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協(xié)會(huì)刊物
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坑式靜壓樁在舊樓改建基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用 |
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時(shí)間日期：2007-2-27 已被閱讀次：[7749] |
廣東省六建集團(tuán)有限公司 沈宜森
[摘 要] 本文著重介紹了利用建筑物自重、錨桿加配重傳遞豎向反力進(jìn)行壓樁的施工工
藝和計(jì)算方法來(lái)介紹坑式靜壓樁在舊樓改建中的應(yīng)用。
[關(guān)鍵詞] 靜壓樁 豎向反力 施工工藝 計(jì)算方法 舊樓改建
一、工程概況和特點(diǎn)
江門(mén)海關(guān)3、4、5號(hào)樓改建工程是我公司在江門(mén)地區(qū)承建的一項(xiàng)舊樓改建工程，把原邊
檢局營(yíng)房改建成江門(mén)海關(guān)緝私局辦公樓，該項(xiàng)目主要是結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、擴(kuò)建以及基礎(chǔ)加固等分項(xiàng)
工程。其中4、5號(hào)樓正面緊貼原建筑物擴(kuò)建了大廳，采用樁基礎(chǔ)，單樁設(shè)計(jì)承載力為200KN
，（采用預(yù)制C30砼方樁250×250）由于離原建筑物太近無(wú)法架設(shè)錘擊樁架，并且錘擊樁震
動(dòng)大，對(duì)有二十幾年樓齡的舊建筑物來(lái)說(shuō)有一定的負(fù)面影響，根據(jù)這一工程特點(diǎn)，施工采用
靜壓樁。
二、施工工藝
2.1 本工程的施工工藝是根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《既有建筑地基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》（JGJ12
3－2000）6.4錨桿壓樁法，6.6坑式壓樁法來(lái)編制的，利用建筑物自重和錨桿加配重作反力
，采用yzY型壓樁機(jī)架，PyQ－100液壓機(jī)和XB4－500高壓油泵聯(lián)合作業(yè)施壓，將每二米一節(jié)
的砼方樁逐節(jié)壓入土層（每節(jié)樁之間的連接采用焊接），直到壓強(qiáng)達(dá)到26Mpa，換算成施壓
力400KN。
2.2 施工平面布置圖：
2.3 設(shè)置錨桿：
根據(jù)施工平面布置圖，對(duì)每一軸的受壓樁施壓時(shí)樁架一端固定在原有建筑物的柱上，另
一端則固定在該軸兩側(cè)的四條錨桿上，當(dāng)施工至終端壓力400KN時(shí)，每端承受的豎向反力是2
00KN。則每條錨桿承受的豎向反力為200KN/4=50KN。根據(jù)工地的實(shí)際情況和施工條件，錨桿
采用直徑為300，長(zhǎng)為3米，受拉鋼筋為Φ18，混凝土等級(jí)為C30，如圖所示：
每條錨桿所能承受豎向反力的計(jì)算：
�、偻寥赖哪Σ亮Γ篺=μπDh
=8KN/m2×3.14×0.3×3
=22.6KN
�、� 樁的自重：G=Yohπr2
=24KN/m3×3.14×0.152
=5KN
�、伲�=22.6＋5=27.6 KN<50 KN
不能滿足要求，故要進(jìn)行配重：
每側(cè)錨桿配重50KN，兩側(cè)就為100KN；
則每條錨桿所要承受的反力為（200－100）/4=25KN；
27.6KN>25KN （滿足要求）
2.4 樁架的安裝：
通過(guò)2.3的計(jì)算，錨桿加配重滿足受力要求，則進(jìn)行樁架的安裝，一端固定在原建筑物
的柱上（采用鋼板加木墊夾柱），另一端則固定在錨桿上，如圖示：2.5 壓樁：
樁架安裝好后就把250×250的砼方樁就位，樁和樁架的垂直度控制在允許范圍內(nèi)，然后
啟動(dòng)液壓機(jī)通過(guò)千斤頂將方樁逐段壓入土層（見(jiàn)圖），要求終端施壓為26Mpa，（換算成終
端壓力400KN）持載十分鐘累計(jì)沉降不大于2mm。三、工藝計(jì)算
錨桿的受力情況在2.3節(jié)中已經(jīng)計(jì)算出來(lái)，這里不作重復(fù)，現(xiàn)主要驗(yàn)算yzY型樁機(jī)架所配
備的一套鋼板夾具固定在柱上傳遞豎向力的計(jì)算：
