2015-07-20 209 0
锚杆静压桩技术是巧妙的结合了锚杆和静力压桩两种技术而成的一种桩基施工新工艺,是一种在既有建筑物地基中的加固新技术。加固机理跟打入桩和大型静力压桩受力相同,受力直接、清晰,但是跟施工工艺却跟打入桩和大型静力压桩不同,但是要比这两种桩要优越很多。要对既有建筑物地基进行加固与纠偏,选择具体方法时,要知道既有建筑物与待建建筑物的地基加固处理机理是有所不同的。对既有建筑物而言,建筑物荷载已经真实存在,所以,选择加固方法时要注意不仅要尽量降低对地基土体的扰动,而且要严格控制施工产生的附加沉降,尽量降低对上部结构的影响。因为使用锚杆静压桩技术来处理地基,会真正降低建筑物的附加值,减少周围介质的扰动,能起到的作用是非常重要的,也就是可以很快地承受荷载,所以,要说有效处理既有建筑物的地基,锚杆静压桩已经成为了一种地基加固的首选方案。
一、锚杆静压桩概述
(一)锚杆静压桩工作原理
锚杆静压桩是一种结合了锚杆和静压桩的桩基施工技术,它是通过在原基础上埋设受拉锚杆,利用锚杆固定压桩架以建筑物所能发挥的自重作为压桩反力,用千斤顶将桩段从基础预留或者开凿的压桩孔内,逐段压入地基中,随后将桩和基础连在一起,锚杆静压桩工作原理是利用锚杆桩将上部结构的部分荷载通过桩身和桩尖传入地基较深的持力层,减轻基础持力层的负载。使得压入的桩能够承担建筑物荷载或者与原有地基基础共同承受建筑物的荷载,从而达到提高基础承载能力和控制沉降的目的。
(二)锚杆静压桩的突出优点
通过大量的工程实践表明,锚杆静压桩技术具有以下优点:
这种技术下所使用的施工设备不仅轻便、简单,而且移动灵活、操作方便,可以在很小的空间1.5m×2m×(2~4.5m)中应用,甚至可以在更小的空间内完成压桩作业,尤其适合用在大型地基加固而无法使用机械的施工现场的地基工程加固中;
在进行压桩施工时,引起的振动和噪音少,也很少造成污染,不会影响到周围的环境,可以实现真正的文明施工,适合用在密集的居民区内的地基加固施工,特别是可以用在老城区改造和密集建筑群内新建多层建筑中,不允许污染环境的地基加固工程;
锚杆静压桩配合掏土或冲水,可成功地应用于倾斜的建筑物的纠偏工程中;
采用锚杆静压桩施工,传递荷载过程和受力性能非常明确,可直接测得每根桩的实际压桩力和桩的入土深度,对施工质量有可靠保证。
二、锚杆静压桩的适用范围
锚杆静压桩可以用在很多的建筑工程中,这种技术适合应用在处理静力触探比贯入阻力Ps<7.0MPa的粘性土、粉土、填土、淤泥质土、黄土等土中。并且可以应用在下述情况中:
第一种情况,当既有建筑物由于勘察不详、设计有误,造成建筑物不均匀沉降而发生严重的倾斜,但由于上部结构刚度大,整体性好,使之仅发生整体倾斜,上部结构没有或仅有少量裂缝,可采用锚杆静压桩辅以掏土等措施,对建筑物进行纠偏加固,采用“双侧压桩控制法”(一侧为止倾桩而另一侧为保护桩)可做到可控纠偏,这是一种既可靠安全、又有重大经济价值的纠偏方法。
第二种情况,当既有建筑物由于种种原因,例如建筑物周围进行深基坑开挖或施工降水,造成建筑物发生较大的不稳定沉降,甚至成为严重开裂工程,则可采用锚杆静压桩进行基础托换加固。由于既有建筑物加固往往施工条件非常苛刻,而此时锚杆静压桩却是非常理想的加固方法。
第三种情况,既有建筑物需进行改造,增大吊车荷重或在其上需加层,地基土上荷载必然增大而地基土承载能力又不适应时,锚杆静压桩即成为理想的托换加固方法,其优越性是其它任何地基加固方法所无可比拟的。
第四种情况,当新建工程中采用了其它的桩基方案,而在实施过程中经动测检测后,发现有缩颈、断桩、偏斜、桩段接头脱开等的缺陷桩或地基承载力不足,此时基坑已暴露,围护变形增大,大型桩基施工机具已无法投入场地进行补桩,而采用锚杆静压桩可顺利补桩。特别是由于锚杆静压桩可在地下室内施工,故不仅可解决补桩的难题,而且还可不影响上部结构的施工,类同于逆作法施工工艺,补桩可与上部结构施工同步进行。
但是,每一种地基处理方法都只能运用在一种情况下,适用范围有限,都是有针对性的,锚杆静力压桩技术也是这样。锚杆静力压桩技术也有其局限性:由于压桩反力的大小取决于埋设的锚杆和承台的强度,大吨位单桩的压入难以达到且施工复杂,而且,即使解决了承台强度和锚杆抗拔能力,但由于吨位大设备重量相应也大,装拆搬运困难,所以,锚杆静力压桩主要适用于中小吨位压桩。
三、锚杆静压桩在既有建筑物地基加固中的应用
施工准备——挖开基础——引孔——安装鱼尾锚杆——静压钢管桩——注浆——封桩——回填基础夯实。
(一)施工准备
