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錨桿靜壓樁在電排站加固與糾偏的應用

時間日期：2010-8-5 已被閱讀次：[9791]

佛山市佛利建設工程有限公司　張明　張華

　　[摘　要]　介紹了由于外力作用下和地質條件不良等原因引起的建筑物傾斜后進行的糾
　　　　　　　偏加固的施工方法；詳細介紹了錨桿靜壓樁加固和頂升糾偏，并通過工程實
　　　　　　　例對其方法進行具體的運用。
　　[關鍵詞]　錨桿靜壓樁　糾偏　加固　傾斜

　　1 錨桿靜壓樁及其工作機理
　　1.1錨桿靜壓樁
　　錨桿靜壓樁是植錨桿和靜力壓樁結合而形成的一種施工方法，即先在建筑物上設置壓樁
承臺，承臺中心預留壓樁孔，壓樁孔需做成上小下大的喇叭口，一般上口為樁徑＋50mm，下
口為樁徑＋100mm。預留樁孔是在承臺澆注前進行，測放樁位后，根據(jù)設計要求確定樁孔大
小，立模后澆注承臺，形成預留孔。對于后成孔埋設的錨桿需開鑿錨桿孔，用風動鑿巖機在
原有基礎上預先成孔，用粘接劑錨固種植錨桿（確保錨桿孔內清潔干燥后再埋設錨桿）。然
后安裝壓樁反力架，利用建筑物自重作為反力，用千斤頂將預制樁逐段壓入土中。當壓力達
到設計要求后，將樁與承臺連接在一起，從而達到提高地基承載力和控制建筑物沉降的目的
。錨桿靜壓樁具有以下主要優(yōu)點：（壓樁工藝流程見圖1，封樁工藝流程圖見圖2）
　　a、施工方法技術成熟、工藝簡便、可操作性強、工期短且造價低、經濟合理、安全可
靠。
　　b、施工機具簡單、能耗低、移動靈活、作業(yè)面小，施工過程中無振動、無噪音、無污
染，對周圍環(huán)境無污染，屬于環(huán)保型工法。
　　c、可在車間不停產、居民不搬遷情況下進行壓樁施工，更適用于大型機具無法進入且
不容許污染環(huán)境的地基加固工程。
　　d、施工過程中可隨時掌握樁的入土深度和壓樁力，傳荷過程和受力性能明確，能測得
每根樁的實際承載力和樁的入土深度，施工質量有可靠保證。
　　1.2錨桿靜壓樁加固地基機理分析
　　錨桿靜壓樁在壓入過程中會產生明顯的擠土效應，在樁壓入過程中，樁周土體受到擠壓
，樁尖首先對土產生了沖剪破壞，土中孔隙水受此沖剪作用形成不均勻水頭，產生急劇上升
的超孔隙水壓力，從而擾動了土體的結構。隨著樁貫人深度的增加，這種破壞和擾動會連續(xù)
不斷向下傳遞，使樁周一定范圍內的土體形成塑性區(qū)，從而土體抗剪強度降低，樁側摩阻力
減小，錨桿靜壓樁正是利用此特性以較小的力將樁壓入較深的深度，從而實現(xiàn)對基礎的托換
。
　　錨桿靜壓樁壓樁過程中所產生的附加沉降主要源自于以下幾個方面：
　　(1) 壓樁對樁周土體產生了劇烈的擾動，壓樁時土中孔隙水壓力升高，土體抗剪強度減
小，土體的原始結構遭到破壞，從而在荷載作用下產生較大的附加沉降。
　　(2) 壓樁時樁周附近未破壞的土體也因超孔隙水壓力的傳播和消散而產生蠕變，從而導
致土體的沉降。
　　(3) 壓樁過后，樁周孔隙水壓力消散，土體發(fā)生再固結產生的沉降。

