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陕西延安某小区深厚软土地基危楼注浆加固——在2012年度学会技术餐聚沙龙上的发言

来源:本站编辑 发布时间:2014/9/18   字体显示:    点击:1069 次

陈忍清 刘志芳

各位领导、各位理事、会员同志们,大家好:

2012年,我们市建总公司长治加固分公司,前往陕西延安,加固深厚软土地基危楼,历时整整一年,借此机会,我将有关情况汇报如下:

去过延安的人知道,延安山多,多是土山,2005年,延安建设经济适用房,其用地主要依靠“上山入沟”来解决,由西北综合勘察设计研究院勘察,陕西省冶金建筑设计研究院负责设计的慧泽小区,就位处黄土冲沟和黄土斜坡上。采用高开挖、高填方、分层强夯技术处理地基,其中一部分楼基础,分别处于原土和填土之上,填土最深部位33M。小区楼长76M,宽13M,地面以上六层,地下一层,砖混结构,混凝土条基,建成数量近百栋,2008年竣工时,已有十几栋出现不均匀沉降和开裂,由于事关重大,开发商很快委托勘察、设计、和加固施工,加固技术采用800MM直径人工灌注桩和165MM直径钢管静压桩,由陕西省三家特种工程公司实施。2010年末,这些危楼刚加固完,接着就开始了第二次沉降,专家们研究后,于2011年初又开始第二次加固,令人吃惊的是,二次加固后还是大幅沉降,至此,开发商才意识到,历时三年,投资8000万元的危楼加固,全部失败。情急之下,开始寻找别的技术。我们在资料中看到,延安三年两次加固,程序很规范,勘察、设计、加固勘察、加固设计、再加固勘察、再加固设计以及加固施工,都是由专项资质单位和专利技术单位完成的。

一次偶然,山西吕梁向他们推荐了我公司,但我们的钻孔及注浆记录只有17米,与延安差一倍,但从技术角度讲,难度却不止十倍。我们知道,近两年来,我国推广的深厚软土地基加固技术,主要是多种桩基在空旷场地的应用,而在已有建筑下的深厚软土地基加固技术却一直空白。看到延安人面临的巨大困难,我们十分同情,很想伸出援助之手,可我们确实没把握,经过反复商量,决定冒一次风险,尽全力帮延安老区人民排忧解难,也力争创新这一技术空白。

我们向总公司党委、行政作了汇报,集中了20多名老工人和近十名技术人员,筹备了五十万元试验经费,带着30多台设备,于正月十三去了延安。

我们向对方表明,我们真诚前来帮助,试验费自已掏,如果不成功,分文不要,对方接受了我们的诚意,安排最严重的B10#楼为试验项目,通过钻孔摸查,地面以下13M-23M为泥浆状,23-33M为软土,含水量很高,土体缩颈十分严重,钻头拔出来,孔就没有了。

我们分析,土体缩颈导致人工灌注桩难以成孔,没有按要求达到持力层,只做了半截桩,钢管静压桩虽然进入了持力层,但长细比不够,受压后在软土中弯曲变形,失去承载力应该是两桩失败的主要原因。测量结果是:相对最大沉降差已超300mm

耿兆统高工(因年岁大身体条件没有去在长治看了原因及资料)认为,在高挖高填过程中,已将湿陷性与非湿陷性土体被混合回填,形成了更大危害,土体中的水系破坏,施工中的雨水渗漏,大范围强夯监管不力,形成多因素破坏作用,经过两种桩两次加固后,竖向布满了桩,平面被导坑挖成了地道网并用混凝土填充,已经没有别的办法可以再实施,唯一的只有注浆,但从经验上、技术上、装备上都很难成功。注浆注不到33M,就意味着达不到要求,即便做到了,注浆成桩的桩径满足不了长细比要求,还是失败。最终证明,耿工的分析是正确的,也是科学的,对确定技术突破方向起到了关键的作用。

情况很严重,难度较大,技术必须达要求,才有成功的希望。

但是,三个月后,我们成功了,我们施工的第一栋危楼,也是该小区最严重危楼,顶升4-15mm,又过了两个月,第二栋危楼被顶升18-46mm,对方不相信,请西安专业测量公司采用精密仪器测量,最后确认:该小区几年来的沉降观测第一次出现正值,最小值18mm最大值46mm

那么我们应用的是什么技术呢?

