锚杆静压桩在基础加固中的应用

杨照夫

摘要:本文结合江苏省兴化市某住宅小区工程实践,介绍了锚杆静压桩加固原理,对锚杆静压桩施工工艺、质量控制要点等内容进行分析,最终达到了预期的要求。

关键词:锚杆静压桩;预制桩;质量控制;检测

1工程概况

江苏省兴化市某住宅小区一期工程共11幢房子,其中沿街3幢为7层框架结构(底下两层为商铺),桩基采用φ426沉管灌注桩,有效桩长14m,单桩承载力特征值Ra=400kN,单独桩承台基础。

其中3层粉质粘土实为素填土,填土时间一年以上。由于勘察单位的疏忽,未发现场地局部地区有一层淤泥质土。原来本工程所处场地原为一片鱼塘,后经回填而成,而沿街的马路原为一条小河,在造马路时曾把小河的淤泥挖出往鱼塘里倾倒,致使3层素填土下有一层淤泥土带。施工单位未采取有效措施控制拔管速度,特别在软、硬土交接处。而后在挖土时,施工单位直接把挖出的土方堆在基坑边上,致使淤泥从基坑里涌出而把桩挤斜。后经对工程桩全部做低应变动力检测,此3幢房子的坏桩(三、四类桩)数量竟达33%以上,而断桩又占坏桩总数的30%以上。

2加固设计

由于基坑已开挖,补桩已不可能,且挤土较严重,补桩也不切实际。在最初的讨论中曾考虑采用压力注浆加固地基土,而把各个桩承台连成一体成为桩筏基础,使桩筏和地基土共同作用承受上部荷载。由于桩、土共同作用这一理论还不成熟,且断桩大多位于外侧,最后没有采用,而一致同意采用后锚杆静压桩进行地基加固,既不影响工期,又安全可行。

根据低应变动力检测报告,大部分坏桩为缩颈或砼离析等缺陷,应该还有一定的承载力。于是在三类桩中随机抽取10%做高应变承载力试验,检测结果表明三类桩的承载力特征值均在原特征值的60%以上。而按整个场地总桩数抽检的静荷载试验表明,其单桩承载力均达到了设计要求,说明地基与勘察结果相符合。因此在进行加固设计时,可取三类桩的承载力特征值为0.6x400=240kN,而四类断桩的承载力特征值取为0。

锚杆桩采用250x250预制方桩,每节桩长2m,有效桩长12m。根据地质勘察报告及公式Ra=μ∑qsili+qpAp计算,锚杆桩的单桩承载力特征值Ra=200kN。这样在每个三类桩旁边补一根锚杆桩,在每个四类桩旁边补两根锚杆桩,即可满足要求。具体根据现场实际情况灵活布置。

3静压锚杆桩的施工

3.1 施工准备质量控制要点

3.1.1 施工技术方案的组织与准备

首先组织业主、监理、施工等参建人员熟悉设计图纸,结合技术规程、施工规范,掌握工程质量控制要点。施工前,要求压桩施工单位根据工程实际情况编制切实可行的施工组织设计方案,并由其技术负责人审批后报送业主和监理进行审查,经业主和监理审核批准后开始实施。

3.1.2 预制桩、锚杆、接桩材料、压桩仪表设备质量检查

预制桩进场报验时审查预制厂企业资质、预制桩成品出厂合格证及预制桩原材料质保书、桩预制过程中的材料抽检报告、预制桩混凝土28d龄期报告。对进场的成品预制桩进行外观检测, 不合格的坚决退场。 预制桩应达到设计强度的70%方可起吊,达到100%才可运输和压桩,运输时两点起吊,严禁拖吊就位。检查压桩千斤顶设备、压力仪表、高压油泵表等在有效期内检测合格证明,现场检查设备运转情况,严禁带病工作;检查操作人员持证上岗,操作规程培训教育等。

