坑式靜壓樁托換法在某基礎加固工程中的應用

王奇山 何臘平

(甘肅中建市政工程勘察設計研究院，甘肅 蘭州 730000)

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坑式靜壓樁托換法在某基礎加固工程中的應用

王奇山 何臘平

(甘肅中建市政工程勘察設計研究院，甘肅 蘭州 730000)

結合甘肅某公司服務站的巖土地質條件，選取了靜壓樁加固基礎方案，并從導坑開挖、靜力壓樁、托換等方面，闡述了坑式靜壓樁法的加固施工技術，經實踐證明，該加固方法工期短、效果顯著、適用范圍廣，是搶險應急的有效措施。

黃土，基礎加固，坑式靜壓樁法，承載力

1 工程概況

甘肅某公司西固分公司西固服務站1992年建成并投入使用，原設計為食堂，為兩層磚混結構，總長約22.5 m，寬度約9.5 m，地上建筑面積為452 m2，建筑總高度8 m。建筑物采用條形基礎，以強夯后的地基上施作灰土墊層為基礎持力層。

2014年年初，由于臨近道路下自來水供水管線發生泄漏，服務站地基受浸水影響，地基土軟化，壓縮性增大。在不均勻沉降影響下，墻體產生傾斜，門口臺階發生錯位，局部墻體表面瓷磚脫落、開裂，服務站內處地面出現寬約2 mm～10 mm裂縫，站內地板磚發生翹曲、鼓起、中空現象，影響了服務站的正常運營。

2 巖土工程條件

該服務站位于蘭州市，南側為黃土梁峁地形，場地屬黃河南岸二級階地后緣與寺兒溝洪積扇前緣交匯地帶，場地地形較為平坦，高差相差較小，坡度約2%，總體上，地勢呈南高北低、東高西低趨勢。

2.1 地層特性

經過勘查，該服務站地基的地層剖面見圖1。地基土層自上往下依次為：填土層、黃土狀粉土層、含礫粉土層、卵石層，各地層巖性簡述如下：

素填土①2層：該層為三七灰土換填墊層，黃褐色夾白色，多呈稍濕、密實狀態，全場地廣泛分布，厚度0.7 m～1.0 m。

黃土狀粉土②1層：該層連續分布，土質均勻性差，局部含有碎石，褐黃色，稍濕、稍密狀態。層頂埋深介于1.1 m～2.0 m，一般厚度約0.6 m～9.0 m。

飽和黃土狀粉土②2層：黃褐色，濕～很濕，局部含有碎石，該層主要是②1層受浸水而形成，層頂埋深一般位于1.0 m～4.8 m，層厚一般介于2.7 m～8.9 m。

含礫粉土③層：黃褐色～雜色，以粉土為主，含有角礫、碎石、礫砂等粗顆粒土，呈稍濕稍密狀態，該層為洪積地層，分布厚度差異較大，層頂埋深一般介于8.8 m～13.0 m，層厚約2.2 m～5.7 m。

卵石④層：雜色，磨圓度較好，呈亞圓形，卵石顆粒較小，含砂量較大，呈中密～密實狀態。該層層面埋深較穩定，埋深約22.3 m～22.8 m，本次探查未揭穿。

2.2 地基土的主要物理力學性質

通過對地基土取樣進行土工試驗，第②,③,④層主要物理力學指標如表1所示。

3 基礎加固方案選擇

表1 第②,③,④層主要物理力學指標

本服務站的地基坐落于經過強夯處理的濕陷性黃土層上，檢測報告表明未受浸水影響的地基土濕陷性已經基本消除，計算所得最大濕陷量為27 mm，可基本不考慮地基濕陷引起沉降。由于自來水管道漏水導致地基土壓縮性增高，因此，地基處理的目的是通過在條形基礎基底增加基樁，以降低基底壓力，使基底壓力小于基底地基土承載力，同時阻止沉降部分繼續下沉。

3.1 灰土擠密樁法

灰土擠密樁適用于處理地下水位以上的粉土、粘性土、素填土、雜填土和濕陷性黃土等地基，處理厚度為3 m～15 m，土中含水量不宜超過23%。本服務站地基土部分飽和，處理效果難以保證，而且灰土樁不能直接支撐在基底下，處理效果完全取決于樁周土體擠密效果，另外，本工程室內為燃氣管網，施工受環境限制，施工難度大。

3.2 旋噴樁法

旋噴樁可以直接穿過自重濕陷性土層和飽和黃土狀粉土層，直接坐落在穩定持力層上，使上部大部分荷載通過旋噴樁體傳遞到持力層上。旋噴鉆機小巧，可以進入室內施工，并可以穿過基礎放大腳使樁體直接支撐在基礎底下。但是同樣存在施工難度大的特點。

