摘要：錨桿靜壓樁樁基技術(shù)有著極多的優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)電設(shè)備簡(jiǎn)陋、安全可靠，在壓樁施工中無(wú)噪音、無(wú)污染、無(wú)振動(dòng)，都工程周邊環(huán)境無(wú)影響，在一些大型機(jī)具無(wú)法使用的地基基礎(chǔ)工程中有著無(wú)可取代的作用。本文將結(jié)合工程實(shí)際闡述該技術(shù)在民用建筑的樁基工程中的應(yīng)用。
前言
錨桿靜壓樁作為基礎(chǔ)的加固方法之一，是利用原基礎(chǔ)底板及上部結(jié)構(gòu)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，提高加固區(qū)域的承載力，達(dá)到基礎(chǔ)加固的目的。
錨桿靜壓樁多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥質(zhì)土等地基土的新建或已建多層建筑物的地基加固、托換、糾偏工程中。本文以一學(xué)生公寓為例，就錨桿靜壓樁樁基技術(shù)在民用建筑中的應(yīng)用進(jìn)行探討。
工程概況：
某學(xué)生公寓，4幢6層單元式總建筑面積2萬(wàn)M2，地基情況如下：
?、匐s填土黃色，主要為松軟狀粘性素填土，混有建筑垃圾，厚0.7M-2.5M；
②粉質(zhì)粘土黃灰色，軟可塑狀態(tài)，厚0.6M-1.7M；
?、塾倌噘|(zhì)粉質(zhì)粘土流塑、軟塑狀態(tài)，厚0.8M-4.3M；
?、芊圪|(zhì)粘土灰色，軟可塑狀態(tài)，厚0.5M-1.7M；
⑤粘土黃色，可塑狀態(tài)，厚0.4M-2.7M；
?、拚惩梁贮S色，局部灰綠色，硬塑狀態(tài)，厚0.6M-3.9M；
?、叻圪|(zhì)粘土可塑狀態(tài)，厚0.5M-1.4M；
⑧粉土稍密～中密狀態(tài)，厚0.5M-1.6M；
?、岱凵吧悦堋忻軤顟B(tài)，厚1.6M-3.7m；⑩粉砂中密～密實(shí)狀態(tài)，厚4.5M-6.7M；
?、夥凵爸忻軤顟B(tài)，厚6.1-6.9M；
?、夥圪|(zhì)粘土可塑狀態(tài)，厚度未揭穿。
該建筑物的基底面積45%為天然地基，余下的基底面積須由打樁處理。工期較緊，同事設(shè)計(jì)單位建議使用錨桿靜壓樁對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固，樁的截面尺寸為200mmX200mm，長(zhǎng)度分別為2.5M，5.0M，7.5M。樁總數(shù)為1321根，樁連接采用硫磺膠泥接頭，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，主筋4ф10，箍筋6ф200/100。錨桿采用M25mmx400mm墩式錨桿，于澆筑基礎(chǔ)時(shí)預(yù)埋。壓樁采用C30微膨脹早強(qiáng)混凝土封口，控制標(biāo)準(zhǔn)采用壓樁力與標(biāo)高雙控，在第二層和第六層主體施工間完成壓樁作業(yè)。
錨桿靜壓樁的施工：
該項(xiàng)目的錨桿靜壓樁的施工穿插在主體施工中，基礎(chǔ)施工完成后不能回填土，壓樁須在第二層封頂完成之后才能進(jìn)行，在一定程度上影響到外腳手架的搭設(shè)，為了對(duì)工程施工進(jìn)度不造成影響，土建單位采用了外懸挑式外腳手，為壓樁施工創(chuàng)造了極為良好的施工環(huán)境。同時(shí)設(shè)計(jì)單位考慮到錨桿靜壓樁在施工時(shí)需要一定的空間高度，將底層露面設(shè)計(jì)為回填土水泥地面。由于地處南方，建設(shè)單位考慮到梅雨返潮等問(wèn)題，要求設(shè)計(jì)單位將底層更改為架空樓板，采用內(nèi)挑耳解決樓板的擱置問(wèn)題。
利于基礎(chǔ)承受的沖剪，壓樁孔為上小下大，錨桿壓埋入基礎(chǔ)深為250mm。
壓樁前，會(huì)同監(jiān)理及其施工單位的相關(guān)工作人員對(duì)鋼筋混凝土樁的質(zhì)量及預(yù)留樁孔位置進(jìn)行認(rèn)真檢查驗(yàn)收，彈出中心線，確保樁位正確。（鋼筋混凝土樁由場(chǎng)外加工廠制作，在樁的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%時(shí)，方能起吊運(yùn)輸，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)由監(jiān)理人員驗(yàn)收合格后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值100%方能允許壓樁施工）。
