沉降开裂建筑物基础加固中锚杆静压桩的运用.doc

沉降开裂建筑物基础加固中锚杆静压桩的运用 【摘要】随着建造时间的推移，有些建筑设施会发生开裂破损的现象，会危及人员和财物的安全。为了满足人们对建筑设施的正常需求，很有必要对这些开裂的建筑设施进行加固处理。锚杆静压桩在对旧有建筑设施加固领域占据着非常重要的地位，在本文中，作者从应用范围、工作机理、施工工艺以及施工中应注意的问题等方面详细介绍了锚杆静压桩，并通过工程实例指出锚杆静压桩托换技术的适用价值。 【关键词】锚杆静压桩；沉降裂缝；基础加固；不均匀沉降 1.前言 作为一种新托换技术，锚杆静压桩用于软弱地基的加固特别有效。锚杆静压桩是由静压桩和锚杆相结合而形成的地基加固技术，可以对不满足承载力要求的既有建筑物地基进行地基处理或加固等一系列补救性托换技术。这种技术最早源于美国，我国冶金建筑研究总院在二十世纪八十年代引进并对其进行研究，并于1983年首次在地基加固施工中取得成就。由于锚杆静压桩具有工期短、成本低、效率高等优点，近些年来在我国发展极为迅速。 2.锚杆静压桩工作原理 锚杆静压桩属静压桩的一种比较特殊形式，是由静压桩和锚杆相结合而形成的一种新的地基托换方法。锚杆静压桩以锚杆固定压桩架（其中锚杆埋设于基础上），压桩反力为建筑物的自重荷载，用专业方法（手动或电动千斤顶等）将静压桩从开凿的压桩孔或者基础预留孔逐段压入地基层，然后将基础与桩连接[1]。在进行压桩施工中，挤土作用会使桩周范围出现一定的重塑区，在区域内土的粘聚力被损害，增大了土中的超孔隙水压力，进而降低了土的抗剪强度，因此在压桩时摩阻力减少，即可使用较小的力实现把桩压入深层土壤的过程；超孔隙水压力随着时间的推移会慢慢较小直至消失，土的强度得到修复，此时摩擦力对桩的影响增大，当压桩力达到预期最终压桩力时即为完成整个压桩过程[2]。 与其它托换技术或基础加固处理方法相比，锚杆静压桩具有操作方便、设备简单、施工灵活、施工所需空间小、施工时无振动以及不产生无噪音等一系列优点,实用价值较高。 3.工程概况 地处我国某地区的厂房，整体工程由I、II以及III三个部分组成。原先的设计方案为：I段为一层生产车间，II段为二层以及局部三层的办公楼，III段为一层仓库(生产车间)，其中I、II、III三段均采用钢筋混凝土框架结构。整体工程为I、II、III上部结构各自独立，地基出三个部分联为一个整体，整个厂房的总建筑面积约为 5400 平方米。在2003年公司对III段综合仓库的局部新增建了夹层。在近些年的使用过程中发现，厂房主体工程产生明显的不均匀沉降现象且沉降趋势加速，并伴随有开裂破损发生[4]。公司需要对原建筑工程进行加固施工，才能继续安全的使用厂房。 此处的工程地质勘查报告表面场地属稳定场地，无液化土层，无断裂层，无滑坡等地质灾害。场地土为软弱土，属Ⅳ类场地，场地地下水属潜水类型，土层物理力学性质指标以及厂房的具体不均匀沉降情况见表 1和表2。 表1 场地土层物理力学参数表 土层 名称 厚度m 容重kN/m3 承载力特征值fak/kPa 压缩模量Ea/MPa 1 杂填土 1.07 2 粉质粘土 1.9 18.4 100 4.7 3 淤泥质黏土 2.97 17.5 63 3.5 4 粉质黏土 7.6 19.4 107 5.5 表2 厂房各部分的不均匀沉降情况 厂房部位 沉降情况 I段南北方向 北部沉降小、南部沉降大，平均相对倾斜率约为0.12%。 I段东西方向 西部沉降小、东部沉降大，平均相对倾斜率约为0.06%。 II段南北方向 北部沉降小、南部沉降大，平均相对倾斜率约为0.20%。 III段南侧东西方向 西端沉降小、东端沉降大，平均相对倾斜率约为0.63% 。 III段北侧东西方向 西端沉降小、中间中部沉降大，平均相对倾斜率约为0.72%。 III段南北方向 中间沉降小、两端（南、北端）沉降大，平均相对倾斜率约为0.80%。 从上表可以看出，厂房III段部分的不均匀沉降值均超过了相关建筑工程规范要求的同类建筑结构相对倾斜的0.40%的极限值。此外，还有渗水现象出现在综合厂房III段部分区域的墙角部位，并伴随有沥青防水层龟裂破损的现象。根据检测结构可以看出，厂房III段部分有严重的不均匀沉降现象，需要对这一部分进行加固处理才能恢复厂房的正常运行。 4.沉降原因分析 工作人员为了详细分析该厂房产生不均匀沉降的原因，调取查阅了厂房场地的工程地质资料、厂房的原设计方案以及相关的施工文件，并对厂房场地进行了再次进行了质勘探，结果发现该厂房发生不均匀沉降的原因主要是，厂房局部地基存在暗浜的情况，降低了地基的承载能力，使处于暗浜区域的厂房部分产生沉降现象，进而带动厂房的其他区域不断下沉，最终导致该厂房整体整体沉降以及差异沉降情况的发生[5]。同时，厂房综合仓库内