韋英豪
摘 要:加強(qiáng)對(duì)建筑高層樁基承載力不足問(wèn)題的分析與處理及其重要。本文將以具體工程為例,掌握其基本工況后,著重分析其承載力不足的問(wèn)題,提出了可行的處理方案并積極探討后測(cè)結(jié)果,以便供同類(lèi)工程施工參考。
關(guān)鍵詞:建筑高層樁基 承載力不足 加固補(bǔ)強(qiáng)處理
在高層建筑的基礎(chǔ)施工中,沖(鉆)孔灌注樁技術(shù)得到了充分應(yīng)用,其操作簡(jiǎn)易、施工速率快、承載力超強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)得到人們的認(rèn)可。當(dāng)然,由于該項(xiàng)技術(shù)的施工工藝要求較高,所以很多工程往往在樁基工程施工完成后產(chǎn)生承載力不足等質(zhì)量問(wèn)題,若不及時(shí)有效處理,只會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑施工出現(xiàn)更加嚴(yán)重的安全質(zhì)量問(wèn)題。針對(duì)樁基承載力不足的問(wèn)題,應(yīng)及時(shí)開(kāi)展科學(xué)分析,合理挖掘其中影響因素與問(wèn)題根源,并且制定更加合理的處理措施才能確保整個(gè)工程達(dá)到設(shè)計(jì)要求,全面推動(dòng)工程取得安全質(zhì)量高水準(zhǔn)。本文選某地高層建筑為例來(lái)分析樁基承載力不足的問(wèn)題,并對(duì)問(wèn)題的處理提出可行策略。
1 工程概況
某地高層建筑,地上高59.5m,樓總層數(shù)為18層,框剪結(jié)構(gòu),地下室1層,基礎(chǔ)埋深值為4.8m。其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式為樁式承臺(tái)—梁板基礎(chǔ),樁型為鉆孔灌注樁,樁數(shù)340根,樁徑選600mm、800mm兩種規(guī)格,樁身混凝土強(qiáng)度C30,底板厚600mm。建筑項(xiàng)目所在場(chǎng)地因起伏不平,使得樁端持力層的中風(fēng)化凝灰?guī)r按一定坡度分布,高差峰值為15m。工程鑒于實(shí)際情況考慮,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)區(qū)間為[28,48],各類(lèi)物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)因樁長(zhǎng)差異與場(chǎng)地土層分布不同而有所區(qū)別。單樁豎向抗壓極限承載力設(shè)計(jì)值為1850kN和2200kN。
2 高層樁基承載力不足的事故分析
基坑動(dòng)土開(kāi)挖前,選3根單樁完成豎向抗壓靜載試驗(yàn),結(jié)果顯示以最大試驗(yàn)荷載施壓后樁頂沉降小于20mm,符合設(shè)計(jì)要求。但開(kāi)挖基坑后組織的低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果顯示,有超過(guò)35%的單樁樁身質(zhì)量明顯不足以滿足設(shè)計(jì)及使用要求。為此需要進(jìn)一步展開(kāi)詳細(xì)的性能檢測(cè)。通過(guò)樁身混凝土鉆探取芯檢測(cè)以及單樁靜載試驗(yàn)結(jié)果顯示,樁基工程主要存在以下問(wèn)題:(1)按照工程設(shè)計(jì)要求,鉆孔樁的樁端應(yīng)深入到三層中風(fēng)化凝灰?guī)r中,而且還要確保樁端達(dá)到持力層一個(gè)樁徑規(guī)格的距離。通過(guò)低應(yīng)變檢測(cè),可知在全部340根單樁中,多達(dá)35%以上的樁身存在嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題,而且樁體長(zhǎng)度不足是其中的突出問(wèn)題。(2)在樁身混凝土鉆探取芯工作中,也同樣證實(shí)了樁身長(zhǎng)度不足是承載力不足的重要原因,此結(jié)果與低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果相仿。如樁身設(shè)計(jì)和使用長(zhǎng)度不足,就無(wú)法有效深入基層,也就不能發(fā)揮高質(zhì)量應(yīng)力作用。
3 建筑高層樁基承載力不足問(wèn)題的加固處理方案
