［摘要］近年來，部分地區(qū)大量利用海灘地及大片深水塘地開發(fā)建設(shè)，施工時為快省便捷未完全對下部土體進行置換或者其他處理，僅進行了填埋和場地平整，易產(chǎn)生地面不均勻沉降，從而引出了穿透深厚淤泥層中樁的負摩阻力考慮。主要介紹一單層廠房地坪沉陷加固采用的消除負摩阻力的樁型設(shè)計案例，對同類建筑地坪加固有一定的參考指導(dǎo)價值。

    關(guān)鍵字：地坪加固，負摩阻力，地坪沉陷，深厚淤泥層

    一、工程概況

    佛山某廠房為單層輕鋼門式鋼架結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、旋挖樁及獨立基礎(chǔ)形式，建筑面積約40000平方米。自廠房投入使用后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)室內(nèi)地面普遍出現(xiàn)下沉、開裂等現(xiàn)象，嚴重影響廠房的正常使用。后經(jīng)檢測鑒定單位勘察分析可知，正常使用條件下，廠房主體結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的強度、整體穩(wěn)定、剛度及變形滿足規(guī)范要求。據(jù)地質(zhì)勘查資料，原場地內(nèi)有一大片深水塘，該廠房場地內(nèi)地層中分部有深厚淤泥土，廠區(qū)設(shè)計和施工時并未完全對該深水塘下部土體進行置換或其他處理，僅進行了填埋和場地平整，由于淤泥質(zhì)土屬于高壓縮性土層，具有觸變性高、強度低的特點，為不良地基土，易產(chǎn)生地面不均勻沉降，因此容易造成地面的沉陷和開裂，而實際檢測結(jié)果表明，主廠房內(nèi)地面沉陷明顯或嚴重區(qū)域基本分布在下面有深厚淤泥質(zhì)土的區(qū)域。另外由于廠房內(nèi)部地面作為倉庫和車輛通道，使用荷載較重加速地面沉陷、開裂。為滿足該地面正常使用及不影響原建筑主體結(jié)果，需對該沉陷地面進行地坪加固處理。

    二、工程地質(zhì)條件

     場地地基由人工填土（Qml）、第四系沖淤積層（Qal）、第四系殘積層（Qel）及古近系始新統(tǒng)華涌組（E2h）“紅層”碎屑巖組成，工程地質(zhì)綜合剖面共分10層，自上而下的巖性特征分述如下：第1層，人工填土（Qml）,層厚0.50~3.0m，平均1.56m，土層由粉質(zhì)粘土及風(fēng)化砂等回填而成，輕度壓實，均勻性差，承載力低。第2層，粉質(zhì)粘土，層厚0.60~10.30m,平均3.08m，土層由粉、粘粒組成，飽和，可塑~硬塑為主，局部軟塑，含沙粒，承載力不高。第3層，淤泥質(zhì)土，層厚0.90~12.10m，平均5.54m，土層呈灰黑色，手拈粘滑，飽和，流塑，局部夾沙粒層及腐植物，承載力極低，抗剪強度低，為不良地基。第4層，粉砂、細砂，層厚2.0~3.1m，平均2.74m，砂土層顆粒均勻，飽和，零星分布，中密為主，局部密實，含有粘性土及中粒砂，承載力低。第5層，粉質(zhì)粘土，層厚2.1~6.6m，平均4.14m，由粉、粘粒組成，飽和，可塑為主，局部軟塑或硬塑，局部含砂粒，承載力不高。第6層，中砂，層厚4.5~5.0m，平均4.75m，砂土層顆粒均勻，飽和，中密為主，局部稍密，含有較多粉細砂及粗粒砂，有一定承載力。第7層，殘積土，層厚1.0~9.1m，平均3.12m，按土性分為殘積粉質(zhì)粘土、殘積粉砂、細砂及殘積中砂、粗砂。局部分布，有一定的承載力。第8層，全風(fēng)化巖帶，層厚0.60~10.5m，平均3.66m，巖性為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細砂巖及中砂巖，局部分布，承載力稍高。第9層，強風(fēng)化巖帶，層厚2.0~27.8m，平均15.95m，巖性為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細砂巖、中砂巖及粗砂巖，層位穩(wěn)定，承載力較高，均可作預(yù)制樁基礎(chǔ)持力層。第10層，中風(fēng)化巖，層厚在6.1~17.8m，平均12.85m,巖性為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖及細砂巖，承載力高。

     三、地坪加固方案比選

     迄今為止，對于負摩阻力大小的計算仍沒有一種完善和可靠的方法，一般只能根據(jù)土質(zhì)情況估算。由于存在較深厚的淤泥層，若大面積回填置換土體會導(dǎo)致下臥層淤泥和粘性土的壓縮變形而對原樁側(cè)產(chǎn)生負摩阻力，不可采用。若采用高壓旋噴注漿通過鉆桿由水平方向的噴嘴噴出，形成噴射流，以此切割土體并與土體拌合形成水泥土加固體方案，則因需切割土體，使土體產(chǎn)生沉降，同樣會增大原樁基負摩阻力，可能造成二次沉降破壞，不可采用。若采用袖閥管注漿通過壓力注漿機把水泥漿或其混合漿液由鉆孔（袖閥管、鋅管）注入地層內(nèi)部的方案，則因漿液含水量較大，樁周欠固結(jié)回填土遇水軟化，固結(jié)時也產(chǎn)生較大負摩阻力，不可采用。若采用鉆孔鋼管樁或鉆孔灌注樁通過鉆機成孔，泥漿護壁后，放置鋼管，或下鋼筋籠澆筑砼，并將樁與新增結(jié)構(gòu)地板連結(jié)在一起，提高地基承載力從而控制地坪沉降，因鉆機成孔時，回填土和淤泥質(zhì)土易塌孔，縮徑，且導(dǎo)致樁周土松散，使原樁產(chǎn)生負摩阻力或使原樁摩擦力降低可能破壞，成孔護壁時產(chǎn)生大量泥漿，不可采用。若采用沖孔灌注樁或靜壓樁工藝形成擠土樁或半擠土樁，則受到建筑自身層高限制要求難以讓大型設(shè)備進場地施工。

