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1、锚杆静压桩在房屋纠偏中的应用俊1,2倪(1.中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉430071;2.江苏省镇江市交通局,江苏镇江212001)摘要:基于锚杆桩加固原理的认识,成功地将挤土静压锚杆桩和成孔静压锚杆桩应用于房屋纠偏。提出了加固、纠偏信息化协调施工的纠偏方法。关键词:房屋纠偏;锚杆静压桩;应力解除法;封桩中图分类号:TU473.1+3文章编号:1672-7428(2004)03-0022-02文献标识码:B房屋纠偏是一种被动的工程补救措施,目标房屋往往正在运营中,受场地及客观条件的限制,可供选择的方案并不多。而锚杆桩施工机具轻便灵活、施工方便、作业面小、可
2、在室内施工的特点,正适合于房屋纠偏,况且其低能耗、无振动、无噪声、无污染,施工期间基本不影响建筑物的日常使用,因此得以首推选用。1工程概况湖北省武穴市某学校宿舍楼,始建于1998年10月28日,1999年初封顶。该楼为8层砖混结构,采用天然地基,基础型式为整板片筏基。建后近6个月的沉降结果表明建筑总沉降量(最大值22017mm)、沉降速率(约1125mm/天)及倾斜率(25‰)均超过国家规范许可值,且仍在继续发展,已经影响到建筑物的正常使用。根据场地勘察资料揭露,场地1～15m以淤泥质粘土为主,15m以下为粉质粘土。图1锚杆静压桩施工示意图3方案设计针对现状,经技术
3、经济论证,决定采用锚杆静压桩加固与地基应力解除法相结合的治理方案。(1)在沉降大的北侧用锚杆静压桩加固,控制该侧沉降。即(1/A)轴外从(1)轴至(12)轴原地梁的两侧,依次将每根2m长的预制桩段压入软弱土层,直至桩尖进入持力层3m,压桩力控制在300kN。共10轴,20根桩(图2)。2锚杆静压桩加固原理简述锚杆静压桩是锚杆桩和静压桩相结合的一种施工工艺,其加固机理是通过在基础上埋设受拉锚杆,利用锚杆固定压桩架及构筑物所能发挥的自重荷载作为压桩反力,通过电动液压千斤顶将桩段从基础中预留或开凿的压桩孔内逐段压入土中,然后将桩和基础连在一起,使上部结构的部分荷载通过桩传
4、给地基较深较好的持力层,以减轻其负载,从而达到控制建筑物过大沉降及不均匀沉降的目的(图1)。图2基础平面示意图最终设计压桩力由下式计算:Pp(L)=KpPa设计最终压桩力,kN;L纠偏后南北两侧斜率为2164‰,小于3‰,决定封桩。式中:Pp(L)桩设压桩力系数,取117;计最终入土深度,m;Kp5加固效果及结论1999年7月27日开始在沉降大的北侧压桩,8月3日结束,并立即封桩。观测结果表明,封桩后该侧1、2号观测点沉降速度明显减缓,沉降得到控制。8月9日开始在南侧压桩孔内挖铲掏土,该侧沉降加速,与北侧的差异沉降开始减小,8月29日南侧压桩完毕,9月1日中间验收测
5、量表明南北两侧倾斜率为2164‰,小于3‰的加固纠偏目标(图3)。因此对该侧进行封桩处理。Pa设计单桩容许承载力,kN。(2)采用地基应力解除法纠偏。根据地基应力解除法纠偏原理,在建筑物沉降较小的南侧设置掏土孔,有计划地在钻孔适当深度掏出适量的淤泥,使地基应力在局部范围内得到解除,促使软土向该侧移动,从而增大该地基沉降量,最终达到预期的目标。(3)建筑纠正后,南侧压入锚杆桩,稳定该侧沉降位移,桩的设置与北侧相同,唯一差异是北侧直接挤土压桩,南侧则在纠偏掏土孔内压桩。(4)整个加固纠偏过程采用信息化施工,对建筑物的沉降和倾斜度观测结果,直接影响方案的实施进程,是贯穿纠
6、偏全过程的重要步骤。4加固方案实施锚杆静压桩施工机械采用2B10/320-4/800型超高压二级电动油泵及配套的100t液压分离式千斤顶和反力支架等配套设施,地基应力解除法施工采用挖铲掏土。设计桩位孔开凿尺寸250mm×250mm,且在桩位孔四周按400mm×500mm的规格凿ø35mm的锚杆洞,插入锚杆后浇填硫磺胶泥加固。反力架安装平稳后,开始压桩。将桩尖放入桩位孔,保持倾斜度≯1%,千斤顶对准桩中心启动油泵,将桩压入土层中,各桩段接桩采用硫磺胶泥。终止压桩主要按压桩力控制,即达到压桩力300kN时卸荷,对于外露的桩头进行砍桩处理,砍桩至离基底50～100mm为止
7、。北侧20个桩位孔全部压完后,立即封桩,封桩时将4根锚杆弯曲交叉并加焊ø16mm钢筋,浇灌微膨胀混凝土,并加以掏实封孔。地基应力解除法纠偏采取在南侧的压桩孔内用挖铲掏土,掏土次数、掏土方量及各次掏土间隔时间依据实测沉降资料和倾斜资料灵活机动掌握,即采用信息化施工。当南北侧斜率在3‰左右时,南侧开始压桩,压桩工艺流程与北侧压桩完全相同。图3纠偏期间建筑沉降变形曲线11月9日最后一次观测表明沉降速度、倾斜率均已达到规范标准(表1),说明建筑已成功地得到纠倾扶正。加固纠倾后的建筑物业已稳定,可以交付使用。表1纠偏后沉降观测结果表点号累计沉降量/mm本次沉降速率/(mm
