1、基本设计情况

 

　　珠海市乾务赤坎大联围应急项目是珠海市西部较大的一个联围，该联围建设工期长，水工建筑物多，所建水工建筑物均地处软土地基上，本次所涉及的建筑物为一个水闸的附属管理房，具体情况为：

 

　　该水闸管理房共两层，设计建筑面积111.3m2，采用30cm厚C30钢筋混凝土整底板基础，钢筋网间隔φ14＠15cm。根据地质钻孔资料，管理房基础在原淤泥层上部填土2.5m，原淤泥层厚度约21m左右，淤泥层下为砂质粘土层。由于本房屋总重量不大，可以该层作为持力层。另据周边居民反映，该管理房一角20余年前为一个涵窦。

 

　　原管理房基础布置有6m长、稍径8cm松木桩，间排距0.5m，整底板下敷50cm石渣和50cm中粗砂。

 

　　2、现场沉降观测情况分析

 

　　根据现场提供“房屋单位工程沉陷观测记录”表格，管理房自建成后，一直存在较大沉降。经分析，该处发生的沉降量由两部分组成：其一、由原摩擦桩（杉木桩）桩尖向下卧软土层中刺入所引起的，由于地层分布不均，刺入有深有浅，因而发生不均匀沉降，另外，由于上部土体填筑时采用的是经晒干后的开挖料，土体填筑时部分水分未能彻底排干，土体存在着一定的流塑性，从而总沉降量超出原设计值。其三、根据该管理房所处位置分析，管理房坐落在距离防洪堤坡脚较近处，上部管理房建成后，下部淤泥受压流动，但正前方为旧防洪堤，多年来长期受挤压后下部淤泥固结度远远好于堤后平台，从而形成管理房后部沉降远大于前（正门）侧的情况，其四、由于多年前该管理房所处基础一侧下部为一个较小的涵窦，拆除复堤时未能拆除旧涵底板，导致管理房其中一角沉降远小于另外三个角。

 

　　3、纠偏方法

 

　　根据沉降观测记录，可采用以下各种方案进行基础加固及纠偏以供比较。

 

　　方案一：

 

　　高压喷射注浆可有两种措施（室外施工与室内施工）

 

　　A、在室内底板上凿D≥12cm的孔，凿孔后采用旋喷桩钻杆从钻孔处下钻成桩，选用φ60cm旋喷桩，成桩总长约24m成桩至桩顶时采用停留旋喷的方法，将周边土体挤压并形成一定的砼壁，经约20天左右的时间凝固后，将高压旋喷桩钻头再次深入沉降较低处的底板成孔内，将钻杆与底板边缘采用橡胶密封，采用高压泵向下部加压喷浆（无需旋转钻杆），此时需控制压力及观测管理房上升情况，当管理房上升至基本校正后停止喷浆，待下部砼凝固后撤出钻杆并施工其他各孔，其他各孔视情况而定喷浆时酌情加压。该方案的优点是加固效果最好，但在加压技术上存在一定难度，对加压压力及二次加压时钻杆与底板间密闭性要求较高，一旦控制不好，容易导致管理房提升过剩等情况发生。另外该方法需在建筑物内部施工，若入口较小，往往需要拆卸机械进入后再次拼装。，同时由于该机器有3.5m的高度，要求建筑物内部净高至少要大于4m。以本工程为例，高压旋喷桩单桩可承载力采用以下两个公式进行复核。

 

　　（1）（2）

 

　　μp为桩的周长；qsi为桩周第i层土的侧阻力特征值；li为第i层涂的厚度；qp为桩端土承载力特征值；Ap为桩的截面积；η为桩身强度折减系数；fcu为桩身材料立方体抗压强度，从以上两个计算公式中取小值得到单桩竖向承载力，经计算，单桩竖向承载力Ra为498KN，总桩数为9根，则桩体承载力为498*9=4482KN＞房体总重3000KN*安全系数1.2。由于原填筑土体较差，本处不考虑作为复合地基的土体承载力即可满足安全需要。

 

　　B、由于以上施工方法受相当多的施工条件限制，从而可以考虑采用室外施工高压旋喷桩的方法，施工高压喷射注浆时必须在室外施工，采用高压喷射注浆中的摆喷法，对于本项目考虑采用R=60cm，旋转角45°的旋喷桩，施工需桩10根，该方案操作相对简单，且施工影响小，但不足之处是施工造价较高，施工桩体质量难以控制，该方案由于采用摆喷法，对下层图层的均匀性有一定要求，对施工机械扰动基础下部的土体会不会对管理房的加速沉降存在一定的不确定性。切该方案只能对现有基础进行加固，不能进行纠偏。现对该方案进行简单复核；本方案的单桩承载力用前述方案中的同等方法计算，可以得出Ra为91KN，该方案的桩体总承载力为91*10=910KN，另外，桩体总承载力远远小于仅靠桩体无法承载，由于本处已经出现了较大沉降，对土体的承载力期望值不宜太高，因此可看出，摆喷法虽然施工程序简单，但只能起到一定的加固作用，对于已经出现了沉降较大的建筑物进行加固安全性不高

