摘要：文章從理論上對(duì)鋼筋樁進(jìn)行了闡述，并結(jié)合工程實(shí)例，介紹了鋼筋樁在某廠房加固中的應(yīng)用，對(duì)從事工程設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)人員，特別是對(duì)于加固補(bǔ)強(qiáng)的人員，具有一定的參考價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：鋼筋樁；廠房加固；加固補(bǔ)強(qiáng)

　　鋼筋樁是將粗鋼筋（鋼筋直徑≥25mm）作為豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件直接打入地下，粗鋼筋作為受力構(gòu)件直接承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向荷載。鋼筋樁屬于柔性樁，一般僅適合用于基巖埋深較淺，上部土層為黏土或亞黏土的土層，樁尖打入基巖一定深度，作為支點(diǎn)，樁身置于土層中，土對(duì)鋼筋樁的側(cè)向壓力起到側(cè)向支承作用，鋼筋樁的穩(wěn)定性主要取決于樁側(cè)土層的抗剪中，土對(duì)鋼筋樁的支承力則取決于樁尖處于基巖的強(qiáng)度和樁尖進(jìn)入基巖的深度。

　　鋼筋樁一般是按端承樁考慮，鋼筋樁并不能考慮由它承擔(dān)基礎(chǔ)上的全部荷載，僅起到減少基底應(yīng)力的作用。在工程加固中采用鋼筋對(duì)基礎(chǔ)加固補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)例并不多見，其主要原因有：

　　首先，鋼筋樁是柔性樁，而且樁的直徑較細(xì)，直接用鋼筋樁來承擔(dān)豎向荷載，樁的穩(wěn)定性問題是其主要弱點(diǎn)。

　　其次，采用鋼筋樁加固工程的實(shí)踐太小，相關(guān)的試驗(yàn)資料比較匱乏，一般設(shè)計(jì)單位和業(yè)主不敢采用。

　　再次，由于鋼材的銹蝕原因，直接將鋼筋打入在潮濕的土層中，鋼筋的耐久性令人擔(dān)心。

　　由于鋼筋樁的施工工藝非常簡單，施工速度快，鋼筋樁的長度方向的連接處理直接和簡便，因此，這種樁特別適合用于場地狹窄，凈空低矮的工程地基的加固。目前在工程地基加固領(lǐng)域中廣泛采用樹根樁、錨桿靜壓樁等微型樁的同時(shí)，在遇到特殊的施工場地和環(huán)境條件的地基加固方案選擇時(shí)，鋼筋樁也不失為一種有效的加固手段，值得研究與開發(fā)。

　　一、鋼筋樁的應(yīng)用范圍

　　采用鋼筋樁對(duì)地基進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)有一定的局限性，這種方法對(duì)工程的土質(zhì)、基巖的深度以及基礎(chǔ)的形式均有要求，當(dāng)這類基礎(chǔ)發(fā)生了如下問題，就可以考慮采用鋼筋樁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)：

　　1．地基和基礎(chǔ)承載力不足時(shí)；

　　2．由于地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)和施工原因，建筑物建成后，發(fā)生不均勻沉降；

　　3．建筑的地基基礎(chǔ)加固；

　　4．土體邊坡穩(wěn)定加固等。

　　二、鋼筋樁施工的主要特點(diǎn)

　　1．鋼筋樁的打樁施工對(duì)施工場地要求不高。

　　2．鋼筋樁打樁施工時(shí)噪音小，振動(dòng)小，對(duì)周邊建筑物影響小。

　　3．鋼筋樁施工過程所有操作都可在地面上進(jìn)行，比較方便。

　　4．鋼筋樁與原有基礎(chǔ)承臺(tái)聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，基礎(chǔ)與鋼筋樁共同工作，承擔(dān)上部荷載。

　　5．鋼筋樁的樁徑很小，因而施工對(duì)原有的建筑物的基礎(chǔ)和承臺(tái)幾乎不產(chǎn)生擾動(dòng)。

　　三、工程實(shí)例

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　　某廠試驗(yàn)車間接跨工程，長30m，跨度為（15+21）m，廠房高度13m，基礎(chǔ)做法是：素混凝土墊層上做混凝土杯口基礎(chǔ)，杯口基礎(chǔ)下設(shè)計(jì)未考慮做樁基礎(chǔ)；廠房上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。距離本車間東山墻5m處一幢6層樓的綜合辦公樓。

　　該廠房基礎(chǔ)處于坳鉤地段，場地各層土層的厚度和性質(zhì)在垂直和水平方向上有一定差異，且底部是基巖風(fēng)化帶面起伏較大，坡度最大可達(dá)到20°～30°，廠房荷載分布不均勻，山墻處集中荷載較大，內(nèi)設(shè)30t橋式吊車1臺(tái)。

　　接跨工程剛竣工后不滿1年，廠房就出現(xiàn)了較嚴(yán)重的使用功能方面的問題，主要問題如下：東山墻與屋面板的交接處被拉裂開，防水卷材被拉裂，出現(xiàn)漏水現(xiàn)象；東山墻與邊柱已經(jīng)分離，且整個(gè)山墻朝東外傾斜；廠房沿墻面出現(xiàn)不同程度的裂縫，裂縫在16-17軸處尤為嚴(yán)重，窗間墻處已出現(xiàn)45°斜裂縫，并已貫通。從整個(gè)廠房來看，裂縫的主要特點(diǎn)是：