　　2、工程案例
　　2.1工程概況
　　江門市棠下三寶電排站是一座單層的箱形結構建筑，基礎水閘松木樁長度約為5米。因
該建筑物所在地基地層較為復雜軟土層較淺，工程完成后在箱形涵洞上（即水閘的后方）修
建一條公路，兩側大面積的填土使得涵洞側受土體自重力作用下致使電排站發(fā)生沉降和傾斜
，經觀測最大沉降達400mm。由于該電排站使用階段還要附加很多荷載，因此，若不及時處
理，將會產生更大的不均勻沉降，這樣有可能使上部結構產生大量裂縫，嚴重影響其生產安
全。綜合各種因素，考慮采用錨桿靜壓樁加固地基，頂升法進行糾偏的方案。
　　2.2施工方案的制定
　　由于電排站沉降過大，采用錨桿靜壓樁進行加固。錨桿靜壓樁布置（如圖4）所示。錨
桿樁設計截面為300mm × 300mm，樁尖及樁長為每段2.0m，設計總樁長為30m，樁身混凝土
強度等級為C30。設計單樁極限承載力為600kN。
　　錨桿靜壓樁樁數(shù)設計可按如下公式計算:
　　n = a( F ＋ G) /R
　　式中:a－錨桿靜壓樁托換的經驗系數(shù)，一般取0.4 ;
　　F－作用于樁基承臺頂面的豎向力設計值;
　　G－樁基承臺和承臺上土體自重設計值;
　　R－單樁豎向承載力設計值。
　　經計算得設計樁數(shù)為12根，對于錨桿樁與墊層間的間歇采用壓密注漿的方式進行加固充
實。設計注漿深度超過水閘底板1.5～2.5m，漿液水灰比為0.70。由于該建筑物整體傾斜比
較嚴重，而且該建筑物沉降還未趨于穩(wěn)定，下沉還在繼續(xù)加大，因此在采用錨桿靜壓樁穩(wěn)定
沉降的同時，還需要將整座建筑物提升到原設計標高。
　　2.3錨桿靜壓樁施工
　　壓樁加固施工工藝流程，見圖1、圖2。
　　2.4頂升法進行糾偏
　　頂升機構的設計采用液壓式千斤頂，置放在已壓入的靜壓樁頂部的中心位置，在樁位處
設置的水平裝置，以便隨時觀測頂升的高度。
　　頂升時分級同步進行，頂升加載采用壓力控制，每個千斤頂都基本上以同步壓力上升。
在承臺的支承梁離開支承點后即按上升高度控制。每個點的上升在同一級基本上同步進行，
每一級頂升完畢后均作詳細的觀測。直致建筑物頂升至原設計要求的水平高度（見圖5）。
　　糾偏到位后利用荷載維持裝置和液壓式千斤頂鎖定壓力，使反力架的荷載轉移到荷載維
持裝置上去，用千分表記錄觀察2～3天后看其是否出現(xiàn)變化，如有變化應重新加壓直到符合
設計要求。達到要求后用高強度微膨脹細石混凝土灌入樁孔的內腔。7～8天凝固后即可拆除
加荷框架，4根錨桿可交叉焊上“п”形鋼筋，然后澆上高強混凝土。
　　2.5高壓注漿填補間隙
　　待糾偏完成后，壓樁過程中所產生的附加沉降穩(wěn)定后，板底往往會出現(xiàn)空隙。此時應在
建筑物周邊預埋注漿管，用灌漿噴射進行灌漿補空，往往灌漿凝固后漿液會收縮，所以灌漿
補空要進行多次補灌直至達到灌漿結束標準后才能停止補灌。（見圖6）

　　3．成效及結語
　　3.1從該工程中應用超長錨桿靜壓樁加固地基的結果來看，錨桿靜壓樁對穩(wěn)定建筑物沉
降，控制新的不均勻沉降有著很好的作用，封樁后建筑物沉降迅速趨于穩(wěn)定；頂升糾偏能有
效地修正房屋的傾斜率，因此采用錨桿靜壓樁加固地基配合頂升糾偏是軟土地基上的建筑物
糾偏的一種很有效的方法。
　　3.2本工程基礎加固采用錨桿靜力壓樁法，共壓入300×300㎜預制樁12根，由于靜力壓
樁方法最終的壓入荷載大于等于60t，其承載力是很清楚的。因此在基礎加固后完全可以滿
足設計荷載要求。
　　3.3安裝千斤頂進行頂升糾偏，使電排站糾偏后達到垂直狀態(tài)，頂升糾偏過程中，電排
站原有結構完好，糾偏達到了預期的目的。

　　參考文獻：
　　[1] YBJ227－91，《錨桿靜壓樁技術規(guī)范》
　　[2] 范錫盛主編《建筑工程事故分析及處理實例應用手冊》中國建筑工業(yè)出版社
　　[3] 羅福午主編《建筑工程質量缺陷事故分析及處理》武漢工業(yè)大學出版社

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