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静压桩托换在基础加固中的应用

浏览次数: 日期:2010年11月12日 12:28

  

静压桩托换在基础加固中的应用

曾 俊

(江西金新勘测工程有限公司 新余 338000

  [摘 要] 结合工程实例,对基础产生不均匀沉降进行分析,并采用静压锚杆桩进行加固处理,取得了较好的效果。

  [关键词] 建筑物 沉降 锚杆 静压桩 基础加固

  在国内外进行危房基础加固工程施工中,一般多采用注浆,其中树根桩加固地基的较多,但其施工工艺的加固效果存在较大的不确定性。我们在分宜某综合楼基础加固施工中,采用静压锚杆桩托换技术对该建筑物进行加固处理。

  1 工程概况

  加固建筑物为砖混结构的综合楼(详见建筑物基础加固工程平面图)。

  建筑物基础采用筏板基础,置于粉质粘土层中,持力层承载力按180Kpa设计。底层为店面,其上为商住楼,建筑物高6层,占地面积约1000m2左右。2002629日建筑物在使用及建设过程中发现有不均匀沉降现,为此,72日业主采取了注浆处理加固措施,在实施处理加固施工中,发现综合楼倾斜仍在继续并有下沉加快现象,同时发现紧邻的培训中心大楼北角也在下沉,随后立即停止了注浆加固施工。据监理部门用经纬仪测量的观察结果,建筑物仍在继续下沉,出现时快、时慢,甚至在雨后有上浮或不动现象。观察下沉数据为:(1)综合楼西面北角倾斜56mm,下沉18mm;中间向西倾斜70mm,下沉41mm;东南角下沉15mm。(2)培训中心北角西倾34mm,下沉41mm;东南角下沉19mm。在基础加固施工前建筑物仍在继续下沉,局部建筑物墙体伴有开裂等破坏痕迹。

  2 建筑场地工程地质条件

  为进一步查明、分析和了解建筑物下沉原因,2002710日由江西金新勘测工程有限公司在建筑物西侧及东侧进行了补勘工作。根据勘察报告反映,场地内的岩土层自上而下依次为:

  1)杂填土(Qml):灰黑~浅黑色,主要由粘性土、建筑垃圾和煤渣等组成,结构松散,稍湿、松散状,层厚1.00~2.70m间,分布于全场地。

  2)耕土(Qml):深灰、暗黄夹浅黑色,由粘性土及少量的细砂组成,含有机物,稍湿、可塑状,层厚0.50~1.70m,仅ZK01ZK02ZK03ZK04ZK11ZK12钻孔见及。该层上部为耕植土,厚约0.30~0.50m,下部为粉质粘土。

  3)粉质粘土(Qdl):褐黄夹灰黄色为主,少量灰白色,主要由粘性土组成,含少量粉细砂、石英砾石、风化灰岩碎块等,底部含量增高,最大直径1~3mm不等,稍湿、可塑~硬塑状,层厚0.8~4.00m,仅ZK01孔(0.8m)、ZK10孔(4.0m)、ZK05ZK06孔见灰岩碎石。

  4)软塑状粉质粘土(Qdl):灰黄~土黄色,组成与上基本相同,底部原岩碎石增多、增大,最大5cm左右,呈棱角状,湿~饱和状、软塑,局部呈流塑状,层厚1.5~9.20m,在ZK04孔中9.20mZK079.0m,平均4.76m,该层主要分布于综合楼西的中部和南部及培训中心西北侧。

  5)中粗砂(Qal):土黄色~灰黄色,主要由中粗砂、粘土胶结而成,含石英砾石、灰岩碎块,直径最大10cm。底部粘土含量含量增高,为50%左右,湿,松散~稍密状,粘土呈软塑~流塑状,平均厚度3.70m

  6)碎石土(Qel):土黄色夹灰黑色,由粉质粘土、灰岩碎块组成,碎石直径3cm左右,含量15%左右,湿、松散状,仅ZK01孔见及,层厚1.6m

  7)溶洞:大小形状不一,充填物主要为软塑状粉质粘土及灰岩碎块等,充填物不密实或呈半充填状,场地内溶洞发育。

  8)灰岩(P1):灰黑色~深灰色,裂隙发育,裂隙中被方解石充填,岩石较坚硬,岩心呈块~短柱状。灰岩中溶洞较发育,该层未穿透。单轴饱和抗压强度平均值35.9Mpa

勘察结果表明,场地内为岩溶发育区,土洞、溶洞发育。由于溶洞、土洞、石芽等岩溶形态造成了该区基岩面起伏大,而且基岩上履层分布有厚度大呈软塑~流塑状的粉质粘土,该层的工程性质表现为:强度低、触变性、高压缩性,而且是低透水性、流变性和不均性。据土试样结果,该层含水量17.442.8%,平均28.4%;孔隙比(e0.619-0.964,平均为0.790;压缩系数为(a1-20.42-0.58Mpa平均为0.42Mpa。另外,土洞、溶洞的充填物不密实或呈半充填状,场地内地下水丰富(稳定水位在0.70-1.10m),建筑物周边有大量的人工抽水影响。

  根据以上岩土特点综合分析,建筑场地为岩溶发育区,地基下伏层软塑粉质粘土厚度大且不均匀;溶洞、土洞埋藏浅,分布广;基岩上部土层强度低,因此对建筑物地基的稳定性影响较大。同时,软塑状粉质粘土在改变其地下水位时,会产生固结收缩现象,从而导致建筑物基础下沉。

  3 施工任务及要求

  为保证住户生命和财产安全,避免因扰动软弱下卧层而致使不均匀沉降加剧,我公司于200297日对建筑物采用锚杆静压桩进行加固,共施工静压桩65根,其中综合楼内施工56根,培训中心内施工9根。在开始压桩前,应进行试桩,以确定压桩的最终压力及工艺的合理性。在设计部门技术交底后,进行了两根桩的试压,根据试压情况,桩尖到达岩面的压力大于40Mpa

