閱讀 3274 次 錨桿靜壓樁托換技術(shù)在地基基礎(chǔ)中的應(yīng)用

錨桿靜壓樁托換技術(shù)在地基基礎(chǔ)中的應(yīng)用

葉建峰

(福建工程學(xué)院土木系350007)

1.錨桿靜壓樁托換技術(shù)應(yīng)用發(fā)展概況

    錨桿靜壓樁技術(shù)是80年代以來我國(guó)在地基處理工程實(shí)踐中逐漸成熟的一項(xiàng)實(shí)用新技術(shù)。二十多年來各地使用這項(xiàng)技術(shù)成功地托換加固了許多危房，包括辦公樓、住宅樓、工業(yè)廠房、鍋爐房、浴室等各種建筑物。現(xiàn)已應(yīng)用推廣至全國(guó)大部分省市使用，創(chuàng)造了良好的社會(huì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。近幾年，根據(jù)工程需要，這項(xiàng)技術(shù)又得到很大的拓寬和延伸，例如，這項(xiàng)技術(shù)還可用于樓房的增層改造、地基基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)、樁基礎(chǔ)補(bǔ)樁、大型設(shè)備基礎(chǔ)傾斜頂升糾偏以及高層建筑基坑開挖保護(hù)相鄰建筑物的邊坡支護(hù)等各種類型工程，從托換千斤頂?shù)膰嵨坏綔y(cè)試儀表以及施工工藝都有了很大的改進(jìn)和提高。

2.錨桿靜壓樁托換技術(shù)應(yīng)用的典型工程實(shí)例

    (1)用于危險(xiǎn)房屋糾偏加固

    一般房屋發(fā)生傾斜，多為地基土發(fā)生較大的壓縮沉降和差異沉降后造成的，主要原因有：

    A、基礎(chǔ)持力層直接作用于軟弱土層上或其下臥層為較厚的軟弱土，在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下使地基土發(fā)生沉降；

    B、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)或施工技術(shù)指標(biāo)偏差較大時(shí)；

    C、既有建筑物受到臨近建筑物的影響。

    對(duì)于上述情況，若拆除重建費(fèi)用較大，如果采用錨桿靜壓樁托換結(jié)合沉井糾偏或頂升糾偏，糾偏加固效果相當(dāng)明顯，這項(xiàng)技術(shù)在各地區(qū)應(yīng)用最廣泛。

    [實(shí)例]A市某住宅樓傾斜糾偏基礎(chǔ)加固

    A市某住宅樓一幢五層轉(zhuǎn)混結(jié)構(gòu)建筑物，樓長(zhǎng)34．30，寬約9m，高約14m，建于八十年代，該樓基礎(chǔ)形式為天然地基成基礎(chǔ)，由于地基土的不均勻沉降，向北側(cè)產(chǎn)生了傾斜，樓體西北角向北傾斜的最大傾斜值為l65mm，為了保證樓房的安全使用，且不影響用戶的正常生活秩序，經(jīng)過方案比較，最終采用沉井水平卸土法糾偏與錨桿靜壓樁托換法加固，竣工兩年后，樓體經(jīng)沉降變形觀測(cè)，已經(jīng)趨于穩(wěn)定。

    (2)用于樁基礎(chǔ)補(bǔ)樁

    在樁基礎(chǔ)施工中，由于設(shè)計(jì)改變?cè)黾恿私Y(jié)構(gòu)荷載或者審圖紙檢查出設(shè)計(jì)漏載，或者在樁基礎(chǔ)施工中出現(xiàn)縮頸、斷樁、殘留虛土厚度大等缺陷，乃至竣工后使用中由于上述問題，造成房屋不均勻沉降，墻體開裂破壞，諸如此類的樁基礎(chǔ)問題，如采用錨桿靜壓樁托換技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)是容易辦到的，因?yàn)闊o論是施工中還是竣工后，大型成套設(shè)備靠近建筑物都比較困難，而壓入樁托換法補(bǔ)樁只要簡(jiǎn)單的工具，少許的人操作就可以完成任務(wù)。

