摘要:要考慮工程造價(jià)和工程進(jìn)度更要保證工程質(zhì)量,所以我們可以采用更為實(shí)用的建筑施工工藝壓樁過程的擠土效應(yīng)將全部作用在基礎(chǔ)下面的地基土中,且在壓樁過程中地基土被擠密,地基承載力有一定的提高。同時(shí)超孔隙水壓力的作用,基礎(chǔ)底板下的土體對基礎(chǔ)底板作用著上拱力。因此采用錨桿靜壓樁逆作法施工的建筑可充分考慮樁-土-基礎(chǔ)的共同作用,減少了樁的用量,節(jié)省工程造價(jià)。
錨桿靜壓樁是由錨桿和靜力壓樁技術(shù)結(jié)合而形成的一種新的樁基工藝。錨桿靜壓樁多用已建建筑物、中小型構(gòu)筑物的地基加固、托換、糾偏工程中。它通過設(shè)在基礎(chǔ)上的錨桿固定壓樁架,然后利用建筑物自重,用千斤頂將預(yù)制樁通過基礎(chǔ)上預(yù)留或后鑿的孔一節(jié)節(jié)壓入土體,每節(jié)樁之間用焊接連接,最后將樁與基礎(chǔ)連接,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。它具有以下特性:可在密集的建筑群中施工,施工時(shí)無振動(dòng)、無噪音、無污染;對于施工場地狹小,大型地基加固機(jī)械無法進(jìn)入現(xiàn)場時(shí)適用。新建工程施工場地狹小,常規(guī)壓樁設(shè)備無法進(jìn)入時(shí),錨桿靜壓樁的特性也決定了它在此時(shí)運(yùn)用于新建工程的優(yōu)勢。新建工程采用錨桿靜壓樁還可以節(jié)省工期。因?yàn)樗氖┕ろ樞蚺c常規(guī)樁不同。常規(guī)樁先壓樁后建房,打樁過程中引起的擠土、隆起、沉降等一系列現(xiàn)象均在上部結(jié)構(gòu)施工前完成了,上部結(jié)構(gòu)荷載由樁基承受。
一、靜壓樁施工
由于靜壓樁是擠土樁,在場地樁數(shù)量較多,樁距較密的情況下,時(shí)常后壓的樁會對已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬,特別對于短樁,易形成所謂的吊腳樁。這種樁在做靜載試驗(yàn)時(shí),開始沉降較大,曲線較陡,但當(dāng)樁尖達(dá)到持力層,承載力又有明顯增加,沉降曲線又趨于平緩,這是樁身上抬的典型曲線。樁身上抬除了靜載沉降偏大外,對樁而言可能會把接頭拉斷,樁尖脫空,同時(shí)大大增加對四周樁的水平擠壓力,導(dǎo)致樁傾斜偏位。在處理上施工前合理安排壓樁順序,同一單體建筑物一般要求先壓場地中央的樁,后壓周邊的樁;先壓持力層較深的樁,后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后一般采用復(fù)壓的辦法使樁基按正常使用,但對承受水平荷載的基礎(chǔ)要慎重。在基礎(chǔ)施工時(shí)在基礎(chǔ)梁上預(yù)留壓樁孔,壓樁孔為上小下大喇叭口形,本工程樁直徑為250mm,因此取上孔徑為300mm,下孔徑為350mm。在預(yù)留孔四周預(yù)埋4M27螺桿用以固定壓樁時(shí)的反力架,螺桿埋入混凝土內(nèi)330mm??紤]到本工程底層層高有4.5米,為減少樁接頭單節(jié)樁取3米長,樁接頭采用焊接。在結(jié)構(gòu)三層樓面澆筑完畢后,框架柱底軸力已大于所需最終壓樁力時(shí),壓樁施工人員進(jìn)場開始施工。這時(shí)結(jié)構(gòu)整體沉降量約為3~5mm。施工時(shí)為了避免壓樁時(shí)發(fā)生基礎(chǔ)上抬的情況,要求同一柱只能有一臺壓樁機(jī)在工作。且要求壓樁施工點(diǎn)要分散進(jìn)行,嚴(yán)禁一個(gè)柱的樁完全壓完后再壓別的柱的樁,以使整個(gè)基礎(chǔ)能夠均勻受力,同時(shí)防止了集中一處壓樁而引起局部過大超孔隙水壓力。為控制壓樁時(shí)的擠土作用對臨近已建房屋產(chǎn)生影響,壓樁速度不能過快。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際壓樁記錄看,最終壓樁力基本在249kN~340kN范圍內(nèi),樁頂標(biāo)高都到了設(shè)計(jì)標(biāo)高。壓樁孔的封堵(封樁)是壓樁施工中最后一個(gè)重要環(huán)節(jié),關(guān)系到樁與基礎(chǔ)連接的質(zhì)量。
二、施工中質(zhì)量事故分析
1、樁身上抬
由于靜壓樁是擠土樁,在場地樁數(shù)量較多,樁距較密的情況下,時(shí)常后壓的樁會對已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬,特別對于短樁,易形成所謂的吊腳樁。這種樁在做靜載試驗(yàn)時(shí),開始沉降較大,曲線較陡,但當(dāng)樁尖達(dá)到持力層,承載力又有明顯增加,沉降曲線又趨于平緩,這是樁身上抬的典型曲線。樁身上抬除了靜載沉降偏大外,對樁而言可能會把接頭拉斷,樁尖脫空,同時(shí)大大增加對四周樁的水平擠壓力,導(dǎo)致樁傾斜偏位。
