陶志新

中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 江蘇 蘇州 215131

1 工程概況

1.1 原地下室結(jié)構(gòu)概況

某工程為原人防地下室拆除新建工程，原地下室地下共2層，地下建筑面積約25 000 m2，由于原地下室不滿足新的消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)且施工過(guò)程資料缺失，故需拆除后重建。原人防地下室頂絕對(duì)高程為3.15 m，地下室底絕對(duì)高程為－5.00 m。

地下室工程樁為管樁，樁長(zhǎng)13 m，樁型為PHCAB400-80-13。樁頂絕對(duì)高程為－4.30 m，共931根。單樁豎向抗拔承載力特征值為275 kN。

1.2 新建地下室結(jié)構(gòu)概況

新建地下室地下共2層，地下建筑面積約21 000 m2。新建人防地下室頂絕對(duì)高程為3.15 m，地下室底絕對(duì)高程為－5.00 m，與原地下室標(biāo)高一致。

新建人防地下室除西側(cè)局部縮減約2 000 m2建筑面積外，建筑輪廓線與原地下室基本一致；新老地下室承臺(tái)及柱位置一致。本工程擬利用原工程樁數(shù)量為847根（圖1），單樁豎向抗拔承載力特征值與原工程樁設(shè)計(jì)要求一致，均為275 kN。

圖1 地下室工程樁平面布置

2 設(shè)計(jì)背景與要求

2.1 設(shè)計(jì)背景

由于新建地下室與原地下室建筑結(jié)構(gòu)要求相似，故本著綠色施工的原則，需保留既有地下室原工程樁以二次利用。但原地下室工程樁施工資料已全部缺失，包括原管樁抗彎破損等原材檢測(cè)資料以及管樁施工完成后的小應(yīng)變與抗拔承載力檢測(cè)資料。

同時(shí)，原工程管樁已灌芯，灌芯深度為1 m，灌芯深度未滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的3 m。

2.2 設(shè)計(jì)要求

2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)與驗(yàn)收要求

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，地下室底板破拆過(guò)程中需對(duì)原工程樁實(shí)施保護(hù)，破拆過(guò)程中不得對(duì)樁頭錨固鋼筋及端頭板造成破壞。待樁頭鑿出后，由施工單位進(jìn)行自檢，建設(shè)單位及監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。

原有抗拔樁均需在100%檢測(cè)合格后方可用于本工程，若有檢測(cè)不合格的基樁，需及時(shí)通知建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位進(jìn)行處理。

2.2.2 樁身完整性檢測(cè)要求

根據(jù)GB 50202—2018《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，工程樁樁身完整性的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%，而且不應(yīng)少于10根；每個(gè)柱子承臺(tái)下的樁抽檢數(shù)量不應(yīng)少于1根。本工程由于抗拔管樁施工資料缺失，應(yīng)設(shè)計(jì)要求需對(duì)所有抗拔管樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，檢測(cè)比例為

100%。

2.2.3 抗拔承載力檢測(cè)要求

根據(jù)GB 50202—2018《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)或者地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，應(yīng)采用靜載試驗(yàn)的方法對(duì)樁基承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根，當(dāng)總樁數(shù)少于50根時(shí)，不應(yīng)少于2根。

本工程樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，由于抗拔管樁施工資料缺失，應(yīng)設(shè)計(jì)要求需對(duì)抗拔管樁承載力檢驗(yàn)數(shù)量加倍，采用靜載試驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的2%。

3 技術(shù)難點(diǎn)及解決措施

3.1 技術(shù)難點(diǎn)

3.1.1 原工程樁無(wú)法100%保護(hù)

應(yīng)設(shè)計(jì)要求需對(duì)原工程樁樁頭及樁身進(jìn)行保護(hù)，為避免原工程樁遭到大面積破壞，本工程地下室底板采用大鎬頭機(jī)破拆板面、小鎬頭機(jī)破拆樁頭的方法（圖2）。但底板破拆完成后，局部管樁仍遭到了損傷。原工程樁847根，管樁樁頭錨固端板完好的約占80%；管樁錨固鋼筋均有不同程度的彎折受損。

圖2 樁頭破拆示意

3.1.2 抗拔檢測(cè)不達(dá)標(biāo)

應(yīng)設(shè)計(jì)要求對(duì)原工程樁進(jìn)行了小應(yīng)變及靜載檢測(cè)。

小應(yīng)變按100%樁數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均為一類及二類樁，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

靜載按2%樁數(shù)檢測(cè)，共計(jì)為17根；底板破拆過(guò)程對(duì)原工程樁錨固鋼筋及端板造成損傷，致使抗拔承載力僅達(dá)到300 kN左右，抗拔檢測(cè)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的550 kN，檢測(cè)不合格。

3.2 解決措施

針對(duì)上述情況，若無(wú)法解決樁頭錨固鋼筋受損問(wèn)題，則樁錨入承臺(tái)鋼筋的可靠性將存疑。同時(shí)，若無(wú)法判斷樁的抗拔承載力能否滿足設(shè)計(jì)要求，則無(wú)法利用原工程樁進(jìn)行施工。

