錨桿靜壓樁概念性基礎托換加固的應用

石亞斌

(上海錦滄文華大酒店有限公司，上海 200040)

1 項目概況

上海某開發項目設計-4層地下室，地下室開挖深度-16.5 m，地下室總建筑面積22 000 m2，基坑圍護設計為35 m深1.0 m厚地下連續墻。在擬建地下室南側有一棟建于20世紀90年代初的7層磚混居民樓，距離基坑開挖邊線僅5.2 m。在開發項目正式開工前擬對該居民樓采取預加固處理措施。

2 擬加固樓房狀況

該居民樓東西長40.6 m(沿地下室基坑長度)、南北寬15.5 m，為天然地基條形基礎，基礎寬度1.5 m～3.0 m，埋深-1.0 m，樓內居住80余戶居民。經對居民樓質量檢測，樓體整體向北傾斜(向基坑側)，傾斜率3.5‰，因房屋建造年代較久，內外墻體有少量不規則裂縫，房屋的建筑功能、結構體系和安全性等均滿足正常使用要求。

3 加固難點

1)由于開發項目位于市中心，施工場地非常狹小，受場地條件限制無法從擬開發項目一側進出對居民樓實施加固，僅能從居民小區大門進出對該居民樓實施加固。該居民樓周圍巷道非常狹窄，無法滿足車輛和大型設備進場。

2)該居民樓內住戶較多，部分居民與開發單位之間存在較為緊張的關系，如加固措施選擇不當對建筑物產生損壞會造成較大的社會影響。

3)經街道、居委多方面協調后，居民僅同意在樓外圍采取加固措施，不得進入樓內加固。

4)分析勘察資料，該居民樓地基土以飽和軟弱粘性土為主，今后基坑開挖土體擾動后具有很強的流變及觸變性，對控制建筑物變形較為不利。

5)根據項目開發設計保護等級、房屋檢測報告及基坑周邊建(構)筑物的保護要求，加固方案需按容許新增最大沉降差20 mm進行控制。

4 概念性基礎托換加固思路

1)由于場地狹小無法采用大型加固設備方案，同時考慮居民僅同意在建筑外圍采取加固措施要求。經充分調研和論證后，決定采用較適合上海軟土地質且對天然地基建筑有較好加固效果、加固設備可人工搬運的錨桿靜壓樁工藝對該樓的外圈條形基礎進行適當補樁的概念性基礎托換加固方案。

2)加固全程不入戶，采用錨桿靜壓樁對外圍基礎進行適當數量的補樁措施，補樁后樁與天然地基共同承擔上部荷載，同時樁可起到控制居民樓沉降及差異沉降作用，使加固后的房屋能夠整體均勻下沉，并有效控制其產生較大沉降。

3)通過采取錨桿靜壓樁適當補樁進行概念性托換后，使該居民樓基礎壓縮層轉移到基坑開挖面(坑底標高-16.5 m)以下較好的土層上，減少基坑開挖時產生土體擾動對其影響。

4)根據該居民樓與基坑的距離遠近，采取鄰近基坑側布樁密，遠離基坑側布樁疏，這種“近密遠疏”的原則，對近基坑側的建筑物下土體產生“遮簾”效應，減少土體的擾動。

5 加固方案設計

1)加固設計采用錨桿靜壓鋼管樁，鋼管樁Q235B螺紋焊縫鋼管，鋼管φ219(外徑)壁厚8 mm。以第⑤1-2為樁基持力層，設計樁長31 m，單節樁按1.5 m～2.5 m控制，單樁豎向極限承載力標準值取760 kN，單樁豎向承載力設計值取380 kN。壓樁采用樁長控制為主，壓樁反力作為參考，若沉樁動力大于900 kN，且樁端進入持力層不小于1 m，經設計及監理單位確認后，可停止壓樁，進行截樁處理。

2)設計補樁原則：a.根據建筑物距基坑的距離遠近以“近密遠疏”的原則確定補樁疏密;b.根據建筑荷載情況進行補樁設計;c.補樁位置盡量靠近建筑物墻、柱位置。

3)根據以上原則，經設計計算共需對居民樓外圈基礎補φ219鋼管樁46根。

6 加固方案實施

6.1 加固流程

1)確定施工范圍，對原有建筑物進行復測;

