建筑工程中的桩基沉降与施工控制措施探讨

　　关键词：建筑，桩基沉降，处理措施

　　地基基础是建筑物的根基，又属于地下隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质量，直接关系到建筑物的安危。据统计，世界各国建筑工程事故中，以地基基础工程事故居首位。而且一旦发生地基基础事故，因位于建筑物下方，补救非常困难，甚至造成灾难性的后果。因此，正确地认识地基基础不均匀沉降的危害，对预防和治理不均匀沉降有着重要的意义。

 

　　某建筑的主建筑占地空间为309m×125m的矩形地块，建筑的柱基采用桩承台基础，基桩为500mm的钻孔灌注桩，桩长32.6m，由于生产工艺对地面平整度要求较高，该建筑地面采取了无缝设计，地面板为连续的钢筋混凝土结构整板，结构层厚250mm，面层厚40mm，双层双向配筋。地面地基选用粉喷桩复合地基:粉喷桩桩径500mm，桩长15m，桩间距1.2m。在柱基承台部位，设计采用了搭接方式处理。该建筑交付使用的第三年经过我单位的勘察监测，发现地面和结构均发生不均匀沉降的现象。

 

　　本建筑原来设计采用了粉喷桩复合地基对地面地基进行了加固处理。粉喷桩复合地基承载力提高的主要因素，取决于粉喷桩桩体水泥土的质量和置换率。但是由于饱和软土的塑性指数较高，用搅拌机械进行强制搅拌时，不易搅碎，很难和水泥粉均匀混合形成满足要求的水泥土。同时，在实际施工中，粉喷桩的成桩质量受人为因素的影响很大。现场施工人员不严格按施工规程进行操作，如施工时喷粉过少，不仅不会使地基土得到加固，反而扰动了原状土，降低了地基承载力。从现场调查结果也可以看出，该工程中粉喷桩复合地基没有达到设计的要求。

　　该建筑建筑主体结构的沉降主要是指柱基的沉降，柱基沉降由桩端持力层和下卧层的沉降两部分组成。但是从柱基沉降的现状看，柱基的沉降以及差异沉降超过了设计计算值。造成这种现象的主要原因是地面板的沉降量大于柱基的沉降量，而地面板与承台的连接采用搭接方式，使得地面板的沉降在承台处受到限制。当地面板的沉降超过一定的限度后，就会把地面的一部分荷载施加给柱基，加剧柱基的沉降，当柱基自身荷载加上地面荷载大于柱基所能承受的极限承载力时，会导致主体结构的破坏。而建筑地面实际对每根柱基施加的荷载并不一致，这样就造成主体结构的不均匀沉降。

 

　　3.1 主要施工技术工艺

　　经过多方面的查阅研究资料，对该建筑的沉降做出了使用TSC桩成桩的施工技术来进行处理，为了验证TSC桩成桩工艺在主建筑地基土中成桩的可行性和成桩质量的可靠性，我们在建筑内选定了一块空闲场地进行了TSC桩的成桩试验，试验桩数5根。经过试桩检测发现，效果完全满足预想的加固设计，所以经过多方协定后决定使用该方法对该多层建筑的基础进行处理，主要施工技术工艺如下。

　　（1）地面板开孔

　　桩位测放后，用金刚石钻进在地面板开孔，钻头选用150mm的金刚石钻头，钻进深度大于地面板的厚度(290mm)。

　　（2）旋喷钻头钻进

　　地面板开孔完成后，将工程钻机就位，安装旋喷钻头，启动高压注浆泵开始钻进。为使钻进顺利进尺，确保钻进效率，钻进进尺应和注浆泵的泵压和泵量相匹配。现场试验结果，当泵压(5-10MPa)、泵量(120-150L/min)时，钻进效率较高。旋喷钻进深度达到要求后，停钻准备压灌粉煤灰砂浆。

　　（3）压灌粉煤灰砂浆成桩

　　钻孔达到设计深度后，用循环液清孔，并检测孔径和孔底沉渣是否满足要求。提出钻杆换上注浆钻头放入孔底，自下而上压灌粉煤灰砂浆成桩。为保证成桩的完整性，钻杆的提升速度应水泥砂浆的泵送量相适应，以保持注浆钻头在浆液面lm以下。结合现场试验结果，室内确定的砂浆配比能够满足泵送要求，具体的工艺参数为：泵压≤2MPa，泵量≥150L/min，钻杆提升速度≤lm/min。

　　（4）TSC桩与地面板的连接

　　相关研究资料表明，当托换桩与地面板形成刚性连接时，能够获得较好的托换效果。因此，要使地面荷载通过TSC桩传到地面下较好的土层，必须让地面板和桩头形成很好的连接。TSC桩成桩后，在桩内放入一根127mm的无缝钢管，使TSC桩板地面板形成刚胜连接。为了避免后续抬升注浆对TSC桩产生影响，TSC桩头与地面板的连接选择在抬升注浆结束以后。

　　3.2 地面抬升试验

　　（1）地面抬升平整度控制标准

　　地面板面积较大，柱与柱之间高程不一致，很难制定整体平整度控制标准。为此，我们根据现场实际情况，制定了以下平整度控制标准，以便指导施工作业。

　　为确保地面抬升的均匀性，根据建筑平面布置图将地面划分为112个抬升地块，每个地块范围为18×150；每地块承台处现地面标高程为地面平整度测量的基本依据，即将承台处现地面高程视为不变高程；四角承台现地面高程的平均值为抬升基准；每地块内最终高程差异不大于±20mm；对差异沉降较大的相邻承台，连续地块实现平滑过渡，抬升基准以相邻承台地面之间的连线为基准，地块内各点以两侧承台连线形成的连线为基准。

　　（2）注浆孔的布设及要求

　　为减少对混凝土地面的破坏，注浆孔布设时应避开地面板45°线，而且孔的直径应尽可能的小，现场采用的钻孔直径为63mm。现场试验时，根据设备、堆载以及生产情况，对注浆孔的布设进行了相应调整。

　　（3）抬升注浆修复过程中的抬升观测

　　在注浆抬升的过程中为随时准确地反馈地面变形值，采用量程为50mm的百分表进行观测，并随时提供抬升数据，当抬升量达到设计抬升高度时，停止注浆。注浆同时，应对注浆区附近货架及设备基础进行观测，发现异应立即停止注浆并进行及时处理。抬升注浆结束，待浆液完全凝固后，再次进行地面高程测量，检查各地块的平整度是否在控制范围内。

 

　　通过对加固处理后的桩基进行检测完毕，并对原基础的承台进行了加固处理，同时对各承台进行了沉降观测，通过一年的间断观测，我们得出的结果为基础承台的最大沉降量2.5mm，一般在1.0-2.0mm，其加固效果大大超过了设计的期望值。通过对本工程加固处理，为今后处理类似工程提供了很好的经验。

 

[1]高淑芹，徐永胜.桩基不均匀沉降治理的工程实践.工程建设与设计,2006,(2).

[2]宋功河，王永祥，朱金生.桩基不均匀沉降治理的工程实践.华东交通大学学报,2005,(4).

[3]李朝晖.桩基沉降的研究现状.中小企业管理与科技,2008,(1).