某教學(xué)樓基礎(chǔ)工程的加固處理

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　摘 要：本文首先通過(guò)工況分析，質(zhì)量事故原因調(diào)查分析，對(duì)幾種方案進(jìn)行比較分析，確定了錨桿靜壓樁加固方案。其次詳細(xì)論述了該工程錨桿靜壓樁的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程，最后對(duì)加固結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)。
　　關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；錨桿靜壓樁；加固
　　
　　1 工程概況
　　
　　華南某地區(qū)一教學(xué)樓為純框架結(jié)構(gòu)，無(wú)地下室，地上主體六層，局部七層，平面呈“[”形?？蚣苤W(wǎng)尺寸最大為5000mm×9000mm，采用內(nèi)走廊，占地面積約3000m2，建筑面積約13000m2，抗震設(shè)防烈度6度。設(shè)計(jì)有一條伸縮縫，在縱向中間。共計(jì)92根柱。
　　本工程所屬地質(zhì)條件較為復(fù)雜，建筑整個(gè)場(chǎng)地經(jīng)過(guò)人工回填，回填前為崗丘沖溝，局部為水庫(kù)，水庫(kù)回填前未抽水，設(shè)計(jì)人員根據(jù)地質(zhì)條件，將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為主要是單樁單柱形式的人工挖孔樁基礎(chǔ)，持力層為第5全風(fēng)化砂巖、6層強(qiáng)風(fēng)化砂巖。除伸縮縫處為2柱一樁外，其余為每柱一樁，共計(jì)88根人工挖孔樁，樁直徑為900 mm、1000 mm、1200mm、1500mm等4種，設(shè)計(jì)承載力最大的達(dá)6800kN。
　　
　　2 人工挖孔樁檢測(cè)結(jié)果及處理方案
　　
　　在施工人工挖孔樁時(shí)由于各種原因?qū)е鲁煽谞顟B(tài)極為不好，經(jīng)過(guò)動(dòng)測(cè)小應(yīng)變的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：Ⅰ類樁65根、Ⅱ類樁7根、Ⅲ類樁15根、Ⅳ類樁5根。經(jīng)分析造成質(zhì)量事故的主要原因?yàn)椋?、操作工人在混凝土配置攪拌時(shí)隨意性大，導(dǎo)致部分混凝土強(qiáng)度不足；2、樁孔底部的積水、沉渣沒(méi)有清理，導(dǎo)致樁承載力不足；3、混凝土澆注時(shí)下料沒(méi)有采用溜槽或串筒措施，致使自由下落高度超出規(guī)范要求，混凝土在下落過(guò)程中已離析，樁底部石子周圍砂漿嚴(yán)重缺失。后經(jīng)抽芯取樣也驗(yàn)證了這點(diǎn)。對(duì)Ⅳ類樁加樁處理，對(duì)部分Ⅱ、Ⅲ類樁進(jìn)行抽芯取樣驗(yàn)證；并進(jìn)行大應(yīng)變檢測(cè)，取得承載力的近似值；在對(duì)5根Ⅳ類樁增加9根人工挖孔樁后進(jìn)行小應(yīng)變檢測(cè)又出現(xiàn)6根Ⅲ類樁；對(duì)部分Ⅱ、Ⅲ類樁進(jìn)行的大應(yīng)變檢測(cè)的近似承載力結(jié)果為Ⅱ類樁的近似承載力比設(shè)計(jì)值均超過(guò)40％以上。Ⅲ類樁的近似承載力比設(shè)計(jì)值低，其中相差最大的為1348kN。針對(duì)上述情況采取以下措施
　　
　　2．1　繼續(xù)采用人工挖孔樁加樁。經(jīng)過(guò)前面的教訓(xùn)，存在成孔困難，工期較長(zhǎng)，花費(fèi)大的缺點(diǎn)；
　　
　　2．2　采用靜壓樁加樁。設(shè)備笨重、占地大、進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)高、占用工期，花費(fèi)大；
　　
　　2．3　灌漿法地基土加固處理。由于樁承載力不足的主要因素之一是樁底泥漿的緣故，且漿液流動(dòng)方向難以控制、質(zhì)量不易保證，且占用工期；
　　
　　2．4　錨桿靜壓樁法。利用現(xiàn)有樁先施工主體至3層，再壓樁，該法設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量可靠，不占工期。
　　
　　2．5　根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)程》和工程的實(shí)際情況，對(duì)Ⅲ類樁(共計(jì)21根)采取靜壓錨桿樁進(jìn)行處理。
　　
　　3 布樁設(shè)計(jì)
　　
　　3．1　單樁設(shè)計(jì)承載力：加樁設(shè)計(jì)為每根錨桿靜壓樁的設(shè)計(jì)承載力為400kN，終壓力為600kN。
　　

3．2　樁數(shù)：在每根柱基承臺(tái)下壓樁數(shù)量為對(duì)稱的4根，但考慮到部分土層中存在孤石，因此在每根柱下承臺(tái)施工時(shí)在8個(gè)方位預(yù)留8個(gè)壓樁孔。同時(shí)預(yù)埋HRB335φ25的螺紋鋼筋作為錨桿。最終壓樁孔及錨桿布置。另外4個(gè)預(yù)留壓樁孔分布在4個(gè)角上。