2)埋設沉降觀測點，進行初始觀測;

3)對布樁區域進行探查和開挖，避開地下管線，根據設計要求確定樁位;

4)對原條形基礎壓樁孔進行開孔;

5)在原基礎上埋設錨桿;

6)沉樁施工鋼管樁并填芯;

7)采用無收縮C60灌漿料或C35混凝土進行第一次封樁;

8)澆筑基礎梁使新增樁連成整體;

9)基礎梁達到一定強度后進行回填，并進行場地恢復(見圖1)。

6.2 關鍵點和質量要求

1)在原基礎上采用開孔機開設錨桿孔，采用無收縮C60灌漿料植入錨桿、每根樁布置6Ф25鋼筋作為錨桿，借助上部建筑結構自重作為壓樁反力系統;

2)在原有基礎上采用鉆機開孔，形成上口為φ300、下口為φ350倒錐形的樁孔;

3)第一次封樁采用無收縮C60灌漿料封樁，第二次封樁基礎梁采用C35混凝土澆筑并養護14 d;

4)壓樁時樁段的垂直度偏差不得超過0.5%樁段長,壓樁時要確保壓樁架垂直，上下接樁的中心線偏差不得大于2 mm,且不得偏心加壓;

5)壓樁過程中樁頂應墊鋼板，防止樁頂局部破壞，壓樁施工一次到位，中間不得停歇;

6)樁位允許偏差為20 mm，樁頂標高允許偏差為0 mm～+50 mm;

7)接樁時應使上下樁段保持垂直，下節鋼管樁外側預焊鋼套管，連接就位后焊接上節鋼管樁與鋼套管連接，鋼套管與鋼管樁之間需滿焊。

7 加固監測

1)基礎加固前，需埋設沉降觀測點。

2)錨桿靜壓鋼管樁施工期間應加強房屋結構觀測。

3)加固期間沉降觀測頻率1次/d。

4)基坑圍護和開挖施工階段，建筑變形跟蹤監測和檢測工作根據基坑圍護設計和有關規范標準要求執行。

5)基坑圍護和開挖施工時，根據沉降觀測結果調整施工速率，做到信息化施工。

6)報警值：沉降速率大于1 mm/d或累計沉降量達20 mm，及時通知設計單位，查明原因方可進一步施工。

8 概念性基礎托換加固取得的效果

1)經監測數據分析，壓樁施工完成后拖帶沉降平均值為6 mm，封樁完成后拖帶沉降增量平均值為11.3 mm，封樁30 d后沉降量收斂穩定，完成拖帶沉降。

2)加固施工階段前期產生一定拖帶沉降，后期沉降相對平穩，說明鋼管樁開始發揮作用。

3)該居民樓加固施工完成1.5個月后，緊臨開發項目的基坑圍護工程正式開始施工。施工全過程跟蹤監測，從開發項目的基坑圍護施工、基坑開挖施工至地下室結構施工全部完成共計12個月時間，該居民樓監測數據顯示，累計最大沉降值僅7 mm、最大差異沉降值僅4 mm，建筑外觀無新增裂縫出現。繼續持續1年的跟蹤監測，該居民樓監測數據無明顯變化。該居民樓采用錨桿靜壓樁概念性基礎托換加固取得良好的效果。

9 結語

1)深基坑開挖施工對鄰近建筑物產生影響是不可避免的，通過對類似建筑物采用錨桿靜壓樁概念性基礎托換加固方法，使建筑物荷載由樁基與天然地基共同承擔，并通過樁將建筑物基礎壓縮層轉移到基坑開挖面以下較好的土層上，減少基坑開挖時產生土體擾動對建筑物造成影響。

2)根據建筑物與基坑的距離遠近，采取鄰近基坑側布樁密，遠離基坑側布樁疏的“近密遠疏”的原則，對近基坑側的建筑物下土體產生“遮簾”效應，有效阻擋土體產生擾動，從而對建筑物起到保護作用。

3)對建筑物外圍基礎采取錨桿靜壓樁概念性托換加固的方法，可避免對擬加固建筑內人員居住和生活造成影響，較大降低了工程開發建設成本。非常適合軟土地區在城市狹小環境的類似建筑物基礎加固。