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锚杆静压桩加固建筑物地基基础的应用

发布日期:2019-07-19 15:34:23     点击次数:4510次     来源:加固之家

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锚杆静压桩施工技术是近年来开发出来的一项新的地基加固技术,前期主要应用于老厂或用于建筑物改造工程中的地基加固,也应用于调整建筑物因不均匀沉降而产生的倾斜;近几年开始把这项技术应用到新建工程的地基加固处理上。

一、施工环境概述

住宅楼栋与栋间距为13m,五层,总高度16.5m;楼西侧为沿街商铺,层高3.6m。住宅楼及沿街商铺基础结构:沿街商店基础,西面为独立柱放大基础,东面为条形地梁和独立柱放大基础,基础埋深1.0m;住宅楼基础结构:西侧3.3m宽开间为独立柱放大基础,南半部为条形基础,北半部为筏板基础,基础埋深1.0~1.6m,住宅楼上部结构,除西侧一层3.3m宽开间为框架结构外,其余均为砖混结构,25#砂浆砌筑240墙、50#砂浆砌筑120墙。第三栋住宅楼采用过抗震加固。

1、沿街住宅楼与地下建筑物的位置关系,沿街住宅楼地基下面为正在施工的一期工程TA12标段右线隧道。隧道顶部距离地面高9.70m,距离楼房基础8.1m。隧道穿越的地层分别为软流塑状粉质粘土、可塑状粉质粘土。

2、地铁隧道施工对地表建筑的影响:建筑物建成时间早在20世纪70年代,没有抗震措施,基础下部6~12m范围内有软弱的淤泥质地层,而位于软-流塑地层中的地铁隧道正在施工当中。管棚施钻及注浆时,对流塑状地层产生扰动,具有高灵敏性的地层应力重新分布,使地表第2幢楼房西侧单元产生不均匀沉降,差值为60mm,楼房整体向西南下沉,倾斜2mm,西侧第一单元一至五层楼均产生不同程度的拉裂缝,最大宽度8mm。

锚杆静压桩加固建筑物地基基础的应用

二、锚杆静压桩托换基础设计

1、根据工程地质情况,在地面以下16~18m深处有一层承载力较高的混合土及强风化安山岩,这是良好的桩端持力层,对于侵入隧道净空内的静压桩,在隧道开挖初支结束后再割除,使桩端与隧道初支及二衬砼结合在一起共同承担上部荷载。

2、锚杆静压桩在压桩施工中,可以较直观地显示单桩承载力,且是在房屋基础内预埋反力锚杆及开压桩孔,锚杆静压桩机具简单、操作方便、施工迅速、无振动、无噪音等污染,便于信息化施工,当建筑物出现较大不均匀沉降时可随时增加桩数。

3、根据楼房产生裂缝沉降的部位及地质条件,要对楼房西侧9m长范围的基础进行托换处理,桩长16~18m,用146mm×5mm钢管加工,单桩竖向承载力180kN,建筑物基础共布置41根桩,单节桩长2.0m,接桩采用电焊焊接,焊接内插318L150导正钢筋,焊接时,焊缝应饱满、连续,无虚焊现象,钢管桩内压浆处理,以提高桩身承载力,注浆材料为水泥浆,水灰比0.5,控制压力为0.3~0.5MPa。钢管桩施工结束后,在桩顶部浇筑250mm厚微膨胀C30钢筋砼桩帽,以加强基础与桩身的整体连结,桩头交叉筋与螺杆及钢管焊接。

三、锚杆静压桩施工工艺流程

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

1、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,150mm×5mm的钢管桩,18mm钢筋及普硅42.5级水泥,硫磺胶泥等,锚杆静压桩机。

2、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上引出150mm的孔。

3、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150mm,下口直径200mm。在距钢管桩孔口中心15cm的位置上,用手持风枪凿出4个25mm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。

4、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千斤顶及顶梁,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。

5、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×500mm,以便使桩与基础连成整体共同承担楼房上部荷载。

锚杆静压桩加固建筑物地基基础的应用

四、锚杆静压桩施工特点

1、可在上部结构不停止施工的情况下进行锚杆静压桩施工;在压桩过程中无振动、无噪音,侧向挤压小;施工设备简单,移动灵活,可在狭小的空间内进行压桩作业;在压桩施工的过程中能测得桩的入土深度及其压桩力;水泥用量少,能源消耗省,成本低,承载力高,加固效果好。

2、适用范围。适用于旧建筑物改造中的地基加固,抢救危险建(构)筑物,解决不均匀沉降问题。于建筑物密集区,大型机具无法进入现场或没有大型机具的情况下使用桩基的工程。基础下老土层起伏不平,桩长度可以因地制宜。

3、工艺原理。锚杆静压桩的工作原理就是利用建筑物的自重,先在基础上预留桩孔和预埋锚杆,籍锚杆反力,通过反力架用千斤顶将桩逐段压入基础中的桩孔内,当压桩力达到1.5倍桩的设计荷载时,卸除反力架千斤顶后,用C30微膨胀混凝土浇筑桩孔,使桩与基础牢固地结合在一起,桩便能承受上部荷载,起到地基加固的效果。

五、施工技术措施

1、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。

2、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。

3、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。


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