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　　1.引言

 

　　作為一種新托換技術(shù)，錨桿靜壓樁用于軟弱地基的加固特別有效。錨桿靜壓樁是由靜壓樁和錨桿相結(jié)合而形成的地基加固技術(shù)，可以對(duì)不滿足承載力要求的既有建筑物地基進(jìn)行地基處理或加固等一系列補(bǔ)救性交換技術(shù)。

 

　　2.錨桿靜壓樁工作原理

 

　　錨桿靜壓樁屬靜壓樁的一種比較特殊形式，是由靜壓樁和錨桿相結(jié)合而形成的一種新的地基托換方法。錨桿靜壓樁以錨桿固定壓樁架（其中錨桿埋設(shè)于基礎(chǔ)上），壓樁反力為建筑物的自重荷載，用專業(yè)方法（手動(dòng)或電動(dòng)千斤頂?shù)龋㈧o壓樁從開鑿的壓樁孔或者基礎(chǔ)預(yù)留孔逐段壓入地基層，然后將基礎(chǔ)與樁連接[1]。在進(jìn)行壓樁施工中，擠土作用會(huì)使樁周范圍出現(xiàn)一定的重塑區(qū)，在區(qū)域內(nèi)土的粘聚力被損害，增大了土中的超孔隙水壓力，進(jìn)而降低了土的抗剪強(qiáng)度，因此在壓樁時(shí)摩阻力減少，即可使用較小的力實(shí)現(xiàn)把樁壓入深層土壤的過程；超孔隙水壓力隨著時(shí)間的推移會(huì)慢慢較小直至消失，土的強(qiáng)度得到修復(fù)，此時(shí)摩擦力對(duì)樁的影響增大，當(dāng)壓樁力達(dá)到預(yù)期最終壓樁力時(shí)即為完成整個(gè)壓樁過程[2]。與其它托換技術(shù)或基礎(chǔ)加固處理方法相比，錨桿靜壓樁具有操作方便、設(shè)備簡單、施工靈活、施工所需空間小、施工時(shí)無振動(dòng)以及不產(chǎn)生無噪音等一系列優(yōu)點(diǎn)，實(shí)用價(jià)值較高。

 

　　地處我國某地區(qū)的廠房，整體工程由I、II以及III三個(gè)部分組成。原先的設(shè)計(jì)方案為：I段為一層生產(chǎn)車間，II段為二層以及局部三層的辦公樓，III段為一層倉庫(生產(chǎn)車間)，其中I、II、III三段均采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。整體工程為I、II、III上部結(jié)構(gòu)各自獨(dú)立，地基出三個(gè)部分聯(lián)為一個(gè)整體，整個(gè)廠房的總建筑面積約為5400平方米。在2003年公司對(duì)III段綜合倉庫的局部新增建了夾層。此處的工程地質(zhì)勘查報(bào)告表面場地屬穩(wěn)定場地，無液化土層，無斷裂層，無滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。場地土為軟弱土，屬Ⅳ類場地，場地地下水屬潛水類型，廠房的不均勻沉降情況見表1。

 

　　從上表可以看出，廠房III段部分的不均勻沉降值均超過了相關(guān)建筑工程規(guī)范要求的同類建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)傾斜的0.40%的極限值。此外，還有滲水現(xiàn)象出現(xiàn)在綜合廠房III段部分區(qū)域的墻角部位，并伴隨有瀝青防水層龜裂破損的現(xiàn)象。根據(jù)檢測(cè)結(jié)構(gòu)可以看出，廠房III段部分有嚴(yán)重的不均勻沉降現(xiàn)象，需要對(duì)這一部分進(jìn)行加固處理才能恢復(fù)廠房的正常運(yùn)行。

 

　　4.沉降原因分析

 

