探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施

探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施

李智慧 1 程续龙 2

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摘要：地基是建筑物的基础，同时又是地下隐蔽工程，在勘察、设计和施工质量上直接影响建筑物的安全。因此，通过本文的阐述，进一步完善成桩技术，采用新技术减少建筑物沉降，从而取得更好的经济效益和社会效益。

关键词：建筑施工；桩基下沉；软土地基；设计；承载能力

一、桩基建筑聚落的一般规律

在施工中，桩周沉降与软土的变形特性和流变特性有关。软土的天然含水量一般等于或大于液限，孔隙比大于1，土为结构性，土的含水量与液限成正比增加；软土的压缩性也随着液限的增加而增加，软土的渗透性较弱。地基受力后，会形成较高的超孔隙水压力，这在很大程度上决定了软土的变形持续时间和流变特性。因此，在软土地基上建造多层和高层建筑可能会产生大量的沉降，而软土地基的沉降是一个漫长的历史过程，并不随着建筑施工的结束而结束。基础大沉降往往伴随着建筑物使用和外观的破坏，但真正影响建筑物使用和外观的不是沉降量大，而是短时间内的不均匀沉降和大沉降。不均匀沉降导致上部结构开裂、变形或倾斜，严重的坍塌和损坏事故时有发生。

二、施工中桩基沉降的分析与计算

(一)实体深基础法

固体深基坑法是工程界最广泛使用的桩基沉降计算方法之一。计算模式是将承台下的桩基和桩间土视为等效墩基础的固体深基坑。在这些替代墩基础的范围内，桩间土将像没有压缩的实心墩基础一样工作，然后根据扩展基础的沉降计算方法计算桩基的沉降。由于计算中考虑的前提条件不同，研究者提出并使用了不同的计算模型。主要区别在于假想固体地基底面的位置不同，地基土中附加应力的考虑和计算不同。根据桩间地基土的不同性质，桩间土实际上会产生不同程度的压缩变形。另一方面，假想固体地基周围存在横向剪应力的扩散效应。为了消除这些差异对沉降计算的影响，桩基，人采取了一些措施，集中于所采用的模型。这些措施是：1.改变假想固体地基底面的位置，以考虑桩间土压缩变形的可能性。这是派克和太沙基等人提出的模型。peck建议将假想固体地基的底面置于桩端平面以上的高度，取桩长的1/3(当桩处于均匀土体固结状态时)或持力层深度的1/3(当桩穿过软土层进入硬土层时)。这个方案涉及的影响因素太单一，因为虚基的位置太简单。2.从桩基顶部外围以一定坡度(如角度或1:4坡度)向下扩展，以增加假想固体基础的底部面积，从而考虑群桩周围的总剪应力对沉降分析的影响。

(二)分层总和法的等效效应

等效作用法最早由黄强和刘金砺，提出，后由健既桩基技术规范推荐。利用该定律体系，通过均质土中桩基沉降的mindlin解与均布荷载作用下矩形基础的boussinesq解之比，修正等效墩基础的附加应力，进而根据一般的分层总和法计算桩基沉降。

三.中桩基建筑工程沉降控制案例分析

(一)项目概况

某楼主楼占地308m125m的矩形地块。该建筑柱基采用承台基础，基础桩为500mm钻孔桩，桩长32.6m，由于生产工艺对地面平整度要求较高，该建筑楼板采用无缝设计，楼板为连续钢筋混凝土结构，结构层厚250mm，面层厚40mm，双层双向加固。地基基础选择DJM桩复合地基：DJM桩桩径500mm，桩长15m，桩间距1.2m，柱基承台设计采用搭接法。建筑物投入使用后第三年经调查监测，发现地面和结构出现不均匀沉降。

(2)施工控制措施

1.主要施工工艺。在查阅了多方面的研究资料后，采用tsc成桩施工技术对建筑物的沉降进行了处理。为了验证tsc成桩技术在主体建筑地基土中的可行性和成桩质量的可靠性，需要在建筑内选择一个空闲场地进行tsc成桩试验，试验桩共5根。经过试桩，发现效果完全符合预期的加固设计，经多方协商后，决定采用该方法对多层建筑的地基进行处理。主要施工工艺如下。旋喷钻机钻进：钻完钻台面板后，将工程钻机放好，安装旋喷钻机，启动高压注浆泵开始钻进。为了使钻进进尺顺畅，保证钻进效率，钻进进尺应与注浆泵的泵压和泵量相匹配。粉煤灰砂浆压力成桩：钻孔达到设计深度后，用循环液清孔，检查孔径和孔底的沉积物是否符合要求。建议用注浆钻头代替钻杆，放置孔底，粉煤灰砂浆自下而上压入桩内。为了保证桩的完整性，钻杆的提升速度应与水泥砂浆的泵送量相适应，以使灌浆钻头保持在泥浆液面lm以下。

2.地面举升试验。地面升降平整度控制标准：占地面积大，柱间标高不一致。很难建立全面的平整度控制标准。因此，根据现场实际情况，制定以下平整度控制标准，以指导施工操作；灌浆孔的布置和要求：为了减少对混凝土楼板的破坏，灌浆L应远离楼板45线铺设，孔的直径应尽可能小。现场使用的孔洞直径为63 mm，在现场试验过程中，根据设备、堆载和生产情况，相应调整了灌浆孔的布置；为了在注浆提升过程中随时准确反馈地面变形值，采用测量范围为50mm的百分表进行观测，并随时提供提升数据。当提升量达到设计提升高度时，停止灌浆。灌浆的同时，应观察注浆区附近的架子和设备基础，如发现差异，应立即停止灌浆并及时处理。提升灌浆后，待泥浆完全凝固后，再次测量地面标高。

四.结束语

综上所述，施工中要严格控制桩基沉降，应保证严格按照国家规范和规定进行设计，并同时进行一定数量的静载试验。钢筋混凝土灌注桩施工中，应严格控制桩侧泥皮厚度和桩底沉渣厚度，以保证桩身承载力，减少整体沉降。为进一步完善成桩技术，采用新技术，可采用挤扩支盘桩或后注浆技术，进一步完善桩筏基础和取样理论，以提供更高的承载力，减少建筑物沉降，取得更好的经济和社会效益。

参考文献：

[1]龚晓南，陈明中.桩筏基础设计方案优化若干问题[j].土木工程学报，2015：107—110.

[2]董建国，赵锡宏.高層建筑地基基础[m].上海：同济大学出版社，1996：81—82.