王奇山 何臘平

(甘肅中建市政工程勘察設(shè)計(jì)研究院，甘肅 蘭州 730000)

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坑式靜壓樁托換法在某基礎(chǔ)加固工程中的應(yīng)用

王奇山 何臘平

(甘肅中建市政工程勘察設(shè)計(jì)研究院，甘肅 蘭州 730000)

結(jié)合甘肅某公司服務(wù)站的巖土地質(zhì)條件，選取了靜壓樁加固基礎(chǔ)方案，并從導(dǎo)坑開挖、靜力壓樁、托換等方面，闡述了坑式靜壓樁法的加固施工技術(shù)，經(jīng)實(shí)踐證明，該加固方法工期短、效果顯著、適用范圍廣，是搶險(xiǎn)應(yīng)急的有效措施。

黃土，基礎(chǔ)加固，坑式靜壓樁法，承載力

1 工程概況

甘肅某公司西固分公司西固服務(wù)站1992年建成并投入使用，原設(shè)計(jì)為食堂，為兩層磚混結(jié)構(gòu)，總長約22.5 m，寬度約9.5 m，地上建筑面積為452 m2，建筑總高度8 m。建筑物采用條形基礎(chǔ)，以強(qiáng)夯后的地基上施作灰土墊層為基礎(chǔ)持力層。

2014年年初，由于臨近道路下自來水供水管線發(fā)生泄漏，服務(wù)站地基受浸水影響，地基土軟化，壓縮性增大。在不均勻沉降影響下，墻體產(chǎn)生傾斜，門口臺階發(fā)生錯(cuò)位，局部墻體表面瓷磚脫落、開裂，服務(wù)站內(nèi)處地面出現(xiàn)寬約2 mm～10 mm裂縫，站內(nèi)地板磚發(fā)生翹曲、鼓起、中空現(xiàn)象，影響了服務(wù)站的正常運(yùn)營。

2 巖土工程條件

該服務(wù)站位于蘭州市，南側(cè)為黃土梁峁地形，場地屬黃河南岸二級階地后緣與寺兒溝洪積扇前緣交匯地帶，場地地形較為平坦，高差相差較小，坡度約2%，總體上，地勢呈南高北低、東高西低趨勢。

2.1 地層特性

經(jīng)過勘查，該服務(wù)站地基的地層剖面見圖1。地基土層自上往下依次為：填土層、黃土狀粉土層、含礫粉土層、卵石層，各地層巖性簡述如下：

素填土①2層：該層為三七灰土換填墊層，黃褐色夾白色，多呈稍濕、密實(shí)狀態(tài)，全場地廣泛分布，厚度0.7 m～1.0 m。

黃土狀粉土②1層：該層連續(xù)分布，土質(zhì)均勻性差，局部含有碎石，褐黃色，稍濕、稍密狀態(tài)。層頂埋深介于1.1 m～2.0 m，一般厚度約0.6 m～9.0 m。

飽和黃土狀粉土②2層：黃褐色，濕～很濕，局部含有碎石，該層主要是②1層受浸水而形成，層頂埋深一般位于1.0 m～4.8 m，層厚一般介于2.7 m～8.9 m。

含礫粉土③層：黃褐色～雜色，以粉土為主，含有角礫、碎石、礫砂等粗顆粒土，呈稍濕稍密狀態(tài)，該層為洪積地層，分布厚度差異較大，層頂埋深一般介于8.8 m～13.0 m，層厚約2.2 m～5.7 m。

卵石④層：雜色，磨圓度較好，呈亞圓形，卵石顆粒較小，含砂量較大，呈中密～密實(shí)狀態(tài)。該層層面埋深較穩(wěn)定，埋深約22.3 m～22.8 m，本次探查未揭穿。

2.2 地基土的主要物理力學(xué)性質(zhì)

通過對地基土取樣進(jìn)行土工試驗(yàn)，第②,③,④層主要物理力學(xué)指標(biāo)如表1所示。

3 基礎(chǔ)加固方案選擇

表1 第②,③,④層主要物理力學(xué)指標(biāo)

本服務(wù)站的地基坐落于經(jīng)過強(qiáng)夯處理的濕陷性黃土層上，檢測報(bào)告表明未受浸水影響的地基土濕陷性已經(jīng)基本消除，計(jì)算所得最大濕陷量為27 mm，可基本不考慮地基濕陷引起沉降。由于自來水管道漏水導(dǎo)致地基土壓縮性增高，因此，地基處理的目的是通過在條形基礎(chǔ)基底增加基樁，以降低基底壓力，使基底壓力小于基底地基土承載力，同時(shí)阻止沉降部分繼續(xù)下沉。

3.1 灰土擠密樁法

灰土擠密樁適用于處理地下水位以上的粉土、粘性土、素填土、雜填土和濕陷性黃土等地基，處理厚度為3 m～15 m，土中含水量不宜超過23%。本服務(wù)站地基土部分飽和，處理效果難以保證，而且灰土樁不能直接支撐在基底下，處理效果完全取決于樁周土體擠密效果，另外，本工程室內(nèi)為燃?xì)夤芫W(wǎng)，施工受環(huán)境限制，施工難度大。

3.2 旋噴樁法

旋噴樁可以直接穿過自重濕陷性土層和飽和黃土狀粉土層，直接坐落在穩(wěn)定持力層上，使上部大部分荷載通過旋噴樁體傳遞到持力層上。旋噴鉆機(jī)小巧，可以進(jìn)入室內(nèi)施工，并可以穿過基礎(chǔ)放大腳使樁體直接支撐在基礎(chǔ)底下。但是同樣存在施工難度大的特點(diǎn)。

