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岩土研究院

工程实例-剧场综合楼增层后预压桩托换加固

306 2022-01-18 08:55:33

一、工程概况

西安市朝阳剧场综合楼,建于1958年,原设计二层,砖混结构,砖砌大放脚条形基础.埋深-1.3ru,无地梁,基础下有0.45m厚的3∶7灰土垫层,基础下持力层为湿陷性黄土,经使用多年,建筑物完好无损。

1981年为扩大使用面积.对地基未进行加固即由二层增加至三层,高度 10.0m.从而增大了基础底面压力。该地段低注排水不畅通,电于附近地下管道漏水,长期浸泡后使地基土产生湿陷,承载力降低,因而导致地基不均匀沉降,,引起上部墙体出现裂缝,宽度达0.5cm~1.5cm,最大为2.8cm。裂缝从墙底裂开向基础沉降大的部位延伸上升,使墙体遭受严重破坏,危及房屋结构安全。为此经分析研究,决定采用预压桩托换加固。

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(二)开洞。在基础底面下开洞尺寸为0.8m×0.6m×1.5m(由基底至坑底距离)。为保护和防止基础底面顶板不因受压桩加载或卸载的影响,开洞时特别在基础底面下预留 0.1~0.2m灰土垫层作压桩顶板,实践证明是可行的;

(三)下桩。先在洞底中心挖0.2m×0.2m,深0.4~0.6m方坑,在坑中心垂直放入第节尖桩,沿桩周壁夯实稳固,并须保持桩的垂直。

(四)压桩。桩顶上安设 32t油压千斤顶(带压力表).其上放置钢垫板和不同高度承压钢管(调整千斤顶行程用),在承压钢管上端再放置0.25m.×0.30m×0.02m 钢垫板,使其紧密与基础底面全部接触并打紧.使之能良好地传递压桩反力。这时用人力或电动油泵进行压桩。当千斤顶行程达 18m 时,应立即停止压桩,回压至零使行程回到最低程度,垫上适宜钢垫板或承压钢管固紧,然后再接着压桩,如此反复每压完一节桩后立即进行焊接,节与节间以电焊焊接。直至将桩压至预定压力为止,要保持压力恒等达到稳定再托换,这种桩称为预压桩托换(参见4.5.1.5节)。

(五)控制桩身垂直度。在压桩过程中,利用每节桩两侧定出的中心线作标准,随时用线锤吊测,当发现有倾斜时可用千斤顶调整;

(六)基础底面下变形观测。通过固定的百分表进行观测。

(七)预压桩托换。压桩结束,经预压保持稳定后,在桩顶安置托换支架,于支架两侧安置相同吨位的千斤顶.垫好钢垫板或承压钢管,然后对千斤顶同步加压至压桩终止压力不小于$O%,等稳定后,立即将预先截好的φ159mm 托换钢管插入基础底面下与桩顶之间,垫上钢垫板用铁锤将钢楔打紧,到此托换才告完毕(同图4.5-13)。这时操作托换支架上两侧下斤顶,同步卸荷至零。拆除全部装置,用电焊将托换钢管上、下两端焊接牢固。

(八}桩顶下0.2m 至坑底用素土按有关规程回填夯实。

(九)支模浇灌混凝土承台。强度为 C20级,由桩顶下0.2m至基础底面间浇灌,用混凝土将桩顶与托换钢管包起来,并用振动棒振密实。

(十)拆除模板,再回填夯实基础以上至地表部分操作坑,接着筑散水,整修地面和墙体嵌缝,恢复原貌。

五、预压桩托换成果及其分析

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由压桩成果汇总表可见;

(一)压桩力P。随压桩入土深度 H增大面增大,但不成比例,也可见到压桩入土深度大而压桩力反而减小。亦即压桩力几乎相近,而桩入土深度却不一,主要是因土层厚薄、上下土层软硬程度和受水浸程度不同而异,,另外也与先下第一节桩埋的深浅及桩周土捣实程度有关;

(二)压桩终止压力达221kN~265kN,平均 242.2kN;

(三)压桩终止压力总计达 3148kN,经计算压桩部位建筑物结构荷载为1801kN,两者相比,压桩力为结构荷载的1.75倍,这满足安全要求。

六、技术经济效果

工程于1992年2月竣工,三年后回访观察,墙体完好,未产生新的沉降,使用正常,充分证明采用预压桩托换加固是成功的。地基受力性能好,效果可靠,传力直观,见效好,具有可知性;设备八巧,操作方便,不受周围环境狭窄限制,有利于在房屋密集场地施工,社会效益和经济效益显著。其缺点是不能提供千斤顶反力的基础不可使用。