已知條件：
① 單樁承載力200KN；
�、� 柱截面為350×400mm， 經(jīng)回彈檢測(cè)，柱砼等級(jí)為C15；
③ 選用鋼夾板400mm， 每套夾具配4支，M45×6mm方牙螺栓（45＃鋼），螺母厚h=60m
m；
�、� 鋼板與砼柱之間設(shè)20㎜厚松木墊塊；
見(jiàn)下圖所示：3.1 支點(diǎn)傳遞能力的設(shè)計(jì)值Nα：
根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ123－2000），《既有建筑物地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：以
下力的傳遞需要計(jì)放安全系數(shù)K=2，坑式靜壓樁施壓力N=2.0×樁承載力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值（6.6、3
.4）
�。碞=2×200=400KN）
豎向反力受力點(diǎn)的荷載設(shè)計(jì)值N=N/受力支承點(diǎn)數(shù)（9.3.2）
本例為 Nα=400/2=200KN
�。村^桿加配重一端承受的豎向反力為200KN,夾柱一端承受的豎向反力Nα也是200KN）
3.2 夾緊力Nb計(jì)算：
根據(jù)摩擦力計(jì)算 Nb=Nα/μ， μ為摩擦系數(shù)。
查有關(guān)資料：
鋼與木之間的摩擦系數(shù)為 μ=0.4～0.6 [注1]
木與砼之間的摩擦系數(shù)為 μ=0.6 [注2]
本例計(jì)算取 μ=0.5 則：Nb=200KN/0.5=400KN（每組鋼夾板）
3.3 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算：
每組夾板4支螺栓, 則：每支螺栓承受拉力N= = =100KN
①螺栓抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算：
螺栓最小截面積 F1=（45－2×3）2×3.14/A=11.944cm2
45＃鋼屈服點(diǎn) [δ]=64KN/cm2 [注3]
容許拉壓應(yīng)力 [δ]=24KN/cm2
容許剪壓力 [τ]=14.5KN/cm2
[N]=11.944×24KN/cm2 =286.56KN>100KN
（安全）
�、诼菁y強(qiáng)度計(jì)算：
螺紋技術(shù)參數(shù)： 牙距6mm、紋寬2.8mm、牙深3mm、螺母厚度60mm、紋數(shù)10圈、螺紋底
徑Di=39mm、螺紋中徑Do=42、
螺栓升角=αrtɡ6/42=2.6
螺紋承受的剪切力：
Q= =2.9KN/cm2<[τ]=14.5KN/cm2
螺紋接觸面壓應(yīng)力：
δ壓= =2.7KN/cm2<[δ]=24KN/cm2
（均滿足要求）
通過(guò)驗(yàn)算說(shuō)明yzY型樁機(jī)架配備的一套鋼板夾具各項(xiàng)指標(biāo)均滿足施工要求，而實(shí)際施工
中為了平衡受力，一般每一夾柱點(diǎn)均使用兩套夾具，所以安全指標(biāo)完全能夠滿足。
四、結(jié)束語(yǔ)
本工程施工過(guò)程中，錨桿和原建筑物柱均完好無(wú)損，為了驗(yàn)證錨桿最終能承受拉拔力，
在最后一條樁施工時(shí)施加壓力至800KN時(shí)才將錨拉松破壞，而建筑物柱沒(méi)有變形。整個(gè)施工
過(guò)程非常順利，施工完成至今已有兩個(gè)多月了，整個(gè)改建工程已完成，實(shí)踐證明本工程選擇
這一方案是成功的。由于坑式靜壓樁的使用特點(diǎn)是體積小、操作靈活、震動(dòng)性小、它可以充
分利用原有建筑物的環(huán)境條件來(lái)立樁架，如兩端均利用建筑物自重作反力或兩端均采用錨桿
作反力，或兩端均采用錨桿加配重作反力等等。它既可以在建筑物室內(nèi)，也可以在室外，對(duì)
舊樓改建中基礎(chǔ)加固特別適應(yīng)，值得推廣應(yīng)用。在施工中只要對(duì)兩端施加的豎向反力進(jìn)行計(jì)
算，滿足要求即可施工。
參考文獻(xiàn)
《既有建筑物地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》（JGJ123－2000）
[注1]《物理計(jì)算手冊(cè)》
[注2]《物理計(jì)算手冊(cè)》
[注3]《機(jī)械計(jì)算手冊(cè)》
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