李海龍

河南省第一建筑工程集團有限責(zé)任公司（450014）

0 引言

某廠鍋爐房煙囪建于1980年，原高度為45m，其基礎(chǔ)采用圓形鋼筋混凝土承臺，承臺砌置深度約為2 m，承臺持力層為褐黃色粉質(zhì)粘土。2002年1月對現(xiàn)煙囪進行傾斜觀測,發(fā)現(xiàn)煙囪的頂部向南、向東仍分別傾斜了436mm和48 mm,總傾斜值為438.6mm,傾斜率達到13.7‰,遠(yuǎn)超過規(guī)范規(guī)定的高聳建筑物容許傾斜率6‰的規(guī)定?，F(xiàn)擬在該煙囪北側(cè)約5m外建1幢地下1層、地上3～5層實驗樓。在事先未查明該廠煙囪為瀕危煙囪的情況下，原設(shè)計實驗樓基礎(chǔ)采用350mm×350mm×31m預(yù)制方樁加地梁承臺,工程樁總數(shù)為196根。基坑圍護結(jié)構(gòu)采用Φ700mm×l2m水泥土攪拌樁擋墻?；娱_挖深3m，局部達到4m。施工前夕在得知該煙囪為瀕危煙囪,如何在確保瀕危煙囪安全的前提下,仍然采用原設(shè)計的預(yù)制混凝土方樁基礎(chǔ)方案就顯得十分重要了。

1 影響煙囪安全的因素與防護對策

當(dāng)該工程基礎(chǔ)仍然采用預(yù)制混凝土方樁加地梁承臺,基坑圍護結(jié)構(gòu)仍然采用水泥土攪拌樁擋墻時,對施工時影響實驗樓南側(cè)瀕危煙囪安全的因素采用的防護措施有:

1）為盡可能消除壓樁施工和攪拌樁噴漿產(chǎn)生的側(cè)向擠土作用,首先在煙囪北側(cè)埋設(shè)了一排孔隙水壓力釋放砂樁,砂樁呈三角形交錯布置,間距1.0m,樁長15.5m。

2）合理安排壓樁流水，嚴(yán)格控制壓樁和攪拌樁施工速率,以便使壓樁和攪拌樁施工過程中產(chǎn)生的超孔隙水壓力能夠得到均勻和及時釋放。

3）在鄰近瀕危煙囪的基坑南側(cè)水泥土攪拌樁擋墻中加插工字鋼肋骨和工字鋼斜撐,以減少基坑開挖時圍護結(jié)構(gòu)墻體的側(cè)向位移變形和煙囪基礎(chǔ)下深層土體失穩(wěn)。

4）在煙囪周邊事先建立了一個完整的四維空間監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),以便對施工過程進行全面監(jiān)控,對可能出現(xiàn)的險情進行預(yù)測預(yù)報,以便及時指導(dǎo)和調(diào)整上述各類防護措施的實施。

2 防護措施實施與效果

按照上述防護對策方案,在實際施工過程中,先后于2003年3月～5月相繼完成孔隙水壓力釋放砂樁、工程壓樁、基坑圍護結(jié)構(gòu)攪拌樁、圍護墻支撐及基坑開挖與地下室結(jié)構(gòu)施工。施工過程中實行了嚴(yán)密監(jiān)控和防護措施調(diào)整,監(jiān)測結(jié)果表明:

1）在孔隙水壓力釋放砂樁施工期間,由于采取嚴(yán)格控制砂樁施工速度,并采用隔樁跳打方式,煙囪基礎(chǔ)周邊的垂直位移累變量一般均嚴(yán)格控制在-2～-1mm之內(nèi),其南北方向的差異沉降也均未超過-1 mm,并略向偏安全的北方傾斜變化3mm以上。

2）在工程樁壓樁施工期間,由于采取時遠(yuǎn)時近分散壓樁的的壓樁流水并嚴(yán)格控制壓樁速率,保持距煙囪1倍樁長范圍內(nèi)的壓樁速率每天1～2根,使基坑南側(cè)(煙囪北側(cè))砂樁對壓樁擠土引起的超孔隙水壓力得到及時釋放。

3）在基坑圍爐結(jié)構(gòu)水泥土攪拌樁施工期間,由于施工時同樣采取隔樁跳打的方法成樁，位于煙囪基礎(chǔ)北側(cè)10m深度的土層孔隙水壓力雖略有升高，但消散時間極為短暫，一般只有30 h左右,表明攪拌樁施工時注漿引起的超孔隙水壓力,不僅幅值較小,而且影響范圍也相對局限。與此同時,位于煙囪北側(cè)的CX1孔深層土體在注漿擠土作用下，處于5～15m深度間的深層土體雖繼續(xù)向南水平位移，其最大水平位移累變量雖也一度最高達-33mm左右，但后期當(dāng)孔隙水壓力得到消散后,又很快回彈到-22mm左右。而該孔5m 深度以上的淺層土體由于煙囪基礎(chǔ)的頂限作用,其水平位移累變量最大時曾一度達到-10mm左右，但后期一般都均回彈到原有的平衡位置。致于位于煙囪基礎(chǔ)西北側(cè)的CX2孔,在攪拌樁注漿擠土作用下，處于4～12m深度間的深層土體在施工中期其最大向南方向水平位移累變量雖也一度高達-23 mm,但在后期隨注漿超孔隙水壓力的消散也均有明顯回彈。正因為如此,在此階段,煙囪基礎(chǔ)的垂直位移變形,實際上并未表現(xiàn)為明顯的上隆,反而出現(xiàn)最大-5 mm的沉降,且北側(cè)沉降略大于南側(cè)。與此同時,煙囪也相應(yīng)向北回傾10mm左右。也就是說,在此階段后期,該煙囪實際上不僅沒有繼續(xù)向南傾斜變化,反而開始逐步向北回傾。

4）在基坑開挖和地下室結(jié)構(gòu)施工期間,由于基坑挖土的側(cè)向卸荷作用,位于煙囪北側(cè)CXl、CX2孔處的深層土體隨即出現(xiàn)明顯的向北回彈,其最大回彈幅度可分別高達5mm和10mm 左右。與此同時煙囪基礎(chǔ)也相應(yīng)出現(xiàn)明顯的沉降變形,其南北兩側(cè)的最大沉降位移累變量最終可分別高達-6 mm和-12mm,南北差異沉降量也可高達-5mm左右。這樣煙囪向北傾斜回彈幅度最終也可達-21mm左右。表明施工結(jié)束后，煙囪的傾斜值較施工前不僅未加大,而且反而向安全方向略有回彈。

3 結(jié)論

綜上所述，在本工程基礎(chǔ)施工過程中采用合理防護措施,對施工過程進行嚴(yán)密監(jiān)控，嚴(yán)格實行信息化監(jiān)測施工，不僅有效地確保某廠瀕危煙囪仍然處于原有的變形狀態(tài)，而且還使該煙囪向東南方向的傾斜變形略有減小,并重新處于新的相對穩(wěn)定狀態(tài)。同時在確保實驗樓施工能夠按原定計劃完成的基礎(chǔ)上，取得了良好的經(jīng)濟技術(shù)效益。