某教學樓基礎工程的加固處理

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　摘 要：本文首先通過工況分析，質(zhì)量事故原因調(diào)查分析，對幾種方案進行比較分析，確定了錨桿靜壓樁加固方案。其次詳細論述了該工程錨桿靜壓樁的設計、施工過程，最后對加固結果進行了總結。
　　關鍵詞：樁基礎；錨桿靜壓樁；加固
　　
　　1 工程概況
　　
　　華南某地區(qū)一教學樓為純框架結構，無地下室，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，抗震設防烈度6度。設計有一條伸縮縫，在縱向中間。共計92根柱。
　　本工程所屬地質(zhì)條件較為復雜，建筑整個場地經(jīng)過人工回填，回填前為崗丘沖溝，局部為水庫，水庫回填前未抽水，設計人員根據(jù)地質(zhì)條件，將基礎設計為主要是單樁單柱形式的人工挖孔樁基礎，持力層為第5全風化砂巖、6層強風化砂巖。除伸縮縫處為2柱一樁外，其余為每柱一樁，共計88根人工挖孔樁，樁直徑為900 mm、1000 mm、1200mm、1500mm等4種，設計承載力最大的達6800kN。
　　
　　2 人工挖孔樁檢測結果及處理方案
　　
　　在施工人工挖孔樁時由于各種原因?qū)е鲁煽谞顟B(tài)極為不好，經(jīng)過動測小應變的檢測發(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)量事故的主要原因為：1、操作工人在混凝土配置攪拌時隨意性大，導致部分混凝土強度不足；2、樁孔底部的積水、沉渣沒有清理，導致樁承載力不足；3、混凝土澆注時下料沒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，混凝土在下落過程中已離析，樁底部石子周圍砂漿嚴重缺失。后經(jīng)抽芯取樣也驗證了這點。對Ⅳ類樁加樁處理，對部分Ⅱ、Ⅲ類樁進行抽芯取樣驗證；并進行大應變檢測，取得承載力的近似值；在對5根Ⅳ類樁增加9根人工挖孔樁后進行小應變檢測又出現(xiàn)6根Ⅲ類樁；對部分Ⅱ、Ⅲ類樁進行的大應變檢測的近似承載力結果為Ⅱ類樁的近似承載力比設計值均超過40％以上。Ⅲ類樁的近似承載力比設計值低，其中相差最大的為1348kN。針對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)過前面的教訓，存在成孔困難，工期較長，花費大的缺點；
　　
　　2．2　采用靜壓樁加樁。設備笨重、占地大、進出場費高、占用工期，花費大；
　　
　　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，該法設備簡單，經(jīng)濟，質(zhì)量可靠，不占工期。
　　
　　2．5　根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)程》和工程的實際情況，對Ⅲ類樁(共計21根)采取靜壓錨桿樁進行處理。
　　
　　3 布樁設計
　　
　　3．1　單樁設計承載力：加樁設計為每根錨桿靜壓樁的設計承載力為400kN，終壓力為600kN。
　　

3．2　樁數(shù)：在每根柱基承臺下壓樁數(shù)量為對稱的4根，但考慮到部分土層中存在孤石，因此在每根柱下承臺施工時在8個方位預留8個壓樁孔。同時預埋HRB335φ25的螺紋鋼筋作為錨桿。最終壓樁孔及錨桿布置。另外4個預留壓樁孔分布在4個角上。
　　
　　3．3　樁身設計如圖1。采用200mm×200mm的斷面，每節(jié)樁長為2m，采用C25混凝土，主筋配有HRB335，4φ14。采用硫磺膠泥接樁。
　　
　　4 壓樁設備
　　
　　壓樁設備如圖2，現(xiàn)場組裝設計。格構式的鋼支柱加工字鋼橫梁。
　　
　　5 施工
　　
　　5．1　準備工作
　　a、在預制構件廠預制樁節(jié)；
　　b、清理壓樁孔和錨桿施工工作面；
　　C、安裝壓樁機具。
　　
　　5．2　壓樁
　　施工基本流程是：運輸→樁機就位→吊樁→壓樁→接樁(硫磺膠泥)→壓樁(直至壓樁力達到設計要求為止)→壓樁完成拆卸壓樁機具→樁機就位開始第二根樁施工(直到全部施工完畢)→封樁(圖2)。
　　壓樁時要注意：a、壓樁架應保持豎直，錨固螺栓的螺帽或錨具應均衡緊固，壓樁過程中應隨時擰緊松動的螺帽；b、就位的樁節(jié)應保持豎直，使千斤頂、樁節(jié)及壓樁孔軸線重合，不得偏心加壓：C、整根樁應一次連續(xù)壓到設計標高：d、壓樁施工應對稱進行，但不應數(shù)臺壓樁機在一個獨立基礎上同時加壓：e、采用硫磺膠泥接樁時，使上下樁錨固筋與錨固孔重合。接樁時，要使上下樁面充分粘接對齊，防止樁面錯位。f、終壓判斷，以壓樁力必須達到600kN的設計要求為主，樁尖應到達設計持力層深度不少于500mm為輔的方法來判斷，并且當壓樁力達到600kN時還應維持10min，作為提高樁尖摩擦力和對樁尖嵌入深度的補償。
　　
　　5．3封樁
　　在樁端達壓樁力和設計持力層深度后，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的微膨脹早強混凝土。
　　
　　6 基礎加固結果分析
　　
　　該教學樓工程的加固設計和研究工作已經(jīng)完成，工程也于2006年投入使用。未見任何異常情況。
　　
　　7 結語
　　
　　通過對該工程的加固設計和研究得出了以下幾點經(jīng)驗：
　　
　　7．1　加固方案的選擇一定要注意結合工期要求，力求經(jīng)濟效益好，施工簡便等。
　　
　　7．2　對于已經(jīng)有成熟理論，有標準施工流程的技術，要根據(jù)工程實際情況作出一些調(diào)整，不能一味地照搬。比如本工程是對新建工程的基礎加固，壓樁孔是在做承臺時預留的，并且考慮到復雜的地質(zhì)條件，留設了8個孔。錨桿也是在做承臺時就預埋的。
　　
　　7．3　合理確定加固標準，掌握加固尺度
　　在加固工程中，加固標準的高低，受到多種因素的制約，如業(yè)主的認識與理解、設計水平的高低、施工隊伍的技術實力、加固費用的多少、建設工期的長短、使用功能的限制等。這也給我們在本次加固工程的設計帶來了一定的困難。我們的參考標準主要是《既有建筑地基基礎加固技術規(guī)范》(JGJ123-2000)。
　　
　　7．4　質(zhì)量監(jiān)督和檢測是加固技術中應加強的重要環(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。對于加固施工后的沉降情況、是否有回彈等的監(jiān)測工作沒有進行。但是在同類加固工程中曾經(jīng)出現(xiàn)過過量沉降和樁身回彈的事故，這在加固工作中應該引起注意。