地基基础加固及顶升纠偏工程实践

张国东（金川集团工程建设有限公司，甘肃兰州730101）



地基基础加固及顶升纠偏工程实践

张国东
（金川集团工程建设有限公司，甘肃兰州730101）

摘要：金川金属材料有限公司热力供应站，位于兰州市榆中县和平镇科技工业开发区金川金属材料有限公司园区，热力供应站烟风系统包括湿式除尘器、烟道、引风机。由于地下直埋给排水管道破裂及湿式除尘器漏水，地基土严重浸水，产生湿陷变形，导致湿式除尘器、烟道、引风机基础产生不均匀沉降，上部构筑物严重倾斜。其中，1#除尘塔基础最大沉降量105.1mm，最大倾斜39.47‰。1#烟道基础最大沉降量36.3mm，最大倾斜14.4‰。引风机基础大沉降量35.1mm，最大倾斜13.5‰。

关键词：基础工程；顶升纠偏；预压托换桩；地基加固；工程实例

金川金属材料有限公司热力供应站，位于兰州市榆中县和平镇科技工业开发区金川金属材料有限公司园区，热力供应站烟风系统包括湿式除尘器、烟道、引风机。由于地下直埋给排水管道破裂及湿式除尘器漏水，地基土严重浸水，产生湿陷变形，导致湿式除尘器、烟道、引风机基础产生不均匀沉降，上部构筑物严重倾斜。其中，1#除尘塔基础最大沉降量105.1mm，最大倾斜39.47‰。1#烟道基础最大沉降量36.3mm，最大倾斜14.4‰。引风机基础大沉降量35.1mm，最大倾斜13.5‰。

1#除尘塔、1#烟道的最大倾斜已远远超出允许倾斜度，已经无法正常使用，同时严重威胁到周边建筑安全和厂区的安全生产。为保证热力供应站烟风系统正常使用和安全运行，故进行本次加固、纠偏处理。本次加固及顶升纠偏施工的建筑物共包括：一个湿式除尘器、一个烟道和一个引风机。湿式除尘器、烟道基础为钢筋混凝土筏板基础，湿式除尘器、烟道基础平面呈圆形，引风机基础平面呈矩形，该区域所处场地为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅳ级。

根据《金川金属材料有限公司热力供应站烟风系统湿式除尘器、烟道、引风机地基加固及顶升纠偏工程》要求，本工程湿式除尘器、引风机地基采用水泥石灰土桩进行加固、顶升托换纠偏、扩大基础截面积等综合措施，予以加固、纠偏。沿建筑物基础轮廓布置水泥石灰土桩，湿式除尘器基础周围布桩16根，烟道基础周围布桩10根，引风机周围布桩6根，桩径Ф700mm，桩连续布置在建筑物基础轮廓周围，设计桩长约为8.0m。孔内填料采用3：7灰土+1%水泥，分层夯实，压实系数≥0.97。

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）及设计要求，本工程采用水泥石灰土桩地基加固、顶升托换纠偏、扩大基础截面积等措施综合，对湿式除尘器、引风机地基及基础予以纠偏、加固。

1　夯实水泥石灰土桩

1．1桩位测放

根据桩位平面布置图，由专职测量人员进行放线工作，现场桩位定位采用灌白灰点并插木质短棍表示，木质短棍入土深度不少于25cm，桩位放样允许偏差：50mm。

湿式除尘器基础周围布桩16根，烟道基础周围布桩10根，引风机周围布桩6根。

1．2水泥灰土桩成孔

本工程水泥灰土桩成孔采用人工成孔，桩径Ф700mm，成孔深度自构筑物基础顶面以下9.00m，施工时不考虑施工工作面的标高差异。

1．3混合料搅拌

本工程采用土料粉碎机制备水泥灰土混合料，水泥灰土混合料配合比为“生石灰：粘土+1%水泥= 3：7（体积比）”，其中水泥约占总体积的1%左右。

水泥灰土混合料的石灰材料选用新鲜熟石灰，有效氧化钙含量≥70%，石灰块后粒径不的大于5mm。土料采用现场成孔所出的土料，先用计量器将现场土料计量后，拌入熟石灰、水泥，然后采用人工现场拌合均匀。

制拌好的水泥土混合料须尽快用于夯填，超过1h后则必须重新计量并掺入水泥，拌制均匀后方可再次用于夯填。

1．3夯填成桩

根据设计要求的夯填密实度及以往施工经验，施工参数和顺序：在桩孔填料前，先进行预夯，当孔底发出清脆响声后才能开始填料，每填三铣混合料，夯击四次，如此自下而上直至桩顶，逐段填料与夯击即可形成一个桩体。填料时要求按规定数量均匀填入，先填后夯。平底锤锤重350kg，锤径比0.86，夯实效果良好。

