魯國鵬謝桂恒

1云南省未成年犯管教所（650304）2中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司（650000）

淺談某填方地基的加固設(shè)計(jì)

魯國鵬1謝桂恒2

1云南省未成年犯管教所（650304）2中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司（650000）

對某填方地基上的開裂建筑物的變形原因進(jìn)行分析，得到樁基負(fù)摩阻力是引起建筑物變形開裂的主要原因。通過比較選擇了合理的地基加固方案，采用高壓旋噴樁和樹根樁加固地基，采用擋土墻維持坡體穩(wěn)定，并介紹了詳細(xì)的方案設(shè)計(jì)。

填方；地基加固；旋噴樁

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建設(shè)用地的需求越來越大，挖填方場地的建設(shè)越來越多。此類地基由于未在自重應(yīng)力下充分固結(jié)，故而地基強(qiáng)度低，沉降量大。要使得場地滿足工程建設(shè)的要求，必須進(jìn)行地基加固處理。如果未經(jīng)過加固處理或者處理不到位，往往會由于地基沉降過大或者承載力不足，使建筑物產(chǎn)生變形、開裂，進(jìn)而影響建筑物的質(zhì)量和安全。

1 工程概況

本工程為云南省未成年犯管教所整體遷建項(xiàng)目。建筑場地地形以大面積挖方、填方形成。填方完成后未經(jīng)自然沉降處理。主體工程及配套工程于2012年8月基本完工。監(jiān)區(qū)圍墻采用人工挖孔灌注樁，樁徑0.9 m，有效樁長≥6 m，樁距6 m，地梁截面0.5 m×0.7 m。監(jiān)區(qū)圍墻為50 cm厚，磚砌體墻高5.65 m，圍墻上部有壓頂梁。2013年4月發(fā)現(xiàn)監(jiān)區(qū)南側(cè)2#監(jiān)獄圍墻出現(xiàn)變形、裂縫，2014年3月變形、裂縫態(tài)勢加重,最大沉降變形達(dá)到15.2 mm，水平變形達(dá)到了18.3 mm，墻體及地梁多處出現(xiàn)變形縫。位于監(jiān)區(qū)內(nèi)外的部分道路也開始出現(xiàn)變形，尤其是監(jiān)區(qū)外道路最大裂縫達(dá)到5 cm。監(jiān)區(qū)的圍墻和道路開裂如圖1所示。

圖1 監(jiān)區(qū)圍墻和道路裂隙

2 監(jiān)測結(jié)果及不均勻沉降原因分析

2.1 土層分布情況

勘察報(bào)告提供的地基土體的分層情況如下:①人工填土，主要由黃、褐紅色黏性土及磷礦、碎石等組成，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均，層厚0.0～18.5 m。②褐紅色黏土，硬塑（局部可塑）狀態(tài)，層厚0.5～6.6 m，孔隙比e平均值為0.89，壓縮系數(shù)a1-2平均值0.39 MPa-1，具中壓縮性。③黏土及粉質(zhì)黏土，單層厚1.0 ～21.3 m，孔隙比e平均值為0.87，壓縮系數(shù)a1-2平均值0.25 MPa-1，屬中等壓縮性土。④泥巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化，巖芯呈土狀，揭露厚度1.1～16.3 m，低壓縮性，層位連續(xù)，場地內(nèi)均有分布。

2.2 監(jiān)測結(jié)果

委托有資質(zhì)的單位從2013年11月21日開始到2014年3月，對監(jiān)區(qū)西南側(cè)圍墻、圍墻道路、監(jiān)區(qū)內(nèi)建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測。

在監(jiān)測期間，監(jiān)區(qū)南側(cè)圍墻墻體存在一定傾斜變形，變形未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，最大傾斜率2.6‰。