 

　　方案二：

 

　　考虑到本地区的淤泥层较厚，结合当地施工经验，认为采用预制方桩结合承台固脚处理的方案较为可行，具体方案如下：

 

　　1）加固原理

 

　　由于管理房下部淤泥层较厚，可考虑采用摩擦桩加固（锚杆静压桩）。根据当前观测值可看出，由于当前管理房一个角沉降量远小于其他三个角，因为本次采用预制方桩压桩时采用两种方法互相控制的方法。

 

　　经计算，本次设计共处理的支撑桩共7个点，房体总重量为约300t，按照支点均布荷载计算，每处方桩承重约为30t，即压桩力＞300KN。压桩施工控制标准为；用桩长与桩压力两个指标来控制，采用缓慢压桩法，当压桩力达到300KN时且桩长达到24m，应停止加压并对桩体进行观测一周，若仍有较大沉降，则应继续接桩下打，直至桩体在该压力下基本无沉降为止。另外强调两点：1、压桩时压桩力必须保证300KN左右，不宜过大或过小。2、根据观测资料结果可推测出，梁B处基础承载力较其他各点可能更差，故该处所需的方桩可能略长于其他各处，切记桩体施工完成后应观测一周方可进行下一步施工。

 

　　2）施工方法

 

　　按照图示位置，打入25cm*25cm方桩7根，单桩长约24m。

 

　　采用2m一节方桩打入，接点处采用“焊接桩”方法。

 

　　按照图示位置，浇筑压桩梁3条，压桩梁要紧贴原底板，并将压桩梁的上层钢筋与原底板的下层钢筋适当焊接，同时在梁上预留压桩孔及预埋好压桩螺杆。

 

　　压桩完成后，在压桩梁的正下方约30cm的位置，在桩顶上浇筑顶升梁，用作放置顶升用的千斤顶。

 

　　顶升至基本扶正楼房后在压桩梁与顶升梁之间用实木顶实，再灌注砼浇筑密实。灌注砼时，应注意尽量保证砼密实，且为保证砼强度，浇筑砼时将千斤顶浇入基础下部。

 

　　本方案投资相对较少，加固效果明显且施工期可根据观测资料调整，对加固效果易于控制。

 

　　通过对以上各种方法处理进行难度，可控性及效果投资进行分析如下表：

 

　　桩型及施工方法 适用范围及优劣对比 作用 投资 效果及

 

　　质量可控性

 

　　高压旋喷桩 360°旋喷 室内施工，对施工空间有一定要求，对建筑物底板略有损害，施工进度慢，施工难度大。对地层均匀性有一定要求 可加固基础及纠偏 小 效果好，质量稍难以控制

 

　　 45°摆喷 室外施工，基本不受建筑物本身影响，不损害建筑物结构，施工速度快，施工难度小，对地层均匀性有一定要求 可加固基础，无法纠偏 大 效果一般，质量不易控制

 

　　预制管（方）桩结合千斤顶 静压桩 室外施工，无振动，对建筑物损伤小，施工难度小，对地层均匀性无要求 可加固基础及纠偏 中 效果好，质量易于控制

 

　　 锤击桩 室外施工，振动较大，对周边建筑物地层及建筑物结构略有影响，适合底板较厚的建筑物，施工速度较快，施工难度小，对地层均匀性无要求 可加固基础及纠偏 中

 

　　从本方案实例来看，采用预制方桩结合千斤顶、承台的方式较为适宜可行。

 

　　结论：根据对高压旋喷桩及管桩结合千斤顶、承台的型式对本工程进行加固方案可以看出，各种方式各有优劣，其中高压旋喷桩的45°摆喷法较易于施工，且适合较小的建筑物加固，但若要达到加固效果，成本较高；而内部底板钻孔进行高压旋喷桩加固，能起到很好的支撑效果，基本无需担心加固效果，但要求建筑物内部有一定空间；至于预制管（方）桩结合承台、千斤顶进行处理，可以做到既保证既纠偏成功又可形成基础承载力，但该方案是纠偏后底板与原基础之间容易形成空隙，难以填满砼浆，适合无重型荷载的建筑物。总而言之，以上三种方法在实际施工过程中对小型建筑物的基础加固纠偏，都有这较好的作用，但对于中型或大型建筑物则应视情况而定。

 

　　参考文献；《实用桩基工程手册》北京：中国建筑工业出版社，1999；

 

　　《上海市工程建设规范.地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）；

 

　　《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）北京：中国建筑工业出版社，2008；

 

　　《建筑地基处理技术规范》----JGJ79_2002

 

　　《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T5200--2004