锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间中的应用论文_彭宏勋

锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间中的应用论文_彭宏勋

中化地质矿山总局河南地质局 河南郑州 450002

摘要:在很多已经建成的建筑物下增设地下空间,首先要做的就是解决既有建筑的原基础问题。把承重墙等传力构件接长一段,这其中的操作运用的技术为地下托换技术。此项工作技术的原理是:由于地基支撑既有建筑物的重力和压力,所以要考虑这一部分的因素,在保证这一前提下再去开挖施工地下室,因此这项技术成为了建筑施工工作的重要组成部分。在本次研究中对锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间的应用工作展开详细的的探讨与分析,并给予合理化的建议,为今后的锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间的应用工作提供参考性依据。

关键词:锚杆静压桩;既有建筑物;地下空间;地下托换

随着我国经济的发展和城市化进程的加快,人们对于生活质量的追求也越来越高,使很多领域的企业迅速的发展了起来,特别是建筑行业的崛起,建造了很多高层建筑物,不仅满足了人们对于美观的追求还满足了人们对于功能性的追求。随着现代化城市的建设和经济的发展,人们追求更为舒适的出行方式,导致私家车数量日益增多,小区内到处都停着车,局面和混乱,为了改变这种现象和节省建设停车场的空间,很多设计师会将停车场设计在建筑物的地下负一层或者负二层。在其中所用的技术为锚杆静压桩技术,其作用原理是利用建筑物的自重荷载作为压桩的反力,将压好的桩作为支撑既有建筑物的暂时托换构件,才可以开挖建筑物下方的土体,利用建筑物地下的空间。在使用这项技术时针对不同的土质要采取不同的措施,对于粘性土质,可以实施逐根压桩的方式,把所有涉及到的桩压数值标记在标高后,在超孔间隙中的水压力消散后,才可以开挖建筑物地下底部的土质。对于砂性土质,就需要在开挖土质的同时压桩,通过控制挖土压桩的速度来控制建筑物下沉的速度。在运用这项技术时,需要考虑的因素有土层动力探测的数值和锚杆静压桩的数量及使用阶段和施工阶段的荷载等综合性因素来进行考虑的。

1用锚杆静压桩增设既有建筑物地下空间

锚杆静压桩是锚杆和静力压桩结合形成了一种新的施工工艺技术,其主要施工工艺的核心原理是:利用地基将锚杆固定压桩架埋设在下方,能够将建筑物的重力变成反桩力,利用千斤顶的重力将桩段压入土中,将桩与地基有利的结合在一起,实现增强建筑物的承载能力和控制建筑物下沉的速度。这项技术由于无震感和噪音、无污染、有利于实现可持续发展和减少对人们生活造成的影响。还需考虑的因素还有,可以将提前制好的混凝木桩分成均匀的几段,埋入地基中,保证不受到建筑物高低的限制,除此之外该建筑物可以将压桩阻力化为相对应的建筑物的支撑力,实现在既有建筑物的下方设立地下空间。在对地下室空间建设的时候,可以把裸露在外的木桩截除,有效提高了地下空间的利用率。

2锚杆静压桩的设计

在对已经建设好的建筑物下增设地下空间时要考虑对锚杆静压桩进行加固和对设计与实现产生的偏差,但是偏差的数值在规定的数值范围内是可以的,能够保证能够承受建筑物的荷载,还要考虑在实际施工时意外产生的荷载力,除此之外,在开挖地下空间施工时将压桩镀金的土体要进行分层处理去除掉,让桩的上部构成不受地区限制,不过值得注意的是要对桩的承受力的稳定性进行测量并记录数值。

2.1锚杆静压桩沉桩阻力的分析

建设施工的压桩力是指在沉桩过程中借助外部的力量施加的静压力,对桩体冲剪土体向下穿透时产生的桩端阻力和摩擦力进行有效的控制。在沉桩时,其周围的土地会因此受到剧烈的挤压力,对土质造成了破坏就连孔隙中的水都会在喷发时出现不均匀的现象,从而形成一股巨大的超孔隙水压力,破坏了原有土质层的结构,这种破坏力是会随着桩的压入越来越深的向土地传递,让桩的周围形成了惯性,从而使木桩的上半部分顺利安插在土地内。随着日积月累,桩附近的土质层的超孔隙水压力会慢慢减小直至消失,土体就会从原来的松散形态变得结实起来,致使土的抗剪强度及因摩擦造成的阻力恢复到初始数值。从实际施工记录的数值可以了解到,压桩时产生的阻力和静电力的数据图形态基本一致,没有很大出路,利用这一特性,从目前我国建筑施工的现象可知,大部分施工企业工作人员对沉桩阻力的计算采用的公式都是以静力和原位接触产生的力为计算基础。但是从计算的数值可知,桩端产生的阻力和摩擦力对沉桩时产生的阻力所占据的数值比例不是固定的。不具有固定现象产生的原因是因为此作用力和地基土性质、土层 厚度与埋深、土层组合情况等因素有关,其影响力还很大。桩的深入导致贯入土质的深度和土质结构的承载力受到了一定程度的影响。为了将土质的指标科学有效的控制在规定的范围内,保持其稳定性,就要采取双桥静力触探实验测量设备锥尖工作时的阻力和设备施工时对土质层侧壁产生的摩擦力。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在粘性土质中进行沉桩时,其阻力主要是由设备锥尖向下土质进行下挖时冲破土质的作用力,这时候的土质侧面的阻力会明显小于设备下挖时的作用力,这种相互制约的作用力和土质的形态有关。在砂性土质中沉桩时,向下方进行压桩时,土质对其产生的阻力会因不同砂土的成分而改变,且会随着深度而增大,所以施工人员应因地制宜的制定适宜的施工方案,针对不同的土质结构采取不同的措施和方法。

