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锚杆静压桩在高层建筑病害工程桩加固中的应用

  
评论: 更新日期:2011年04月14日


  4.4主要施工工艺及要求
  4.4.1施工工艺流程
  确定桩位孔及定位→锚杆加工制作及埋设(桩段制作)→桩位孔及锚杆养护和保护→安装压桩反力架→第一节桩就位、校正→压桩→深度及压力值记录→下节桩就位、校正→焊接接桩→压桩→…→压桩到设计要求→最终深度及压桩力验收→拆除压桩反力架→切割桩头→清孔(配制微膨胀早强混凝土)→封桩。
  4.4.2主要施工工艺要求
  (1)、桩段制作:钢筋混凝土预制桩段严格按配筋设计制作、桩身平直、外形尺寸误差不大于
  ±5mm,断部平整;钢管桩段材质、管径、壁厚严格按设计要求选择、焊接坡口面按焊接要求制作。
  (2)、桩段连接:两种桩段均采用焊接连接。焊接前应再次检查接头部位处理情况及上下节桩是否在同一轴线上、是否垂直、符合要求方可施焊;焊接时两名焊工在桩两侧同时施焊,以保证对称受力,减小变形;焊接后应检查焊接质量,若有漏焊或焊缝高度不够,应及时补焊。其构造见图2所示。
  (3)压桩工艺
  压桩反力架安装要保持垂直应均衡拧紧锚固螺栓、螺帽,在压桩过程中应随时拧紧松动的螺帽;在锚杆受力较大时应使用多个螺帽叠加使用。
  桩段在压入时垂直度极为重要,因此除了在初始就位时校核垂直度极外应在压桩时全程连续控制,每节桩的垂直度应控制在1/1000以内;同时应保持千斤顶与桩段轴线在同一垂直线上,千斤顶施加的压力中心与截面形心重合,千斤顶安放偏差不大于2mm。
  压桩时不宜数台压桩设备在同一承台上施工,施工期间,压桩力总和不得超过该基础及上部结构的自重,防止基础上抬造成结构破坏。
  压桩应连续进行,尽量减少接桩时间,中途不得长时间停顿,以免土体固结超静水压力消散,引起摩阻力剧增。如必须中途停顿时,桩尖应停留在软土层中,且停留时间不宜超过24小时。如遇到压力急剧的增加可能遇碎石障碍物或压入较硬土层,这时液压系统可采用稍压入,持荷,再压入,再持荷,直至达到设计深度或承载力。
  压桩过程应做好记录,采用以最终压桩力控制为主、以桩长控制为辅的双控原则。
  (4)封桩工艺
  封桩施工是压桩过程中又一个关键环节。桩和承台及混凝土底板能否连接牢固,承载力是否达到要求,联结节点形式是否合理,都是封桩后桩能否发挥作用的关键。其构造见图3所示。
  封桩前,桩顶应设计和规范要求截断至设计标高:混凝土桩段桩顶应平整无松动混凝土、钢管桩段采用氧割进行切断;钢管桩内应用C35碎石混凝土填充;为加强桩和承台及混凝土底板的连接应将锚杆相互连接起来,以便形成封桩桩帽;清理桩孔内的渣滓及水。
  封桩采用C35或C40微膨胀混凝土,注意振捣密实,加强养护。
  
  5.工程应用
  5.1钢筋混凝土预制方桩在加固补强中的应用
  某工程系一幢高12层的高层住宅楼,建筑面积约为5000平方米,该楼上部结构为钢筋混凝土剪力墙,基础采用直径530mm的夯扩桩,有效桩长约为11~12米,桩端进入粉细砂层。工程桩基施工完毕后,进行基坑土方开挖,由于开挖不慎,致使该工程桩基础存在严重质量问题,该工程共有工程桩126根,经检测其中桩身存在裂纹的Ⅱ类桩计32根,约占25%,桩身存在严重裂缝的Ⅲ类桩43根,约占35%。根据规范要求,对于Ⅱ、Ⅲ类桩是不能直接使用,要进行加固处理后方可使用。
  由于本工程工程桩布桩较密,缺陷部位较深,采用开挖接桩和补加夯扩桩或钻孔灌注桩均难以实施;同时又由于工期要求紧,经过专家组讨论最终权衡选择了不占工期,空间要求小,施工方便,受力明确的锚杆静压钢筋混凝土预制桩的补桩加固方案。
  本工程共补桩90根,由于Ⅲ类桩分布不均匀,锚杆静压桩的布置充分考虑了整体与局部的平衡,对照原设计图经过认真核算,同时合并了部分承台和加强了联梁的刚度,合理布置了桩位;考虑到夯扩桩的挤密性和桩基协同工作的要求,锚杆静压杆入土深度要求与夯扩桩的入土深度基本一致(即在同一持力层中);桩截面考虑到单桩承载力的要求采用300×300mm,桩段混凝土强度采用C35。
  本工程在整个施工过程,由于补桩是在上部结构能够提供足够反力的情况下才能实施,故对该楼的监测必须加强,该楼在建至五层时,观测结果反应出该楼向北方向有倾斜,此时暂停上部施工,迅速对北侧补桩加紧施工,然后再有规律的分布施工其它桩,后经观测该楼沉降均匀,达到规范要求,加固完成后,桩基达到设计标准,效果良好。
  5.2钢管桩在加固补强中的应用
  某工程位于武汉香港路边,框剪结构,地下一层,地上23层,是一智能性高档写字楼。本工程原采用大型钻孔灌注桩,由于在基坑开挖中受到周边边坡失稳的影响造成了部分桩存在偏位的情况,根据规范要求,必须对该工程病害工程桩进行加固补强方可使用。
  由于本工程原钻孔灌注桩截面大,长度长,承载力高,持力层埋置深,在采用锚杆静压桩进行补强时要求桩也应具有较高的承载力。故本工程采用Φ377×9的钢管桩进行加固。
  该补桩桩位在底板施工前均已确定方案,在施工时锚杆和桩位均先预先留置。由于该桩承载力高,所需反力较大,对此我们对反力架和锚杆均加强了,千斤顶也采用大吨位千斤顶,压桩完毕后钢管内应填充C35微膨胀混凝土,加固完成后,经检测达到设计标准,效果良好。

  6.结束语
  由于锚杆静压桩采用了静压方式,避免了冲击应力,对桩周土体的隆起及水平挤压较小,从而降低了对周围环境的影响;所补静压桩对邻近的原工程桩影响较小;该工艺采用的施工机具简单,对施工现场条件要求不高;该工艺施工无振动、无噪音、无污染;可与上部结构同时进行施工,又可在该建筑物投入使用后,在不影响其它部分正常使用的情况下进行施工;该工艺受力明确,传力路径清晰。利用该工艺优势和特点,对桩段进行合理选型、对锚杆和压桩反力架进行合理加强,用来处理高层建筑病害工程桩具有独到之处。

  7.参考文献
  [1]中华人民共和国行业标准,建筑桩基技术规范JGJ94-941995年
  [2]中华人民共和国行业标准,锚杆静压桩技术规程YBJ227-911991年
  [3]彭振斌主编,托换工程设计计算与施工武汉:中国地质大学出版社,1996年

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