　　工作人員為了詳細(xì)分析該廠房產(chǎn)生不均勻沉降的原因，調(diào)取查閱了廠房場地的工程地質(zhì)資料、廠房的原設(shè)計(jì)方案以及相關(guān)的施工文件，并對(duì)廠房場地進(jìn)行了再次進(jìn)行了質(zhì)勘探，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該廠房發(fā)生不均勻沉降的原因主要是，廠房局部地基存在暗浜的情況，降低了地基的承載能力，使處于暗浜區(qū)域的廠房部分產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，進(jìn)而帶動(dòng)廠房的其他區(qū)域不斷下沉，最終導(dǎo)致該廠房整體整體沉降以及差異沉降情況的發(fā)生。同時(shí)，廠房綜合倉庫內(nèi)不均勻堆載貨物的情況也對(duì)廠房的不均勻沉降程度產(chǎn)生了部分作用。

 

　　5.加固方案

 

　　5.1加固方案選擇

 

　　根據(jù)以上引起廠房產(chǎn)生不均勻沉降的原因，可知該廠房場地情況較差，可選用的加固方案如下：

       （1）樹根樁加固地基。由于在施工時(shí)難以確保樁身質(zhì)量，故不宜選用。

 

　?。?）壓力注漿加固地基。由于該廠房地基土情況較差，灌漿壓力會(huì)引起地基土質(zhì)異變，難以控制加固效果，因此也不宜使用。

 

　　（3）錨桿靜壓樁加固地基。錨桿靜壓樁操作方便、設(shè)備簡單、施工靈活、施工所需空間小、施工時(shí)無振動(dòng)，可方便地基加固的施工，并且施工過程中不產(chǎn)生噪音，不會(huì)影響周圍人們的正常生活，因此可以選用其對(duì)該廠房進(jìn)行地基加固處理。

 

　　5.2加固方案計(jì)算

 

　　根據(jù)建設(shè)方提出的要求，并且考慮到本廠房的地質(zhì)敏感性，采用錨桿靜壓樁對(duì)廠房地基的的加固處理應(yīng)考慮到以下兩個(gè)因素：

 

　　（a）根據(jù)建設(shè)方提出的不均勻沉降的控制要求以及以及避免建筑物的反彈，錨桿靜壓樁主要設(shè)在廠房的III段部分；

 

　　（b）錨桿靜壓樁與天然地基共同作用。錨桿靜壓樁不形成端承樁，在封樁時(shí)，基礎(chǔ)與錨桿樁采用軟連接，從而保證錨桿靜壓樁與天然地基能夠?qū)崿F(xiàn)共同作用，對(duì)建筑物的不均勻沉降進(jìn)行自行調(diào)整。按照錨桿靜壓樁施工的相關(guān)規(guī)范要求，可以按照如下公式設(shè)計(jì)錨桿靜壓樁最終壓樁力：

 

　　Pp(L)=Kp·Pa

 

　　其中Kp為靜壓樁力系數(shù)，推薦值為1.5-2.1；Pp(L)為設(shè)計(jì)的最終單樁壓樁力；L為靜壓樁最終入土深度；Pa為規(guī)劃的單樁豎向容許承載力。

 

　　在本加固工程中，靜壓樁采用鋼筋混凝土預(yù)制方樁，其中靜壓樁的截面為0.25m×0.25m，樁長為18m，樁段長1.0-22.5m，C30型鋼筋混凝土，用硫磺膠泥連接靜壓樁的各樁段。在本工程中共設(shè)置105靜壓樁，其中單樁的承載能力為2.7×105N，施工時(shí)

 

　　壓樁力為4-4.5×105N。

 

 

　　6.1錨桿施工

 

　　先在基礎(chǔ)上做好錨桿以及壓樁孔的位置標(biāo)記。使用電鉆并配合風(fēng)鎬以及風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)開鑿錨桿孔和樁位孔，壓樁孔形式為下大上小。然后進(jìn)行埋設(shè)錨桿過程，采用M24的錨桿，其中埋桿深度為錨桿螺栓直徑的15-20倍。

 

　　6.2安裝反力架

 

　　埋設(shè)好錨桿孔后，可以采用千斤頂進(jìn)行試?yán)瓕?shí)驗(yàn)，當(dāng)達(dá)到預(yù)期的抗拉能力時(shí)即可安裝反力架。安裝反力架的工藝流程為：