检查锚杆、硫磺胶泥及电焊条等接桩材料合格证明材料,并现场核对锚杆、接桩材料,必要时抽样送有关检测机构检测,符合要求后方可使用。

3.1.3 建筑物沉降记录数据分析

在压桩前对建筑物沉降观测数据进行分析,主要分析建筑物是否属于均匀沉降。

3.1.4 建筑物基础承台强度检测

锚杆静压桩压桩施工前,要求土建总承包单位提供基础承台的混凝土标号、同条件养护混凝土试件的检测报告,并进行现场回弹检查,确认基础承台混凝土强度是否达到设计压桩要求。

3.2 施工过程质量控制要点

3.2.1 预埋锚杆及预留桩孔质量控制

本工程预留桩孔采用承台预留桩孔上小下大截头锥形体,以利于基础承受冲剪。考虑柱外侧到桩心尺寸最小仅400mm, 而桩架所需尺寸为400mm, 尺寸要求控制较高, 同时深度较深达1.0m, 用木模拆除存在困难, 改用4mm厚钢板套筒(按图纸尺寸)预埋, 筒壁内外焊接Φ12构造钢筋, 套筒与承台底板钢筋用Φl6钢筋焊接固定, 以保证压桩承台预留桩孔尺寸控制要求。

3.2.2 压桩施工操作质量控制

压桩架就位要求牢固、水平,防止压桩时压桩架倾斜晃动。压桩时应检查压桩架的垂直度,使千斤顶与桩段轴线保持同一轴线,不得偏心加压。桩顶应垫钢板,防止压坏桩顶混凝土。

施工中控制桩段(尤其第一根)就位的偏差和垂直度,要求垂直、平行于墙下轴线方向。桩位的允许偏差为2Omm,压桩时桩段垂直度偏差不超过0.5%桩段长(桩插入时),上下接桩的中心线偏差不得大于2mm,且不得偏心加压。

压桩施工时,严禁在同一承台上同时进行两根桩以上压桩施工;压桩施工时应一次到位,中途不得停歇,如必须中途停顿,桩尖应停留在软土层中,且停歇时间不得超24h。

施工期间,加强沉降倾斜观测,做到信息化施工。

3.2.3 压桩施工记录

施工中认真记录桩段入土深度,压力表读数,填写压桩施工记录表,并及时对资料进行整理分析,以判断桩的质量及承载力。

如遇压桩时油压表读数突然上升或下降、消失等异常情况,要停机对照地质资料进行分析是否遇到桩身破裂或障碍物等,并向设计单位反映,以便及时采取对策。

3.2.4压桩终止条件控制

本工程压桩采取的压桩力为400kN及桩长双重控制条件控制终止压桩, 当连续持荷达5min、压桩力大于400kN时, 经过设计单位认可后可截桩至设计标高。桩项标高的允许偏差为 50mm,保证桩项锚入承台50mm。

3.2.5 桩基检测

桩基检测分桩体和承载力检测。本工程单桩竖向承载力特征值应根据单桩竖向静载荷试验结果确定,试桩3根,试桩最大荷载不小于2倍单桩竖向承载力特征值。试桩前应将桩头表面浮浆或疏松层凿除并用硫磺胶泥制平,避免影响检测结果评判。

3.2.6封桩

桩与基础的连接(封桩)是整个压桩施工的关键工序之一,必须认真进行。桩检测合格后即可封桩,在封桩前,应检查桩外露桩头的切割情况,压桩孔内杂物、孔内积水,孔臂和桩面的浮浆清理情况,交叉钢筋焊接是否清洗干净。封桩一般采用C30掺微膨胀早强外加剂混凝土浇捣。HEA型微膨胀剂以10%比例替代水泥,封桩时应对桩帽梁进行机械震捣密实,在潮湿环境下养护14d以上。

结语

本工程已完工两年时间,期间进行了多次观测,没有发现房子开裂、倾斜等异常情况,实测最大沉降仅15mm,最大沉降差仅8mm,可见加固效果良好。