地錨法錨桿靜壓樁新技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用

群錨法錨桿靜壓樁新技術(shù)設(shè)計分析及應(yīng)用【概要】以常規(guī)錨桿靜壓樁技術(shù)作為設(shè)計基本原理，通過在地板上設(shè)置群錨裝置，來實(shí)現(xiàn)靜力壓樁，從而達(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的。【關(guān)鍵詞】群錨法，反力，靜壓樁0.引言常規(guī)錨桿靜壓樁是通過在基礎(chǔ)上埋設(shè)錨桿固定壓樁架，以建（構(gòu)）筑物的自重荷載作為壓樁反力，用千斤頂將樁段從基礎(chǔ)中預(yù)留或開鑿的壓樁孔內(nèi)逐段壓入土中，然后將樁與基礎(chǔ)連接在一起，從而達(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的。大跨度鋼筋混凝土框架或排架結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房，首層地面通常設(shè)計成非結(jié)構(gòu)地面，通過對天然地基采用換土墊層法等方法進(jìn)行淺層地基處理，地面荷載通過大面積的鋼筋混凝土地板直接傳遞到淺層復(fù)合地基土上，來實(shí)現(xiàn)荷載的有效傳遞。然而在投入使用過程中，因首層使用荷載的不均勻分布，局部活荷載較大，或使用功能的任意改變，整體活荷載有較大幅度的提高，此時由于使用活荷載已超過原設(shè)計淺層復(fù)合地基的承載能力，從而造成首層地面發(fā)生不均勻沉降或開裂，甚至引起建筑物不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物沉陷、傾斜、開裂或嚴(yán)重破壞，影響到廠房的正常使用。面對此種問題，采取怎樣的有效加固處理手段，做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工，是我們噩待解決的問題。1.設(shè)計原理1.1.病害原因分析結(jié)合我司近期所遇到的幾個典型工程案例，從以下幾個角度進(jìn)行分析：1.1.1.場地土層性狀分析：根據(jù)勘察揭示，最上層為1.40～2.30m厚的素填土，全場分布。填土具松散狀，不穩(wěn)定，透水性較強(qiáng)，地基承載力較底；下層有27.0m厚的淤泥質(zhì)土，飽和流塑狀。軟土地基承載力低，含水量高，孔隙比大，透水性差，強(qiáng)度底，高壓縮性，高靈敏度等不良特殊性能。本場地淺層地基土為淤泥軟弱土，具靈敏度高，壓縮變形大，承載能力低等特性，該建筑室內(nèi)地板基礎(chǔ)直接落于淤泥軟弱土層上，必然導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象。設(shè)計必須根據(jù)地形及地質(zhì)條件對軟弱地基作特殊加固處理。1.1.2.地基的應(yīng)力及變形分析：地基應(yīng)力的產(chǎn)生主要與自重應(yīng)力和附加應(yīng)力有關(guān)，自重應(yīng)力的作用效果是長期承受超過土體現(xiàn)有自重應(yīng)力的歷史荷載，土體產(chǎn)生超壓密變形；附加應(yīng)力的作用效果是由建筑物荷載、車輛荷載、室內(nèi)堆載等外荷載使地基產(chǎn)生不均勻變形。建筑物內(nèi)地基土發(fā)生沉降變形，主要是由于土體自重應(yīng)力和附加應(yīng)力作用引起的，由于該建筑物已建成多年，土體自重應(yīng)力而引起的變形已經(jīng)完成，所以主要是附加應(yīng)力引起的變形。根據(jù)附加應(yīng)力的變化規(guī)律可知，附加應(yīng)力自板底起算，隨深度呈曲線衰減。因此室內(nèi)進(jìn)行淺層復(fù)合地基處理時，未能準(zhǔn)確確定有效附加應(yīng)力的零點(diǎn)位置，并在該有效深度范圍內(nèi)進(jìn)行加固。綜上所述，場地軟土層較厚，且現(xiàn)地面要求使用荷載較高，淺層復(fù)合地基承載力無法滿足現(xiàn)使用要求。首層地板基礎(chǔ)為非復(fù)合地基，由于天然地基土承載力較低或存在較厚的軟弱下臥層，無法承擔(dān)起首層較重荷載，從而造成地面發(fā)生不均勻沉降。1.2.處理方法該類型建筑物跨度較大，想通過借助原建筑物自重壓樁，是無法實(shí)現(xiàn)的。因此解決該問題的關(guān)鍵是如何借助到反力，如何將大面積地板的自重集中到一點(diǎn)上。通過設(shè)置大面積鋼構(gòu)桁架，并用錨桿固定在地面上形成群錨裝置，群錨裝置將地板的自重傳遞至壓樁孔位的壓樁架上，來借助有效范圍內(nèi)地板自重實(shí)現(xiàn)靜力壓樁。3.結(jié)構(gòu)體系受力分析及裝置設(shè)計以100平方米地板為單位處理面積，鋼梁按照行距和排距均為2.0m進(jìn)行布置,形成地錨鋼結(jié)構(gòu)桁架c，c通過地腳錨栓d臨時固定在砼地面上，d分兩排固定c。主壓樁反力架a固定在c上，為增強(qiáng)a的穩(wěn)定性和地板自重應(yīng)力的集中效應(yīng)，a四個方向通過斜拉索b張拉。地板厚度為250mm，板底雙向Φ8@200布筋。為了控制地板不發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，擬在地板下采用錨桿靜壓樁進(jìn)行加固處理，預(yù)制方樁尺寸為300×300。則：3.1．單樁壓樁力確定（利用地板自重壓樁過程中）100m2地板自重為：G=100×0.25×25=625KN，單樁壓樁力極限值為：Ra=600KN（按1.5倍系數(shù)試壓）單樁壓樁力設(shè)計值為：R=400KN3.2．地板抗沖切驗(yàn)算（地腳錨栓d對地板的沖切）100m2地板范圍內(nèi)共布置240根地腳錨栓，則單根地腳錨栓所承擔(dān)的拉力為2.5KN。由于拉力值較小，對地板沖切可忽略不計。3.3．鋼結(jié)構(gòu)桁架梁的抗彎抗剪承載能力、局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定性驗(yàn)算3.4．裝置設(shè)計大樣圖如下：5.結(jié)束語5.1、采用群錨法錨桿靜壓樁技術(shù)進(jìn)行加固，從而達(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的，準(zhǔn)確的設(shè)計分析是基礎(chǔ)，合理的施工流程和構(gòu)造、連接處理是關(guān)鍵。以上分析證明，群錨法錨桿靜壓樁新技術(shù)是在傳統(tǒng)錨桿靜壓樁技術(shù)基礎(chǔ)上的巨大突破和創(chuàng)新。5.2、錨桿靜壓樁施工完成后，為了有效控制地面得不均勻沉降，可實(shí)施預(yù)應(yīng)力鎖樁來解決。5.3、本方法在實(shí)際工程中得以實(shí)現(xiàn)，值得在處理類似工程時參考。參考文獻(xiàn):[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)；[2]《錨桿靜壓樁技術(shù)規(guī)程》(YBJ227-91)；[3]《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》(GB50367-2006)；[4]《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ123-2000）；[5]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)