摘要:本文結(jié)合工程實(shí)例,詳細(xì)論述了錨桿靜壓樁在改建工程地基處理的設(shè)計(jì)方法與施工工藝流程,指出錨桿靜壓樁的優(yōu)勢(shì)所在,并對(duì)設(shè)計(jì)施工中目前存在的問(wèn)題提出一點(diǎn)建議。
錨桿靜壓樁是將后種錨桿和靜力壓樁結(jié)合起來(lái)而形成的一種施工方法。即先在建筑物開(kāi)鑿壓樁孔和錨桿孔,用結(jié)構(gòu)膠種植錨桿,然后安裝反力架,利用建筑物自重作反力,用千斤頂將鋼樁或預(yù)制樁逐段壓入土中。當(dāng)壓樁力、壓入深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,將樁與基礎(chǔ)連結(jié)在一起,達(dá)到提高地基承載力和控制建筑物沉降的目的
1工程簡(jiǎn)介
上海某化工企業(yè)因生產(chǎn)線改造,將原有一30米高,直徑2.5米的鋼煙囪廢棄,在此場(chǎng)地改建一100噸儲(chǔ)液罐放置,儲(chǔ)液罐直徑2.5米。原有煙囪基礎(chǔ)采用直徑400的預(yù)制管樁,20米,沿直徑2.5米的圓周線一道環(huán)形布置。為降低基礎(chǔ)處理的造價(jià),減少浪費(fèi),對(duì)于原有樁基,合理利用,變廢為寶,大大地降低工程造價(jià)與縮短工期。在此次改造施工中,采取利用原構(gòu)柱物遺留的管樁,局部補(bǔ)打錨桿靜壓樁,節(jié)約了基礎(chǔ)造價(jià),加快了施工進(jìn)度。
根據(jù)原有地勘資料,采用斷面250250的方形錨桿靜壓樁,樁長(zhǎng)同原有管樁,即20米;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工凈空高度和壓樁反力架高度確定每段樁長(zhǎng)選用2.5米,建設(shè)地點(diǎn)抗震設(shè)防烈度7度,樁基承受一定水平力,故選用焊接接頭連接方式,砼強(qiáng)度采用C35;根據(jù)試樁報(bào)告單樁抗壓承載力特征值取250KN。
2靜壓錨桿樁的設(shè)計(jì)
2.1樁位布置
?。?)樁位布置:
因樁布置的環(huán)數(shù)過(guò)多,會(huì)造成基礎(chǔ)承臺(tái)尺寸過(guò)大,增加鋼筋用量;環(huán)數(shù)如少于兩道,樁群的整體性較差。原有基礎(chǔ)樁位采用環(huán)形樁基礎(chǔ)布置,布置一道;現(xiàn)在以已有樁位為對(duì)稱軸,在兩側(cè)均勻補(bǔ)打錨桿樁,以達(dá)到較為經(jīng)濟(jì)合理的布置形式。采取內(nèi)疏外密的原則。樁間距不可過(guò)小,需滿足樁基規(guī)范中樁的最小中心距的要求。樁間距也不可過(guò)大,應(yīng)控制在6倍樁徑的范圍內(nèi),以便滿足群樁的整體性要求。各環(huán)道上的樁數(shù)以4的倍數(shù)或偶數(shù)為佳,這樣樁排布時(shí)易于均布整齊。
2.2樁基承臺(tái)設(shè)計(jì)
(1)在進(jìn)行承臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí),樁基礎(chǔ)承臺(tái)應(yīng)具有較大的剛度,以保證群樁的協(xié)調(diào)工作。承臺(tái)的平面尺寸依據(jù)設(shè)備圓形外圍尺寸外擴(kuò)0.5m。樁頂嵌人承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于50mm,樁身主筋伸人承臺(tái)錨固長(zhǎng)度35d(d為主筋直徑),樁基礎(chǔ)承臺(tái)應(yīng)進(jìn)行抗沖切和抗彎計(jì)算,可采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法,按一般的環(huán)形或圓形基礎(chǔ)求出承臺(tái)底平面的地基反力,再參照板式基礎(chǔ)的計(jì)算方法進(jìn)行抗沖切和抗彎計(jì)算。