3.3 坑式靜壓樁法

在既有建筑物地基加固中，坑式靜壓樁托換技術對阻止附加沉降和迅速終止沉降起到了獨特的作用，這是其他地基加固施工方法所無法做到的。

坑式靜壓樁法適用于地下水較低的淤泥質土、粘性土、粉土和人工填土等，其加固原理是利用建筑物上部結構自重作為反力，將樁分段壓入土中，形成端承摩擦樁或摩擦端承樁，托換后將樁與基礎澆筑形成整體，以承受上部荷重。

4 靜壓樁加固基礎方案的實施

在本次基礎加固處理中，采用靜壓樁法進行加固，通過托換樁將原有基礎的部分荷載傳給基礎底面下含礫粉土層，可使基底壓力大幅度減少，從而可以達到阻止建筑物繼續沉降的目的。

4.1 加固設計

1)單樁反力：上部結構荷載標準值：樓面恒載3.5 kN/m2，屋面恒載4.2 kN/m2，墻體荷載28 kN/m；采用正常使用極限狀態下荷載效應的標準組合，傳至基礎底面1 m長型鋼托梁上荷載約為306 kN。

2)托換單樁承載力：端阻力2 600 kPa，側阻力60 kPa，靜壓樁長8 m，按建筑樁基技術規范計算可得單樁豎向極限承載力標準值為296 kN。

3)壓樁終止標準：樁尖達到室外地面下9 m，且壓樁壓力達到300 kN(大于單樁豎向極限承載力標準值，且不大于單樁反力)。

4)樁體：樁采用C30混凝土，截面200 mm×200 mm，4φ14級鋼筋，箍筋φ6@150，主筋保護層厚度25 mm，主筋與樁頂鋼板焊接；每節長1.2 m或1.5 m。

5)布樁：托換樁布置在構造柱下或縱橫墻基礎交接處，工程樁的平面布置見圖2。

4.2 加固施工

1)導坑開挖：根據現場實際情況確定導坑開挖位置及樁位，然后貼近墻體挖豎坑和基礎下工作導坑，工作導坑位于基礎底面以下，最小尺寸1.0 m(寬)×1.2 m(長)×2.5 m(高)，導坑示意圖如圖3所示。

2)靜力壓樁：導坑開挖完成后，在導坑內吊測基底中心，于坑中心挖小方坑，首樁(尖樁)就位，樁頂放置油壓千斤頂，千斤頂上、基礎底下放置HW300×300 H型鋼，用電動油泵將預制樁逐段壓入土中，各樁段間焊接連接。

壓樁過程中實時觀測、記錄壓樁入土深度與壓阻力，隨時校正樁的垂直度，且對壓樁引起的上部結構墻體的局部抬升進行監測。

3)托換：壓樁結束后取下千斤頂，經間歇恒壓后，在樁頂安置兩開式牛腿式托支座，用螺栓緊固，中部和兩側并排千斤頂，對中調整穩固。將中間千斤頂加壓至壓樁終壓力，待恒壓穩定后，對兩側千斤頂同步加壓，當中間千斤頂回壓至0時，立即將充填C30混凝土并搗實的159 mm鋼管放入樁頂與H型鋼底面之間，用鐵錘將鋼楔打緊，將鋼管上下焊接，拆除托換裝置，托換完畢。

5 加固效果

本工程基礎經加固投入使用至今已有2年，經沉降觀測及用戶反映，未發現繼續沉降和墻體開裂，基礎沉降得到了有效控制，加固效果顯著，達到了預期目的。

6 結語

采用坑式靜壓樁加固建筑物基礎，具有加固效果直觀，施工工期短，效果好，見效快，環境友好等效果，施工期間不影響建筑物正常使用，加固施工過程中及施工后地基變形較小，加固后使用壽命長，適用范圍廣，可作為搶險應急的一種比較好的方法與措施，有較好的市場應用前景。

[1] 馬景萍.靜壓樁托換技術在設備基礎加固中的應用[J].建筑技術，2000，31(8)：548.

[2] 閻奇武.墻下條形基礎加固工程中靜壓樁的研究與應用[J].建筑結構，2003，33(4)：52-54.

[3] JGJ 123—2012,既有建筑地基基礎加固技術規范[S].

Application of pit-jacked pile underpinning construction in basement consolidation

Wang Qishan He Laping

(GansuCSCECMunicipalEngineeringInvestigationandDesignInstitute，Lanzhou730000，China)

Combining with geotechnical geological conditions of the company serving station in Gansu, the paper selects static-load pile reinforcement foundation scheme, and describes reinforcement construction technologies of pit-jacked pile underpinning method from aspects of pit-guiding excavation, static-load pile and underpinning. Practice proves advantages of the above-mentioned reinforcement method, such as short construction duration, obvious effect and wide application scope. Therefore, it is an effective emergent recusing measure.

loess, foundation reinforcement, pit-jacked pile method, bearing capacity

1009-6825(2017)09-0064-03

2017-01-17

王奇山(1986- )，男，碩士，工程師； 何臘平(1985- )，男，碩士，高級工程師

TU753.8

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