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关于工业厂房地基加固技术方案探析

2015-07-14 169 0

工业厂房的地基承载着整个厂房建筑的绝大多数荷载，与一般建筑地基不同的是，工业厂房在地基施工过程中，需要对地基基础进行处理、加固，其施工技术水平以及施工质量直接影响着工业厂房工程质量以及整体功能的实现。因此，做好工业厂房地基基础的施工和加固，有利于工业生产的平稳运行，能够提高生产效率，保证生产安全，在社会发展中具有重要意义。
　　1 工业厂房地基加固技术概述
　　随着科学技术的日益发展，地基处理技术在不断地进步。对于地基的处理方法也有很多种，工程施工人员应该根据不同的工程，设计出最适合的地基处理方案。目前，对于已建建筑基础加固的方法常用的有灌浆加固和静力压桩加固两种。本文就工业厂房地基加固技术进行分析和探究，以了解它们分别适用的地质条件，减少工程投入，提高施工质量。
　　1.1 灌浆加固技术
　　灌浆加固通常是在土层结构不受破坏的情况下，由压力作用将灌浆材料加注到土层中，使灌注材料与土层发生一定的化学物理反应，来改变土层结构加强土层强度的方法。灌浆施工技术的要点是灌注材料的粘稠程度从小到大，采用较大的压力且用分节灌浆的方法，以保证施工质量。
　　1.2 静力压桩加固技术
　　静力压桩加固是合理地利用建筑物的重力、以及静力压桩机自重作为反力，通过液压机将预制桩分节压入土层的一种沉桩技术，它主要适用于软土地基或者是覆土不厚的岩溶地区。在一般情况下，静力压桩主要是通过破坏土层结构，降低桩基范围内约一倍的范围土层抗剪强度，重塑土体的过程。并且在沉桩过程中施工不宜停顿，一旦停顿就会造成桩基周围土层发生径向固结现象，使得土体密实度增加，施工困难。实践表明，在液压设备或者油压设备的设计负载压力小于运作压力且满足工程计划桩长时，应该及时进行终桩作业，以免损坏桩或者压力设备。在终桩操作结束后，还要焊接压入桩的钢筋和原基础钢筋，并现场浇筑混凝土承台以保证施工质量。
　　1.3 振动沉桩加固技术
　　在振动沉桩施工中，首先要将振动设备置于桩的上方，之后开启振动设备使桩底发生振动，在振动的作用下，桩底能够搅动土粒，使土粒出现位移，进而降低桩与土粒之间的摩擦力，使桩深入土中。该技术在黄土、粘土、软土地区都可使用，并且设备简单，运输方便，工作效率较高，只需单一设备即可完成施工。
　　2 工业厂房地基加固技术实例分析
　　2.1 项目概述
　　某工业厂房，占地面积为800m2，框架结构，长度和宽度分别为55m和15m，共计4 层，桩基础为人工挖孔桩，厂房所在区域地址条件比较复杂，厂房东段存在一层7-9米厚的流塑状淤泥，因此部分地段无法实施挖孔桩，采用条形基础下砂垫层施工方案，然而在厂房西段区域，由于淤泥层厚度只有1-2米，因此已经完成了16条桩柱的浇注施工，综上所述，在该厂房在使用过程中发生了不均匀沉降，致使厂房结构发生了严重的剪切及拉裂破坏，对生产活动造成了很大威胁。因此，需要对工业厂房地基基础进行加固。
　　2.2 沉降原因分析
　　在该厂房工程中，发现沉降问题后详细研究沉降原因，通过探查和研究得出，导致该厂房发生沉降的原因主要有地质因素以及结构因素。
　　（1）地质因素。根据钻探结果可知，该厂房工程处于山坡冲沟的地带，该区域地下水较为丰富，水位埋深0.3 米左右，软件分布非常不均匀，层厚自东向西逐渐递减，因此引起了厂房的不均匀沉降。
