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巖土工程錨杆靜壓樁加固地基實踐應用

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導語:靜壓預製樁主要應用於軟土地基。在沉樁過程中,樁尖直接使土體產生衝切破壞,伴隨或先發生沿樁身土體的直接剪切破壞。孔隙水受此衝剪擠壓作用形成不均勻水頭,產生超孔隙水壓力,擾動了土體結構,使樁周約一倍樁徑的一部分土體抗剪強度降低,發生嚴重軟化(粘性土)或稠化(粉土、砂土),出現土重塑現象,從而可容易地連續將靜壓樁送入很深的地基土層中。

巖土工程錨杆靜壓樁加固地基實踐應用

  一、前言

隨着城市建設的迅速發展,許多早期建設的多層建築甚至高層建築因種種原因必須拆除,新建建築物的基礎施工時就要碰到原有建築所遺留下來的各種樁型。通常設計者往往為了安全和方便,廢棄原樁基,重新設計新樁型。但是為了避開老樁基,就會增加新樁基佈置的複雜化,提高基礎處理的造價,造成了極大的浪費。對於原有樁基,只要慎重施工、合理利用,完全可以變廢為寶,大大地降低工程造價與縮短工期。我們在杭州市浙報宿舍33-B幢住宅樓改造施工中,採取利用原建築遺留的夯擴樁,局部補打錨杆靜壓樁,用新建建築物的自重荷載作為壓樁反力,節約了基礎造價,加快了施工進度。實踐證明,新建建築充分利用老樁基,採取錨杆靜壓樁加固地基,具有極高的經濟價值和施工效率。

  二、工程簡介

該工程地處杭州市竹竿巷小區,框架六層住宅,底下為半地下室自行車庫。原有建築基礎拆除後發現原地基設計為φ325夯擴樁、樁長4~6米、夯擴頭φ500、砼標號200#,且較密。根據現場地質情況及距附近建築物間距較近的特點,新建建築基礎設計為整板基礎,大部份支承在原有夯擴樁上,小部份採取補打錨杆靜壓樁,原夯擴樁作試樁用4根。錨杆靜壓樁預製段採用200×200㎜截面,每段樁長1.5米,焊接接頭,砼強度等級C30。

  三、施工準備工作

1.先對現場周圍建築物全面檢查,佈置好觀察點,確認地下無障礙物,不會對周圍環境造成影響;其次在場地附近設置水準點,數量為兩個,用以檢查樁的入土深度;再對樁軸線位置做出標誌。

2.將對壓樁施工有影響的腳手架移位,拆除清理半地下室模板及支撐,留出壓樁必須的施工操作空間。

3.抽除地下室積水,清除底板砼表面污泥。保持進出通道暢通,以不影響樁段的運輸。

4.安裝壓樁設備,架立反力架等設備,並在樁架上設置標尺,先調試合格

5.壓樁配備380V、20千瓦以上電源,配電箱佈置在距最遠樁位100米內,設於現場北側距壓樁施工段約30米,採用三相五線單獨佈線。

6.對進場的預製樁段質量檢查,將經檢驗合格的樁運至施工通道附近,堆放層數不超過四層。

  四、施工機具及勞動力配備

1.配置兩套靜壓設備,兩套反力架。靜壓設備採用流量不小於4升/分的高壓油泵,行程不小於20釐米的500KN油壓千斤頂。

2.配備經緯儀、水準儀各1台,電焊機1台,運樁小車1輛。

3.每套壓樁設備配備操作技術工2名、記錄員1名、普工2名;另配電焊工1名,現場管理施工員、質量員、安全員各1名。

  五、施工部署和施工方案

1.在壓樁前選取4根原夯擴樁,對原夯擴樁的實際承載力先進行靜壓試驗,根據夯擴樁和錨杆靜壓樁各自的設計要求單獨承載力,確定錨杆靜壓樁的壓樁力,不至於兩種樁型因承載力相差過大,引起不均勻沉降。

2.錨杆靜壓樁的長度分為兩批,一批控制在3m以內,以②-3#土為持力層;另一批以④-3#土為持力層,以減少沉降量。具體數據與做法根據試樁結果確定。

3.先進行基礎與上部主體建築施工,待建築物自重荷載超過壓樁力,可以作為壓樁反力,再用千斤頂將樁段從基礎中預留的'壓樁孔內逐段壓入土中,然後將樁與基礎連結在一起,從而達到加固地基效果。4.工藝流程:定位→開鑿壓樁孔和鑽取錨固孔→種植錨

