凹入式封樁技術(shù)在基礎(chǔ)加固工程中的應(yīng)用

張重喜 李文祥 杜 峰 夏文才

(武漢建工集團(tuán)股份有限公司，湖北 武漢 430023)

凹入式封樁技術(shù)在基礎(chǔ)加固工程中的應(yīng)用

張重喜 李文祥 杜 峰 夏文才*

(武漢建工集團(tuán)股份有限公司，湖北 武漢 430023)

在武漢美術(shù)館改造工程中，通過(guò)對(duì)靜壓鋼管樁封樁工藝進(jìn)行改進(jìn)形成了一種凹入式封樁技術(shù)，并總結(jié)出一套完整的施工工藝，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)測(cè)定，滿足加固改造設(shè)計(jì)要求及施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求，成功解決了采用傳統(tǒng)封樁技術(shù)占用樓層空間的難題。

靜壓鋼管樁，錨桿樁，封樁技術(shù)，基礎(chǔ)加固

0 引言

錨桿靜壓鋼管樁被廣泛運(yùn)用于已有建筑物的基礎(chǔ)工程改造與加固，在武漢美術(shù)館改擴(kuò)建工程中(原漢口金城銀行)，基礎(chǔ)加固采用錨桿靜壓鋼管樁，因基礎(chǔ)埋置較淺，基礎(chǔ)表面基本與一層室內(nèi)地面平，甚至高于一層室內(nèi)地面，若采用傳統(tǒng)封樁技術(shù)，則會(huì)占用承臺(tái)面以上150 mm～200 mm空間，減小一層凈空。為保證建筑一層的使用功能，研究出一種鋼管錨桿樁凹入式封樁技術(shù)，應(yīng)用于本工程，成功解決了封樁不影響一層層高問(wèn)題，并形成了靜壓鋼管錨桿樁凹入式封樁施工工法(HBGF008-2008)。

1 技術(shù)特點(diǎn)

靜壓鋼管錨桿樁凹入式封樁技術(shù)示意圖如圖1所示。

該技術(shù)具有以下特點(diǎn)：1)減少濕作業(yè)工作量、優(yōu)化了工作流程，提高預(yù)制化程度，克服了預(yù)留孔洞脫模困難；2)凹入鋼蓋取代傳統(tǒng)封樁技術(shù)中的樁帽梁，封樁后基礎(chǔ)承臺(tái)保持平整；3)封樁完成后，樁體隨即可承受荷載；4)提高了施工速度且操作簡(jiǎn)單。

2 技術(shù)原理

圖2為傳統(tǒng)封樁示意圖，該種方法不僅要利用鋼管錨桿樁與預(yù)埋鋼套筒之間的水平圓環(huán)形焊縫傳遞荷載，還要依靠壓樁孔上的樁帽梁使樁與承臺(tái)共同工作，這樣就造成封樁部位必須比承臺(tái)面高出150 mm～200 mm，新的地面標(biāo)高也將高出150 mm～200 mm，使室內(nèi)凈高減少，影響使用功能。

通過(guò)對(duì)預(yù)埋套筒進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，在預(yù)埋套筒四周呈梅花形焊接錨固鋼筋形成特制的預(yù)埋套筒(見圖3)，使其與新澆筑的承臺(tái)之間形成強(qiáng)大的錨固，提供封樁反力支座，再采用特制的錨桿樁封蓋(見圖4)，利用鋼材的焊接性能，通過(guò)錨桿樁樁頭與預(yù)埋套筒及封蓋的焊縫連接，達(dá)到封樁的效果(見圖1)。不需要再利用靜力壓樁的錨桿與封樁鋼筋混凝土形成的樁帽梁加強(qiáng)，封樁可不凸出地坪。

3 施工工藝與質(zhì)量控制

3.1 工藝流程圖

預(yù)制封蓋→安裝壓樁架→送樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高→清洗樁孔清除孔內(nèi)雜物→采用環(huán)狀鐵塊填充鋼管樁與鋼套筒間隙→鋼管樁與鋼套筒間焊接→安裝樁芯混凝土托板→樁蓋與套筒焊接→抽干孔內(nèi)積水→封樁細(xì)石混凝土灌注→封樁完畢。

3.2 操作方法

1)預(yù)制封蓋。

根據(jù)套筒內(nèi)徑加工圓形鋼板，鋼板上焊接十字形肋板(h>100 mm)并預(yù)留混凝土澆筑孔及排氣孔，如圖5所示。

2)安裝壓樁架并進(jìn)行壓樁。

當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)壓樁條件時(shí)，在承臺(tái)面上安裝壓樁架，然后按照工藝要求進(jìn)行靜壓鋼管樁靜壓施工。

3)送樁。

送樁至承臺(tái)面以下100 mm，高出部分采用氧割割除并打磨平整。送樁完成后，采用木板臨時(shí)封閉樁孔避免雜物進(jìn)入樁孔，如有雜物落入，必須清理干凈，以免影響樁芯混凝土托板安裝。

