錨桿靜壓樁在基礎加固中的應用

楊照夫

摘要:本文結合江蘇省興化市某住宅小區工程實踐,介紹了錨桿靜壓樁加固原理,對錨桿靜壓樁施工工藝、質量控制要點等內容進行分析,最終達到了預期的要求。

關鍵詞:錨桿靜壓樁;預制樁;質量控制;檢測

1工程概況

江蘇省興化市某住宅小區一期工程共11幢房子,其中沿街3幢為7層框架結構(底下兩層為商鋪),樁基采用φ426沉管灌注樁,有效樁長14m,單樁承載力特征值Ra=400kN,單獨樁承臺基礎。

其中3層粉質粘土實為素填土,填土時間一年以上。由于勘察單位的疏忽,未發現場地局部地區有一層淤泥質土。原來本工程所處場地原為一片魚塘,后經回填而成,而沿街的馬路原為一條小河,在造馬路時曾把小河的淤泥挖出往魚塘里傾倒,致使3層素填土下有一層淤泥土帶。施工單位未采取有效措施控制拔管速度,特別在軟、硬土交接處。而后在挖土時,施工單位直接把挖出的土方堆在基坑邊上,致使淤泥從基坑里涌出而把樁擠斜。后經對工程樁全部做低應變動力檢測,此3幢房子的壞樁(三、四類樁)數量竟達33%以上,而斷樁又占壞樁總數的30%以上。

2加固設計

由于基坑已開挖,補樁已不可能,且擠土較嚴重,補樁也不切實際。在最初的討論中曾考慮采用壓力注漿加固地基土,而把各個樁承臺連成一體成為樁筏基礎,使樁筏和地基土共同作用承受上部荷載。由于樁、土共同作用這一理論還不成熟,且斷樁大多位于外側,最后沒有采用,而一致同意采用后錨桿靜壓樁進行地基加固,既不影響工期,又安全可行。

根據低應變動力檢測報告,大部分壞樁為縮頸或砼離析等缺陷,應該還有一定的承載力。于是在三類樁中隨機抽取10%做高應變承載力試驗,檢測結果表明三類樁的承載力特征值均在原特征值的60%以上。而按整個場地總樁數抽檢的靜荷載試驗表明,其單樁承載力均達到了設計要求,說明地基與勘察結果相符合。因此在進行加固設計時,可取三類樁的承載力特征值為0.6x400=240kN,而四類斷樁的承載力特征值取為0。

錨桿樁采用250x250預制方樁,每節樁長2m,有效樁長12m。根據地質勘察報告及公式Ra=μ∑qsili+qpAp計算,錨桿樁的單樁承載力特征值Ra=200kN。這樣在每個三類樁旁邊補一根錨桿樁,在每個四類樁旁邊補兩根錨桿樁,即可滿足要求。具體根據現場實際情況靈活布置。

3靜壓錨桿樁的施工

3.1 施工準備質量控制要點

3.1.1 施工技術方案的組織與準備

首先組織業主、監理、施工等參建人員熟悉設計圖紙,結合技術規程、施工規范,掌握工程質量控制要點。施工前,要求壓樁施工單位根據工程實際情況編制切實可行的施工組織設計方案,并由其技術負責人審批后報送業主和監理進行審查,經業主和監理審核批準后開始實施。

3.1.2 預制樁、錨桿、接樁材料、壓樁儀表設備質量檢查

預制樁進場報驗時審查預制廠企業資質、預制樁成品出廠合格證及預制樁原材料質保書、樁預制過程中的材料抽檢報告、預制樁混凝土28d齡期報告。對進場的成品預制樁進行外觀檢測, 不合格的堅決退場。 預制樁應達到設計強度的70%方可起吊,達到100%才可運輸和壓樁,運輸時兩點起吊,嚴禁拖吊就位。檢查壓樁千斤頂設備、壓力儀表、高壓油泵表等在有效期內檢測合格證明,現場檢查設備運轉情況,嚴禁帶病工作;檢查操作人員持證上崗,操作規程培訓教育等。