2　顶升托换纠偏

2.1顶升托换纠偏的设备

顶升托换纠偏的设备主要有，支承钢板、顶升用的油压千斤顶和托换用的支承钢筒等。

2.2顶升纠偏方法

采用基底下部顶升法，先掏空原地基下沉较大的一侧（给原基础底面和托换基础间留出千斤顶的位置），架设三台50T液压千斤顶，并在千斤顶与基础接触面放入厚25mm的垫铁钢板。三台千斤顶各布置在掏空地基的中部，并在千斤顶与基础直接承压面下放置厚30mm钢板1块。三台千斤顶台同时同步逐渐加压顶升纠偏，顶升时顶升加载采用压力控制，逐渐进行，。测量人员全程测量中心线变动情况，采用精密水准仪、经纬仪、百分表、线坠实时测量建筑物基础、中心线变动情况，根据基础被顶升的情况动态调整千斤顶的出力大小。当中心线达到设计要求后（建筑物被扶正），为防止托换沉降，继续超顶10mm，随后停止顶进并稳定荷载1h左右。用口径159mm、壁厚10mm的钢筒进行托换支撑，逐个撤去千斤顶，接着迅速灌入微膨胀混凝土，回填地基并夯实，如图1所示。

图1　建筑物扶正图

2.3顶升过程中的现场观测

在顶升过程中，测量人员在基础的东南西北四个方位布设观测点，采用精密水准仪、百分表观测顶升过程中基础的水平状态，根据基础的水平状态调整千斤顶的顶升高度。

采用经纬仪、吊垂线观测构筑物的垂直状态，待构筑物中心线垂直后，终止顶升纠偏。

3　扩大基础施工

3.1扩大基础植筋

扩大基础植筋按照以下工艺操作：定位→钻孔→植筋孔清理→钢筋处理→注胶→植入钢筋→固化养护。

定位：在原基础表面按需植筋位置的用石笔或毛笔定位，并做好标记，严格控制其宽度、高度。

钻孔：钻孔使用配套冲击电钻，钻孔的深度为15d，植筋直径16mm，对应的钻孔直径20mm。

植筋孔清理：钻孔完成后，将孔周围灰尘清理干净，用气筒钢丝刷清孔，吹孔3次清刷2次，清刷完毕后，用棉丝沾丙酮，清刷孔洞内壁，使孔洞内最终达到清洁干燥。清孔后如不能及时植筋，用干净棉丝或胶带将清洁过的孔封堵严密，以防有灰尘和异物落入。植筋孔清理完成后，由我放技术人员进行验收，并做好验收记录。

钢筋处理：植筋用钢筋必须做好除锈清理，采用磨光机固定钢丝刷对钢筋的除锈部位进行打磨，要求除锈长度大于锚固长度50mm左右。普通没有锈蚀的钢筋，用角磨机和钢丝刷将除锈清理长度范围内的钢筋表面打磨出光泽，严重锈蚀的钢筋不能作为植筋使用。在植筋前再将钢筋打磨好的部分用棉丝沾丙酮擦拭干净。处理过的钢筋应尽快植入孔内，以防重新生锈。

注植筋胶：采用专用注射枪把配置好的植筋胶从孔的底部开始注入，直至胶体充满孔的2/3容积。每个孔植筋的用胶量由公式计算出，在注胶时根据胶枪上的刻度来控制注胶量。本次使用A、B混合型植筋胶，在使用混合胶时需待打出胶体色泽均匀，混合充分后，方可投入使用。

插紧锚固：根据植入深度，在处理好的钢筋除锈端做明显标记，然后插向孔洞，一边插一边向同一方向缓慢旋转，排出气泡，保证胶层饱满，直至到达孔洞底部为止，此时应有锚固

胶从空洞内溢出。

3.2扩大基础混凝土浇筑

扩大基础浇筑方法采用“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的浇筑方法。按如下工艺流程操作：商品砼搅拌、运输→浇筑、振捣砼→砼上表面处理→养护。

设专人对商品砼厂家搅拌站进行配比计量，出厂塌落度，水泥、砂石、外加剂材质进行检查，每台班不少于两次，发现质量问题及时提出纠正。砼运输车辆进入现场设专人检查进场小票、车号、名称、清点等级核对无误再放行，防止错误发生。严格执行砼塌落度检验制度，现场设专人负责对现场砼运输车进行随机抽样每台班抽检不少于三次，注意发现问题及时检测并认真做好记录。

砼上表面浇筑后其表面水泥浆较厚，经4～5h后按设计标高进行表面上扛找平，用铁滚筒碾压数遍再用木抹子搓平2遍，铁抹子压光以闭合表面收水裂缝。

本工程砼的养护措施采用浇筑12h后开始设专人养护浇水确保湿润保温，日光照射处及时苫盖，养护期应少不于14d。

参考文献：

［1］叶书麟，叶观宝．地基处理［J］．北京:中国建筑工业出版社，1997．

［2］李明顺．混凝土结构设计规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2002．

［3］梁坦．混凝土结构加固设计规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2002．

［4］黄熙龄．建筑地基基础设计规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2006．

［5］罗宇生．湿陷性黄土地区建筑规范．北京:中国建筑工业出版社，2004．

中图分类号：f416.9