【摘 要】錨桿靜壓樁在施工過程中,無振動、無噪聲、無泥漿污染,并可節(jié)省大量的試樁費用,降低工程造價,同其它樁基相比,能更好的做好文明施工,其經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。
【關(guān)鍵詞】錨桿靜壓樁;封樁技術(shù);基礎(chǔ)加固
在施工場地狹小,普通壓樁設(shè)備無法進場施工的條件下,利用已建成的建筑物自重,采用錨桿靜壓樁技術(shù)進行地基處理。地基基礎(chǔ)設(shè)計按錨桿靜壓樁施工完成前后分兩階段考慮。錨桿靜壓樁壓樁前,按天然地基設(shè)計;錨桿靜壓樁壓樁完成后由樁單獨或與地基土共同承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,按樁基礎(chǔ)或沉降控制復(fù)合樁基設(shè)計。在壓樁施工時,上部已完成的結(jié)構(gòu)自重必須滿足最終壓樁力的要求。
1.錨桿靜壓樁施工概述
由于靜壓樁是擠土樁,在場地樁數(shù)量較多,樁距較密的情況下,時常后壓的樁會對已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬,特別對于短樁,易形成所謂的吊腳樁。這種樁在做靜載試驗時,開始沉降較大,曲線較陡,但當(dāng)樁尖達到持力層,承載力又有明顯增加,沉降曲線又趨于平緩,這是樁身上抬的典型曲線。樁身上抬除了靜載沉降偏大外,對樁而言可能會把接頭拉斷,樁尖脫空,同時大大增加對四周樁的水平擠壓力,導(dǎo)致樁傾斜偏位。在處理上施工前合理安排壓樁順序,同一單體建筑物一般要求先壓場地中央的樁,后壓周邊的樁;先壓持力層較深的樁,后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后一般采用復(fù)壓的辦法使樁基按正常使用,但對承受水平荷載的基礎(chǔ)要慎重。
2.錨桿靜壓樁的工作機理
2.1 錨桿靜壓樁的工作原理
錨桿靜壓樁的壓架通過壓樁錨桿來固定。壓樁過程中,油泵通過油管給千斤頂提供液壓進而轉(zhuǎn)化為壓樁力P,千斤頂在升高的同時,通過連接的型鋼對短樁(預(yù)制鋼筋混凝土方樁、圓樁或鋼管樁)施壓,把預(yù)制樁段壓入地基中。與千斤頂頂部連接的型鋼梁則把壓樁反力P傳給壓樁架,壓樁架底端由錨桿固定,因此兩側(cè)對稱的壓樁錨桿分別對承臺施加P/2的拉力,拉力使得承臺及上部結(jié)構(gòu)上抬。建筑物的自重或施加的荷載則對壓樁錨桿向上的拉力進行平衡,從而保證了壓樁與原基礎(chǔ)承載的協(xié)同工作。壓樁過程荷載傳遞路線明晰,各部件受力性能明確,主要的施工設(shè)備有千斤頂和壓樁架,具有設(shè)備輕便、簡單、移動方便靈活的優(yōu)點,并且可以克服場地空間不足和周邊環(huán)境高要求對施工過程的限制。
2.2 錨桿靜壓樁的沉樁機理
錨桿靜壓樁屬于摩擦型樁,壓樁過程中要克服土體對樁的側(cè)向和端部阻力。隨著樁的不斷打入,樁對其周圍一定范圍的土體具有擠壓效應(yīng), 由作用力與反作用力原理可知,土體對樁周有水平擠壓力。垂直向沉樁阻力由樁端阻力和樁周摩阻力組成,試驗表明沉樁阻力曲線與靜力觸探曲線兩者形態(tài)基本一致。樁端阻力與樁周摩阻力占沉樁阻力的比例非恒值,與地基土物理力學(xué)性質(zhì)及土層分布情況等因素有關(guān)。樁端阻力與樁周摩阻力的大小與樁的貫入深度和樁端持力層特性關(guān)系更為密切。對于樁周土體來說,由于樁的擠壓效應(yīng),樁周一定范圍內(nèi)將出現(xiàn)重塑區(qū),致使土體粘聚強度破壞,超孔隙水壓力增大,土體抗剪強度下降,樁周摩阻力明顯減小。壓樁完成后,隨著時間的推移,超孔隙水壓力逐漸消散,土體結(jié)構(gòu)強度得到恢復(fù),抗剪強度隨之提高,樁的承載力發(fā)揮作用。
3.錨桿靜壓樁的工藝流程
壓樁施工是在工程進行到2-3層時,在底層結(jié)構(gòu)室內(nèi)進行,施工前應(yīng)將場地平整至已澆筑承臺的上標(biāo)高,以利于室內(nèi)預(yù)制樁的運輸。壓樁工藝流程為:施工準(zhǔn)備——樁架安裝——第一節(jié)樁就位——校正樁身垂直度——壓樁——記錄壓樁深度,記錄壓力表讀數(shù)——接樁——壓樁——達到設(shè)計要求——送樁——壓樁結(jié)束。
3.1 操作要點