檢查錨桿、硫磺膠泥及電焊條等接樁材料合格證明材料,并現場核對錨桿、接樁材料,必要時抽樣送有關檢測機構檢測,符合要求后方可使用。

3.1.3 建筑物沉降記錄數據分析

在壓樁前對建筑物沉降觀測數據進行分析,主要分析建筑物是否屬于均勻沉降。

3.1.4 建筑物基礎承臺強度檢測

錨桿靜壓樁壓樁施工前,要求土建總承包單位提供基礎承臺的混凝土標號、同條件養護混凝土試件的檢測報告,并進行現場回彈檢查,確認基礎承臺混凝土強度是否達到設計壓樁要求。

3.2 施工過程質量控制要點

3.2.1 預埋錨桿及預留樁孔質量控制

本工程預留樁孔采用承臺預留樁孔上小下大截頭錐形體,以利于基礎承受沖剪。考慮柱外側到樁心尺寸最小僅400mm, 而樁架所需尺寸為400mm, 尺寸要求控制較高, 同時深度較深達1.0m, 用木模拆除存在困難, 改用4mm厚鋼板套筒(按圖紙尺寸)預埋, 筒壁內外焊接Φ12構造鋼筋, 套筒與承臺底板鋼筋用Φl6鋼筋焊接固定, 以保證壓樁承臺預留樁孔尺寸控制要求。

3.2.2 壓樁施工操作質量控制

壓樁架就位要求牢固、水平,防止壓樁時壓樁架傾斜晃動。壓樁時應檢查壓樁架的垂直度,使千斤頂與樁段軸線保持同一軸線,不得偏心加壓。樁頂應墊鋼板,防止壓壞樁頂混凝土。

施工中控制樁段(尤其第一根)就位的偏差和垂直度,要求垂直、平行于墻下軸線方向。樁位的允許偏差為2Omm,壓樁時樁段垂直度偏差不超過0.5%樁段長(樁插入時),上下接樁的中心線偏差不得大于2mm,且不得偏心加壓。

壓樁施工時,嚴禁在同一承臺上同時進行兩根樁以上壓樁施工;壓樁施工時應一次到位,中途不得停歇,如必須中途停頓,樁尖應停留在軟土層中,且停歇時間不得超24h。

施工期間,加強沉降傾斜觀測,做到信息化施工。

3.2.3 壓樁施工記錄

施工中認真記錄樁段入土深度,壓力表讀數,填寫壓樁施工記錄表,并及時對資料進行整理分析,以判斷樁的質量及承載力。

如遇壓樁時油壓表讀數突然上升或下降、消失等異常情況,要停機對照地質資料進行分析是否遇到樁身破裂或障礙物等,并向設計單位反映,以便及時采取對策。

3.2.4壓樁終止條件控制

本工程壓樁采取的壓樁力為400kN及樁長雙重控制條件控制終止壓樁, 當連續持荷達5min、壓樁力大于400kN時, 經過設計單位認可后可截樁至設計標高。樁項標高的允許偏差為 50mm,保證樁項錨入承臺50mm。

3.2.5 樁基檢測

樁基檢測分樁體和承載力檢測。本工程單樁豎向承載力特征值應根據單樁豎向靜載荷試驗結果確定,試樁3根,試樁最大荷載不小于2倍單樁豎向承載力特征值。試樁前應將樁頭表面浮漿或疏松層鑿除并用硫磺膠泥制平,避免影響檢測結果評判。

3.2.6封樁

樁與基礎的連接(封樁)是整個壓樁施工的關鍵工序之一,必須認真進行。樁檢測合格后即可封樁,在封樁前,應檢查樁外露樁頭的切割情況,壓樁孔內雜物、孔內積水,孔臂和樁面的浮漿清理情況,交叉鋼筋焊接是否清洗干凈。封樁一般采用C30摻微膨脹早強外加劑混凝土澆搗。HEA型微膨脹劑以10%比例替代水泥,封樁時應對樁帽梁進行機械震搗密實,在潮濕環境下養護14d以上。

結語

本工程已完工兩年時間,期間進行了多次觀測,沒有發現房子開裂、傾斜等異常情況,實測最大沉降僅15mm,最大沉降差僅8mm,可見加固效果良好。