    [實(shí)例]A市實(shí)驗(yàn)中學(xué)行政樓樁基礎(chǔ)補(bǔ)樁

    A市實(shí)驗(yàn)中學(xué)行政樓為六層框架結(jié)構(gòu)辦公樓，基礎(chǔ)形式采用沉管灌注樁基礎(chǔ)，由于沉管灌注樁施工質(zhì)量控制不力，經(jīng)樁基礎(chǔ)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)部分樁樁身存在一些缺陷，不能滿足承載力的的要求，經(jīng)過方案對(duì)比論證決定采用錨桿靜壓樁托換加固法，該方法在不影響土建繼續(xù)施工的情況下，能夠迅速起到托換加固作用，在有樁身缺陷樁的兩側(cè)布設(shè)300×300mm鋼筋混凝土預(yù)制方樁，總計(jì)增補(bǔ)錨桿靜壓樁l5根，樁長(zhǎng)30．0m，設(shè)計(jì)單樁承載力為350kN，竣工后結(jié)構(gòu)荷載由原沉管灌注樁和新增補(bǔ)的托換樁共同承擔(dān)，各分擔(dān)二分之一，基礎(chǔ)托換加固后達(dá)到了承載力要求。

    (3)用于高層建筑基坑開挖相鄰建筑物邊坡支護(hù)

    隨著城市高層建筑物的不斷崛起，基坑開挖時(shí)相鄰建筑物的穩(wěn)定與邊坡支護(hù)成了設(shè)計(jì)施工中重要的科研課題。因?yàn)槌鞘杏玫卦絹碓骄o張，樓越蓋越高，距離越來越近，基坑開挖越來越深。特別是地下水位線以百開挖，在降水漏斗范圍以內(nèi)的舊建筑物容易開裂破壞。處理可以采用錨桿靜壓樁技術(shù)，在基坑開挖前先將相鄰建筑物及邊坡的一定范圍內(nèi)用托換樁托換住，新建筑物基礎(chǔ)施工就容易了。

    我們講的相鄰建筑物是指新、舊建筑物很近或者沒有距離，而且新的高大建筑物往往超過舊的低矮建筑物基礎(chǔ)埋深。這時(shí)可在舊建筑物底下托換，將結(jié)構(gòu)荷載通過樁傳到新樓基礎(chǔ)底下一定深度硬持力土層，并且能夠起到擋土作用，擋在舊基礎(chǔ)底下的土向新建筑基坑滑動(dòng)。這樣開挖面積即使緊貼舊建筑物基礎(chǔ)，仍能保住基坑的穩(wěn)定和舊建筑的安全。

    [實(shí)例]某海軍部隊(duì)新建辦公大樓基坑開挖及舊樓支護(hù)

    某海軍部隊(duì)新建辦公大樓，地面上10層，高42m，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)，地下室埋深3．8m，新樓建成位置與原食堂相鄰，相距約為2m，原食堂為二層磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深只有1.0m，新舊建筑物不僅距離教近，而且新樓基礎(chǔ)底面要低于舊樓基礎(chǔ)底面3m，如何保證新基礎(chǔ)開挖時(shí)不影響原食堂的結(jié)構(gòu)安全，經(jīng)過各種方案對(duì)比，采用錨桿靜壓樁托換頂撐處理方案。做法就是在新樓基坑開挖至舊樓基礎(chǔ)底面時(shí)，在靠近新樓的舊樓山墻和縱墻的基礎(chǔ)底下壓樁托換，按上部結(jié)構(gòu)荷載的大小及安全穩(wěn)定性要求，設(shè)計(jì)壓入了10根混凝土預(yù)制方樁，樁長(zhǎng)18.2—19.2m，其中樁下端部2—3m要進(jìn)入可塑狀粉層粘土層。每根樁的壓樁力均達(dá)到了設(shè)計(jì)單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值的l.5倍。壓樁施工結(jié)束，用C30膨脹混凝土封樁，支護(hù)費(fèi)用只花費(fèi)4.5萬元。現(xiàn)在大樓主體已竣工二年多，新舊基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)完好，證明錨桿靜壓樁托換用于對(duì)舊建筑物及邊坡支護(hù)是行之有效的好辦法。

    (4)用于樓房增層改造的地基基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)

    樓房增層改造時(shí)，如果原基礎(chǔ)底面過窄或經(jīng)過測(cè)試檢查，地基承載力沒有潛力可挖，增層改造后所增加的荷載原基礎(chǔ)承擔(dān)不了時(shí)，可在基礎(chǔ)梁、基礎(chǔ)板或承臺(tái)梁下布樁托換，以托換樁增加的支撐能力補(bǔ)足房屋增層改造增加的結(jié)構(gòu)荷載。