 

　?。╝）定位放線，根據(jù)方案及幾何尺寸放出反力架位置；

 

　?。╞）安裝反力架立柱。先用龍門吊將立柱吊下，調(diào)整立柱位置，用鋼筋等鋼材焊接固定立柱；（c）安裝八字撐。用龍門吊將八字撐吊下，依據(jù)測(cè)量定位線進(jìn)行定位焊接，應(yīng)該注意的是應(yīng)安裝下八字撐再安裝上八字撐；

 

　?。╠）安裝斜撐和直撐。用汽車吊將斜撐以及直撐吊下，調(diào)整斜撐位置，然后滿焊加固

 

　?。╡）焊接加固。最后將立柱以及直撐和斜撐進(jìn)行再次焊接加固。安裝的反力架要穩(wěn)固垂直。

 

　　6.3沉樁施工

 

　　制作樁段長度為1.0-2.0m，樁截面為0.25m×0.25m，第一段沉樁為尖頭狀，用硫磺膠泥連接沉樁兩節(jié)，應(yīng)保證硫磺膠泥接頭有大約為240-300s的冷卻時(shí)間。在進(jìn)行沉樁時(shí)，在基礎(chǔ)對(duì)稱部位分別采用千斤頂同時(shí)進(jìn)行，其中樁頂與千斤頂間設(shè)置0.3-0.4m厚硬木墊板。壓樁時(shí)需要有專人隨時(shí)記錄壓力表上的阻力值以及樁管進(jìn)入深度。另外，在進(jìn)行壓樁時(shí)應(yīng)保證連續(xù)作業(yè)，一次到位。

 

　　6.4封樁施工

 

　　預(yù)加載封樁是相對(duì)通常的卸荷封樁而言的，指錨桿靜壓樁施工中的封樁過程中樁頂保持有一定的荷載，直到封樁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。其主要目的是減少封樁后產(chǎn)生的沉降，原理為在封樁過程中基礎(chǔ)荷載始終都可以傳到靜壓樁上，不因卸荷的影響而使建筑物產(chǎn)生施工沉降。此外，由于不卸荷封樁往往使基礎(chǔ)向上抬，當(dāng)控制好封樁的各參數(shù)時(shí)，還可以進(jìn)一步減少封樁前所產(chǎn)生的已有的不均勻沉降。

 

　　在對(duì)該廠房地基進(jìn)行加固處理的過程中，整個(gè)錨桿靜壓樁的施工流程為

 

　?。?）樁孔設(shè)置；

 

　?。?）壓樁孔開鑿；

 

　?。?）錨桿孔開鑿；

 

　?。?）錨桿埋設(shè)；

 

　?。?）樁段預(yù)制、運(yùn)輸；

 

　?。?）壓樁架安裝；

 

　?。?）壓樁施工；

 

　　（8）接樁；

 

　?。?）焊接交叉鋼筋；

 

　?。?0）封樁。并且施工作業(yè)完成后未發(fā)現(xiàn)廠房的上部結(jié)構(gòu)開裂等問題，證明在錨桿靜壓樁加固處理地基時(shí)對(duì)廠房上部結(jié)構(gòu)影響可以忽略。至該加固工程完成到目前為止，該廠房的沉降現(xiàn)象已經(jīng)穩(wěn)定，無新的不均勻沉降發(fā)生，廠房的上部結(jié)構(gòu)也沒有產(chǎn)生新的裂縫，這個(gè)結(jié)果表明錨桿靜壓樁加固地基效果良好。

 

　　另外，我們可知錨桿靜壓樁技術(shù)用于因基礎(chǔ)不均勻沉降引起上部結(jié)構(gòu)開裂的建筑物加固是一種簡單有效的方法，在施工設(shè)備輕便，移動(dòng)靈活，施工占地少，可在狹窄場地施工，并且施工過程中對(duì)周圍環(huán)境影響較小，在工程實(shí)際中創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，是值得我們推廣的一種地基托換技術(shù)。