錨桿靜壓樁托換法限沉應用

明安泉

摘 要：在新形勢背景下，我國城市化發展進程越來越快，綜合國力不斷提升，在很大程度上擴大了建筑工程的規模。本文是作者結合自己所做的工程實例，對錨桿靜壓樁托換法限沉應用技術做的具體研究，可供同行參考。

關鍵詞：錨桿靜壓樁；托換法；框架結構

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0057-01

1 工程概況

某建筑物為兩層框架結構，長46.2m，寬10.9m，建筑面積700m2，采用柱下條形基礎（見圖1）。因建筑場地表層覆蓋有3m厚新近填土和15m厚物理力學性質很差的淤泥，為滿足建筑物承載力和沉降要求，由某地基處理單位采用電滲-塑料排水板-強夯方法進行地基綜合處理，但在地基處理后建筑主體工程施工完成尚有15kPa活荷載未加上的情況下，發現建筑物整體沉降較大。據沉降觀測資料，建筑物從竣工起至其后的5個月，15個沉降觀測點平均每點沉降12.97cm，最大沉降達15.68cm，且還在以0.83mm/d速率下沉。為確保建筑物的正常便用，建設單位要求對建筑物采取切實可靠的措施限沉。

2 沉降原因分析

為查明建筑物沉降過大原因，在建筑物的四個角點布置了四個靜力觸探孔，靜力觸探曲線如圖2所示。根據靜探曲線，結合場地原工程勘察報告，地基綜合處理后，工程地質條件如圖2。

比較地基綜合處理前后工程地質條件發現，地基綜合處理效果很差，除表層3m厚填土強度提高到80kPa和1m厚淤泥強度略有提高外，其下地層強度沒有什么變化。由于基礎埋深達2m，致使條形基礎下只有2m厚強度稍高土層。填土和其下淤泥軟弱下臥層在上部荷載作用下壓縮固結，是建筑物整體下沉的主要原因。

用建立柔度矩陣（分層綜合法）的方法求解柱下條形基礎的沉降，計算結果如圖3。

柱下基礎沉降平均為30.83cm，最大為43.44cm，和建筑物己發生沉降對比，可知建筑物柱下基礎平均還有17.86cm較大沉降。

3 限沉方案設計

3.1 方案選擇

針對建筑物沉降原因，對建筑物限沉應進行基礎托換，以減少其對淤泥軟臥下臥層的壓力，從而減少建筑物的沉降。比較托換法的各種方法，并考慮到建筑物場區工程水文地質條件、基礎形式，尤其是建筑物所具備的施工條件（內部空間狹小、高度受到限制），選定了錨桿靜壓樁托換法。

3.2 錨桿靜壓樁單樁承載力確定

（1）根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）。

選淤泥層下礫砂層為樁端持力層，樁端進入持力層0.5m，則樁長L=1.0+1.0+13.5+0.5=16.0m， 選錨桿靜壓樁截面邊長為250mm，則單樁承載力為：

Ra=Up×Σqsia×Li+qpa×Ap

=0.25×4×（13×1+9×1+5×13.5+20×0.5）+0.25×0.25×800

=149.5KN

（2）根據靜力觸探試驗，利用Pa=ks×Ps（l）/Kp估算，取礫砂層Ps（l）=3500kPa，ks=0.065m2，Kp=1.5，則Pa=0.065×3500/1.5=151.7KN。

選單樁承載力為150KN。

3.3 樁數的確定及其布置

在確定樁的數量時，主要考慮兩方面：一是上部結構荷重及其分布情況：二是與布置樁位有關的基礎底板構造形式。基于基礎已發生沉降12.97cm，在樁數設計中考慮樁與樁間土共同分擔荷載的作用，按照樁與樁間土7：3分擔荷載，并考慮到基礎底板構造形式，在建筑物36個柱下共布置80根樁，如圖1所示。

建筑物用80根樁托換后樁間土承擔30%荷載沉降計算（方法同前）如圖4，遠小于建筑物已發生沉降12.97cm。因此建筑物由樁間土承擔少量荷載所引起的沉降將很小。

由于壓樁時壓樁力可直接從壓力表上讀出，只要壓樁力滿足設計要求，單樁承載力就能滿足設計要求，因此，在壓樁力達到設計要求情況下樁的沉降很小。

3.4 承臺設計

由于建筑物條形基礎底板厚度薄，在壓樁孔上設置樁帽梁，如圖5。錨桿采用M24錨桿，由于基礎底板薄，用錨桿與基礎底板鋼筋焊接，以防止錨桿拔起。

4 限沉效果及評價

建筑物用錨桿靜壓樁托換施工從開始至施工完成，共用一個半月時間。

通過建筑物上布設的15個沉降觀測點觀測，從托換施工前至托換施工后六個月，各觀測點的平均沉降速率由0.830 mm/d減少至0.016mm/d。

根據沉降觀測結果，建筑物從托換施工完成至其后六個月，沉降己趨于穩定，平均沉降速率小于0.02mm/d，滿足國家規范要求。

建筑物采用條形基礎在托換施工中未發現墻體裂縫，整個建筑物結構完整。

建筑物利用錨桿靜壓樁托換法限沉是成功的，達到了預期目的，確保了建筑物的早日正常使用。endprint