摘要:錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用原基礎(chǔ)底板或樁基承臺(tái)及上部結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的重量作為壓樁反力,通過(guò)預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備,將樁段從壓樁孔處壓入地基土中,然后將樁與基礎(chǔ)底板或樁基承臺(tái)連接形成整體,使新樁基與原建筑物基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載,提高加樁區(qū)域的承載力,達(dá)到阻止或減少沉降的目的。
隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展,許多早期建設(shè)的多層建筑甚至高層建筑因種種原因必須拆除,新建建筑物的基礎(chǔ)施工時(shí)就要碰到原有建筑所遺留下來(lái)的各種樁型。錨桿靜壓樁與其它基礎(chǔ)加固或托換技術(shù)相比又具有施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、移動(dòng)靈活、施工所需空間小的特點(diǎn)。我們利用錨桿靜壓樁新技術(shù)特殊工藝,充分利用其特點(diǎn),改進(jìn)樁型、樁材、壓樁設(shè)備,將其應(yīng)用到高層建筑中樁基加固和托換中,取得了成功。為高層建筑病害工程樁加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經(jīng)濟(jì)的加固方法。
1、高層建筑病害工程樁的特點(diǎn)及處理方法
高層建筑工程樁由于受自然條件、周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、邊坡失穩(wěn)、基坑開挖、土方開挖及樁基施工操作不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊?,出現(xiàn)了工程樁縮頸、裂隙、裂縫、夾層、斷裂、傾斜、偏位、強(qiáng)度不夠、長(zhǎng)度不夠等病害。造成了不能滿足設(shè)計(jì)及使用要求,易引起安全隱患的病害工程樁。對(duì)此類病害工程樁必須結(jié)合各種因素進(jìn)行分析,對(duì)單樁能否使用或部分使用進(jìn)行判斷,對(duì)樁基進(jìn)行加固或托換方可使用。
2、樁型選擇
高層建筑中原樁基一般采用樁身長(zhǎng)、截面大、強(qiáng)度高、承載力大的樁,為了能使加固樁與原樁基能盡量協(xié)調(diào)工作,應(yīng)選擇截面大、強(qiáng)度高、承載力大的樁;錨桿靜壓樁是擠土型樁,截面過(guò)大勢(shì)必導(dǎo)致排土擠土效應(yīng)過(guò)大,對(duì)周邊樁、建筑物和管線造成擠壓位移,應(yīng)選擇截面不過(guò)于大的樁;考慮到施工空間和操作方便的要求,樁截面不宜過(guò)大、樁段不宜過(guò)長(zhǎng);考慮單樁承載力的大小合理選擇鋼筋混凝土方樁或鋼管樁。鑒于上述因素,在高層建筑病害工程樁加固中一般采用300×300mm的鋼筋混凝土方樁和Ф377×9mm鋼管樁。
3、錨桿設(shè)計(jì)
錨桿是錨桿靜壓樁施工過(guò)程中核心受力構(gòu)件,錨桿的設(shè)計(jì)選擇是否合理和錨桿的埋設(shè)是否牢固是壓樁能否實(shí)施的關(guān)鍵。根據(jù)單樁豎向承載力的大小確定錨桿的數(shù)量和型號(hào),一般采用四根或八根錨桿,錨桿一般采用棒材進(jìn)行加工而成,棒材型號(hào)由受力和錨桿數(shù)量確定。錨桿的長(zhǎng)度要滿足錨固深度要求(一般可采用10`12倍棒材直徑)及提供足夠反力的安裝要求(一般采用15~20cm)。錨桿埋設(shè)首先要準(zhǔn)確定出埋設(shè)位置,其次埋設(shè)深度要略大于錨固深度要求,同時(shí)應(yīng)將錨桿與承臺(tái)或底板內(nèi)的部分鋼筋焊接,確保錨桿埋設(shè)準(zhǔn)確牢固。
4、主要施工工藝及要求
4.1確定樁位孔及定位→錨桿加工制作及埋設(shè)(樁段制作)→樁位孔及錨桿養(yǎng)護(hù)和保護(hù)→安裝壓樁反力架→第一節(jié)樁就位、校正→壓樁→深度及壓力值記錄→下節(jié)樁就位、校正→焊接接樁→壓樁→…→壓樁到設(shè)計(jì)要求→最終深度及壓樁力驗(yàn)收→拆除壓樁反力架→切割樁頭→清孔(配制微膨脹早強(qiáng)混凝土)→封樁。
