錨桿靜壓樁在樁基礎補強中的研究分析

廖坤陽

(福建林業職業技術學院，福建南平 353000)

1 工程概況

1．1 地質情況

某學院實訓樓工程位于該市職教園區西北角，緊鄰閩江河畔。根據《巖土工程勘察報告》顯示，該工程場地地基土層自上而下的情況見表1。

表1 各土層分布及物理力學性質指標

1．2 設計情況

該樓為四層框架結構，建筑高度為21 m。一層為機械自動化系的數控機床實訓基地，二層以上均為實訓機房及教室?？紤]到儀器設備的精度要求很高，對結構的安全等級要求也高，加上工程工期緊(原計劃于2011年7月份交付使用，合同工期為10個月)，后期還有諸多設備安裝工作，所有任務必須確保9月份開學前投入使用。設計采用沖孔灌注樁基礎形式，直徑為900 mm～1 500 mm，要求樁尖全斷面進入持力層的深度不小于1 000 mm。根據地勘報告顯示，選取強風化花崗巖作為樁基持力層，取樁極限端阻力標準值4 500 kPa。

1．3 事故情況

樁基全部施工完成后，委托有資質單位對樁基進行檢測試驗。根據靜載試驗結果顯示:2號樁(②/?軸)單樁豎向抗壓極限承載力為4 400 kN;20號樁(④/?軸)單樁豎向抗壓極限承載力為6 400 kN;23號樁(⑦/?軸)單樁豎向抗壓極限承載力僅為2 280 kN;6號樁(⑥/?軸)單樁豎向抗壓極限承載力僅為3 200 kN。前兩根樁的極限承載力剛好與設計要求持平，而后兩根樁的極限承載力遠不能滿足設計要求(不及原設計的50%)。隨后在多方見證下對34號、6號樁進行了鉆芯取樣試驗，取芯結果顯示:樁身完整，無夾渣和斷樁缺陷，但是樁基未進入設計要求的強風化巖層，樁尖整體位于淤泥質土層中。隨后，原勘察單位對現場進行補勘，并結合樁基《地基驗槽復驗記錄》，初步判定11根樁為合格證，另28根樁均未進入持力層，為不合格樁。

2 基礎加固方案選擇及設計

2．1 方案比選

根據上述資料顯示，必須對28根不合格樁進行加固補強，方可進入下道工序的施工。樁基礎加固方案通常有:補樁法，補強法，擴大承臺或基礎梁，改變施工方法，修改設計方案，接樁法等。考慮到該樁基事故主要原因在于樁基未進入持力層，導致單樁承載力達不到設計要求。根據樁基檢測試驗及地質補勘資料顯示，原灌注樁基礎11根樁基可滿足設計要求，而另28根事故樁必須進行處理。因此，為充分利用現有的合格樁，盡量避免成本大大增加，同時又能保證施工進度，經過參建各方綜合分析后，一致同意采用基礎托換的加固補強方案。基礎托換，是對現有建筑物地基與基礎進行加固和更換，以此改善基礎工作狀態的技術措施。而錨桿靜壓樁是基礎加固處理的一種有效的方法，具有施工機械輕便、移動靈活、施工操作簡單、作業面小、無振動、無噪聲及便于室內施工的優點。此外，考慮到該工程工期緊，錨桿靜壓樁施工過程中可與上部主體結構交叉進行，不僅可以節約工期，更能最大限度的利用現有的合格樁，能夠縮短工期的同時，又降低了造價。

2．2 樁基礎加固補強設計

根據勘察設計人員對樁基礎的承載力驗算，對于缺失的承載力由補打的錨桿靜壓樁來承擔。經計算，樁基承臺高度保持原來的900mm，承臺四周均加寬525 mm～850 mm，其邊緣距錨桿靜壓樁邊緣的距離應大于300mm，滿足抗沖切設計要求。樁頭應伸入承臺100 mm，壓樁孔內應采用C30微膨脹混凝土，澆筑振搗密實，以使樁與承臺形成一個整體。錨桿靜壓樁整個樁長由1根首節樁和多根中間節樁組成，長度由壓樁架高度確定，每節長2 m。根據樁身承載力選用樁型斷面為ZH1b:300 mm×300 mm;ZH2b:250 mm×250 mm。單樁設計承載力標準值為 ZH1b:360 kN;ZH2b:250 kN。具體見圖1，表2。

圖1 錨桿靜壓樁施工圖

表2 靜壓樁明細表

3 錨桿靜壓樁施工

3．1 主要施工工藝流程

錨桿靜壓樁的施工應結合工程的實際情況，采用不同的施工方法。具體的工藝流程見圖2。

圖2 錨桿靜壓樁施工工藝流程圖

3．2 錨桿靜壓樁施工注意事項

3．2．1 施工前

認真識讀施工圖紙，學習施工操作規程，制定質量預控措施;準備好相關的材料、機具;組織相關人員進行技術交底。

3．2．2 施工中

在承臺完成后，壓樁前，注意保護好預留洞口，防止施工時雜物掉入孔內;壓樁應待主體完成兩層后，利用結構自重將樁壓入設計深度;壓樁時應保證樁架的垂直度，保持樁身垂直，使千斤頂與樁身保持在同一垂直線上;壓樁施工不得中途停頓，應一次壓至設計標高和壓力值為止，且必須同時壓同一柱位的對角兩根(順序:整體為先外后內，先壓壓力值小的后壓壓力值大的);壓力總和不得超過該基礎及上部結構自重，如遇壓力急劇增加，有可能遇到障礙或硬土層，此時液壓系統可采用稍壓入，持荷一段時間后再壓入，再持荷，直至達到設計深度或承載力;注意壓樁速度，防止產生沉降，及時進行沉降觀測，實行信息化施工。

3．2．3 完工后

壓樁完成后，應進行封樁。封樁材料必須采用摻有微膨脹劑的細石混凝土，振搗密實;利用錨桿與交叉鋼筋焊接(雙面焊)，以加強封口的錨固能力，使樁與承臺形成一個整體;樁基施工完后，應進行樁基檢測:試驗樁⑧/?軸、③/?軸、⑦/?軸三根。其中前兩根最大單樁承載力為720 kN，最后一根為500 kN。

4 結語

錨桿靜壓樁由于其采用了靜力進行壓樁，避免了對樁頭的沖擊;對樁周土體的擠壓較小，降低了對鄰樁的影響;所需機具簡單，對現場要求不高;且可與上部主體同時施工，對施工工期影響不大;相較其他方案，可大大節省工程造價。

本工程自封樁以來，沉降甚小，基本趨于穩定。交付使用一年多，沉降值均控制在正常使用范圍。工程實踐證明，錨桿靜壓樁在基礎加固補強中具有諸多優點，是一種行之有效的施工方法。該方案對本地區樁基礎的加固具有重要的指導意義。

［1］YBJ 227-91，錨桿靜壓樁技術規范［S］．

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［3］孫美云．錨桿靜壓樁在樁基加固中的應用［J］．水利科技，2010(3):25．

［4］宋 輝，劉擁兵．錨桿靜壓樁在基礎設計中的應用［J］．建筑結構，2011(6):11-13．

［5］王若茂．錨桿靜壓樁在地基加固工程中的應用［J］．安徽建筑，2012(4):2．