李 燕 葉永紅 張廣興

(1.浙江天瑞建設(shè)工程有限公司，浙江 衢州 324000;2.同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院，浙江 嘉興 314000)

基礎(chǔ)與地基的加固工程屬于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的地下加固工程，其難度、造價(jià)、施工持續(xù)時(shí)間等往往比新建筑物更多更大。靜壓鋼管樁用于加固基礎(chǔ)，不需要在基礎(chǔ)下挖坑，只在基礎(chǔ)上打孔設(shè)上錨桿，作為千斤頂?shù)姆戳?，另在基礎(chǔ)上打樁孔，通過(guò)樁孔向地基中壓樁，其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，無(wú)噪聲，無(wú)需高的凈空［1］。但在一些粘土、砂礫層中由于施工中瞬時(shí)壓樁力大，按照壓樁力控制時(shí)，會(huì)導(dǎo)致樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)持力層，因此，對(duì)加固鋼管樁抗壓靜載試驗(yàn)分析就十分必要。本文通過(guò)對(duì)杭州某住宅小區(qū)8號(hào)樓主樓加固的4根鋼管樁進(jìn)行的靜載試驗(yàn)，分析了4根鋼管樁的荷載沉降情況及破壞原因。試驗(yàn)結(jié)果表明，其中2根較短樁為樁頂鋼管壓曲破壞，2根較長(zhǎng)樁為刺入破壞，4根加固鋼管樁的單樁豎向極限承載力平均值可取480 kN，建議設(shè)計(jì)驗(yàn)算沉降。

1 工程概況及地質(zhì)情況

杭州某住宅小區(qū)位于杭州市豐潭路西側(cè)，天目山路北側(cè)。本工程8號(hào)樓主樓為4層，地下室1層，主體采用框架混凝土結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)加固設(shè)計(jì)采用鋼管樁，樁長(zhǎng)要求達(dá)到⑥層含粘土礫砂層，鋼管樁外徑為219 mm，壁厚6 mm，為焊接螺紋鋼管。設(shè)計(jì)要求單樁豎向抗壓極限承載力為600 kN(樁徑219 mm)。但在實(shí)際加固鋼管樁施工中瞬時(shí)壓樁力大，導(dǎo)致很多樁壓不到⑥-2層，實(shí)際樁長(zhǎng)在19 m～42 m間。

場(chǎng)地土層分層及主要物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

2 靜載試驗(yàn)試樁情況

為了評(píng)價(jià)加固鋼管樁的實(shí)際承載力，設(shè)計(jì)要求對(duì)本工程8號(hào)樓做4根加固樁靜載試驗(yàn)，這4根靜載試驗(yàn)樁的施工記錄見(jiàn)表2。

本工程4根試樁采用靜壓樁架—反力架裝置，并用千斤頂反力加載—百分表測(cè)讀樁頂沉降的試驗(yàn)方法。加載方法采用千斤頂反力加載，并采用分級(jí)及沉降觀測(cè)，荷載分級(jí)為設(shè)計(jì)預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1/8～1/12取值，第一級(jí)取其2倍［2］。試驗(yàn)采用慢速維持荷載法，即每級(jí)荷載按 5′，15′，30′，45′，60′，90′…各觀測(cè)一次，直至每小時(shí)沉降增量小于0.1 mm為止，同時(shí)加下一級(jí)荷載。

表1 土工參數(shù)簡(jiǎn)表

表2 加固試樁施工記錄簡(jiǎn)表

3 靜荷載試驗(yàn)結(jié)果及分析

經(jīng)對(duì)杭州某住宅小區(qū)8號(hào)樓4根加固鋼管試樁按慢速維持荷載法的靜載試驗(yàn)，得到了荷載與沉降Q—S曲線見(jiàn)圖1～圖4。

圖1 77號(hào)加固鋼管樁Q—S曲線

圖2 33號(hào)加固鋼管樁Q—S曲線

從圖1～圖4中數(shù)據(jù)可看出:

1)77號(hào)加固試樁(樁徑219 mm，樁長(zhǎng)20.5 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載120 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為3.59 mm;加到第四級(jí)荷載300 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為10.77 mm;繼續(xù)加載到第九級(jí)荷載600 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為112.76 mm，壓力下降至500 kN，故終止加載。事后經(jīng)檢查為樁頂鋼管壓曲。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為16.39 mm，樁頂殘余沉降量為96.37 mm。

圖3 3號(hào)加固鋼管樁Q—S曲線

2)33號(hào)加固試樁(樁徑219 mm，樁長(zhǎng)19.5 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載120 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為4.87 mm;加到第四級(jí)荷載300 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為12.21 mm;繼續(xù)加載到第八級(jí)荷載540 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為105.61 mm，壓力下降至260 kN，故終止加載。事后經(jīng)檢查為樁頂下40 cm～60 cm處鋼管壓曲。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為18.71 mm，樁頂殘余沉降量為86.90 mm。

圖4 103號(hào)加固鋼管樁Q—S曲線

3)3號(hào)加固試樁(樁徑219 mm，樁長(zhǎng)34.2 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載120 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為5.78 mm;加到第四級(jí)荷載300 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為20.40 mm;繼續(xù)加載到第七級(jí)荷載480 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為105.76 mm，壓力保持在480 kN左右，故終止加載。事后經(jīng)檢查樁身完好，估計(jì)為刺入破壞。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為22.02mm，樁頂殘余沉降量為83.74 mm。

4)103號(hào)加固試樁(樁徑219 mm，樁長(zhǎng)23 m):按規(guī)定荷載級(jí)別加載到第一級(jí)荷載120 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為3.80 mm;加到第四級(jí)荷載300 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為12.49 mm;繼續(xù)加載到第九級(jí)荷載600 kN時(shí)，樁頂累計(jì)沉降量為105.04 mm，壓力保持在570 kN左右，故終止加載。事后經(jīng)檢查樁身完好，估計(jì)為刺入破壞。卸載后測(cè)得樁頂回彈量為17.23 mm，樁頂殘余沉降量為87.81 mm。

按照試樁規(guī)范結(jié)合實(shí)測(cè)資料綜合分析得出試樁靜載結(jié)果見(jiàn)表3。從表3中可以看出4根試樁極限荷載對(duì)應(yīng)的樁頂沉降量為19.90 mm～37.44 mm，發(fā)生刺入破壞時(shí)沉降相對(duì)較大。

表3 杭州某住宅小區(qū)8號(hào)樓加固樁靜載試驗(yàn)成果表

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)對(duì)杭州某住宅小區(qū)8號(hào)樓4根鋼管加固樁的靜載試驗(yàn)表明:

1)一些粘土、砂礫層中由于施工中瞬時(shí)壓樁力大，按照壓樁力控制時(shí)，會(huì)導(dǎo)致樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)持力層，因此，對(duì)加固鋼管樁抗壓靜載試驗(yàn)分析就十分必要。2)2根較短樁單樁豎向極限承載力分別為540 kN和480 kN，為樁頂鋼管壓曲破壞，2根較長(zhǎng)樁單樁豎向極限承載力分別為420 kN和480 kN，為刺入破壞，4根加固鋼管樁的單樁豎向極限承載力平均值可取480 kN，建議設(shè)計(jì)驗(yàn)算沉降。3)4根試樁極限荷載對(duì)應(yīng)的樁頂沉降量為19.90 mm～37.44 mm，發(fā)生刺入破壞時(shí)沉降相對(duì)較大。

［1］ 張 雁，劉金波.樁基手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］ JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.