建筑工程软土处理中锚杆静压桩施工技术的应用分析

2015-09-28 182 0

   【摘要】作为近年来逐渐兴起的一项新的地基加固技术,锚杆静压桩施工技术在应用前期主要使用在老厂或建筑物改造工程中的地基加固中,或在由于不均匀沉降而导致的倾斜的建筑物处理中进行使用。本文主要从建筑工程软土处理中锚杆静压桩施工技术的应用进行了分析,根据建筑物及工程项目的地质状况,对该施工技术的应用效果及发展方向进行了简要概括。
 
  一、锚杆静压桩施工技术的特点
 
  1.锚杆静压桩施工能够在上部结构处于施工状态下进行。
 
  2.在压桩过程中不会出现噪音及振动现象,具有较小的侧向挤压作用。
 
  3.存在简单的施工设备,移动灵活,可以在空间狭小的区域实施压桩施工。
 
  4.在压桩施工中能够将桩的入土深度及压力桩进行测得。
 
  5.存在较少的水泥用量及能源消耗,施工成本低,承载力高,且加固效果较好。
 
  二、工程概况
 
  住宅楼栋与栋间距为12.26m,五层,总高度16m;楼西侧为沿街商店,层高3.5m。住宅楼及沿街商店基础结构:沿街商店基础,西面为独立柱放大基础,东面为条形地梁和独立柱放大基础,基础埋深1.0m;住宅楼基础结构:西侧3.3m宽开间为独立柱放大基础,南半部为条形基础,北半部为筏板基础,基础埋深1.0~1.6m,住宅楼上部结构,除西侧一层3.3m宽开间(供沿街商店用)为框架结构外,其余均为砖混结构,25#砂浆砌筑240墙、50#砂浆砌筑120墙。第三栋住宅楼采用过抗震加固。
 
  1.沿街住宅楼与地下建筑物的位置关系,沿街住宅楼地基下面为正在施工的一期工程TA12标段右线隧道。隧道顶部距离地面高9.70m,距离楼房基础8.1m。隧道穿越的地层分别为软流塑状粉质粘土、可塑状粉质粘土。
 
  2.地铁隧道施工对地表建筑的影响:建筑物建成时间早在20世纪70年代,没有抗震措施,基础下部6~12m范围内有软弱的淤泥质地层,而位于流塑地层中的地铁隧道正在施工当中。管棚施钻及注浆时,对流塑状地层产生扰动,具有高灵敏性的地层应力重新分布,使地表第2幢楼房西侧单元产生不均匀沉降,差值为60mm,楼房整体向西南下沉,倾斜2mm,西侧第一单元一至五层楼均产生不同程度的拉裂缝,最大宽度8mm。为确保地面楼房及居民生命财产安全,对隧道上方的第2栋居民住宅楼进行基础托换加固处理。
 
  三、设计锚杆静压桩的托换基础
 
  1.与工程地质状况相结合,在地面下方深度为16~18m的位置存在一层较高承载力的混合土及强风化安山岩,作为良好的桩端持力层。由于需要在隧道开挖初支结束后对侵入隧道净空内的静压桩进行割除,使得桩端和隧道初支与二衬混凝土构成一体,对上部荷载实施共同承担。
 
  2.在进行锚杆静压桩施工过程中,能够将单桩承载力是时候较为直观地显示,在房屋基础内对反力锚杆及开压桩孔实施预埋,锚杆静压装机的应用存在操作简便、无振动、施工速度快且无噪音等特点,为信息化施工提供便利。当建筑物有较大不均匀沉降出现时,可随时对桩数进行增加。
 
  3.根据楼房产生裂缝沉降的部位及地质条件,要对楼房西侧9m长范围的基础进行托换处理,桩长16~18m,用?魣146mm×5mm钢管加工,单桩竖向承载力180kN,建筑物基础共布置41根桩,单节桩长2.0m,焊接时,焊缝应饱满、连续,无虚焊现象,钢管桩内压浆处理,以提高桩身承载力,注浆材料为水泥浆,水灰比0.5,控制压力为0.3~0.5MPa。钢管桩施工结束后,在桩顶部浇筑250mm厚微膨胀C30钢筋砼桩帽,以加强基础与桩身的整体连结,桩头交叉筋与螺杆及钢管焊接。