　　（2）结构因素。前文工程介绍中已经提及，在该厂房工程中同时运用了2种基础形式，厂房西段地质条件相对较好，采用人工挖孔桩基础，厂房东段地质条件差，采用条形基础下砂垫层，由于西段桩基础的桩端支承于坚硬的残积土中，因此经过推算可知，桩基础最终下沉量为1.44毫米左右，而东段垫层厚度在1.0米左右，没有实施压密处理，因此经过推算得出，东段基础仍然有200毫米左右的沉降量，东段基础的刚度无法起到调节沉降的作用，这也是导致厂房沉降的主要原因。
　　2.3 加固措施
　　前文中介绍了4种工业厂房地基基础施工技术，分别为：灌浆技术、静力压桩技术、振动沉桩技术和强夯法技术，在该厂房工程中，为了对地基基础进行加固处理，主要采用了压力灌浆加固技术方案以及静力压桩加固技术方案。
　　2.3.1 压力灌浆加固技术
　　该厂房工程压力灌浆加固施工采用如下工艺流程：（1）制浆；（2）成孔下管；（3）液压注浆；（4）割裂；（5）充填及挤压；（6）固结。在实际施工过程中，深孔底部进入残积土层，各柱位的四周均布置4个孔，孔距均在 1.5-1.9米范围内，加固深度在4.0-10.5米范围内，注浆施工遵循多量、慢灌、低压的原则。此外在该厂房工程中，对于软土较厚的孔段，为了进一步提高注浆加固的效果，还实施重复注浆，首次注浆过程中，形成不规则帷幕，之后再冲洗灌浆孔，实施重复灌浆，进而增强浆液填充效果。
　　在实施压力灌浆加固处理之前，施工期间建设单位自测结果现实，该厂房最大沉降为80 毫米，在厂房投入使用期间测得最大沉降为15毫米，可见该厂房最大沉降已经达到了100毫米。采取压力灌浆加固方案之后，灌浆施工引起地基应力释放，致使沉降有所增加，灌浆后期柱基沉降逐渐缓解，然而后期下沉问题最终没能解决，因此进一步采取静力压桩加固技术方案。
　　2.3.2 静力压桩加固技术
　　在采取静力压桩加固措施之前，要首先设置技术参数，本工程中，单桩承载力550-900kN，最大压力为 1000kN，预制方桩250毫米×250毫米，压桩速度2cm/s，砼强度C30，受力轴线及压桩桩位允许偏位100毫米，接桩处桩轴线倾斜度小于1% 。
　　在实际施工中，首先开挖压桩基坑，通过反力钢夹提供反力，使用压桩机进行压桩，各承台的静压桩全部施工完成之后，将原承台与预制桩结为一体，施工过程中采用水准仪进行监测，控制柱的升降量为±1毫米。另外在施工过程中，发现该厂房所在区域地下水十分丰富，因此在地下作业之前需要采用抽水泵实施抽水，在抽水过程中采用水准仪进行监测，得知沉降速度加快，因而终止抽水作业，之后通过研讨了解到，抽水作业之前必须要对该柱采取卸荷措施，防止产生附加沉降，因此施工人员通过卸荷装置将柱上的荷载传递给周围土体。
　　在该厂房工程中，通过沉降观测来检验加固效果，沉降值的质量指标如下：施工过程中柱位沉降值不超过10毫米，施工完成后沉降值不超过每月2毫米，满足上述标准即为加固合格，竣工后33天实施观测，最大沉降值为-1.7毫米，符合质量指标。
　　3 结束语
　　随着我国工业化发展速度的加快，在工业厂房建设施工过程中，其施工的质量关系到整个工业厂房工程施工质量的稳定性以及厂房功能的实现。在厂房地基施工中，需要做相应的处理以及加固，保证工程的施工质量。本文结合工程实例，分析了工业厂房地基基础施工及加固技术，旨在为相关工作提供借鉴。
　　【参考文献】
　　[1]刘晨文，王锡鑫.工业厂房土建地基施工技术在工程中的应用[J].理论前沿，2013，（14）.
　　[2]蒋永梅.浅谈土建工程地基建设及处理技术[J].科技向导，2010（30）.

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