  4 施工方法及施工工艺

  4.1 砼方桩的预制

  砼方桩在施工现场预制,其标号为C30,桩径200mm×200mm方桩,桩内主筋为4根Φ16螺纹钢,箍径为Φ6.5间距@100,两端加密,保护层35mm,桩长1500mm。预制前进行配合比试验,配合比数据为:水:水泥:砂:石:MT=1633546311282531。预制中严格按配合比进行,桩内钢筋的绑扎、模板的安装须符合相应的规范要求。

  4.2 植筋的安置

  按设计图的尺寸要求,综合楼施工时,先清除表层地面填土,在筏板顶面标出桩孔位置,然后采用筏板基础内底层钢筋与植筋焊接(植筋采用Φ16钢筋,长1.10m)。植筋焊接安装工艺:开挖桩孔→清理出筏基钢筋→安装植筋→焊接→拉直→固定。培训中心因其基础为条形基础,植筋的安装在现浇封顶梁时预埋、焊接4根Φ16钢筋作植筋。

  4.3 施工方法

  采用空压机按图表尺寸,凿除压桩位中筏基基板及砼垫层,直至可放入第一节方桩的深度为止。安装压桩架,再利用静压桩机(B2701型)超高压电动油泵站50T分离式油压千斤顶将第一节砼方桩垂直压入土中,再吊起第二节桩,将第二节桩预留的锚固筋插入前一根的锚固孔中,保证垂直后用硫磺胶泥连接,连接后,继续垂直压入土中,依次类推,直至达到设计要求进入基岩顶面。压桩结束后,凿除桩头,并利用压桩锚筋,布设封头钢筋与筏基相联浇筑C25的混凝土封桩,使原基础与压桩连成一体,以承受上部结构荷载。

  4.4 沉降观测

  沉降观测采用水准测量方法。在建筑物附近,在既稳定又便于观测的位置埋设工作水准基点,通过水准基点来测量观测点的高程。对每天测量的高程加以对比,并比较同一时间各点的相对高程,以获得建筑物各点的沉降数据,再根据观测数据确定第二天的工作方案。每次观测时采用相同的观测路线和观测方法,使用同一仪器,固定观测人员。

  基础加固施工结束后,从2002101日至2003414日对建筑物进行了沉降观测,沉降观测数据如下:

200311414建筑物基础加固沉降观测数据比较

观测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
观测时间 2003.01.01
观测数据(mm) -57 -56 -56 -62 -67 -69 -69 -70 -68 -5 -2 -16.5 -19.5
差异降值(mm) -2.5 -1.5 -2 -2.5 -3 -3 -3 -4 -5 -0.5 0 -2 -2
观测时间 2003.02.01
观测数据(mm) -58 -58 -58 -64 -69 -70 -71 -72 -70 -5 -2 -17 -20
差异降值(mm) -1 -2 -2 -2 -2 -1 -2 -2 -2 0 0 -0.5 -0.5
观测时间 2003.03.01
观测数据(mm) -58 -58 -58 -63.5 -69 -70 -71 -72 -70 -5 -2 -17 -20
差异降值(mm) 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
观测时间 2003.04.01
观测数据(mm) -58 -58 -58 -64 -69 -70 -71 -72 -70 -5 -2 -17 -20
差异降值(mm) 0 0 0 -0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
观测时间 2003.04.14
观测数据(mm) -58 -58 -58 -64 -69 -70 -71 -72 -70 -5 -2 -17 -20
差异降值(mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

    4.5 静压桩与基础的连接

  压桩与基础的连接,采用浇注C25混凝土,在浇注混凝土前,压桩孔内的泥水、杂物必须清理干净,光滑的表面应作凿头处理,以增加新老混凝土的粘结力,桩头伸入原基础内。

  4.6 施工顺序

  施工中采用跳跃(隔开)式压桩,首先,从建筑物西侧,按由南往北的顺序施工,西侧施工结束再施工东侧,也按由南向北的顺序施工。即从综合楼过道西侧用一台设备由西往东压桩,另一台由南往北压桩,在综合楼压桩的同时,立即开始对相邻培训中心现浇封顶梁施工,待其达到设计要求时,开始压桩,最后施工东侧的部分桩。

4.7 工艺流程

  按设计要求,在建筑物需托换的基础上标出压桩孔的位置→安装植筋→开凿压桩孔→桩孔处理→安装反力架→第一节桩就位→安装桩帽、千斤顶→压桩→接桩→浇注硫磺胶泥→继续压桩→封桩。

  4.8 试桩

  在开始压桩前,应进行试桩,以确定压桩的最终压力及工艺的合理性,在设计部门技术交底后,进行了两根桩的试压,根据试压情况,桩尖到达岩面的压力在40~50Mpa

  5 加固效果

  该基础加固工程于2002121日完成静压桩57根,桩长754.5m,单桩最大压力在41-58Mpa间。2003625日经有关部门观测验收,一致认为加固施工符合设计要求,沉降观测数据显示地基沉降已基本稳定,取得了较好的效果。

  6 总结

  静压桩具有节约材料,无震动、低噪音、不污染环境等优点。施工中每根桩都能显示出压力值及单桩承载力估算值。由于静压桩采用预制桩,桩身质量有保证,施工方法简单,施工效率高,加上静压桩施工能及时反映设计中的不足,具有信息化施工的优点,更主要的是在地基加固中效果显著,目前在地基加固处理当中已经越来越受到关注。

  本文曾得到刘白尧总工程师的指导,在此表示衷心的感谢!

 

 

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