  四、锚杆静压桩施工工艺流程
 
  施工准备→挖开基础→引孔→安装鱼尾锚杆→静压钢管桩→注浆→封桩→回填基础夯实
 
  1.施工前的准备工作:在准备工作中,主要对居民的安抚工作进行做好,将工作面清理出,对2台锚杆静压桩机、2台注浆泵、2台风泵、铁钎、风镐、鱼尾锚杆以及电焊机进行配置,并对150mm×5mm的钢管桩、18mm钢筋及普硅42.5级水泥、硫磺胶泥、锚杆静压桩机等进行准备。
 
  2.基础的开挖:与加固的房屋基础相结合,在施工场地内将开挖基础边线及标高进行放出。由于场地限制,土方需及时运出场地内。当开挖完基础之后,需对基础实际尺寸及标高进行量测,做好基础记录,清理干净基础表面浮土及杂物,并在测定的基础位置上对150mm的孔进行引出。
 
  3.安装鱼尾锚杆及压桩孔,在基础内按锚杆静压桩的布置图开呈倒锥形压桩圆孔,上口直径150mm,下口直径200mm。在距钢管桩孔口中心15cm的位置上,用手持风枪凿出4个25mm孔径,深30cm的锚杆孔,用预先熬制好的硫磺胶泥将鱼尾锚杆锚进孔内,待24h强度达25MPa之后,再进行下道工序施工,锚杆上的螺纹及螺距根据施工机具及反力架来确定;
 
  4.静压钢管桩:在锚杆上对静压桩龙门架进行安装,确保龙门架处于铅垂状态,且钢管桩与土层处于垂直效果。在引口内对具有尖头封端的钢管进行扶正,运用油压千斤顶及顶梁在龙门架上进行安装,对高压泵打开,实施静压,在基础顶部0.5m位置时将钢管桩停止,与下一节钢管桩连接后实施静压,通过循环,直到与压力及桩长两项控制指标满足之后即可停机,对下一根钢管进行静压。
 
  5.注浆封桩:注浆采用普硅42.5级水泥,单浆液,水灰比0.5,注浆压力控制在0.3~0.5MPa,主要目的是使浆液充填在钢管桩内部及周围部分土体中,以提高静压钢管桩的摩擦力和抗弯性能,注浆结束后在桩头上部用微膨C30钢筋砼(UEA外加剂)浇筑桩帽,桩帽高250mm,长×宽为500mm×500mm,以便使桩与基础连成整体共同承担楼房上部荷载。
 
  五、施工技术措施
 
  1.对锚杆静压桩施工之前应实施两根试桩,促使压桩力及桩长标准得到确定,使其作为后续压桩的控制标准进行应用。首先压桩力应小于强度允许值。其次,当桩长满足之后,控制压力桩大小标准值,使其超过5MPa,与桩长相接,当未达到桩长而连续0.5m的压桩力超过标准值5MPa可截桩。
 
  2.建筑物基础静压钢管桩采取跳打法,间隔施工,防止应力集中产生附加破坏,在锚杆静压桩封桩前,先对桩内注浆,在隧道内拱部同时注浆,静压桩注浆压力控制在0.3~0.5MPa,地下隧道注浆压力控制在0.8~1.0MPa,通过注浆加固土体,使基础上升2~5mm后,再立即用C30砼(内掺速凝剂快速凝结)封桩,待砼达到设计强度70%(3d)后停止洞内注浆,使基础开始借自重产生下沉趋势,这样,会对锚杆静压桩产生预加应力,对今后建筑物沉降控制效果显著。
 
  3.在静压桩施工过程中,对监测网络系统进行监理,信息化施工实现。通过沉降观测数据对压桩顺序及进度进行确定,先对沉降量大的部位进行压桩,后进行沉降小的部位施工。运用高精度水准仪对基础沉降实施监测,采用游标卡尺对裂缝宽度变化实施量测,通过差异沉降法对房屋倾斜进行量测处理。
 
  六、结语
 
  总之,作为地基处理及加固的一项有效技术措施,锚杆静压桩在对缩颈及夹泥等质量事故进行处理时,具有较好的处理效果。在施工过程中存在场地要求不高、成桩质量可靠、不占用较多工期、施工方便且易控制等优势,在建筑工程软土处理中发挥着一项较好的选择方案得到应用。

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