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高壓清（qīng）洗機在掏土糾偏應用的可（kě）行性試驗

時間：2012-05-09     來源： http://www.bodabxg.cn

掏土法（fǎ）主要應用在因為地基不均勻沉（chén）降而引（yǐn）起的（de）建築物傾斜事故的治理上，掏土法也（yě）是應用最為廣泛的糾偏方法。目前采用的掏土工藝大（dà）多需要先開挖作業井、槽，然後在井、槽內用各種方法向基礎底部掏土，輔助（zhù）的工作（zuò）量會很大；所以（yǐ）在地下（xià）水位較高的情（qíng）況下，施工會因（yīn）為井，槽內（nèi）的積水而變得很困難。為了（le）避免這些缺陷，我們結（jié）合一棟六層住宅樓的加固糾（jiū）偏工程，開展了高壓清（qīng）洗機（jī）在掏（tāo）土糾偏應用的（de）可行性試驗。
 
一、工程概況：
 
一幢6層住宅樓，長（zhǎng）58.5米，寬10.2米，磚混結構，條形鋼筋混凝土基礎。場地內分部（bù）的地層自上而下為：
 
第一層素填土、厚（hòu）0-3.5米、流（liú）塑狀；
第二層黑色淤泥、厚0-6.0米（mǐ）、從南至北（běi）厚度遞增、承載力標準值承載力標（biāo）準值（zhí）=80kPa；
第三層粉（fěn）質粘土、厚（hòu）0-5.3米、南側厚、北側缺失、承載力標準值=150kPa；
第四層（céng）淤泥粉質粘土、層頂埋深6.5-7.0米、鑽孔（kǒng）揭露厚度10米左右、未揭穿、承載力標準值=110kPa、場地內地下水位埋深0.3米。
 
針對厚度變化（huà）很大的淤泥層，設計院（yuàn）在設計之初就決定采用換土法作為地（dì）基處（chù）理方案，並要求在表層開挖清淤後，鋪（pù）設厚度達三米的礦渣墊層。但是由於（yú）北側的淤泥厚度較大，在實際的清淤施工時並沒（méi）有完全清除，導致地基仍然明顯的保持南硬北軟的特征。建築主體工程完成後，發現樓體向（xiàng）北傾斜嚴重，在經過三個月的觀察後發現，樓體傾斜越來越嚴（yán）重，於是施工方（fāng）采用旋噴（pēn）注漿法對北（běi）側（cè）地基做了（le）加固處理，加固後北側的沉降逐漸（jiàn）穩定，但由於樓體西半部分的傾斜量過（guò）大，還需（xū）要對此部分作適量糾偏處理。
 
二、糾偏設計：
 
根（gēn）據沉（chén）降量觀測資料分析，西（xī）半部分傾斜程（chéng）度更為嚴重的主要原因是西南角的（de）沉降量比南側（cè）其它（tā）各點的小很多。因此，隻要將（jiāng）西南角局部促沉（chén），使3號點的沉降量與2號點大致相（xiàng）當，便（biàn）可以消除樓體東（dōng）西兩頭（tóu）不同傾斜程度的差異。
 
掏土糾偏實驗建築物平麵示意圖
 
西南角沉（chén）降量最小（xiǎo）的原（yuán）因在於此處淤泥層缺失，地基承載力相對較高。在這種地（dì）基條件（jiàn）下，常識告（gào）訴我們掏土法（fǎ）比堆載法糾偏更為（wéi）適宜（yí）。但是由於地下水位比較淺，所以在開挖（wā）掏土作業井、槽時會很困難（nán）。所以不能（néng）采用常用的掏土方法，而這時我們開展了高壓清洗機在掏土糾偏應用的可行性試驗。
 
三、高壓清洗機在掏土糾偏應用的總體工藝如下：
 
首先，我（wǒ）們緊貼牆麵從地表向下施工垂（chuí）直鑽孔，鑽穿條形鋼筋混凝土基（jī）礎並達到（dào）一定深度後，用鑽杆將特製的（de）噴頭從孔內送到混凝土基礎之下。然後將（jiāng）高壓清洗機連接高壓軟管，並將鑽杆和高壓軟管相連接，隨後（hòu）給（gěi）高壓清洗機供（gòng）清水（shuǐ），再開啟高壓清洗機，高壓水射流從噴頭噴出，對地基土形成的切割、破（pò）碎作用。被切割的地基土和水一起混合，形成泥漿後返回地（dì）麵。
 
經過高壓水射流（liú）的切割、破碎處理後，混凝（níng）土基礎之（zhī）下（xià）便形成泥漿柱，直徑大小可由掏土強度（dù）控製（zhì），由於有效承載麵積減小，地基便會在建築物的荷載作用下產生附加沉降。
 
四、掏土糾偏實驗過程和結果：
 
為了避免過量沉降或者沉（chén）降不均勻而造成上部結構和混凝土基礎被破壞，我們在施工前確定了對所有孔實行少量多次的掏土原則，每次掏土之後，加密對沉降量（liàng）的觀測（cè），並根據（jù）觀測結果安排下一（yī）輪掏土施工。由（yóu）於混凝土基礎下方有三米厚的礦渣墊層，而礦渣（zhā）很（hěn）難被（bèi）水帶出地（dì）麵，所以將掏土孔設計深度定位為八米，以便有足（zú）夠的空間容納下落的礦渣。
 
掏土孔的成孔工藝（yì）是：首先采用φ89合金鑽（zuàn）頭鑽穿表土和混凝（níng）土基礎，然後改用（yòng）帶V字型鑽頭的（de）合金噴頭鑽至設計深度，鑽進時用適量清水作為衝洗液。掏土（tǔ）施工是借助單重管旋噴注漿的機具完成（chéng）的，在高（gāo）壓噴頭上對稱的安裝了一對直徑為2mm的噴嘴，當鑽孔到底後，接（jiē）上高壓軟管和高壓清洗機便可開始（shǐ）掏土作業，掏土時噴頭體邊旋（xuán）轉邊提升（shēng），旋轉速度在20rpm左右，提升（shēng）速度為（wéi）20-25cm/min，高（gāo）壓清洗機壓力控製在（zài）180-200 bar之間。掏土（tǔ）首先在混凝土基（jī）礎之下3-8米的（de）範圍內，目的是在礦渣墊層之下形成足夠的空間（jiān），然後對礦渣墊層進行切割，使礦（kuàng）渣掉入下部的泥漿柱（zhù）中。需要注意的是，混凝土基（jī）礎有（yǒu）較好的強度（dù）和（hé）剛度，這種壓力程度的水切割不（bú）會對其造（zào）成任何破壞。
 
掏土施工開始以（yǐ）後（hòu），我們在各孔試驗性地掏土一次，然後進行沉降觀測。淘土後的第二天，3號（hào）點下沉了10mm，此（cǐ）後緩（huǎn）慢下沉。十幾天之後，累積沉降19mm，之後我（wǒ）們又開始進行第二次（cì）掏土，三天後又下沉（chén）了24mm。這時累（lèi）計下沉已達43mm。至此，3號點與2號點的（de）沉（chén）降量已經很接近了，為防止過量沉降，掏土實驗（yàn）就到此為止，之後采用旋噴注漿方式將各掏土孔用水泥漿封填。
 
綜上（shàng）所述，我們可以看出利用垂直鑽孔在混凝（níng）土基礎之下（xià）以高壓清洗機為動力掏土，完全可以達到糾偏的設（shè）計要求。由此可見，高壓清洗機在掏（tāo）土糾偏（piān）的應用中是可（kě）行的。
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