刘 昕
（内蒙古财经大学基建规划处，内蒙古，呼和浩特，010051）
【摘 要】随着我国综合实力的不断提升，工业领域的发展脚步不断加快，工业厂房的建设规模也越来越大，同时厂房建设难度也越来越大，本文在此结合工程实例，分析锚杆静压桩托换技术在某厂房加固中的应用。
【关键词】锚杆静压桩；托换技术；厂房加固；应用
在工业企业的发展过程中，厂房是主要的基础设施之一，而在厂房的使用过程中，随着使用时间的延长，厂房的性能和稳定性难免会有所下降，为了保证安全生产，延长厂房的使用寿命，就需要对厂房实施加固。锚杆静压桩托换技术目前已经广泛用于建筑物的补强加固，其实际应用效果较为理想，然而在少数的厂房地基加固工程中，由于缺乏对锚杆静压桩托换技术的研究，运用该技术之后的实际效果不尽如人意，故此本文以某厂房地基加固工程为例，分析锚杆静压桩托换技术在某厂房加固中的应用，对相关工作具有借鉴意义。
1．工程实例
某工业厂房地基加固工程，厂房为1层，全长595m，建筑基础为人工挖孔桩基础，取筏基作为电解槽和铝母线墩，车间平台柱采取柱基，该厂房建成投入使用之后，随着使用时间的延长，曾出现梁柱开裂以及下沉等质量问题，经处理后质量问题得到改善，不过使用1年左右之后，再次出现梁、柱、厂房平台开裂和下沉等质量问题，室内地坪下沉、拱起，同时电解槽和铝母线筏板基础整体下沉，病害区的面积达2500m2左右，厂房内局部下沉已经超出200mm，厂房的安全性和稳定性受到严重影响，已经威胁企业生产，在此情况下，该厂房地基加固工程中采用锚杆静压桩托换技术，最终加固效果良好，本文在此以本次工程为例，分析锚杆静压桩托换技术在某厂房加固中的应用。
2．地质条件
岩土勘察结果显示，加固区域岩层情况如下：第一层为素土层，该层厚度8.4m-15.5m左右，主要为强风化泥岩碎石，松散-稍密，土质不均匀；第二层为粉质粘土层，该层厚度0.5m-2.8m左右，含有少量的泥岩碎石，碎石粒径大约15mm，硬塑-坚硬；第三层为泥岩层，该层岩体较破碎，系极软岩，主要是泥质结构，基本质量等级为V级，强风化-中风化。而各层的物理力学参数主要如下：素土层钢管桩的极限侧阻力标准值为55kPa，混凝土桩的极限侧阻力标准值为70kPa，重度为19kN/m3，内摩擦角标准值为11°，粘聚力标准值为20kPa；粉质粘土层钢管桩的极限侧阻力标准值为60kPa，混凝土桩的极限侧阻力标准值为88kPa，桩的极限端阻力标准值为3000kPa，重度为20kN/m3，内摩擦角标准值为15°，粘聚力标准值为30kPa；泥岩层层钢管桩的极限侧阻力标准值为180kPa，混凝土桩的极限侧阻力标准值为240kPa，桩的极限端阻力标准值为8000kPa，重度为20.5kN/m3，内摩擦角标准值为20°，粘聚力标准值为80kPa。
3．建筑物沉降原因
该厂房产生病害的原因，主要是地基土过度下沉，在不均匀沉降的影响下，导致梁柱开裂以及地面下沉、起拱，工作人员经过反复研讨，分析了厂房建筑物发生沉降的原因，最终认为，该厂房建筑物出现沉降问题的原因主要如下：在病害区内，平台柱、电解槽、铝母线墩的基础全部是置于素填土层上，该层的厚度平均在10.2m左右，尽管该层已经分层进行压实，不过回填时间比较短，因此填土密实度以及填土成分都十分不均，因此建筑物容易发生沉降。另一方面，强风化泥岩是素填土层的主要组成部分，由于强风化泥岩具有浸水软化的特征，因此每当到了雨季，由于雨水的影响，素填土层的承载力会大大降低，这也是导致建筑物发生沉降的主要原因之一。
4．加固措施
4.1 加固方案选择
根据该工程的实际特点，工作人员通过认真商讨，最终决定采用锚杆静压桩托技术实施加固处理，该技术具备以下几点优势：
1）该技术推广应用的时间已经较长，因此实践经验较为丰富；
2）很多工程实践证实，该技术的加固效果较为良好；
3）该技术使用的机械设备比较轻便，施工过程中的噪音危害较小，同时施工作业面较小，可以在室内进行作业，不会受到天气等因素的干扰，而且运用锚杆静压桩托换技术的过程中，不会耽误企业的正常生产；
4）桩段预制，压桩力可控，有利于控制施工质量；
5）施工周期较短，施工成本较低。
4.2 参数确定
在选定锚杆静压桩托换技术之后，工作人员再次对场地实施了严格的勘察，全面收集了原有沉降观测资料、建筑物结构荷载资料等信息，综合考虑各方面因素，对各项参数进行确定。
首先工作人员确定桩型，由于本次工程工期短、工作量较大、施工空间较小，因此采用了φ127mm预制闭口微型钢管桩，壁厚4.5mm，桩段0.8m-1.2m。
之后确定单桩承载力，工作人员找出病害最严重区域，通过病害最严重区域的最短有效桩长(11.5m)来计算单桩承载力，计算公式如下：
式中P即为钢管桩的承载力；A是桩身截面面积；f是钢管抗压强度；φ是稳定系数。
桩身截面面积(A)通过下式计算：
A=π(D2-d2)/4
最终A为1731mm2，f取300MPa，φ取1.0，经过计算，单桩承载力取200kN时，桩身强度符合要求。
之后工作人员根据上部结构传来的荷载来计算桩数，计算公式如下：
式中N即为上部结构传来的荷载，按照素填土层浸水软化后承载力下降35%来计算桩分担的荷载，最终桩数计算情况如下：J-6柱基的设计单桩承载力为200kN，桩分担荷载为364kN，竖向总荷载为1040kN，设计桩数为2根；SJ-1筏基的设计单桩承载力为200kN，桩分担荷载为3850N，竖向总荷载为11000kN，设计桩数为24根；SD柱基的设计单桩承载力为50kN，桩分担荷载为63kN，竖向总荷载为180kN，设计桩数为2根。
最后工作人员设计最终压桩力，计算公式如下：
式中PP(L)为设计最终压桩力；KP为压桩力系数；Pa为设计单桩承载力特征值。经过计算，J-6柱基设计最终压桩力为400kN，SJ-1筏基的设计最终压桩力360kN，SD柱基的设计最终压桩力为100kN。
总结：
本次厂房地基加固工程竣工后，通过2年以上的沉降观测可以证实，厂房建筑的沉降差以及沉降量均符合要求，说明锚杆静压桩托换基础在厂房加固工程中的应用效果十分良好。工业是我国经济发展的重要支柱，而厂房是工业发展中不可缺少的基础设施，厂房的性能和稳定性对工业企业的发展具有重要影响，因此必须要保证厂房建筑的安全性，确保企业的正常生产。本文在此结合工程实例，分析了锚杆静压桩托换技术在某厂房加固中的应用，希望可以为相关工作开辟思路。
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论文作者:刘昕
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年9月供稿
论文发表时间:2016/1/14
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