掏土法主要應用在因為地基不均勻沉降而引起的建筑物傾斜事故的治理上，掏土法也是應用最為廣泛的糾偏方法。目前采用的掏土工藝大多需要先開(kāi)挖作業(yè)井、槽，然后在井、槽內用各種方法向基礎底部掏土，輔助的工作量會(huì )很大；所以在地下水位較高的情況下，施工會(huì )因為井，槽內的積水而變得很困難。為了避免這些缺陷，我們結合一棟六層住宅樓的加固糾偏工程，開(kāi)展了高壓清洗機在掏土糾偏應用的可行性試驗。

 

 

一幢6層住宅樓，長(cháng)58.5米，寬10.2米，磚混結構，條形鋼筋混凝土基礎。場(chǎng)地內分部的地層自上而下為：

 

第一層素填土、厚0-3.5米、流塑狀；

第二層黑色淤泥、厚0-6.0米、從南至北厚度遞增、承載力標準值=80kPa；

第三層粉質(zhì)粘土、厚0-5.3米、南側厚、北側缺失、=150kPa；

第四層淤泥粉質(zhì)粘土、層頂埋深6.5-7.0米、鉆孔揭露厚度10米左右、未揭穿、=110kPa、場(chǎng)地內地下水位埋深0.3米。

 

針對厚度變化很大的淤泥層，設計院在設計之初就決定采用換土法作為地基處理方案，并要求在表層開(kāi)挖清淤后，鋪設厚度達三米的礦渣墊層。但是由于北側的淤泥厚度較大，在實(shí)際的清淤施工時(shí)并沒(méi)有完全清除，導致地基仍然明顯的保持南硬北軟的特征。建筑主體工程完成后，發(fā)現樓體向北傾斜嚴重，在經(jīng)過(guò)三個(gè)月的觀(guān)察后發(fā)現，樓體傾斜越來(lái)越嚴重，于是施工方采用旋噴注漿法對北側地基做了加固處理，加固后北側的沉降逐漸穩定，但由于樓體西半部分的傾斜量過(guò)大，還需要對此部分作適量糾偏處理。

 

 

根據沉降量觀(guān)測資料分析，西半部分傾斜程度更為嚴重的主要原因是西南角的沉降量比南側其它各點(diǎn)的小很多。因此，只要將西南角局部促沉，使3號點(diǎn)的沉降量與2號點(diǎn)大致相當，便可以消除樓體東西兩頭不同傾斜程度的差異。

 

 

西南角沉降量最小的原因在于此處淤泥層缺失，地基承載力相對較高。在這種地基條件下，常識告訴我們掏土法比堆載法糾偏更為適宜。但是由于地下水位比較淺，所以在開(kāi)挖掏土作業(yè)井、槽時(shí)會(huì )很困難。所以不能采用常用的掏土方法，而這時(shí)我們開(kāi)展了高壓清洗機在掏土糾偏應用的可行性試驗。

 

 

首先，我們緊貼墻面從地表向下施工垂直鉆孔，鉆穿條形鋼筋混凝土基礎并達到一定深度后，用鉆桿將特制的噴頭從孔內送到混凝土基礎之下。然后將高壓清洗機連接高壓軟管，并將鉆桿和高壓軟管相連接，隨后給高壓清洗機供清水，再開(kāi)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、破碎作用。被切割的地基土和水一起混合，形成泥漿后返回地面。

 

經(jīng)過(guò)高壓水射流的切割、破碎處理后，混凝土基礎之下便形成泥漿柱，直徑大小可由掏土強度控制，由于有效承載面積減小，地基便會(huì )在建筑物的荷載作用下產(chǎn)生附加沉降。

 

 

為了避免過(guò)量沉降或者沉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(shí)行少量多次的掏土原則，每次掏土之后，加密對沉降量的觀(guān)測，并根據觀(guān)測結果安排下一輪掏土施工。由于混凝土基礎下方有三米厚的礦渣墊層，而礦渣很難被水帶出地面，所以將掏土孔設計深度定位為八米，以便有足夠的空間容納下落的礦渣。

 

掏土孔的成孔工藝是：首先采用φ89合金鉆頭鉆穿表土和混凝土基礎，然后改用帶V字型鉆頭的合金噴頭鉆至設計深度，鉆進(jìn)時(shí)用適量清水作為沖洗液。掏土施工是借助單重管旋噴注漿的機具完成的，在高壓噴頭上對稱(chēng)的安裝了一對直徑為2mm的噴嘴，當鉆孔到底后，接上高壓軟管和高壓清洗機便可開(kāi)始掏土作業(yè)，掏土時(shí)噴頭體邊旋轉邊提升，旋轉速度在20rpm左右，提升速度為20-25cm/min，高壓清洗機壓力控制在180-200 bar之間。掏土首先在混凝土基礎之下3-8米的范圍內，目的是在礦渣墊層之下形成足夠的空間，然后對礦渣墊層進(jìn)行切割，使礦渣掉入下部的泥漿柱中。需要注意的是，混凝土基礎有較好的強度和剛度，這種壓力程度的水切割不會(huì )對其造成任何破壞。

 

掏土施工開(kāi)始以后，我們在各孔試驗性地掏土一次，然后進(jìn)行沉降觀(guān)測。淘土后的第二天，3號點(diǎn)下沉了10mm，此后緩慢下沉。十幾天之后，累積沉降19mm，之后我們又開(kāi)始進(jìn)行第二次掏土，三天后又下沉了24mm。這時(shí)累計下沉已達43mm。至此，3號點(diǎn)與2號點(diǎn)的沉降量已經(jīng)很接近了，為防止過(guò)量沉降，掏土實(shí)驗就到此為止，之后采用旋噴注漿方式將各掏土孔用水泥漿封填。

 

綜上所述，我們可以看出利用垂直鉆孔在混凝土基礎之下以高壓清洗機為動(dòng)力掏土，完全可以達到糾偏的設計要求。由此可見(jiàn)，高壓清洗機在掏土糾偏的應用中是可行的。