監(jiān)區(qū)圍墻西南側(cè)外道路最大累計(jì)沉降量為61.10 mm，指標(biāo)超出國家規(guī)范允許值。

監(jiān)區(qū)西南側(cè)圍墻基礎(chǔ)沉降指標(biāo)非常接近國家規(guī)范警戒值（1 mm/d）。水平位移量最大點(diǎn)日均位移量為1.663 5 mm/d,累計(jì)沉降量最大達(dá)到15.20 mm，且有變大趨勢。

2.3 原因分析

圍墻地基屬于填土地基，地基土層尚未完成自重固結(jié)，樁基設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮負(fù)摩阻力的影響，設(shè)計(jì)時(shí)選用的樁基負(fù)摩阻力值過小，導(dǎo)致樁基礎(chǔ)不能滿足圍墻承載力的要求。

場地南側(cè)道路變形開裂嚴(yán)重，主要原因是由于場地內(nèi)填土的不均勻性，導(dǎo)致沉降不均勻，且該路段位于填方邊坡坡頂,路的南側(cè)為邊坡臨空面，故該路段沉降變形和側(cè)向變形均非常明顯。

3 加固方案選擇

3.1 道路沉降處理方案

工程區(qū)南圍墻路段變形開裂最嚴(yán)重，有向坡外的側(cè)向位移明顯，且該路段南側(cè)的填方邊坡坡腳處無支擋結(jié)構(gòu)，根據(jù)變形監(jiān)測成果，該路基的變形尚未穩(wěn)定。根據(jù)本工程特點(diǎn)及以往工程經(jīng)驗(yàn)，在道路變形部位設(shè)置高噴樁提高地基承載力值控制沉降，并采用深層排水孔排除地下水，提高路堤巖土體強(qiáng)度，提高整體穩(wěn)定性。

道路南側(cè)的填方邊坡穩(wěn)定性較差，通常采用擋土墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索及排水等措施對邊坡進(jìn)行加固處理。采用抗滑樁作為支擋措施由于造價(jià)過高、施工難度大、存在安全隱患、住建局發(fā)文限制施工等因素固不予考慮。預(yù)應(yīng)力錨索對邊坡加固效果較差,施加預(yù)應(yīng)力后填土蠕變會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力失效，且造價(jià)過，也不宜采用。綜合考慮，決定在坡腳處采用漿砌石擋墻進(jìn)行支擋。漿砌石擋墻施工簡單，造價(jià)較低。

3.2 圍墻變形處理方案

圍墻變形開裂較大的地段填土一般較厚，若采用樁基處理，需將樁端持力層設(shè)置在強(qiáng)風(fēng)化基巖內(nèi)。據(jù)鉆探，5#～7#崗?fù)ぶg的地段強(qiáng)風(fēng)化泥巖埋深較大，為25～35 m。若采用人工挖孔樁處理，則施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，投資大；若采用機(jī)械成樁，樁基設(shè)備自重較大，可能由于地面荷載大，施工時(shí)震動等，導(dǎo)致產(chǎn)生新的變形，影響圍墻安全。

根據(jù)勘探結(jié)果，地基土為黏性土，采用高壓旋噴樁成樁較容易，能夠在圍墻下部及現(xiàn)有樁基周圍形成水泥土墻，有效減少樁周負(fù)摩阻力并形成復(fù)合地基，提高承載力，減少變形。此外，該工藝施工設(shè)備較小，對原有構(gòu)筑物不會造成較大影響。故采用高壓旋噴樁進(jìn)行2#圍墻地基加固處理。

3.3 房屋建筑開裂處理方案

對于建筑物不均勻沉降通常采用的處理方法是灌漿法、樹根樁法、加大承臺法、高噴法、深攪法。灌漿法主要用于處理沙土等孔隙率較大的地基，未管所地基土為黏性土,采用灌漿法可灌性較差，有可能因灌漿壓力控制不當(dāng)產(chǎn)生地面抬動，對建筑物產(chǎn)生新的破壞。樹根樁由于在室內(nèi)施工，層高有限，鋼筋籠放入孔內(nèi)難度大，樁太細(xì)等，也不宜采用。加大承臺法，只會增大附加荷載，不能從根本上解決負(fù)摩阻力問題，也不宜采用。

