小于0.2%,完全满足规范要求。竣工3年后测量各点表明地基已处于稳定状态,处理效果已达到。
5 结语
灌浆施工方法特别适用于场地狭窄、空间低矮的施工环境,其施工设备简便、搬运移动灵活,能满足各类地基急需加固的紧迫情况。在纠偏工程中,尤其是在室内,压力灌浆法更显特长,不但能固化软基,还能根据设计需要调节建筑物的拾升,随着灌浆法在众多项目上的实践,应用范围愈加广泛,其施工工艺也日趋成熟和完善。
参考文献:
[1] 地基处理手册编写委员会.地基处理手册EM].北京:中国建筑工业出版社,1988.
关键词:灌浆法;立柱基础;预埋灌浆管
1 引言
某办公楼为4层钢结构工程,拟建在2层旧厂房之上,由于要保留旧厂房,中间不能设有立柱,因此其结构梁跨度加大,立柱设计在老建筑的两侧,基础为独立柱基,荷载要求地基承载力达到160 kPa。办公楼基础承台埋深在-1.8m,部分坐落在①层粉质黏土、填土之中,此层厚薄不一,承载力较低,场地东南侧下伏又有②层淤泥沉积,承载力仅为100 kPa。办公楼建筑物纵长55 m,地层的变化将导致不均匀沉降,要减小建筑物的沉降量并使两侧变形协调一致,必须进行地基处理。
2 地基处理方案的选择
建筑物西北侧范围内地基满足承载力的要求,东南部范围内的淤泥沉积与填土层需进行地基处理。地基处理的方法很多,较为稳妥的、传统的方法是在立柱基座下布设桩基,利用桩体将上部荷载穿过软弱层,到达较坚硬的持力层。
而现场施工场地极为狭窄,旧厂房与北围墙的距离仅有3 m,大型螺旋钻机进入不了场地,因此无法施工孔径400~600 mm的混凝土灌注桩。若用小机械设备,如地质钻机,采用孔径150~200 mm的小桩,但由于现场地下水埋深仅有2.0 m,钻孔需要8 m深,会产生大量的泥浆,而现场也不具备排放条件,易造成环境污染。
此外,甲方要求的工期较紧,施工必须在一周内完成。因此,考虑以上几个方面,作者认为采用灌浆法的处理方案较为适宜。因为这种方法简便易行,不需多大的场地,仅通过灌浆管线便控制整个场地;不占用结构施工工期;更重要的是不产生泥浆,有利于环境保护。
3 基处理方案的设计
在东南侧淤泥区及地基软弱部位有11个立柱基础,东侧还有2个楼梯基础,共計13个基础需地基处理。
施工方案:(1)在基础座上预埋灌浆管。基础宽2.6 m,长4 rn。每个基础内预埋10根直径5.08 cm、长度1.5m的灌浆管,管底端低于基础底面10 cm,顶端高出基础表面,管上口预先套扣,并用管箍保护好。(2)当结构施工到一层后,基础有了一定的荷载压力时,即可通过预埋管向下钻孔。第一序次钻3 m深,主要处理上部松散堆积层,一个基础一次选2个对称孔钻进,每2个基础选1个进行灌浆,一天灌12个孔。待全部孔灌过一次浆后,选特殊孔,主要指吃浆量大及有沉降的孔进行补灌。进行第二序次钻孔、灌浆时,钻6 m深,主要处理下部、硬层以上的层位。(3)进行压力灌浆时应根据地层吃浆及压力情况,适当调节进浆压力、流量及灌浆孔次序。整场灌浆顺序应从东南部开始,即从5号基础和南侧楼梯基础开始,向两边移动,灌浆量也依次减少。通过预埋管向基础下地层进行钻孔压力灌浆,浆液在压力作用下挤入地层孔隙,或劈裂地层形成浆脉,进行充填,待水泥浆固结后,地层得到强化,提高了地层承载力。随着浆液不断地灌入,浆液可沿地层层面侵入,或在基础底面聚积,其形成的浆层使地层受压、密实,并使得基础有所抬升。通过压力灌浆,既提高了地层承载力又抵偿了沉降量,因此极大地改善了地基性质。(4)在基础承台表面设立标志点,随时测量标志点的上升及下降动态,以指导灌浆工作。一般情况下,在下降点需补灌、多灌,使标志点保持不变或稍有抬升。(5)随建筑物的荷载不断增加,不断地进行灌浆、补浆,一直到封顶后一定时期。(6)一般建筑物封顶后,沉降量已基本完成60%~80%,因此,封顶1个月后,灌浆工作即可结束。(7)施工完毕后,保护好灌浆管口。由于灌浆管可重复打开钻孔,以后若有必要,灌浆施工恢复工作极为方便。
4 工程质量检测
由于灌浆作用在承载力标定上没有量的检测标准,唯一直观地就是检测各柱基标志点的沉降。灌浆施工开始,在17个基座上设立了标志点,施工期及以后一段时间通过监测,各点均保持稳定。本工程设计要求地基承载力标准值要达到fk=160 kPa,按规范[3]要求建筑物两侧变形应协调一致,基础间最大沉降差不超过20 mm,倾斜度应小于0.2%。
灌浆期间及竣工后一段时间,通过对17个观测点的沉降观测,可以看出在施工初期各点均有沉降,反映当时钻孔时,水的湿陷作用,待以后灌浆浆液固化结石后,地层趋于稳定。
观测数据表明柱基间最大沉降差为9 mm,倾斜度0.14%小于0.2%,完全满足规范要求。竣工3年后测量各点表明地基已处于稳定状态,处理效果已达到。
5 结语
灌浆施工方法特别适用于场地狭窄、空间低矮的施工环境,其施工设备简便、搬运移动灵活,能满足各类地基急需加固的紧迫情况。在纠偏工程中,尤其是在室内,压力灌浆法更显特长,不但能固化软基,还能根据设计需要调节建筑物的拾升,随着灌浆法在众多项目上的实践,应用范围愈加广泛,其施工工艺也日趋成熟和完善。
参考文献:
[1] 地基处理手册编写委员会.地基处理手册EM].北京:中国建筑工业出版社,1988.