采用静压钢管桩加固大楼基础的施工步骤:
1)清理室内地表层,按原大楼基础竣工图探定各柱原混凝土沉管灌注桩四周的承台边线及各桩位点,再在其空档处确定预加的钢管桩位;
2)按预加桩位进行钻孔,首先钻钢管桩孔,孔务必钻透至基底泥土止,在按设计钻沿钢管桩孔周边的反力架拉杆固定孔;
3)洁净拉杆孔,采用建筑专用的植筋型结构胶固结反力架钢质拉杆;
4)安装反力系统装置及液压系统装置;
5)依次逐节压入钢管,按压力表依据设计值确定钢管桩的压入长度值,并将钢管顶与全部反力架钢质拉杆依次逐根焊牢;
6)将钢管内灌满混凝土,并按设计封顶。
2.基础加固的方案选择
根据开发商"务必尽快阻止基础下沉"的要求,基础加固的方案选择十分重要。由于大楼早已竣工,且部分楼层已住进了人,故根据该楼所在区域的地质条件和具体情况,初步选用基础扩大法和静压钢管桩加固法两种方案进行技术经济比较:
基础扩大法首先要大面积开挖,可大面积同时施工,施工速度快;但对施工占地、环境影响及已进住户不安的心理影响都大,投资也偏大。
静压钢管桩加固法可借助原承台承力,在原承台下桩间空档处补设钢管桩,施工场地小、方便灵活,对环境和进住户都无影响,亦可多套设备同时施工,且技术经济都较合理,经综合评定后确定采用静压钢管桩加固该大楼的基础。
3.静压钢管桩设计
据前分析,大楼的沉降原因主要是原桩基的承载力小于基础以上建筑物的重力所致,因此,对原基础的加固设计有三个关键点:一是基顶以上大楼的压力;二是原桩基的承载力;三是新增钢管桩的数量和承载力。
1)基顶以上大楼的压力
根据原设计图可分别计算出各柱基基顶的压力值,依此为依据对基础进行加固设计。
2)原桩基的承载力
原为沉管灌注桩基础,应计算出单桩竖向承载力,再据各柱基的桩数即可计算出桩基的承载力。在计算单桩竖向承载力时,其侧阻力和单阻力的查表值往往偏大,最好有现场实验值或较准确的当地经验值,确保单桩竖向承载力计算值符合实际。
由竣工图可知,原各柱基均为6~16根桩组成,应为复合桩基,但承台以下为软塑状淤泥质粉质粘土。故据《建筑桩基技术规范》的规定,应不考虑承台效应。
3)新增钢管桩的单桩竖向承载力
按地质状况,将新增钢管桩的桩端伸至岩层
——分别为单桩竖向承载力、侧阻力和端阻力;
4)新增钢管桩的数量
根据基顶压力、原桩基的承载力和钢管桩的单桩竖向承载力等值即可分别计算出各柱基应新增钢管桩的桩数设置(图2)
静压钢管桩可用于房屋、桥梁、水工建筑物、港口码头、铁路、公路以及塔架等所有建筑物与构筑物基础的加固、纠偏、提升、平移等。其特点是设备小巧简单、施工范围小、空间高度无伦大小均可,方便、适用、效果显著。
1.工程概况
广西某六层商住楼建于新规划的临街段,底层为大开间的框架结构,上五层为砖砌体结构。该楼竣工后不久,二至六层不同部位的墙体逐渐出现了纵横向裂缝,并有日渐扩展的趋势。缝宽一般为0.5~10mm,最大值约20mm,多数缝宽为1~3mm,但底层框架梁柱均未发现裂缝。据观测,大楼仍处于日约0.3mm左右的沉降趋势之中。
该楼为独立柱基,沉管灌注桩基础。据检测报告结论,该楼墙体裂缝是因工程基础产生不均匀沉降造成的。地质剖面显示:该楼地质最上层是厚度1.3~3.6m的杂填土,地基承载力为120kpa,其下是厚12~18m软塑状淤泥质粉质粘土,地基承载力为50kpa,第三层是厚2~3m透水性强、易软化的碎石土,地基承载力为150kpa,最下是未钻透的微风化石灰岩,承载力大于3000kpa。
该工程设计是采用桩长16m、桩直经0.35m、桩距1.05m的混凝土沉管灌注桩基础,总桩数为416根。据地质剖面图显示,大多数桩端均置于淤泥质粉质粘土层,是一种纯靠桩周壁与土体之间的摩阻力承重的桩基,俗称摩擦桩。地下水位上升后,桩体与土层间的摩阻力降低,从而导致大楼下沉。当各桩的沉降量不一致时,沉降量大的一侧便产生倾斜,于是楼房自上而下的墙体受力面便产生拉应力,当拉应力大于结构强度时,结构体便出现裂缝
对于房屋、水利、桥梁、隧道、港口、堤岸、码头等工程建筑物或构筑物基础的沉降、滑移、纠偏、提升等工程处理,都可采用静压钢管桩实施。特别是一些空间环境狭小工程基础的加固处理,采用静压钢管桩犹其方便灵活,且效果显著。
静压钢管桩的压力采用液压或手工加压均可,钢管桩的直经与长度也可根据实况调定。所以静压钢管桩在工程基础的加固处理方面,用途十分广泛。
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