2010年岩土工程师考试：软弱地基塔吊综合加固方法

工程往往因地基勘察或结构设计失误、施工中地基处理或桩基质量失控、盲目施工等原因导致荷载超出地基基础或结构本身的承受能力，从而产生严重的安全隐患甚至发生事故。本文所要介绍的是塔吊基础未经桩基施工，而将塔吊直接安装在钢筋混凝土基础平台，从而导致塔吊垂直度出现异常的加固处理方法。
　　一、塔吊倾斜的原因分析
　　太仓港区海关监管大楼，是一座主楼带裙房的框剪结构，主楼二十层含一层地下室，裙房四层含一层地下室，裙房布置在主楼南、西、北三侧。根据建筑布置及建筑高度，本工程在主楼南侧离入口4米处布置塔吊基础，塔身将穿过裙房楼层，最终顶升高度为95米。由于之前已考虑到塔吊基础的下卧地基为淤泥质土（设计承载力为50KPA），故将承台扩大到5米×5米×1.4米，承台中间再增设一道φ20@200钢筋，埋深3.4米，其下还打入5米的松木桩。根据计算，承台本身的承载力和抗剪力完全符合塔吊本身使用要求，但忽略了地基承载能力，故在安装7节塔吊节并使用近一个月后，其垂直度向南偏7.5厘米，向东偏6.8厘米，超过了规范要求，为此必须进行加固，以清除隐患。
　　二、加固方案的选用
　　地基基础的加固应遵循“安全适用，经济合理，技术先进”的原则，同时还应考虑加固时施工的难易程度。常用的方法有扩大基础底面积法，其适用范围为刚性基础或扩展基础。锚杆静压桩法，其适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等地基土上。树根桩法，一般适用于淤泥质土、非粘土、粉土、砂土及人工填土等地基土上，作为基础加固或基坑边坡稳定加固之用。注浆加固法，一般适用于砂土、粉土、粘土、粘性土和人工填土等地基加固。中华考试网
　　本工程塔吊基础下卧地基为软弱地基，属淤泥质土，若要用注浆法，会因为注浆质量难于控制而影响加固效果。同样采用树根法，由于工序多，施工工期将难以预计而影响整个施工进度，故采用扩大基础底面积方法。本工程通过在原基础增设厚80厘米每边宽1米的新基础，将使底面积扩大70%，从而大大降低单位面积地基荷载。在此基础上，通过预留孔处打入锚杆桩。进一步提高基础荷载的抗载能力，从而使塔吊基础得到有效加改善。
　　三、加固方案实施
　　1.采用沙包堆载进行塔身纠偏，加载第一天为500千克，而后每天递增250千克，直至2吨为止，并按监测数据进行调整。
　　2.在原塔吊基础四周，挖宽1.2米深与原基础垫层同标高的基槽。浇垫层和砖胎模，使基槽净宽达1米，当遇到工程桩承台时，留100毫米间距即可，并将原砼接触面凿毛并洗刷干净。
　　3.钻两排植筋孔，深度大于15d，排距200毫米，上下孔位要确保钢筋保护层厚度。为增加结合部位抗剪效果，在新基础侧面中间再均布二道长15d深植筋孔。
　　4.待孔内尘土用高压气冲净后，孔壁均匀涂抹一层胶液，并将与原基础钢筋同规格的φ20螺钢粘上专用胶进行植筋。上下二排分布筋预留长近1000毫米，中间二排预留长为15d.当抗拔试验合格后，再绑扎双层双向φ20@150的配筋。
　　5.安装桩基预埋螺栓M25×400，立锚杆桩预留孔模板。预留孔模板上口每边净宽300毫米，下口每边净宽450毫米，为拆模方便，每块模板中间锯开，在立模时用钉子钉牢。预留孔共计8只，其布置尽量使受力均衡。
　　6.浇C30砼。坍落度控制在120±20毫米，振捣时注意保护预留孔模板。砼面至少二次抹面，待12h或1.2Mpa后拆模并养护。
　　7.砼强度达到设计值75%以上后，再安装锚杆桩机，并固定机身。
　　8.压入第一节锚杆桩，焊接接桩，再压入第二节锚杆桩，依次类推，直至入桩长度和承载力符合设计要求。
　　9.压桩完毕后，压桩孔内用C30微膨胀早强砼浇筑密实，封桩孔再用2φ16钢筋交叉焊于锚杆上，并在桩孔顶面以上浇150毫米的桩帽。
　　四、施工要点
　　1.必须先进行纠偏，纠偏可采用沙包堆载，重量应逐渐加大。
　　2.基础新旧砼结合面是基础抗剪的薄弱部位，为使此部位砼结合良好，必须对旧砼面进行凿毛处理，同时剔除松动石子并冲洗干净。砼浇筑时，此处捣浇必须密实。
　　3.植筋质量是确保钢筋骨架整体受力的关键，由于采用常规植筋方式往往造成抗拔力不足，为此待钢筋穿过后应再用胶枪高压注入，来确保胶液饱满密实。
　　4.在锚杆桩施工时，必须严格控制压桩力不得大于该加固部位的结构自重，同时做到压桩次序对称进行，入时速度缓慢匀速，一次成桩减少中途停歇时间，若通过四角沉降观察发现有异常，应加大自重荷载，调整施工方案。
　　5.在加固过程中，塔吊应停止作业，并进行基础沉降、塔身垂直度的监测。在加固后使用过程中，尚需加大监测频次，发现异常及时采取措施。