全江伟李庆赵更歧(郑州市瑞杰结构加固工程有限公司,郑州 45000 郑州大学土木工程学院,郑州 45000)
锚杆静压桩在建筑物地基加固及纠偏中的应用研究
全江伟1李庆1赵更歧2
(1郑州市瑞杰结构加固工程有限公司,郑州 450001 2郑州大学土木工程学院,郑州 450001)
某建筑物由于不均匀沉降,造成上部建筑物整体倾斜率达到19‰,超过规范规定值,采用锚杆静压桩对该建筑物进行纠偏并对基础进行加固。通过该案例,详述了锚杆静压桩的工作机理、设计要点及施工中应注意的问题。
整体倾斜;锚杆静压桩;纠偏;加固
锚杆静压桩是对既有建筑物地基因不满足地基承载力要求而进行地基处理或地基加固的补救性托换技术,同时对倾斜的建筑物又可进行纠偏,加固后地基变形较小,在许多地区和工程中得到了推广应用,取得了良好的技术、经济和社会效益。
某地1#高层住宅楼东北角加建两层框架小楼,占地面积3m×6.6m,建筑高度7.2m,基础埋深1.5m。由于1#住宅楼有地下室,地下室基地标高-4.600m,该两层框架小楼坐落于回填土上,在雨水的浸泡下,该建筑物向东倾斜,倾斜率到达19‰,被确认为危房。从现场观察来看,该建筑物梁、板、柱情况良好,无裂缝发生,经技术方案比较,现采用锚杆静压桩对该建筑进行纠偏并对基础进行加固。本文通过实际工程案例,详述锚杆静压桩的工作原理、设计要点及施工注意事项。
2.1 纠偏方案选择
对于既有建筑物地基纠偏的处理,目前大致可分为两大类,即迫降纠偏法和顶升纠偏法,结合本工程场地的工程地质、建筑物基础形式和上部结构的刚度条件等实际情况,本工程采用压桩反力顶升纠偏法,结合本工程即锚杆静压桩纠偏。2.2锚杆静压桩纠偏工作原理
锚杆静压桩将压桩反力架通过锚杆与建筑基础相连接,在压桩过程中,利用安装在压桩反力架下的千斤顶,借助建筑物自重提供的压桩反力,把预制短桩逐节压入土层,当压入的桩达到预定的深度和拟定的承载力时,再用微膨胀早强混凝土将压桩孔与建筑物基础连接,这样就使压入的桩能够承担建筑物荷载或者与原有基础共同承担建筑物的荷载,从而达到提高基础承载力的目的。而利用锚杆静压桩纠偏,则是在提高承载力的基础上增大压桩反力,当压入的桩达到一定深度后,桩不再被压入,建筑被抬升,抬升到设计标高后,建筑物基础下空隙用无收缩自密实高强无机灌浆料填充密实,从而达到建筑纠偏的目的。
2.3 锚杆静压桩纠偏设计
结合本工程实际特点,该建筑物结构形式单一,且结构单方向跨度较小,采用一端顶撑的方法来实现建筑物纠偏(如图1所示)。又因该建筑物基础上部无配筋,在反力作用下,基础上部受拉,对基础整体性影响较大,故结合实际工程特点,把反力架形式改为如图2所示。
图2 锚杆静压桩纠偏立面示意图
计算上部建筑物总荷载为560kN,则纠偏用静压桩单桩竖向承载力需大于280kN,考虑到基础与地基之间存在吸附力,设计其单桩极限承载力为300kN。本工程设计锚杆静压桩为摩擦端承桩,通过公式(1)可估算出所需桩长。
本工程所用桩径200mmx200mm,估算所得设计桩长10.5m。待千斤顶快压到设计强度时,缓慢增加千斤顶进程,建筑物被提升到设计标高后继续提升10~20mm,千斤顶持荷静待24h后,观察建筑物标高,若建筑物标高回落低于设计标高,则继续提升建筑物重复以上工作,若建筑物标高回落较小且依然高于设计标高,则缓慢减小千斤顶行程,使建筑物达到设计标高。建筑物基础与地基之间的缝隙用无收缩自密实高强无机灌浆料填充密实。
2.4 锚杆静压桩基础加固设计
建筑物纠偏完成后按照图3所示桩位平面图对建筑物基础进行加固。
图3 锚杆静压桩加固基础平面图
(1)计算后,锚杆静压桩基础加固桩长为6m.
(1)放线定位,选取合适纠偏桩位;(2)制作并固定反力架;(3)桩机就位、起吊预制桩;(4)稳桩并压桩、接桩压桩;(5)结合测量仪器提升建筑物高于设计标高;(6)桩入土深度稳定后调整建筑物到时设计标高;(7)原建筑物基础下灌注混凝土至密实;(8)卸荷并封桩。
利用锚杆静压桩对建筑物进行纠偏及地基加固是可行的,且在加固过程中无振动,无噪音,操作场地小,设备简单,操作方便,使用范围广,应用前景广阔。
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[4]鲁组统,张为民,章绍良等.软土地区建筑锚杆静压桩加固、纠偏的试验研究[J].建筑结构,2001,10.
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1007-6344(2016)04-0313-01
全江伟 男 1986年出生 河南南阳 硕士 河南省郑州市丰产路26号 450000