4)填充鋼管樁與鋼套筒間隙。

采用與鋼管樁同型號(hào)的鋼管制作的環(huán)狀鐵塊填充鋼管樁與鋼套筒之間的間隙，用扁鋼抄楔楔緊并點(diǎn)焊，間隙過(guò)大處采用2塊～3塊環(huán)狀鐵塊焊接在一起進(jìn)行填充，對(duì)于高出樁頂?shù)沫h(huán)狀鐵塊采用氧割去掉，使頂面平整便于施焊。

5)鋼管樁與鋼套筒焊接。

鋼套筒與鋼管樁間的焊縫應(yīng)成型好、外形均勻、焊道與焊道、焊道與本體金屬間過(guò)渡平滑、平整，平整度應(yīng)控制在2 mm，超出部分采取機(jī)械打磨使之平整便于和樁蓋結(jié)合均勻、緊密。

6)安裝樁芯混凝土托板。

采用4 mm厚圓形鋼板作為托板、4φ6吊筋一端與托板T形焊接，一端與鋼管樁內(nèi)壁焊接(雙面焊接5d)，托板安裝高度為樁頂下1 m。

7)樁蓋與鋼套筒焊接。

先將預(yù)制的樁蓋擱置在樁頂，檢查樁頂是否平整，有無(wú)上下翹動(dòng)現(xiàn)象，然后與鋼套筒點(diǎn)焊，隨后進(jìn)行焊接，焊縫高度不小于9 mm。

8)抽干積水。

混凝土澆筑前，應(yīng)先檢查樁孔內(nèi)是否存在積水，如有積水，采用真空水泵由澆筑孔插入抽干孔內(nèi)積水。

9)封樁細(xì)石混凝土灌注及封孔。

采用C35微膨脹細(xì)石混凝土，由蓋板上的澆筑孔灌注，用φ35小型振動(dòng)棒由澆筑孔進(jìn)行振搗，直到排氣孔無(wú)氣泡翻出、水泥漿溢出時(shí)為止。封樁混凝土的澆平承臺(tái)面，并將預(yù)留壓樁架螺桿用氧割去掉。

3.3 質(zhì)量控制要求

1)預(yù)制鋼蓋板幾何尺寸、肋板的位置需準(zhǔn)確，鋼蓋板直徑允許偏差：0 mm～-5 mm。

2)焊縫應(yīng)平整飽滿，焊縫高度hf=9。

3)預(yù)留澆筑孔的位置應(yīng)準(zhǔn)確，鋼蓋板安裝時(shí)須隨時(shí)調(diào)整方向，確保澆筑孔通暢。

4)鋼蓋板安裝前須及時(shí)清理樁孔內(nèi)雜物。

5)封樁用混凝土宜選用商品混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C35，UEA-H摻量不小于8%，碎石粒徑不超過(guò)15 mm，坍落度控制在180 mm左右。

6)頂部鋼材混凝土保護(hù)層不得小于15 mm。

4 試驗(yàn)檢驗(yàn)

為保證實(shí)施的質(zhì)量，特將施工封樁試件送檢測(cè)中心進(jìn)行試壓；實(shí)施第一道水平焊縫，抗壓最大力達(dá)到600.65 kN，實(shí)施豎向焊縫后，抗壓最大力達(dá)到1 000.43 kN，遠(yuǎn)大于單樁承載力325 kN設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量可靠。

5 結(jié)語(yǔ)

1)采用本施工技術(shù)在鋼材消耗量基本不變的情況下，大大降低資源消耗量，降低能源消耗量、提高施工速度(混凝土消耗量降低約53%、機(jī)械臺(tái)班消耗量降低約17%、人工消耗量降低約29%、輔材消耗量降低約50%)。

2)采用本技術(shù)施工取代了樁帽梁，使錨桿樁封樁不凸出基礎(chǔ)面，為各類歷史建筑基礎(chǔ)加固及改造積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

3)在局部承臺(tái)因地基情況復(fù)雜、日沉降量較大時(shí)，采取本施工技術(shù)，可達(dá)到即封即止的效果，克服了封樁混凝土達(dá)到強(qiáng)度的技術(shù)間歇時(shí)間內(nèi)基礎(chǔ)繼續(xù)沉降現(xiàn)象。

[1] GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ 81-2002，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程[S].

[4] YDJ 227-91，錨桿靜壓樁技術(shù)規(guī)程[S].

[5] GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

Applicationofrecessedsealingpiletechniqueinfoundationreinforcement

ZHANGChong-xiLIWen-xiangDUFengXIAWen-cai*

(WuhanConstructionEngineeringCo.，Ltd，Wuhan430023，China)

In the renovation project of Wuhan Museum, a recessed sealing pile technique was formed that by improving the sealing pile technology of jacked steel pipe pile, as summed up a set of complete construction process, through testing, meet the reinforcement design and construction quality acceptance specification requirements, the problem of traditional sealing pile technology occupation of floor space was successfully solved.

jacked steel pipe pile， anchor pile， sealing pile technique， foundation reinforcement

1009-6825(2014)33-0041-02

2014-09-13

張重喜(1977- )，男，高級(jí)工程師； 李文祥(1967- )，男，教授級(jí)高級(jí)工程師； 杜 峰(1972- )，男，教授級(jí)高級(jí)工程師

夏文才(1984- )，男，工程師

TU472

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