2.2锚杆静压桩沉桩自由段的屈曲稳定分析

对锚杆静压桩沉桩自由段的屈曲稳定分析时需要考虑的因素有很多。在对埋置在土体中的混凝土质地的桩,需要计算桩身轴心的抗压力,这时可以不考虑受到压曲对其产生的影响,按规定的稳定系数1.0进行计算。在对既有建筑物下方的土体进行施工时,为了合理利用其下方的空间,在进行土体压桩这一步是要把桩周围的土体均匀分开挖除,让桩的顶部不受到土体的压力控制,处于一种较为自由的状态,值得注意的是要对桩的稳定性进行计算,得出的结论要记录在本子上,和建筑施工的规定进行对比,看是否在合理的偏差范围内。在进行压桩时,要按照有关规定进行,确保施工的安全性和稳定性,与预期设计的内容和目的相符。

2.3锚杆静压桩数量的确定

在对锚杆静压桩沉桩数量进行确定时,施工人员应凭借所处的施工阶段和桩多能承受的承载力及外界环境对桩身的影响因素来全面考虑,每个阶段的数值是不固定的,测量出的数值代表的含义也是不相同的。现存在的建筑物施工的工期和楼面均匀的代表性含义的数值在实际施工中所涉及到的一切数值比具有参考性的标准数值更合理。从相关规定可知,荷载即承受力和建筑结构上承受的荷载力数值,在某些特殊情况下,超出限制的范围内,或是在总体施工的过程中短时间被超过,但是却和施工期间所具有荷载力的特征趋势在一定程度上比较想象,。如若在施工时,这样的数据出现的时间较短,在对其进行相应的计算时可以不考虑地震和风、雨等外界因素的影响。

3托换承台的设计

对于施工过程中的托换构件的设计,不只是我国就连国外都没有相关的施工操作规范。但是在对深梁、承台等构件进行的试 验研究,对综合的受力能力和破坏形态有了一个新的定义性结论。相关技术研究人员针对框架柱托换体系抗冲剪承载能力的有关话题,提出了一些关于此项工作值得参考的建议,在进行使用新旧混凝土面滑移前应引用现场工具使承台下部的受拉的模型和移动导致后界面位置的剪切摩擦为模型,为相关工作提供了参考性数值。整体的结构和托换承台部位之间因为有新老混凝土混合的界面,与整个结构和托换梁是实现了一次成型的浇筑。在建筑施工的初期,由于新老混凝土的结合导致其粘结力较强,整个结构和托换承台的综合性能较好,使用性很强,大体规律符合整体浇筑的受力。其主要受力是通过竖向轴力和混凝土斜向对静压柱的摩擦力,这个特殊的时期,新老混凝土的结合界面并未出现移动,但是向下方的压力却得以顺利向土体下方传递,需要考虑的特殊因素有斜向压力和摩擦力在传递时有角度限制问题,这时的混凝土应该退出这个施工工作,所需的压力由主力钢筋承担。

4结论

总而言之,在使用这项技术时针对不同的土质要采取不同的措施,对于粘性土质,可以实施逐根压桩的方式,把所有涉及到的桩压数值标记在标高后,在超孔间隙中的水压力消散后,才可以开挖建筑物地下底部的土质。对于砂性土质,就需要在开挖土质的同时压桩,通过控制挖土压桩的速度来控制建筑物下沉的速度。此项技术主要应用在对地基进行加固和对建筑物参数进行纠偏的领域上。在施工时,杆静压桩沉桩数量应根据使用阶段、施工阶段的荷 载以及桩身自由段的屈曲稳定性综合因素来确定。施工时托换是对既有建筑物的一个二次变形的过程,需要在短期时间内完成,同时需要考虑的有地基基础和建筑物的承载力,合理应用该技术对我国建筑企业有一定的积极影响,促进我国经济的发展,真正实现合理利用空间,实现可持续发展。

参考文献:

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[4]张璞.锚杆静压桩施工过程中的附加沉降问题及防范措施[J].工业建筑.2000,30(1):3l一33.

论文作者:彭宏勋

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/26

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