壓樁機(jī)具就位，安裝反力架，反力架安裝應(yīng)牢固、保持垂直、不能松動(dòng)。進(jìn)行壓樁試驗(yàn)，，以確定壓樁的力值、長(zhǎng)度、穩(wěn)定時(shí)間、靜壓樁的順直度等參數(shù)，為即將開(kāi)始的全面壓樁施工提供有力的技術(shù)數(shù)據(jù)。
樁吊入壓樁孔后，保持垂直。壓樁時(shí)，使千斤頂與樁段的軸線保持垂直，不得偏壓。樁位平面偏差控制在20MM內(nèi)，樁節(jié)垂直度偏差小于樁節(jié)長(zhǎng)的1%。施工中隨時(shí)監(jiān)測(cè)樁身垂直度，及時(shí)調(diào)整偏差度。
每根樁基按照預(yù)留孔位置，先壓入靠柱的樁，再向外壓樁。壓樁中途不得停頓。一次壓樁的承載力標(biāo)準(zhǔn)需達(dá)到設(shè)計(jì)單樁豎向承載力的2倍，持續(xù)時(shí)間不得低于5min。整根樁應(yīng)一次連續(xù)壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高。若必須在中途停壓的，樁端應(yīng)停留在軟弱土層中，停壓時(shí)間不宜超過(guò)24小時(shí)。
接樁采用現(xiàn)場(chǎng)焊接，對(duì)準(zhǔn)上下節(jié)樁的垂直軸線后進(jìn)行滿焊。焊接完成后8min方可壓樁。
封樁：靜壓樁施工以壓力樁力控制為主，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求之后停止壓樁，持壓穩(wěn)定30min，開(kāi)始樁頂封頭。劈去外露樁頭，清除樁孔內(nèi)的泥水、雜物、孔壁。焊接好2ф16交叉鋼筋在錨桿上，濕潤(rùn)混凝土連接面，澆筑C30微膨脹早強(qiáng)混凝土，使用振動(dòng)器加以搗實(shí)，使樁與樁基承臺(tái)合成整體。本工程中，考慮到地下室凈空高度不足2.70m，錨桿靜壓樁按每段2m分節(jié)預(yù)制，在結(jié)構(gòu)施工至3層時(shí)開(kāi)始?jí)簶?，壓樁及封樁分三批進(jìn)行，在結(jié)構(gòu)施工至5層時(shí)（15d內(nèi)）結(jié)束。
施工中的問(wèn)題與處理方法：
樁身斷裂：由于樁在沉入過(guò)程中，樁身錯(cuò)位歪斜，在樁尖處的土質(zhì)條件無(wú)變化的情況下，隨著貫入度逐漸增加，樁身就會(huì)出現(xiàn)回彈，造成樁身斷裂，一共有32根樁斷裂，其產(chǎn)生的主要原因是在施工中，樁身出現(xiàn)了較大的彎曲，在集中荷載的作用下，樁身承受不了抗彎度。堆放、運(yùn)輸、起吊過(guò)程中，也會(huì)有產(chǎn)生裂紋或者斷裂。樁身在應(yīng)壓力大于混凝土的抗壓強(qiáng)度時(shí)，混凝土發(fā)生破碎。④制作樁的水泥標(biāo)號(hào)不符合要求，砂、石中含泥量大，造成樁身局部的強(qiáng)度不夠。
處理方法：在施工中發(fā)生樁身斷裂時(shí)，應(yīng)合同設(shè)計(jì)人員共同研究處理，根據(jù)地質(zhì)條件、上部荷載以及所處結(jié)構(gòu)部位，可使用補(bǔ)樁的方法進(jìn)行處理。
預(yù)制樁段截面采用250×250(用于二次夯擴(kuò)樁補(bǔ)樁)，300×300(用于三次夯擴(kuò)樁補(bǔ)樁)；混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)于250×250樁用C35，對(duì)300×300樁用C30；截面300×300樁共32根，截面250×250樁共58根。用于二次夯擴(kuò)樁補(bǔ)樁的單樁豎向極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值不小于1120kN，設(shè)計(jì)值不小于700kN，樁長(zhǎng)13~15m；用于三次夯擴(kuò)樁補(bǔ)樁的單樁豎向極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值不小于1280kN，設(shè)計(jì)值不小于800kN，樁長(zhǎng)12~14m。對(duì)有效樁長(zhǎng)的錨桿靜壓樁采用分節(jié)預(yù)制，每節(jié)樁長(zhǎng)2.0m，尖樁長(zhǎng)2.5m，采用焊接鋼接頭，要求嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量。
樁頂位移：沉樁中，相鄰的樁產(chǎn)生橫移或者上升。其產(chǎn)生的主要原因：樁太多，樁距較小，在沉樁時(shí)土層的密實(shí)度達(dá)到極限而向上隆起，相鄰的樁就會(huì)發(fā)生上升現(xiàn)象。在軟土施工中，由于沉樁引起的空隙壓力把相鄰的樁推向一側(cè)，就會(huì)產(chǎn)生位移。樁位放線不準(zhǔn)，偏差太大，施工人員隨意定位，造成樁位錯(cuò)位較大。行車路線和土方開(kāi)挖方法及順序錯(cuò)誤。