     四、地坪加固設(shè)計

     由于該建筑地下有較深厚的淤泥層，故綜合場地地質(zhì)情況分析采用擠土型群錨靜壓預(yù)制方樁進行地坪加固。根據(jù)建設(shè)方要求地坪加固后使用活載為4噸每平方，設(shè)計上地坪采用250mmX250mm預(yù)制方樁，其樁身混凝土強度不低于C30，單樁承載力特征值375KN；300mm厚剛性結(jié)構(gòu)地板，砼強度為C35，配筋為板面雙向Φ14@180，板底雙向Φ14@180，同時設(shè)置1250mm寬樁上板帶作為連續(xù)暗梁加強帶，配筋為板帶通長板面筋為Φ20@200，通長板底筋為Φ14@180。樁按2.0~2.5米段接樁群錨靜壓入土。

     為了使得樁能打入足夠深度的巖層，樁尖設(shè)計成錐形，并采用群錨靜壓技術(shù)實施壓樁。

     考慮到負摩阻力只發(fā)生在中段和上段兩截樁體，故對中段和上段兩截樁設(shè)置消除負摩阻力裝置。該裝置由鋼板與瀝青隔離層構(gòu)成，樁體用鋼板包裹，鋼板與樁體之間設(shè)置3~5mm的氈油隔離層。鋼板下端加工成卡口狀，鋼板通過其卡口與樁身的卡口相互抵觸。當(dāng)樁身相對于鋼板向下移動時，樁身卡口抵住鋼板卡口，帶動鋼板向下移動；當(dāng)鋼板相對于樁身向下移動時，鋼板卡口便與樁身卡口脫離。若往后結(jié)構(gòu)板下部地層發(fā)生沉陷，則鋼板卡口與樁身卡口脫開而自由下沉。由于鋼板與樁之間涂有氈油隔離層，樁側(cè)的摩阻力即可得到消除。為了節(jié)省鋼板材料，每截樁上的鋼板可以分段設(shè)置，每段鋼板下端都有卡口與樁身上的預(yù)埋卡口相互抵觸。上、下兩段鋼板之間應(yīng)留有間隙，間隙的大小可按上、下兩段土層的平均沉降量之差進行估計，自上到下各段鋼板之間間隙因符合地層沉陷上大下小的規(guī)律。鋼板的厚度和卡口強度必須滿足壓樁時樁身帶動鋼板下沉所產(chǎn)生的拉力和剪力。

     本工程壓樁采用錨桿靜壓樁工藝，它是通過在基礎(chǔ)上設(shè)置錨桿固定壓樁架，用建筑物自重作為壓樁反力，用千斤頂將樁段從基礎(chǔ)預(yù)留或開鑿的壓樁孔內(nèi)逐段壓入土中，然后將樁與基礎(chǔ)連結(jié)在一起，從而達到提高地基承載力和控制沉降的目的。其優(yōu)點為：○1錨桿靜壓樁壓入過程對土體產(chǎn)生擠密作用故無負加沉降；○2錨桿靜壓樁可根據(jù)上部荷載計算所需要的單樁承載力，施工時由壓力表讀數(shù)控制故承載力直觀可靠；○3由于錨桿靜壓樁用預(yù)制好的砼樁或鋼管樁進行施工壓入，無需成孔所帶來的泥漿循環(huán)排放，可在同一車間內(nèi)不影響工廠生產(chǎn)進行施工因此場地?zé)o泥漿排放，較干凈。

     由于錨桿靜壓樁必須通過錨桿和壓樁架相結(jié)合，通過結(jié)構(gòu)自重作為壓樁反力。本工程故根據(jù)實際情況僅采用地板無法滿足施壓條件。若不采用群錨壓樁結(jié)構(gòu)專利技術(shù)，只能通過堆載反壓來實現(xiàn)錨桿靜壓樁的壓樁反力。但堆載反壓反復(fù)運輸造成人工費用大量增加，且因堆載可能會造成建筑物產(chǎn)生附加沉降，不宜使用。故此，群錨靜壓樁技術(shù)在本工程的錨桿靜壓樁施工中具有選擇的唯一性，且安全可靠不會產(chǎn)生附加下沉，施工直接明確。其具體方法是：○1通過在結(jié)構(gòu)筏板上設(shè)置臨時型鋼骨架壓樁體系，利用該體系和筏板結(jié)構(gòu)組成剛度較強的較大面積筏板體系從而提供滿足壓樁要求的自重反力，使錨桿靜壓樁得以順利實施；○2通過隔行跳壓方式、結(jié)合二次反壓及多次反壓，形成帶有臨時抗拔的樁體來完成靜壓樁的實施。

     五、結(jié)語

     通過該廠房地坪加固的實例，介紹了深厚淤泥層地坪沉陷采用的一種消除負摩擦阻力的群錨靜壓預(yù)制方樁施工工藝，其技術(shù)的可靠性和施工的可行性得到了驗證。該加固改造設(shè)計方法可行、有效，能很好地滿足業(yè)主的使用要求，可作為同類加固改造建筑的參考借鑒。

     參考文獻

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