3.1積極針對(duì)事故樁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。就案例所示工程而言,基坑已開(kāi)挖完成,并且墊層施工業(yè)已完成,因此需要積極在確保圍護(hù)支撐作用效果的前提下實(shí)施補(bǔ)樁加固方案。結(jié)合低應(yīng)變動(dòng)測(cè)結(jié)果,應(yīng)注意群樁承載力有不均等分布的情況,在補(bǔ)樁中要特別關(guān)注。而且補(bǔ)樁過(guò)程中,應(yīng)先向圓礫和淤泥層進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng),降低可能產(chǎn)生的過(guò)于明顯的沉降作用。同時(shí),應(yīng)盡可能加強(qiáng)底板基礎(chǔ)整體剛度來(lái)保持樁長(zhǎng)持力層單樁承載力。
3.2補(bǔ)打鉆孔灌注樁方案。對(duì)于建筑高層的樁基承載力不足的問(wèn)題,合理采取補(bǔ)打鉆孔灌注樁方案是必需的,要始終堅(jiān)持建筑物的可靠安全前提,掌握并發(fā)揮樁土體系力學(xué)性能,確保方案有必要的經(jīng)濟(jì)性,也有施工合理性,同時(shí)還具有一定的環(huán)保效應(yīng)。建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方和監(jiān)理方應(yīng)組織人員開(kāi)會(huì)商討補(bǔ)打鉆孔灌注樁并施加基礎(chǔ)厚底板的加固方案。為使補(bǔ)樁施工更加便利,且確保成孔質(zhì)量達(dá)標(biāo),鉆孔樁的補(bǔ)樁樁徑確定在500mm規(guī)格,樁端要確保進(jìn)入基巖或圓礫層,然后實(shí)施樁端后注漿工藝。選用合理的參數(shù)來(lái)確定鉆孔樁補(bǔ)樁設(shè)計(jì)指標(biāo)要點(diǎn),計(jì)算得到補(bǔ)樁數(shù),并完善補(bǔ)樁的平面分布。應(yīng)參照原有設(shè)計(jì)圖紙,新確定位置要避開(kāi)原有樁位設(shè)計(jì)點(diǎn),要在原圖紙中未作圍護(hù)支撐的區(qū)域補(bǔ)打鉆孔灌注樁??紤]到后期施工的筏板加厚,則需在原有基礎(chǔ)底板墊層下挖至原梁底標(biāo)高。
4 補(bǔ)打鉆孔灌注樁解決承載力不足問(wèn)題的試驗(yàn)結(jié)果分析
4.1靜載試驗(yàn)結(jié)果分析。本工程在補(bǔ)打所有鉆孔灌注樁后,選擇其中的三根單樁作為代表性組織靜載試驗(yàn)。其中1號(hào)樁位的樁徑500mm,樁長(zhǎng)26.7m,樁端的持力層可見(jiàn),為圓礫層。2號(hào)樁樁徑為500mm,樁長(zhǎng)28.5m,樁端的持力層可見(jiàn),為圓礫層。3號(hào)樁樁徑為500mm,樁長(zhǎng)33.6m,樁端的持力層可見(jiàn),為基巖。以砂包重物堆載法來(lái)實(shí)施靜載試驗(yàn),通過(guò)一定時(shí)長(zhǎng)的測(cè)試,三根補(bǔ)打鉆孔灌注樁的靜載試驗(yàn)結(jié)果均予以統(tǒng)計(jì)。其中1、2、3號(hào)樁位的鉆孔灌注樁均呈現(xiàn)出緩變型的荷載-位移曲線。當(dāng)整個(gè)樁體接受的最大荷載達(dá)到2590kN時(shí),1、2、3號(hào)樁位的鉆孔灌注樁沉降量分別達(dá)到14.2、13.3、15.6mm,且可得到三根補(bǔ)打鉆孔灌注樁的靜載試驗(yàn)的極限承載力應(yīng)在2590kN以上,可以得出,無(wú)論樁端處于圓礫層還是處于基巖,補(bǔ)打完成的鉆孔灌注樁極限承載力可以達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求,且沉降作用量也滿足補(bǔ)樁的設(shè)計(jì)要求。
4.2群樁基礎(chǔ)實(shí)測(cè)沉降結(jié)果分析。本工程在補(bǔ)打所有鉆孔灌注樁后,整棟大樓開(kāi)始整體施工。為進(jìn)一步探明建筑物施工時(shí)出現(xiàn)的沉降變化,可在建筑物周邊設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn),積極測(cè)量并記錄沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)收集建筑物頂層8個(gè)月后的沉降數(shù)據(jù),可有效繪制沉降等值線圖。通過(guò)必要的分析可知,結(jié)構(gòu)頂部實(shí)測(cè)沉降最大值達(dá)到15mm,最小值為10mm,因而滿足設(shè)計(jì)及使用需求。這也說(shuō)明,補(bǔ)打鉆孔灌注樁加基礎(chǔ)厚底板的樁基加固處理方案具有可行性,能夠確保承載力達(dá)標(biāo)且沉降變化進(jìn)一步衰弱。
結(jié)束語(yǔ)
很多建筑高層的樁基承載力不足,其樁身長(zhǎng)度不足是主要導(dǎo)致原因,而且往往在樁端集聚有過(guò)厚沉渣,使得單樁豎向抗壓極限承載力離散性較。通過(guò)采用補(bǔ)打鉆孔灌注樁加基礎(chǔ)厚底板的樁基加固補(bǔ)強(qiáng)處理方案,能夠確保承載力達(dá)標(biāo)且控制沉降變化進(jìn)一步衰弱。
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