［摘要］近年來(lái)，部分地區(qū)大量利用海灘地及大片深水塘地開(kāi)發(fā)建設(shè)，施工時(shí)為快省便捷未完全對(duì)下部土體進(jìn)行置換或者其他處理，僅進(jìn)行了填埋和場(chǎng)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(fù)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(fù)摩阻力的樁型設(shè)計(jì)案例，對(duì)同類建筑地坪加固有一定的參考指導(dǎo)價(jià)值。

    關(guān)鍵字：地坪加固，負(fù)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(mén)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(dú)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(kāi)裂等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響廠房的正常使用。后經(jīng)檢測(cè)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(qiáng)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(chǎng)地內(nèi)有一大片深水塘，該廠房場(chǎng)地內(nèi)地層中分部有深厚淤泥土，廠區(qū)設(shè)計(jì)和施工時(shí)并未完全對(duì)該深水塘下部土體進(jìn)行置換或其他處理，僅進(jìn)行了填埋和場(chǎng)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(qiáng)度低的特點(diǎn)，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(kāi)裂，而實(shí)際檢測(cè)結(jié)果表明，主廠房?jī)?nèi)地面沉陷明顯或嚴(yán)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?jī)?nèi)部地面作為倉(cāng)庫(kù)和車輛通道，使用荷載較重加速地面沉陷、開(kāi)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(duì)該沉陷地面進(jìn)行地坪加固處理。

    二、工程地質(zhì)條件

     場(chǎng)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(shí)，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(qiáng)度低，為不良地基。第4層，粉砂、細(xì)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(shí)，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(xì)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(xì)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(xì)砂巖及中砂巖，局部分布，承載力稍高。第9層，強(qiáng)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(xì)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(xì)砂巖，承載力高。

     三、地坪加固方案比選

     迄今為止，對(duì)于負(fù)摩阻力大小的計(jì)算仍沒(méi)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(huì)導(dǎo)致下臥層淤泥和粘性土的壓縮變形而對(duì)原樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力，不可采用。若采用高壓旋噴注漿通過(guò)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(huì)增大原樁基負(fù)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(guò)壓力注漿機(jī)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(shí)也產(chǎn)生較大負(fù)摩阻力，不可采用。若采用鉆孔鋼管樁或鉆孔灌注樁通過(guò)鉆機(jī)成孔，泥漿護(hù)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(jī)成孔時(shí)，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(fù)摩阻力或使原樁摩擦力降低可能破壞，成孔護(hù)壁時(shí)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(jìn)場(chǎng)地施工。

     四、地坪加固設(shè)計(jì)

     由于該建筑地下有較深厚的淤泥層，故綜合場(chǎng)地地質(zhì)情況分析采用擠土型群錨靜壓預(yù)制方樁進(jìn)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(jì)上地坪采用250mmX250mm預(yù)制方樁，其樁身混凝土強(qiáng)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(qiáng)度為C35，配筋為板面雙向Φ14@180，板底雙向Φ14@180，同時(shí)設(shè)置1250mm寬樁上板帶作為連續(xù)暗梁加強(qiáng)帶，配筋為板帶通長(zhǎng)板面筋為Φ20@200，通長(zhǎng)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(jì)成錐形，并采用群錨靜壓技術(shù)實(shí)施壓樁。

     考慮到負(fù)摩阻力只發(fā)生在中段和上段兩截樁體，故對(duì)中段和上段兩截樁設(shè)置消除負(fù)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(guò)其卡口與樁身的卡口相互抵觸。當(dāng)樁身相對(duì)于鋼板向下移動(dòng)時(shí)，樁身卡口抵住鋼板卡口，帶動(dòng)鋼板向下移動(dòng)；當(dāng)鋼板相對(duì)于樁身向下移動(dòng)時(shí)，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(kāi)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(jìn)行估計(jì)，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(qiáng)度必須滿足壓樁時(shí)樁身帶動(dòng)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(guò)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(kāi)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(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的。其優(yōu)點(diǎn)為：○1錨桿靜壓樁壓入過(guò)程對(duì)土體產(chǎn)生擠密作用故無(wú)負(fù)加沉降；○2錨桿靜壓樁可根據(jù)上部荷載計(jì)算所需要的單樁承載力，施工時(shí)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(jìn)行施工壓入，無(wú)需成孔所帶來(lái)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(jìn)行施工因此場(chǎng)地?zé)o泥漿排放，較干凈。

     由于錨桿靜壓樁必須通過(guò)錨桿和壓樁架相結(jié)合，通過(guò)結(jié)構(gòu)自重作為壓樁反力。本工程故根據(jù)實(shí)際情況僅采用地板無(wú)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(guò)堆載反壓來(lái)實(shí)現(xiàn)錨桿靜壓樁的壓樁反力。但堆載反壓反復(fù)運(yùn)輸造成人工費(fèi)用大量增加，且因堆載可能會(huì)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(huì)產(chǎn)生附加下沉，施工直接明確。其具體方法是：○1通過(guò)在結(jié)構(gòu)筏板上設(shè)置臨時(shí)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(qiáng)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(shí)施；○2通過(guò)隔行跳壓方式、結(jié)合二次反壓及多次反壓，形成帶有臨時(shí)抗拔的樁體來(lái)完成靜壓樁的實(shí)施。

     五、結(jié)語(yǔ)

     通過(guò)該廠房地坪加固的實(shí)例，介紹了深厚淤泥層地坪沉陷采用的一種消除負(fù)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(yàn)證。該加固改造設(shè)計(jì)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(xiàn)

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