2、引孔壓樁的問題
為了防止樁間的擠土效應(yīng)太大,或土質(zhì)太硬而使樁身較短,施工中往往采用引孔壓樁的工藝,即先鉆比管樁略小規(guī)格的直徑鉆孔,深度是樁長的(2/3~1)L,然后將管樁沿預(yù)鉆孔壓下去。引孔應(yīng)隨引隨壓,中間間隔時(shí)間不宜大長,否則孔內(nèi)積水,一是會軟化樁端土,待水消散后孔底會留有一定空隙;二是積水往樁外壁冒,削弱了樁的側(cè)摩阻力。
3、樁端封口不實(shí)
當(dāng)樁尖有縫隙,地下水水頭差的壓力可使樁外的水通過縫隙進(jìn)入樁管內(nèi)腔,若樁尖附近的土質(zhì)是泥質(zhì)土,遇水易軟化,從而直接影響樁的承載力。對于樁靴的焊接質(zhì)量要求與端板間無間隙、錯(cuò)位,保證焊縫飽滿,無氣孔。施焊對稱進(jìn)行,焊拉時(shí)間控制得當(dāng),焊接完成后自然冷卻10分鐘左右方可施打,因高溫焊縫遇水后變脆,容易開裂。
4、樁頂(底)開裂
由于目前壓樁機(jī)越來越大,最重可達(dá)6800KN,對于較硬土質(zhì),管樁有可能仍然壓不到設(shè)計(jì)標(biāo)高,在反復(fù)復(fù)壓情況下,管樁樁身橫向產(chǎn)生強(qiáng)烈應(yīng)力,如果樁還是按常規(guī)配箍筋,樁頂混泥土抗拉不足開裂,產(chǎn)生垂直裂縫,為處理帶來很大困難。
三、質(zhì)量控制措施
1、靜壓樁沉樁時(shí),壓樁的壓力要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件,通過對靜力觸探比貫入阻力平均值和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N值評估沉樁的可能性,選擇好壓樁機(jī)械設(shè)備。
2、根據(jù)地質(zhì)條件,單樁豎向極限承載力以及布樁密集程度等因素,壓樁機(jī)應(yīng)按定額總重量配制壓重,壓機(jī)的重量(不含靜壓樁機(jī)大履和小履重量)不宜小于單樁極限承載力的1.2倍。
3、油壓表必須經(jīng)有資質(zhì)的法定檢測單位鑒定,并有鑒定合格證。
4、靜壓樁沉樁控制應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高,壓樁力和穩(wěn)壓下沉量相結(jié)合的原則,并根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求綜合確定。
5、樁端進(jìn)入堅(jiān)硬、硬塑粘性土,中密以上粉土、砂土土層時(shí),靜壓樁的壓樁力為主要控制指標(biāo),樁端標(biāo)高在征得設(shè)計(jì)單位同意后,可作為輔助控制指標(biāo)。
6、靜壓樁樁端進(jìn)入持力層,達(dá)到綜合確定的壓樁力要求,但未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),宜保持穩(wěn)壓1~2分鐘,穩(wěn)壓下沉量可根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。
7、靜壓樁施工過程中,不得任意調(diào)整和校正樁的垂直度,避免對樁身產(chǎn)生較大的次生彎矩。靜壓樁穿越硬土層或進(jìn)入持力層的過程中,除機(jī)械故障處,不得停止沉樁施工。
8、壓樁過程中,應(yīng)檢查壓力、樁的垂直度、接樁間歇時(shí)間、樁的連接質(zhì)量及壓入深度。
9、壓樁施工結(jié)束后,應(yīng)做樁身的單樁豎向承載力試驗(yàn)和小應(yīng)變檢查樁身質(zhì)量。
靜壓樁的沉樁機(jī)理非常復(fù)雜,與土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進(jìn)度等有關(guān),有待進(jìn)一步研究。
四、總結(jié)
在施工場地狹小,普通壓樁設(shè)備無法進(jìn)場施工的條件下,利用已建成的建筑物自重,采用錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行地基處理。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按錨桿靜壓樁施工完成前后分兩階段考慮。錨桿靜壓樁壓樁前,按天然地基設(shè)計(jì);錨桿靜壓樁壓樁完成后由樁單獨(dú)或與地基土共同承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,按樁基礎(chǔ)或沉降控制復(fù)合樁基設(shè)計(jì)。在壓樁施工時(shí),上部已完成的結(jié)構(gòu)自重必須滿足最終壓樁力的要求。
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