處理方法：沉樁期間不能開(kāi)挖基坑，需待沉樁完成后2周左右開(kāi)挖基坑。在基坑開(kāi)挖時(shí)注意一定的排水措施，留置邊坡。基坑旁不得堆放土方。較深的基坑應(yīng)分層開(kāi)挖；按照設(shè)計(jì)圖紙放好樁位并設(shè)置明顯的標(biāo)志，做好復(fù)查工作，對(duì)樁基的行車路線進(jìn)行合理的選擇。③樁段就位必須保持垂直，使千斤頂與樁段軸線保持在同一垂線上，不得壓偏，壓樁時(shí)樁頂應(yīng)墊3cm~4cm厚的麻袋或橡膠墊，其上墊鋼板再進(jìn)行壓樁；由于機(jī)械故障或停電造成意外停機(jī)，而此時(shí)制樁正在進(jìn)行時(shí)，應(yīng)待一切恢復(fù)正常后進(jìn)行復(fù)打處理。對(duì)原樁進(jìn)行復(fù)打應(yīng)與上次制樁位置重疊搭接，重疊長(zhǎng)度不小于1.0m，若間隔超過(guò)24h，在原樁位附近適當(dāng)位置增補(bǔ)2根樁進(jìn)行處理。
沉樁未到設(shè)計(jì)要求：樁設(shè)計(jì)是以最終貫入度和最終的標(biāo)高最為最終的控制標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)情況下，是一種控制標(biāo)準(zhǔn)為主，另外一種為參考，沉樁達(dá)不到最后控制要求的主要原因：勘探點(diǎn)不夠或者勘探資料不夠詳盡，以點(diǎn)帶面，致使設(shè)計(jì)考慮持力層或者樁尖選擇有誤；有時(shí)因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求過(guò)嚴(yán)，超過(guò)了施工機(jī)械能力和樁身砼強(qiáng)度等。處理方法：探明工程地質(zhì)狀況，必要的時(shí)候可以做補(bǔ)勘，選擇正確的持力層或者標(biāo)高。采用精密水準(zhǔn)儀按Ⅱ級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行沉降觀察，主體每施工一層測(cè)量一次，主體結(jié)束后每周觀測(cè)一次，直至竣工。建經(jīng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，在一層至三層施工時(shí)沉降速率較大，基本成比例增加，在錨桿靜壓樁施工后，樁土開(kāi)始工作，沉降速率明顯減緩，停止加載后，沉降量與時(shí)間呈非線性遞減，并逐步趨于穩(wěn)定。最終測(cè)得的累積沉降最大值僅為14mm，局部?jī)A斜值為0.0015，小于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第5.3.4條中砌體承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部?jī)A斜容許值0.002的規(guī)定
加固后質(zhì)量監(jiān)控
本次加固方案的編制依據(jù)是YBJ227-91《錨桿靜壓樁技術(shù)規(guī)程》，施工后保存好原始數(shù)據(jù)，做好沉降觀測(cè)點(diǎn)。經(jīng)注漿后，樁周土有明顯改善，注漿前標(biāo)貫值為8擊，注漿后標(biāo)貫值為32擊，對(duì)其中的25號(hào)樁進(jìn)行荷載試驗(yàn)，結(jié)果表明，加載到250t，沉降僅2.3mm，無(wú)破壞跡象。同時(shí)，經(jīng)過(guò)半年多的沉降觀測(cè)，至今未發(fā)現(xiàn)異常沉降現(xiàn)象，說(shuō)明錨桿樁已與其他樁共同受力。
結(jié)語(yǔ)
錨桿靜壓樁采用了靜壓方式，避免了沖擊應(yīng)力，對(duì)樁周土體的隆起及水平擠壓較小，從而降低了對(duì)周圍環(huán)境的影響；所補(bǔ)靜壓樁對(duì)鄰近的原工程樁影響較??；施工機(jī)具簡(jiǎn)單，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)條件要求不高；施工無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染；可與上部結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行施工，又可在該建筑物投入使用后，在不影響其他部分正常使用的情況下進(jìn)行施工，對(duì)施工工期影響不大；受力明確，傳力路徑清晰。利用該工藝優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)處理民用建筑病害工程樁有獨(dú)到之處。
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