樁段在壓入時(shí)垂直度極為重要,因此除了在初始就位時(shí)校核垂直度極外應(yīng)在壓樁時(shí)全程連續(xù)控制,每節(jié)樁的垂直度應(yīng)控制在1/1000以內(nèi);同時(shí)應(yīng)保持千斤頂與樁段軸線在同一垂直線上,千斤頂施加的壓力中心與截面形心重合,千斤頂安放偏差不大于2mm。壓樁時(shí)不宜數(shù)臺(tái)壓樁設(shè)備在同一承臺(tái)上施工,施工期間,壓樁力總和不得超過(guò)該基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的自重,防止基礎(chǔ)上抬造成結(jié)構(gòu)破壞。壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,盡量減少接樁時(shí)間,中途不得長(zhǎng)時(shí)間停頓,以免土體固結(jié)超靜水壓力消散,引起摩阻力劇增。如必須中途停頓時(shí),樁尖應(yīng)停留在軟土層中,且停留時(shí)間不宜超過(guò)24小時(shí)。如遇到壓力急劇的增加可能遇碎石障礙物或壓入較硬土層,這時(shí)液壓系統(tǒng)可采用稍壓入,持荷,再壓入,再持荷,直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度或承載力。壓樁過(guò)程應(yīng)做好記錄,采用以最終壓樁力控制為主、以樁長(zhǎng)控制為輔的雙控原則。
4.2封樁工藝
封樁施工是壓樁過(guò)程中又一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。樁和承臺(tái)及混凝土底板能否連接牢固,承載力是否達(dá)到要求,聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)形式是否合理,都是封樁后樁能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵。封樁前,樁頂應(yīng)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求截?cái)嘀猎O(shè)計(jì)標(biāo)高:混凝土樁段樁頂應(yīng)平整無(wú)松動(dòng)混凝土、鋼管樁段采用氧割進(jìn)行切斷;鋼管樁內(nèi)應(yīng)用C35碎石混凝土填充;為加強(qiáng)樁和承臺(tái)及混凝土底板的連接應(yīng)將錨桿相互連接起來(lái),以便形成封樁樁帽;清理樁孔內(nèi)的渣滓及水。
5、質(zhì)量要求和技術(shù)措施
預(yù)制樁段采用工廠化生產(chǎn),截面尺寸及配筯符合設(shè)計(jì)要求,縱向鋼筋砼保護(hù)層厚度為30㎜。要求端面平整,與樁身軸線垂直。樁身砼密實(shí),彎曲矢高偏差小于1/1000L,掉角深度小于10㎜。承臺(tái)面要求平整,樁孔保持端正,錨桿中距(250×650)偏差不大于20㎜。
壓樁時(shí)樁身必須保持垂直,傾斜度不大于1%。樁架固定必須安穩(wěn),壓樁過(guò)程中發(fā)生搖動(dòng)時(shí)應(yīng)隨時(shí)擰緊螺帽。接樁時(shí)先將四角點(diǎn)焊固定,然后對(duì)稱焊接,樁段間的接頭必須保證有相對(duì)的兩條側(cè)邊滿焊。焊接鋼板采用低碳鋼,焊條采用E43,鐵件表面應(yīng)清潔,上、下節(jié)樁之間縫隙用鐵片填實(shí)焊牢,電焊結(jié)束后停歇時(shí)間大于1min。接樁節(jié)點(diǎn)彎曲矢高偏差小于1/1000L。及時(shí)做好壓樁記錄,千斤頂?shù)拿恳恍谐探Y(jié)束時(shí)都應(yīng)記下油壓表讀數(shù)。樁頂至承臺(tái)面的距離不小于40㎝,一般也不大于50㎝。封頂砼施工時(shí)要盡量抽干孔中的積水,并將樁身周圍的空隙用石子或黃砂填補(bǔ)密實(shí),讓樁頂外露5㎝左右,封頂砼強(qiáng)度應(yīng)大于或等于樁身砼強(qiáng)度。壓樁時(shí)兩臺(tái)機(jī)器應(yīng)注意不能靠得太近,相距不應(yīng)小于3米。樁基屬于隱蔽工程,應(yīng)對(duì)每根樁靜壓過(guò)程進(jìn)行觀測(cè),做好詳細(xì)記錄,作為驗(yàn)收簽證依據(jù)。壓樁施工完畢后,檢查樁位偏差符合規(guī)范要求,并對(duì)樁承載力進(jìn)行檢驗(yàn),承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
6、安全措施
嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)操作規(guī)程,堅(jiān)持安全文明施工,上崗前做好安全技術(shù)交底。操作人員嚴(yán)格遵守崗位責(zé)任制,熟悉本工種的安全技術(shù)操作規(guī)程。各類機(jī)械設(shè)備使用前,先對(duì)安全性能進(jìn)行檢查,電器設(shè)備裝設(shè)漏電保護(hù)裝置。合理安排工序,控制好施工進(jìn)度,施工過(guò)程做好沉降、傾斜的觀測(cè)。壓樁設(shè)備定專人操作、維護(hù)與保養(yǎng)??刂茐簶端俣取<纯刂泼刻靿簶兜臄?shù)量,可以避免產(chǎn)生嚴(yán)重的擠土現(xiàn)象和超靜水壓力。選擇合理的壓樁順序。采用背向保護(hù)對(duì)象向前推進(jìn)壓樁的方法,減少樁入土后擠壓土層對(duì)附近原有建筑地基的影響。增設(shè)豎向排水通道。
7、總結(jié)
通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用,新建建筑充分利用原有樁基,采用錨桿靜壓樁加固建筑物的地基承載力,只要慎重設(shè)計(jì)、慎重施工,掌握好施工步驟,處理好新老基礎(chǔ)的承載力和上部結(jié)構(gòu)的整體剛度,可以大大地降低土建造價(jià),縮短施工周期。
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