(2)樁位布置力求群樁樁中心與上部結(jié)構(gòu)軸力合力點(diǎn)重合,樁最小間距滿足規(guī)范要求3.0b(方樁樁長(zhǎng))或3.5b(樁數(shù)>9根)。為安裝壓樁反力架,方便施工操作,承臺(tái)面應(yīng)平整,不宜采用階梯型和不得采用錐體,同時(shí)樁與承臺(tái)邊緣及柱邊緣應(yīng)滿足規(guī)范一定凈距要求。
3錨桿靜壓樁施工工藝
3.1錨桿設(shè)計(jì)與施工
1)錨桿設(shè)計(jì)
按照設(shè)計(jì)程序,在確定出錨桿軸向設(shè)計(jì)荷載后,需要對(duì)錨桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步就是根據(jù)錨桿軸向設(shè)計(jì)荷載計(jì)算錨桿的錨筋截面,并選擇合理的鋼筋或鋼絞線配置錨筋;在配置錨筋后可由錨筋的實(shí)際面積和錨筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算出錨桿承載力設(shè)計(jì)值,然后方能進(jìn)行錨桿體和錨固體的設(shè)計(jì)計(jì)算。
2)錨桿施工工藝
錨桿施工工藝流程如下:施工前的準(zhǔn)備(包括施工方法、施工程序、使用機(jī)械、工程進(jìn)度、質(zhì)量管理和安全管理等)——造孔——錨桿安裝——注漿澆注。
3.2壓樁施工
3.2.1壓樁設(shè)備的選擇
對(duì)于觸變性土,壓樁力一般取1.3~1.5倍的單樁容許承載力,對(duì)于非觸變性土,壓樁力可取2倍的單樁容許承載力;壓樁力ps與貫入阻力pp還存在著如下關(guān)系:pp=(0.06~0.07)ps,壓樁力應(yīng)取上述二種壓樁力取值中的大值(具體參照),據(jù)此來(lái)選擇壓樁設(shè)備。
3.2靜壓樁施工流程
靜壓樁的施工流程對(duì)于己建工程和新建工程是不一樣的,本工程的屬于已建工程,其具體施工流程是:確定樁位、放樣、編號(hào)→開(kāi)鑿室內(nèi)混凝土地坪挖除基礎(chǔ)覆土→集水坑降水及筑圍堰阻水→開(kāi)鑿壓樁孔→鉆錨桿孔→熬制硫磺膠泥→錨桿加工制作→埋設(shè)錨桿安裝壓樁架→預(yù)制混凝土樁段→起吊樁段孔→校正樁身垂直。對(duì)于新建建筑工程可按以下步驟進(jìn)行施工:清理預(yù)留壓樁孔內(nèi)垃圾雜物→清理預(yù)留壓樁孔內(nèi)垃圾雜物→清理預(yù)留壓樁孔內(nèi)垃圾雜物→安裝壓樁架→預(yù)制混凝土樁段→起吊樁段孔→校正樁身垂直。
4結(jié)論
鋼筋砼錨桿靜壓樁適用于人工填土、淤泥、砂土、粘土、黃土,適用于已建或新建的一般民用及工業(yè)建筑的地基處理、樁基補(bǔ)強(qiáng)、加固糾偏和基礎(chǔ)托換等。在用于已建建筑(構(gòu)筑)物地基加固過(guò)程中,施工工藝簡(jiǎn)單,壓樁機(jī)械靈活簡(jiǎn)便,操作面小,無(wú)振動(dòng),無(wú)噪音,環(huán)境污染小,能迅速制止沉降和傾斜,施工過(guò)程中不會(huì)引起附加沉降,壓樁施工可在狹小的空間進(jìn)行壓樁作業(yè),適用于大型機(jī)具無(wú)法進(jìn)入的工程??稍谲囬g不影響正常生產(chǎn)秩序的情況下,對(duì)地基進(jìn)行加固處理。
傳荷過(guò)程和受力性能明確,能得到每根樁的實(shí)際承載力,施工質(zhì)量可靠。將錨桿和靜力壓樁有效的結(jié)合,以來(lái)有效地提高地基承載力和控制建筑物沉降的目的,本工程自封樁后沉降微小,基本穩(wěn)定,實(shí)踐證明,新建構(gòu)筑物充分利用老樁基,采取錨桿靜壓樁加固地基,具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和施工效率。即滿足了承載力要求,又滿足了變形沉降要求,保證了臨近已建建筑物的結(jié)構(gòu)安全。然而,錨桿靜壓樁也有自身的局限性,單樁承載力較低,受用范圍受到限制,樁與承臺(tái)連接構(gòu)造有待改善。
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