静压桩沉桩加固是一种有效的地基处理和结构加固方法,以下是相关内容:
一、原理
静压桩是通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上的配重作反力,将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。在加固工程中,利用静压桩将桩体压入地基,桩与地基土相互作用,提高地基的承载能力和稳定性。桩身承受上部结构传来的荷载,并通过桩侧摩阻力和桩端阻力将荷载传递到深层地基土中,从而减少地基的沉降,对既有建筑物的基础进行加固或对新建建筑物的地基进行处理。
二、适用情况
1. 既有建筑物地基加固
- 当既有建筑物因地基承载力不足或地基不均匀沉降导致建筑物出现裂缝、倾斜等问题时,静压桩沉桩加固可在不影响建筑物正常使用或尽量减少影响的情况下进行加固。例如,一些老旧的多层住宅由于地基土长期压缩或地下水位变化引起沉降问题,可以采用静压桩加固。
2. 新建建筑物地基处理
- 在软土地基等承载能力较低的地质条件下建设建筑物时,静压桩可用于提高地基的初始承载力,保证建筑物在施工和使用过程中的稳定性。比如在沿海地区的一些建筑工程,地下土质多为淤泥质土,静压桩能有效改善地基条件。
三、静压桩类型选择
1. 预制钢筋混凝土静压桩
- 优点:这种桩取材容易,制作工艺成熟,桩身强度高,耐久性好。可以根据设计要求制作不同截面尺寸和长度的桩,适用于多种地质条件和不同荷载要求的工程。例如,在一般的工业与民用建筑中,对于承受较大竖向荷载的基础加固,预制钢筋混凝土静压桩是常见的选择。
- 缺点:桩身自重较大,在运输和起吊过程中需要较大的设备,并且在软弱地基中沉桩时可能会产生较大的挤土效应。
2. 钢管静压桩
- 优点:钢管桩强度高,贯入能力强,能够适应复杂的地质条件,特别是在硬土层或有障碍物的地基中,钢管桩更容易压入。其截面尺寸相对较小,在施工空间有限的情况下更具优势。例如,在城市中心狭窄场地的建筑加固工程中,钢管静压桩可能是较好的选择。
- 缺点:成本较高,耐腐蚀性较差,需要采取防腐措施,如在钢管表面涂漆、包裹防腐材料等。
四、施工步骤
1. 施工准备
- 场地平整:清理施工场地,确保场地平整度满足静压桩机行走和作业要求。对于既有建筑物加固,要合理安排施工通道,避免对建筑物周边环境造成不必要的破坏。
- 桩位放线:根据设计要求,在地基上准确地放出桩位。使用全站仪、经纬仪等测量仪器,将桩位偏差控制在允许范围内,一般群桩基础中桩位偏差不超过100mm。
- 材料和设备准备:准备好预制桩,检查桩的质量,包括桩的尺寸、强度、外观等,确保符合设计要求。同时,准备好静压桩机,并进行调试。静压桩机的型号要根据桩的类型、长度、直径和地基条件等因素选择,确保其压桩力能够满足施工要求。
2. 压桩施工
- 桩机就位:将静压桩机移动到桩位上方,调整桩机的水平度和垂直度,使桩机的压桩中心线与桩位中心线重合。一般可通过桩机上的水平仪和垂直度调整装置进行调整。
- 吊桩与插桩:利用桩机上的起吊设备将预制桩吊起,垂直插入桩位。在插桩过程中,要保持桩身的垂直度,偏差不超过1%。可使用经纬仪或全站仪在两个垂直方向上进行监测和调整。
- 压桩:启动静压桩机,以缓慢、匀速的方式将桩压入土中。在压桩过程中,要密切关注压桩力和桩的入土深度。记录压桩过程中的压力值和相应的桩顶标高,根据设计要求控制压桩力和桩的终压标高。对于摩擦型桩,以设计桩长控制为主,压桩力作为参考;对于端承型桩,以压桩力控制为主。
3. 接桩(如有需要)
- 当预制桩的长度不够时,需要进行接桩。接桩的方法有焊接、法兰连接、硫磺胶泥锚接等。焊接接桩时,要保证焊缝质量,焊缝饱满、连续,无气孔、夹渣等缺陷;法兰连接要确保法兰盘的平整度和连接螺栓的拧紧程度;硫磺胶泥锚接要保证胶泥的质量和锚筋的锚固长度。接桩操作应在桩顶露出地面时进行,接桩后要检查接桩质量,确保桩的整体性。
4. 截桩(如有需要)
- 当桩顶标高高于设计标高时,需要进行截桩。截桩可采用锯桩器、风镐等工具,截桩后桩顶应平整,并且要保证桩顶嵌入承台的长度符合设计要求。
5. 质量检测
- 桩身完整性检测:采用低应变法、高应变法等方法检测桩身完整性,检查桩身是否存在裂缝、断桩等缺陷。低应变法适用于检测桩身的浅部缺陷,高应变法还可以同时检测桩的承载力。
- 单桩竖向抗压承载力检测:通过静载试验检测单桩竖向抗压承载力,试验桩的数量和加载方式应符合相关标准。静载试验可以准确地确定桩的实际承载力是否满足设计要求。
五、质量控制要点
1. 桩的质量:预制桩的制作质量是关键,要严格控制桩的原材料质量、混凝土(或钢材)的配合比、制作工艺等,确保桩的强度、尺寸等符合设计要求。
2. 施工过程控制:在施工过程中,要严格控制桩机的垂直度、压桩速度、压桩力、桩位偏差等参数。同时,对于接桩和截桩等关键工序,要加强质量检查。
3. 环境影响控制:如采用静压桩方式,要注意控制沉桩产生的挤土效应对周围环境的影响。对于挤土效应,可采取预钻孔、设置排水砂井等措施来减轻其对周围土体的影响。此外,还要注意施工噪音对周边居民的影响,合理安排施工时间。