    [實(shí)例]市某別墅加層改造地基基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)托換

    市某別墅區(qū)一幢別墅，是1997年建成的二層磚混結(jié)構(gòu)建筑物，地基基礎(chǔ)形成采用天然地基淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為1.1一1.5m厚的可塑狀粘質(zhì)粘土，其下臥層為流塑壯的淤泥質(zhì)土，且厚度較大，業(yè)主欲對(duì)其進(jìn)行增層改造。經(jīng)驗(yàn)算原基礎(chǔ)無法滿足承受增層改造后的荷載要求，于是采用錨桿靜壓樁進(jìn)行托換加固，把增層改造增加的結(jié)構(gòu)荷載經(jīng)錨桿靜壓樁傳遞到深層的堅(jiān)硬地基土上，經(jīng)驗(yàn)算承載力完全達(dá)到要求。其中，基礎(chǔ)托換加固費(fèi)用僅為5萬元。

3.設(shè)計(jì)施工應(yīng)注意的問題

    (1)錨桿靜壓樁壓人前，必須嚴(yán)格檢查接頭是否平整、完好，壓入前需對(duì)不合要求的接頭修補(bǔ)好，并有足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，壓樁最后深度按標(biāo)高控制，即末節(jié)樁頂應(yīng)略低于基礎(chǔ)底面50—i00 mm錨桿的布置、構(gòu)造及施工聯(lián)結(jié)和樁帽的封頂應(yīng)符合《錨桿靜壓樁技術(shù)規(guī)程》的要求。

    (2)合理確定托換樁和原基礎(chǔ)承重力的分擔(dān)比

    不論是哪種形式或哪種用途托換，設(shè)計(jì)時(shí)要先搞清原基礎(chǔ)還能承重多少，把經(jīng)過地基基礎(chǔ)檢查測(cè)試確定原基礎(chǔ)不能承重或承重有困難的荷載部分讓托換樁承擔(dān)。這樣就出現(xiàn)力的分擔(dān)比的問題，一般開裂破壞房屋，讓托換樁承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載的l／2—1／3，其余1／2—2／3荷載由原基礎(chǔ)分擔(dān)；危險(xiǎn)房屋墻和基礎(chǔ)危險(xiǎn)地段，可不考慮原基礎(chǔ)承重，讓托換樁承擔(dān)全部結(jié)構(gòu)荷載；屬于預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)托換，可根據(jù)荷載或承重力的大小確定承重力的分擔(dān)比，合理布樁。

    (3)正負(fù)摩擦力的取舍

    托換設(shè)計(jì)的重要問題是確定單樁承載力，而確定單樁承載力首先要考慮樁周土摩擦力的取舍，是取正值、負(fù)值還是取零?特別是錨桿靜壓樁樁長(zhǎng)較大時(shí)，樁周土摩擦力對(duì)樁影響很大，當(dāng)樁周土屬于軟弱欠固結(jié)淤泥質(zhì)土、濕陷土或松填土?xí)r，樁周產(chǎn)生負(fù)摩擦力，可抵耗掉樁的端阻力，影響托換加固效果。一般經(jīng)驗(yàn)做法是視土的類別和固結(jié)程度，固結(jié)土對(duì)樁周土摩擦力取正值，對(duì)欠固結(jié)土、松填土、軟弱土取負(fù)值。對(duì)于托換樁穿過軟弱土層厚度不大，一般負(fù)摩擦力為零或被正摩擦力抵消掉。

4.結(jié)束語

    (1)錨桿靜壓樁托換與其他托換方法相比較，有受力直觀，測(cè)力數(shù)據(jù)可靠，施工設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作，施工速度快，成本低，質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)。

    (2)目前，該項(xiàng)技術(shù)在提高單樁承載力方面還有待于進(jìn)一步研究，壓人樁技術(shù)要繼續(xù)拓寬應(yīng)用范圍還需要我們不斷探索。

參考文獻(xiàn)

[1]葉書麟，韓杰，葉觀寶．地基處理與托換技術(shù)(第二版) EM]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，l994．

[2]江正榮．地基與基礎(chǔ)施工手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社。l997．

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)