高噴法、深攪法能起到加固地基，減少負(fù)摩阻力的作用，但深攪設(shè)備較大，不能進(jìn)入屋內(nèi)。與本工程其他部位的施工工法統(tǒng)一考慮，采用高噴法即方便施工又能夠很好地消除負(fù)摩阻力，故采用高噴法對建筑物地基進(jìn)行加固處理。

4 加固方案設(shè)計(jì)

4.1 道路沉降地基處理

針對道路變形區(qū)，采用高壓旋噴樁進(jìn)行地基加固處理，以提高路基的承載力，減少變形。旋噴樁樁徑Φ0.5 m，樁間距1.5 m，梅花形布置，旋噴樁應(yīng)進(jìn)入黏土層不小于2 m，樁長10～18 m。

道路下部回填邊坡坡腳設(shè)置一道折線式M7.5漿砌石擋土墻，以提高路基邊坡的穩(wěn)定性。擋土墻墻高3.0 m，基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置在非回填的地基土上，地基承載力不低于150 kPa,基礎(chǔ)埋置深度不低于0.8 m。擋土墻每間隔15 m設(shè)置一道沉降縫，縫寬20～30 mm，填塞瀝青麻筋或?yàn)r青木板，塞入深度不小于200 mm。擋土墻后回填碎石土必須夯實(shí)，密實(shí)度不低于85%。

擋土墻墻頂以上4 m邊坡坡面設(shè)置一道塑料排水盲溝管，外包土工布，排水管間距4 m，長度15 m，向外傾角10°。

4.2 圍墻地基處理

圍墻基礎(chǔ)內(nèi)外各設(shè)置2排高壓旋噴樁，距離圍墻基礎(chǔ)0.5 m,高壓旋噴樁樁徑0.5 m,樁間距1.1 m，梅花形布置，旋噴樁應(yīng)進(jìn)入③層黏土層不小于2 m，樁長根據(jù)填土厚度確定為7～20 m。

圍墻下間隔3 m設(shè)置樹根樁,樁徑0.15 m,樁長20 m，與豎向夾角7°,樁內(nèi)插入3根Φ25二級鋼筋。樹根樁注漿體強(qiáng)度不小于M20。

樁頂鋪設(shè)厚度150 mm，級配碎石褥墊層，褥墊層的鋪設(shè)寬度應(yīng)大于基礎(chǔ)外邊線200 mm。由于現(xiàn)有圍墻地梁大部分出現(xiàn)了變形裂縫，局部出現(xiàn)了貫通裂縫，結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)受損。在高壓旋噴樁和樹根樁樁頂設(shè)置C30鋼筋混凝土板,厚度0.5 m,寬度3.9 m，混凝土板設(shè)置在圍墻地梁下部。

4.3 房屋建筑處理措施

現(xiàn)場變形相對較為嚴(yán)重的建筑物為(R棟)監(jiān)區(qū)教學(xué)樓、(L棟)未成年男犯習(xí)藝樓。在變形部位樁基周圍設(shè)置一圈高壓旋噴樁，旋噴樁樁徑0.5 m，樁間距1.65 m，(R棟)樁長為27 m，(L棟)樁長為10 m。

5 結(jié)論

1）修建在欠固結(jié)填土地基上的建筑物需充分考慮樁基負(fù)摩阻力的影響,仔細(xì)論證設(shè)計(jì)參數(shù)，復(fù)核樁基承載力，以保證建筑物的安全性和可靠性。

2）對于已發(fā)生變形損壞的建筑物，需要合理選擇地基加固方案，使得加固措施既滿足加固要求，又經(jīng)濟(jì)可行。

[1]朱彥鵬,曾春飛,黃麗華.濕陷性黃土地區(qū)某框架房屋地基加固設(shè)計(jì)研究[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào),2014,(4).

[2]JGJ 94-2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3]李春亮,程維紅.某廠房不均勻地基沉降原因分析及加固方案探討[J].科技資訊,2013,(23).