　　
　　3．3　樁身設(shè)計(jì)如圖1。采用200mm×200mm的斷面，每節(jié)樁長(zhǎng)為2m，采用C25混凝土，主筋配有HRB335，4φ14。采用硫磺膠泥接樁。
　　
　　4 壓樁設(shè)備
　　
　　壓樁設(shè)備如圖2，現(xiàn)場(chǎng)組裝設(shè)計(jì)。格構(gòu)式的鋼支柱加工字鋼橫梁。
　　
　　5 施工
　　
　　5．1　準(zhǔn)備工作
　　a、在預(yù)制構(gòu)件廠預(yù)制樁節(jié)；
　　b、清理壓樁孔和錨桿施工工作面；
　　C、安裝壓樁機(jī)具。
　　
　　5．2　壓樁
　　施工基本流程是：運(yùn)輸→樁機(jī)就位→吊樁→壓樁→接樁(硫磺膠泥)→壓樁(直至壓樁力達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止)→壓樁完成拆卸壓樁機(jī)具→樁機(jī)就位開(kāi)始第二根樁施工(直到全部施工完畢)→封樁(圖2)。
　　壓樁時(shí)要注意：a、壓樁架應(yīng)保持豎直，錨固螺栓的螺帽或錨具應(yīng)均衡緊固，壓樁過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)擰緊松動(dòng)的螺帽；b、就位的樁節(jié)應(yīng)保持豎直，使千斤頂、樁節(jié)及壓樁孔軸線重合，不得偏心加壓：C、整根樁應(yīng)一次連續(xù)壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高：d、壓樁施工應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，但不應(yīng)數(shù)臺(tái)壓樁機(jī)在一個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)上同時(shí)加壓：e、采用硫磺膠泥接樁時(shí)，使上下樁錨固筋與錨固孔重合。接樁時(shí)，要使上下樁面充分粘接對(duì)齊，防止樁面錯(cuò)位。f、終壓判斷，以壓樁力必須達(dá)到600kN的設(shè)計(jì)要求為主，樁尖應(yīng)到達(dá)設(shè)計(jì)持力層深度不少于500mm為輔的方法來(lái)判斷，并且當(dāng)壓樁力達(dá)到600kN時(shí)還應(yīng)維持10min，作為提高樁尖摩擦力和對(duì)樁尖嵌入深度的補(bǔ)償。
　　
　　5．3封樁
　　在樁端達(dá)壓樁力和設(shè)計(jì)持力層深度后，即可使千斤頂卸載，拆除壓樁架，焊接錨桿交叉鋼筋，清除壓樁孔內(nèi)雜物、積水及浮漿，鑿毛和刷洗干凈樁頂側(cè)表面后再涂混凝土界面劑，然后澆注C30的微膨脹早強(qiáng)混凝土。
　　
　　6 基礎(chǔ)加固結(jié)果分析
　　
　　該教學(xué)樓工程的加固設(shè)計(jì)和研究工作已經(jīng)完成，工程也于2006年投入使用。未見(jiàn)任何異常情況。
　　
　　7 結(jié)語(yǔ)
　　
　　通過(guò)對(duì)該工程的加固設(shè)計(jì)和研究得出了以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：
　　
　　7．1　加固方案的選擇一定要注意結(jié)合工期要求，力求經(jīng)濟(jì)效益好，施工簡(jiǎn)便等。
　　
　　7．2　對(duì)于已經(jīng)有成熟理論，有標(biāo)準(zhǔn)施工流程的技術(shù)，要根據(jù)工程實(shí)際情況作出一些調(diào)整，不能一味地照搬。比如本工程是對(duì)新建工程的基礎(chǔ)加固，壓樁孔是在做承臺(tái)時(shí)預(yù)留的，并且考慮到復(fù)雜的地質(zhì)條件，留設(shè)了8個(gè)孔。錨桿也是在做承臺(tái)時(shí)就預(yù)埋的。
　　
　　7．3　合理確定加固標(biāo)準(zhǔn)，掌握加固尺度
　　在加固工程中，加固標(biāo)準(zhǔn)的高低，受到多種因素的制約，如業(yè)主的認(rèn)識(shí)與理解、設(shè)計(jì)水平的高低、施工隊(duì)伍的技術(shù)實(shí)力、加固費(fèi)用的多少、建設(shè)工期的長(zhǎng)短、使用功能的限制等。這也給我們?cè)诒敬渭庸坦こ痰脑O(shè)計(jì)帶來(lái)了一定的困難。我們的參考標(biāo)準(zhǔn)主要是《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》(JGJ123-2000)。
　　
　　7．4　質(zhì)量監(jiān)督和檢測(cè)是加固技術(shù)中應(yīng)加強(qiáng)的重要環(huán)節(jié)。本工程在加固工作中主要控制的是壓樁垂直度和壓樁力的大小。對(duì)于加固施工后的沉降情況、是否有回彈等的監(jiān)測(cè)工作沒(méi)有進(jìn)行。但是在同類加固工程中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)過(guò)量沉降和樁身回彈的事故，這在加固工作中應(yīng)該引起注意。