锚杆静压桩托换法限沉应用

明安泉

摘 要：在新形势背景下，我国城市化发展进程越来越快，综合国力不断提升，在很大程度上扩大了建筑工程的规模。本文是作者结合自己所做的工程实例，对锚杆静压桩托换法限沉应用技术做的具体研究，可供同行参考。

关键词：锚杆静压桩；托换法；框架结构

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0057-01

1 工程概况

某建筑物为两层框架结构，长46.2m，宽10.9m，建筑面积700m2，采用柱下条形基础（见图1）。因建筑场地表层覆盖有3m厚新近填土和15m厚物理力学性质很差的淤泥，为满足建筑物承载力和沉降要求，由某地基处理单位采用电渗-塑料排水板-强夯方法进行地基综合处理，但在地基处理后建筑主体工程施工完成尚有15kPa活荷载未加上的情况下，发现建筑物整体沉降较大。据沉降观测资料，建筑物从竣工起至其后的5个月，15个沉降观测点平均每点沉降12.97cm，最大沉降达15.68cm，且还在以0.83mm/d速率下沉。为确保建筑物的正常便用，建设单位要求对建筑物采取切实可靠的措施限沉。

2 沉降原因分析

为查明建筑物沉降过大原因，在建筑物的四个角点布置了四个静力触探孔，静力触探曲线如图2所示。根据静探曲线，结合场地原工程勘察报告，地基综合处理后，工程地质条件如图2。

比较地基综合处理前后工程地质条件发现，地基综合处理效果很差，除表层3m厚填土强度提高到80kPa和1m厚淤泥强度略有提高外，其下地层强度没有什么变化。由于基础埋深达2m，致使条形基础下只有2m厚强度稍高土层。填土和其下淤泥软弱下卧层在上部荷载作用下压缩固结，是建筑物整体下沉的主要原因。

用建立柔度矩阵（分层综合法）的方法求解柱下条形基础的沉降，计算结果如图3。

柱下基础沉降平均为30.83cm，最大为43.44cm，和建筑物己发生沉降对比，可知建筑物柱下基础平均还有17.86cm较大沉降。

3 限沉方案设计

3.1 方案选择

针对建筑物沉降原因，对建筑物限沉应进行基础托换，以减少其对淤泥软卧下卧层的压力，从而减少建筑物的沉降。比较托换法的各种方法，并考虑到建筑物场区工程水文地质条件、基础形式，尤其是建筑物所具备的施工条件（内部空间狭小、高度受到限制），选定了锚杆静压桩托换法。

3.2 锚杆静压桩单桩承载力确定

（1）根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）。

选淤泥层下砾砂层为桩端持力层，桩端进入持力层0.5m，则桩长L=1.0+1.0+13.5+0.5=16.0m， 选锚杆静压桩截面边长为250mm，则单桩承载力为：

Ra=Up×Σqsia×Li+qpa×Ap

=0.25×4×（13×1+9×1+5×13.5+20×0.5）+0.25×0.25×800

=149.5KN

（2）根據静力触探试验，利用Pa=ks×Ps（l）/Kp估算，取砾砂层Ps（l）=3500kPa，ks=0.065m2，Kp=1.5，则Pa=0.065×3500/1.5=151.7KN。

选单桩承载力为150KN。

3.3 桩数的确定及其布置

在确定桩的数量时，主要考虑两方面：一是上部结构荷重及其分布情况：二是与布置桩位有关的基础底板构造形式。基于基础已发生沉降12.97cm，在桩数设计中考虑桩与桩间土共同分担荷载的作用，按照桩与桩间土7：3分担荷载，并考虑到基础底板构造形式，在建筑物36个柱下共布置80根桩，如图1所示。

建筑物用80根桩托换后桩间土承担30%荷载沉降计算（方法同前）如图4，远小于建筑物已发生沉降12.97cm。因此建筑物由桩间土承担少量荷载所引起的沉降将很小。

由于压桩时压桩力可直接从压力表上读出，只要压桩力满足设计要求，单桩承载力就能满足设计要求，因此，在压桩力达到设计要求情况下桩的沉降很小。

3.4 承台设计

由于建筑物条形基础底板厚度薄，在压桩孔上设置桩帽梁，如图5。锚杆采用M24锚杆，由于基础底板薄，用锚杆与基础底板钢筋焊接，以防止锚杆拔起。

4 限沉效果及评价

建筑物用锚杆静压桩托换施工从开始至施工完成，共用一个半月时间。

通过建筑物上布设的15个沉降观测点观测，从托换施工前至托换施工后六个月，各观测点的平均沉降速率由0.830 mm/d减少至0.016mm/d。

根据沉降观测结果，建筑物从托换施工完成至其后六个月，沉降己趋于稳定，平均沉降速率小于0.02mm/d，满足国家规范要求。

建筑物采用条形基础在托换施工中未发现墙体裂缝，整个建筑物结构完整。

建筑物利用锚杆静压桩托换法限沉是成功的，达到了预期目的，确保了建筑物的早日正常使用。endprint