經(jīng)研究與分析，提出以下幾種方法，并進(jìn)行了對(duì)比分析（表1）：

方法一：補(bǔ)樁。由于此階段原地下室已拆除，大型設(shè)備在基底施工難度大，故考慮采用抗浮錨桿進(jìn)行補(bǔ)樁。

方法二：重新灌芯。由于原灌注樁已灌芯1 m，故對(duì)原工程樁進(jìn)行1 m的截樁，截樁完成后進(jìn)行接樁，進(jìn)行二次灌芯并插入錨固鋼筋，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，灌芯深度不小于3 m。

方法三：預(yù)制樁鋼棒連接器。將原預(yù)制樁樁頭鋼棒鑿出，采用連接器連接鋼棒及錨固鋼筋。

表1 各施工方法對(duì)比分析

從以上對(duì)比分析可以看出，與補(bǔ)樁或截樁后接樁灌芯相比，在本工程中使用預(yù)制樁鋼棒連接器可節(jié)約大量的施工工期以及施工成本。其中，工期節(jié)約近2/3；與錨桿樁相比，成本約為錨桿樁的1/8，與截樁后接樁灌芯相比，成本節(jié)約近1/2。

4 鋼棒連接器的施工與應(yīng)用

4.1 連接器的組成

連接器主要由螺栓、熱墩頭鋼筋、彈簧、夾片組成。螺栓由3片夾片組成，夾片拼接時(shí)先夾住鋼棒，然后在螺栓內(nèi)放入彈簧，將熱墩頭鋼筋擰入螺栓內(nèi)，直至擰緊（圖3）。

4.2 主要施工方法及檢測(cè)要求

4.2.1 主要施工方法

1）預(yù)制樁樁頭采用人工破碎，截樁前需在截樁處增加一道2 cm深的機(jī)械切割，確保在破碎過(guò)程中樁及樁頭的質(zhì)量不受損傷。鋼棒露出長(zhǎng)度宜為20 cm，便于可靠連接。

圖3 連接器的組成

2）原工程樁有9根直徑為8.3 mm的鋼棒，通過(guò)預(yù)制樁連接器將9根鋼棒與熱墩頭鋼筋相連，鋼筋為直徑18 mm的三級(jí)鋼，錨固長(zhǎng)度為45d（d為鋼筋直徑）。連接時(shí)需一次擰緊，不得露絲。

3）底板施工前，需將錨入承臺(tái)的鋼筋進(jìn)行彎折，彎折后的熱墩頭鋼筋需進(jìn)行復(fù)擰，以確保鋼筋連接的可靠性（圖4）。

圖4 樁與承臺(tái)連接示意

4.2.2 檢測(cè)要求

1）試?yán)z測(cè)：連接器施工前，需做好試?yán)⑦M(jìn)行拉拔力檢測(cè)，試?yán)瘟π铦M足設(shè)計(jì)要求的70 kN后方可使用。

2）抗拔承載力檢測(cè)：抗拔承載力檢測(cè)需滿足設(shè)計(jì)要求的抗拔承載力極限值550 kN。

4.3 檢測(cè)結(jié)果

本工程主要進(jìn)行連接器試?yán)瘟Φ臋z測(cè)以及樁抗拔承載力的檢測(cè)。經(jīng)第三方檢測(cè)（圖5），試?yán)瘟?0.36～93.66 kN，連接后的管樁經(jīng)抗拔承載力檢測(cè)可達(dá)到550 kN。依據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)樁的二次利用進(jìn)行了相應(yīng)的專家論證，得到了專家的一致認(rèn)可。

圖5 檢測(cè)過(guò)程示意

5 結(jié)語(yǔ)

本工程通過(guò)預(yù)制樁鋼棒連接器的應(yīng)用，使樁的抗拔承載力滿足設(shè)計(jì)要求，順利通過(guò)了樁基驗(yàn)收，實(shí)現(xiàn)了樁的二次利用[1-8]。

自改革開(kāi)放以來(lái)，建筑業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)代，隨著更新的技術(shù)、更高的標(biāo)準(zhǔn)、更多的需求，對(duì)舊建筑物拆除重建將是未來(lái)幾十年的常態(tài)化工程項(xiàng)目。如何二次利用原有的工程樁，實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、綠色環(huán)保的目標(biāo)，是未來(lái)技術(shù)研究的一大難點(diǎn)及重點(diǎn)。

本項(xiàng)目通過(guò)預(yù)制樁鋼棒連接器，很好地解決了這一難題，為今后地下室底板拆除過(guò)程中的工程樁二次利用施工提供了一定的借鑒作用。但該連接器為新工藝，其連接試?yán)臋z測(cè)難度較大，同時(shí)其連接的可靠度依賴人工擰緊。未來(lái)將通過(guò)進(jìn)一步研究，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，保證更可靠的連接。