壓樁架要保持垂直,壓樁時不斷用經(jīng)緯儀校測垂直度。應(yīng)均衡擰緊錨固螺栓的螺帽,在壓樁施工過程中,應(yīng)隨時擰緊松動的螺帽。樁段就位必須保持垂直,使千斤頂與樁段軸線保持在同一垂直線上,可用水平尺或線錘對樁段進行垂直度校正,不得壓偏。當(dāng)壓樁力較大時,樁頂應(yīng)墊2cm厚的橡膠墊,其上墊鋼板再進行壓樁,防止樁頂壓碎。壓樁施工時不宜數(shù)臺壓樁機同時在同一獨立基礎(chǔ)上施工。壓樁施工不得中途停頓,盡量一次到位。采用硫磺泥接樁時,上節(jié)樁就位后應(yīng)將插筋插入插筋孔,檢查重合無誤,間隙均勻后,上節(jié)樁吊起10cm,裝上膠皮夾箍,澆筑硫磺膠泥,并立即將上節(jié)樁保持垂直放下,接頭側(cè)面應(yīng)平整光滑,上下樁面應(yīng)充分黏結(jié),待接樁中的硫磺膠泥固化后,才能開始繼續(xù)施工。熬制硫磺膠泥的溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在140℃-145℃,熬制時采用溫度計控制。澆筑時溫度不得低于140℃。采用焊接接樁時,應(yīng)清除表面鐵銹,進行滿焊,確保質(zhì)量。壓樁中如遇特殊情況可與設(shè)計單位聯(lián)系,及時處理壓樁中出現(xiàn)的問題。
3.2 封樁
按照設(shè)計樁長,確定最后一節(jié)樁的長度。如壓樁結(jié)束后,樁頂超出承臺,鑿去超出部分至設(shè)計標(biāo)高。封樁流程為:封樁準(zhǔn)備工作—清理樁孔孔壁—送樁到位—焊交叉鋼筋—支封頂承臺模板—澆筑封頂混凝土—封樁結(jié)束。
4.錨桿靜壓樁的質(zhì)量控制措施
靜壓樁沉樁時,壓樁的壓力要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件,通過對靜力觸探比貫入阻力平均值和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗N值評估沉樁的可能性,選擇好壓樁機械設(shè)備。根據(jù)地質(zhì)條件,單樁豎向極限承載力以及布樁密集程度等因素,壓樁機應(yīng)按定額總重量配制壓重,壓機的重量不宜小于單樁極限承載力的1.2倍。油壓表必須經(jīng)有資質(zhì)的法定檢測單位鑒定,并有鑒定合格證。靜壓樁沉樁控制應(yīng)按設(shè)計標(biāo)高,壓樁力和穩(wěn)壓下沉量相結(jié)合的原則,并根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計要求綜合確定。樁端進入堅硬、硬塑粘性土,中密以上粉土、砂土土層時,靜壓樁的壓樁力為主要控制指標(biāo),樁端標(biāo)高在征得設(shè)計單位同意后,可作為輔助控制指標(biāo)。靜壓樁樁端進入持力層,達到綜合確定的壓樁力要求,但未達到設(shè)計標(biāo)高時,宜保持穩(wěn)壓1~2分鐘,穩(wěn)壓下沉量可根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗確定。靜壓樁施工過程中,不得任意調(diào)整和校正樁的垂直度,避免對樁身產(chǎn)生較大的次生彎矩。靜壓樁穿越硬土層或進入持力層的過程中,除機械故障處,不得停止沉樁施工。壓樁過程中,應(yīng)檢查壓力、樁的垂直度、接樁間歇時間、樁的連接質(zhì)量及壓入深度。壓樁施工結(jié)束后,應(yīng)做樁身的單樁豎向承載力試驗和小應(yīng)變檢查樁身質(zhì)量。靜壓樁的沉樁機理非常復(fù)雜,與土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進度等有關(guān),有待進一步研究。
5.結(jié)束語
錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁結(jié)合形成的一種樁基施工工藝。經(jīng)過近2O余年的發(fā)展,該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地基加固、糾偏、托換等方面,近年來在增設(shè)地下空間中的應(yīng)用也得到了初步探索。它以輕,便、靜、快、省、準(zhǔn)、穩(wěn)的優(yōu)點,在實際工程中不斷得到設(shè)計和施工單位的重視。
參考文獻
[1]鄧漢榮.錨桿靜壓樁改造工程中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu),2011,39(8)
[2]張力,錨桿靜壓樁在建筑物糾偏與加固中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2012,3(9)