我们认真分析了法国、前苏联以及日本的多项注浆技术与本公司先建楼、后处理地基专利技术,本公司注浆模拟成桩技术和压力注浆顶升技术的优势,筛选融合,革新出一种可以穿透缩颈土体,进入深层后分段蠕动注浆成桩技术,注成300-500mm不规则单桩,由于单桩长细比不够,又没潜力可挖,试验停顿下来后一直无法进展,后来受到钢构架和混凝土框架的启发,我们想像如果把单桩变成框架不就行了吗?可是怎样才能形成框架呢,谁又能下去呢?绑扎、焊接,还是浇筑?我们想疯了,就是想不出办法。

有一天,我们讨论中突然想到了两个字:“串浆”。这个伴随了我们三十年的注浆危害,突然间性质变了,利用“串浆”变害为利,形成“串浆技术”,不就可以解决注浆模拟桩的连接了吗?不就可以形成注浆框架了吗?但是,深层串浆没那么简单,看不到,摸不着,无法计算,也无法检测,但无论有多大的困难,破釜沉舟,我们也要试验成功。

我们分析了试验难度,把试验费追加到120万元,派出多路人马,先后分赴九省解决重大技术难题,做了多少试验呢?大项有6项,仅退管注浆一项,就试验110多次,掉进深孔中的钻具就有3吨多,掉一个钻头就几百元。最后试验费用消耗107万元。

具体作法是:在基础两侧各钻两孔,四孔呈正方形,孔距2米,四孔插入外联结双层金属管,第二组对角两孔,插入内联结无缝管,四管同时同步同标高注浆,定量注入,在一定的压力作用下,实现单管注浆成桩和定向串浆连结,连接方式设为水平横向联结,水平交叉连接,垂直交叉连接等多种形式,每米串浆连接一次,再提升一次。从而实现,桩中有管(钢骨架)桩桩相连,四桩合围,桩土一体,形成截面约3M×3M的注浆大骨架,稳定地置于深层地基,并有力地承载起上部荷载。

楼的顶升验证了注浆大骨架的稳定,也验证了大骨架的承载能力。

201210月,我公司在壶关承接一项砼框架独立柱基注浆加固工程,每个柱基钻孔四个,注一个孔下沉12mm,隔日再注一个孔,又下沉12mm,以至不能再注,后来我们把延安技术稼接过来,一次注两孔,下沉6mm,最后改为四孔同注,下沉只有2mm

延安加固工程中,我们最担心的是附加沉降难以控制,因为土体太软弱、太深厚,但结果却是:第一栋楼,注入水泥1000吨,最大附加沉降14mm,第二栋楼注入水泥2500吨,最大附加沉降12mm,第三栋楼注入水泥2100吨,最大沉降只有4mm,且78%的沉降观测点未动。通过顶升,又抵消了这些沉降,延安的微沉降和易顶升现象应该说非常反常,证明了延安注浆技术还有其它优势,需要今后继续分析和研究。

延安注浆引起了山西方面多家设计、质监部门重视,同时也引起陕西多方面的重视和关注,山西方面现场了解多,陕西方面疑问多。

延安注浆目前还不确定是否填补了国内技术空白,对于我公司确是一次科技创新,从延安加固中,我们认识到,压力注浆技术还有很大的隐密空间,压力注浆的奥妙和神奇仍待继续探索。我们预感到,新的注浆技术可能改变传统注浆技术,也将改变附加沉降控制技术。

各位领导、各位理事、会员同志们,2012年我们为该小区完成4栋住宅和20多项小型建筑加固任务,未完任务还很多,欢迎大家到延安考察指导,加固公司热忱欢迎你们。             2012-12-14  

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