5.壓樁結束後,即清理預留連接鋼筋,焊接錨固鋼筋,進行封頂施工。

  六、質量要求和技術措施

1.預製樁段採用工廠化生產,截面尺寸及配筯符合設計要求,縱向鋼筋砼保護層厚度為30㎜。要求端面平整,與樁身軸線垂直。樁身砼密實,彎曲矢高偏差小於1/1000L,掉角深度小於10㎜。

2.承枱面要求平整,樁孔保持端正,錨杆中距(250×650)偏差不大於20㎜。

3.壓樁時樁身必須保持垂直,傾斜度不大於1%。樁架固定必須安穩,壓樁過程中發生搖動時應隨時擰緊螺帽。

4.接樁時先將四角點焊固定,然後對稱焊接,樁段間的接頭必須保證有相對的兩條側邊滿焊。焊接鋼板採用低碳鋼,焊條採用E43,鐵件表面應清潔,上、下節樁之間縫隙用鐵片填實焊牢,電焊結束後停歇時間大於1min。接樁節點彎曲矢高偏差小於1/1000L。

5.及時做好壓樁記錄,千斤頂的每一行程結束時都應記下油壓表讀數。

6.樁頂至承枱面的距離不小於40㎝,一般也不大於50㎝。

7.封頂砼施工時要儘量抽乾孔中的積水,並將樁身周圍的空隙用石子或黃砂填補密實,讓樁頂外露5㎝左右,封頂砼強度應大於或等於樁身砼強度。

8.壓樁時兩台機器應注意不能靠得太近,相距不應小於3米。

9.樁基屬於隱蔽工程,應對每根樁靜壓過程進行觀測,做好詳細記錄,作為驗收簽證依據。

10.壓樁施工完畢後,檢查樁位偏差符合規範要求,並對樁承載力進行檢驗,承載力應符合設計要求。

  七、安全措施

1.嚴格執行安全生產操作規程,堅持安全文明施工,上崗前做好安全技術交底。

2.操作人員嚴格遵守崗位責任制,熟悉本工種的安全技術操作規程。

3.各類機械設備使用前,先對安全性能進行檢查,電器設備裝設漏電保護裝置。

4.合理安排工序,控制好施工進度,施工過程做好沉降、傾斜的觀測。

5.壓樁設備定專人操作、維護與保養。

6.為避免和減輕打樁對周圍環境產生的危害,採取下列預防措施:

(1)控制壓樁速度。即控制每天壓樁的數量,可以避免產生嚴重的擠土現象和超靜水壓力。

(2)選擇合理的壓樁順序。採用背向保護對象向前推進壓樁的方法,減少樁入土後擠壓土層對附近原有建築地基的影響。

(3)增設豎向排水通道。在新壓入樁與原有夯擴灌注樁之間埋設袋裝砂井,袋裝砂井直徑為80㎜,間距1.5m,深度10m,避免在壓樁過程地基土水平位移,造成原樁偏位或斷樁。

  八、經驗總結

通過實踐應用,新建建築充分利用原有樁基,採用錨杆靜壓樁加固建築物的地基承載力,只要慎重設計、慎重施工,掌握好施工步驟,處理好新老基礎的承載力和上部結構的整體剛度,可以大大地降低土建造價,縮短施工週期。

在杭州市浙報宿舍33-B幢住宅樓工程中,一是節約了原有樁基處理與重新打樁基的成本和工期;二是先進行基礎施工,後進行錨杆靜壓樁施工,加快了上部結構的施工進度,避免了因樁基施工所耽誤的工期;三是採取了錨杆靜壓樁施工,減少了對周邊建築與居民生活環境的影響。該工程竣工驗收後,經過十四次沉降觀測,最大沉降量18㎜、最小沉降量14㎜、沉降差僅為4㎜,滿足規範和設計要求,達到了預計效果。與廢棄原樁基,重新打樁相比較,直接節約樁基處理造價50%以上(約50萬)。該處理方案取得了較好的經濟效率與社會效率,在舊城改造過程中能夠廣泛應用。