3.3 坑式靜壓樁法

在既有建筑物地基加固中，坑式靜壓樁托換技術(shù)對阻止附加沉降和迅速終止沉降起到了獨(dú)特的作用，這是其他地基加固施工方法所無法做到的。

坑式靜壓樁法適用于地下水較低的淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土和人工填土等，其加固原理是利用建筑物上部結(jié)構(gòu)自重作為反力，將樁分段壓入土中，形成端承摩擦樁或摩擦端承樁，托換后將樁與基礎(chǔ)澆筑形成整體，以承受上部荷重。

4 靜壓樁加固基礎(chǔ)方案的實(shí)施

在本次基礎(chǔ)加固處理中，采用靜壓樁法進(jìn)行加固，通過托換樁將原有基礎(chǔ)的部分荷載傳給基礎(chǔ)底面下含礫粉土層，可使基底壓力大幅度減少，從而可以達(dá)到阻止建筑物繼續(xù)沉降的目的。

4.1 加固設(shè)計(jì)

1)單樁反力：上部結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：樓面恒載3.5 kN/m2，屋面恒載4.2 kN/m2，墻體荷載28 kN/m；采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，傳至基礎(chǔ)底面1 m長型鋼托梁上荷載約為306 kN。

2)托換單樁承載力：端阻力2 600 kPa，側(cè)阻力60 kPa，靜壓樁長8 m，按建筑樁基技術(shù)規(guī)范計(jì)算可得單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為296 kN。

3)壓樁終止標(biāo)準(zhǔn)：樁尖達(dá)到室外地面下9 m，且壓樁壓力達(dá)到300 kN(大于單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，且不大于單樁反力)。

4)樁體：樁采用C30混凝土，截面200 mm×200 mm，4φ14級鋼筋，箍筋φ6@150，主筋保護(hù)層厚度25 mm，主筋與樁頂鋼板焊接；每節(jié)長1.2 m或1.5 m。

5)布樁：托換樁布置在構(gòu)造柱下或縱橫墻基礎(chǔ)交接處，工程樁的平面布置見圖2。

4.2 加固施工

1)導(dǎo)坑開挖：根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定導(dǎo)坑開挖位置及樁位，然后貼近墻體挖豎坑和基礎(chǔ)下工作導(dǎo)坑，工作導(dǎo)坑位于基礎(chǔ)底面以下，最小尺寸1.0 m(寬)×1.2 m(長)×2.5 m(高)，導(dǎo)坑示意圖如圖3所示。

2)靜力壓樁：導(dǎo)坑開挖完成后，在導(dǎo)坑內(nèi)吊測基底中心，于坑中心挖小方坑，首樁(尖樁)就位，樁頂放置油壓千斤頂，千斤頂上、基礎(chǔ)底下放置HW300×300 H型鋼，用電動油泵將預(yù)制樁逐段壓入土中，各樁段間焊接連接。

壓樁過程中實(shí)時(shí)觀測、記錄壓樁入土深度與壓阻力，隨時(shí)校正樁的垂直度，且對壓樁引起的上部結(jié)構(gòu)墻體的局部抬升進(jìn)行監(jiān)測。

3)托換：壓樁結(jié)束后取下千斤頂，經(jīng)間歇恒壓后，在樁頂安置兩開式牛腿式托支座，用螺栓緊固，中部和兩側(cè)并排千斤頂，對中調(diào)整穩(wěn)固。將中間千斤頂加壓至壓樁終壓力，待恒壓穩(wěn)定后，對兩側(cè)千斤頂同步加壓，當(dāng)中間千斤頂回壓至0時(shí)，立即將充填C30混凝土并搗實(shí)的159 mm鋼管放入樁頂與H型鋼底面之間，用鐵錘將鋼楔打緊，將鋼管上下焊接，拆除托換裝置，托換完畢。

5 加固效果

本工程基礎(chǔ)經(jīng)加固投入使用至今已有2年，經(jīng)沉降觀測及用戶反映，未發(fā)現(xiàn)繼續(xù)沉降和墻體開裂，基礎(chǔ)沉降得到了有效控制，加固效果顯著，達(dá)到了預(yù)期目的。

6 結(jié)語

采用坑式靜壓樁加固建筑物基礎(chǔ)，具有加固效果直觀，施工工期短，效果好，見效快，環(huán)境友好等效果，施工期間不影響建筑物正常使用，加固施工過程中及施工后地基變形較小，加固后使用壽命長，適用范圍廣，可作為搶險(xiǎn)應(yīng)急的一種比較好的方法與措施，有較好的市場應(yīng)用前景。

[1] 馬景萍.靜壓樁托換技術(shù)在設(shè)備基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2000，31(8)：548.

[2] 閻奇武.墻下條形基礎(chǔ)加固工程中靜壓樁的研究與應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2003，33(4)：52-54.

[3] JGJ 123—2012,既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].

Application of pit-jacked pile underpinning construction in basement consolidation

Wang Qishan He Laping

(GansuCSCECMunicipalEngineeringInvestigationandDesignInstitute，Lanzhou730000，China)

Combining with geotechnical geological conditions of the company serving station in Gansu, the paper selects static-load pile reinforcement foundation scheme, and describes reinforcement construction technologies of pit-jacked pile underpinning method from aspects of pit-guiding excavation, static-load pile and underpinning. Practice proves advantages of the above-mentioned reinforcement method, such as short construction duration, obvious effect and wide application scope. Therefore, it is an effective emergent recusing measure.

loess, foundation reinforcement, pit-jacked pile method, bearing capacity

1009-6825(2017)09-0064-03

2017-01-17

王奇山(1986- )，男，碩士，工程師； 何臘平(1985- )，男，碩士，高級工程師

TU753.8

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