施工准备期做好居民的安抚工作,清理出工作面,配置2台锚杆静压桩机,2台风泵,2台注浆泵、风镐、铁钎、铁锤、电焊机、及相应的鱼尾锚杆,A150mmxSmm的钢管桩,A18mm钢筋及普硅42.5级水泥,硫磺胶泥等,锚杆静压桩机。
(二)确定压桩参数
由于锚杆静压桩应用于工程加固时,基础一般已施工完毕,部分工程的基础底面会铺设厚褥垫层,而且地质条件变化较大的场地,地基土层性质不同其穿透土层的压桩阻力亦不同。因此通过计算的设计压桩力,尚应结合实际试压进行验算,进一步获取工程的基本压桩参数。
(三)挖开基础
根据加固的房屋基础,在施工场地内放出挖基础边线及标高。由于场地所限,土方必须及时运出,基础挖开后,量测基础实际标高及尺寸,做好基础记录,基础表面浮土及杂物要清理干净并在基础测定的位置(距柱或墙0.4m)上引出A150mm的孔。
(四)安装鱼尾锚杆及压桩孔
在基础内按锚杆静压桩的布置图开呈倒锥形压桩圆孔,上口直径A15Omm,下口直径A200mm。在距钢管桩孔口中心15cm的位置上,用手持风枪凿出4个A25mm孔径,深30cm的锚杆孔,用预先熬制好的硫磺胶泥将鱼尾锚杆锚进孔内,待24h强度达25MPa之后,再进行下道工序施工,锚杆上的螺纹及螺距根据施工机具及反力架来确定。
(五)静压钢管桩
在锚杆上安装静压桩龙门架,龙门架必须铅垂,保证钢管桩垂直入土,将带有尖头封端的钢管扶正入引口内,在龙门架上安装油压干斤顶及项梁,开动高压泵,开始静压,钢管桩在基础顶部0.5m时停机,连接下一节钢管桩再静压,如此循环,直到满足压力和桩长两项控制指标即可停机,压下一根钢管。
(六)注浆封桩
注浆采用普硅42.5级水泥,单浆液,水灰比0.5,注浆压力控制在0.3~0.5MPa,主要目的是使浆液充填在钢管桩内部及周围部分土体中,以提高静压钢管桩的摩擦力和抗弯性能,注浆结束后在桩头上部用微膨C30钢筋砼(UEA外加剂)浇筑桩帽,桩帽高250mm,长×宽为500mm~5OOmm,以便使桩与基础连成整体共同承担楼房上部荷载。
(七)确定压桩顺序和压桩速率
由于压桩过程中桩土作用机理较为复杂,压入的桩体要排开相同体积的土体,对桩周土体将产生侧向挤土效应,会使影响范围内的其他桩产生上抬、偏移或者折断等现象。因此施工应采用适当的压桩顺序和压桩速率进行。例如采用隔桩施工或预先钻孔再压入桩体等措施。
(八)进行沉降监测
压入的桩体会对桩周土体产生侧向挤土效应,孔隙水压力增大,同时伴随着附加沉降的产生,严重时易危及周边建筑的安全。因此通过设立在施工场地周围的监测点,可以对周边环境进行观测,及时了解沉降变化情况,通过分析监测的数据信息再反馈指导施工,合理控制沉桩速率以及封桩时机,达到预期的地基处理目的。
四、施工技术要点
锚杆静压桩施工前进行两根试桩,确定压桩力和桩长标准,作为后续压桩的控制标准。首先压桩力不得大于强度允许值。其次,当达到桩长后,压桩力小于标准值5MPa以上,接长桩长,当未达到桩长而连续0.5m的压桩力超过标准值5MPa可截桩。
建筑物基础静压钢管桩采取跳打法,间隔施工,防止应力集中产生附加破坏,在锚杆静压桩封桩前,先对桩内注浆,在隧道内拱部同时注浆,静压桩注浆压力控制在0.3~0.5MPa,地下隧道注浆压力控制在0.8~1.0MPa,通过注浆加固土体,使基础上升2~5mm后,再立即用C30砼(内掺速凝剂快速凝结)封桩,待砼达到设计强度70%(3d)后停止洞内注浆,使基础开始借自重产生下沉趋势,这样,会对锚杆静压桩产生预加应力,对今后建筑物沉降控制效果显著。
在静压桩施工过程中,建立监测网络系统,实现信息化施工。压桩顺序及进度由沉降观测数据确定,沉降大的部位先压桩,沉降小的部位后压桩,甚至不压桩。采用高精度水准仪监测基础沉降,用游标卡尺量测裂缝宽度变化,采用差异沉降法量测房屋倾斜。
综上所述,锚杆静压桩技术在既有建筑物地基加固中的应用具有噪声小、无泥浆污染、易控制、能在不停产不搬迁情况下进行工程处理等优点,因而能快速的对建筑物进行加固以及纠偏,并且设备简单、操作方便、移动灵活,对施工现场条件要求不高,在锚杆静压桩施工过程宜采用信息法施工,尤其在地下水位浅、土质松软的场地条件,应控制附加沉降,减少对结构的不利影响。
参考文献:
[1]袁志斌,齐永正.锚杆静压桩设计理论探讨[J].西部探矿工程.2008(7):47—50.
[2]徐新跃.锚杆静压桩加固工程的信息施工[J].建筑技术开发.2002,29(4):45—47.
[3]李承海,王国军.锚杆静压桩工作机理及应用[J].勘察科学技术.2004(2):6—8.
[4]张璞.锚杆静压桩施工过程中的附加沉降问题及防范措施[J].工业建筑.2000,30(1):3l一33.
成功提示
错误提示
警告提示
评论 (0)