　　1．伸縮縫處的裂縫是上寬下窄；

　　2．山墻與抗風(fēng)柱、邊柱間的裂縫是上大下�。�

　　3．廠房北面的裂縫比南面多；

　　4．廠房地坪上的裂縫在接跨軸線16-17處突然增加，并且裂縫的走向是平行于橫軸線，被裂縫分割出的兩塊地坪之間出現(xiàn)了西高東低的現(xiàn)狀。

　　經(jīng)對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因分析，主要是接跨廠房車間是建造在地質(zhì)的坳溝地段,場地各土層的厚度和性質(zhì)在垂直和水平方向存在著一定的差異，且土層底部基巖風(fēng)化帶面起伏較大，起伏坡度最大可達(dá)20°～30°，廠房的上部荷載分布不均勻，山墻處的集中荷載較大，因此，實(shí)際裂縫所產(chǎn)生的現(xiàn)狀基本與地質(zhì)報(bào)告所描述的基巖起伏情況相吻合。

　　由于廠房的裂縫還在隨時(shí)間繼續(xù)發(fā)展（現(xiàn)場測(cè)試裂縫按速度按8mm/月的速度發(fā)展），裂縫的發(fā)展已嚴(yán)重影響到廠房的正常使用，并對(duì)在車間工作的人員構(gòu)成了人身安全的威脅，因此必須采取措施控制裂縫的開展，并對(duì)廠房的基礎(chǔ)進(jìn)行有效的加固。

　�。ǘ�）對(duì)裂縫的現(xiàn)場處理及加固方法選擇

　　因?yàn)榱芽p還在發(fā)展，對(duì)本次工程質(zhì)量問題的處理需要分為二個(gè)方面進(jìn)行，即一是降低和延緩裂縫的發(fā)展速度；二是對(duì)廠的基礎(chǔ)進(jìn)行承載能力的加固補(bǔ)強(qiáng)。

　　1．降低和延緩裂縫的發(fā)展措施。

　　（1）限制車間內(nèi)30t行車的運(yùn)行范圍，不允許行車在16-17軸的范圍內(nèi)運(yùn)行，減小廠房的附加豎向荷載；

　�。�2）將車間山墻17軸線的實(shí)心磚墻全部拆除，然后將實(shí)心磚墻改為砌空心磚墻，這樣可以有效地減低17軸線處山墻荷載；

　�。�3）對(duì)廠房伸縮縫和山墻女兒墻的防水節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新處理，防止雨水對(duì)地基基礎(chǔ)的侵蝕。

　　2．對(duì)廠房基礎(chǔ)加固補(bǔ)強(qiáng)的方案。本次對(duì)廠房基礎(chǔ)加固補(bǔ)強(qiáng)的核心工作是考慮如何對(duì)山墻處已經(jīng)嚴(yán)重沉降的杯口基礎(chǔ)進(jìn)行豎向承載能力的加固和補(bǔ)強(qiáng)。本施工現(xiàn)場對(duì)加固方案的選擇和實(shí)施還有一些具體的限制條件。

　�。�1）山墻基礎(chǔ)緊鄰原有的綜合辦公樓，廠房與辦公樓之間的空間狹小，施工工作面不能允許體積較大的樁基施工機(jī)械進(jìn)出本現(xiàn)場；

　�。�2）對(duì)本廠房的基礎(chǔ)加固施工時(shí)，不能影響臨近的原有建筑物的安全，不能擾動(dòng)和改變?cè)瓕?shí)驗(yàn)車間的靜力平衡狀態(tài)；

　�。�3）在基礎(chǔ)加固期間原有的實(shí)驗(yàn)車間不能停產(chǎn)，原有的綜合辦公樓需要正常的工作與辦公；

　　（4）工廠的總體生產(chǎn)計(jì)劃要求，本生產(chǎn)車間的正常產(chǎn)品生產(chǎn)必須很快恢復(fù)正常的狀態(tài)，因此，對(duì)基礎(chǔ)實(shí)施的加固補(bǔ)強(qiáng)施工時(shí)間不能長，一次加固完成后不能留有后患。

　　因此，本廠房的基礎(chǔ)加固工作是一個(gè)比較棘手的問題，排除了混凝土預(yù)制樁、鉆孔灌注樁以及鋼板樁等方案后，選擇了對(duì)環(huán)境影響最小、施工最為簡便、加固施工工期最短并且加固費(fèi)用最為經(jīng)濟(jì)的鋼筋方案。

　�。ㄈ�）加固方案的實(shí)施

　　1．鋼筋樁。設(shè)計(jì)的鋼筋樁的直徑為32，每根鋼筋樁的樁長需要根據(jù)所處的地質(zhì)位置不同、基巖的深度變化情況來確定，即每根鋼筋樁的樁尖必須進(jìn)入基巖內(nèi)≥50cm進(jìn)行有效地嵌固才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一般為約10m左右。鋼筋樁全長是通過一段一段的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊接完成的，每一工標(biāo)準(zhǔn)鋼筋樁長4m，首節(jié)鋼筋樁（樁頭）要求做磨處理，鋼筋樁表面在施打前要求做防銹處理。

　　鋼筋樁在施工下打過程中樁身的垂直度是通過二臺(tái)正交的經(jīng)緯儀來控制的。

　　2．鋼筋樁與基礎(chǔ)承臺(tái)連接。

　�。�1）將原有廠房的杯口基礎(chǔ)暴露出土層，將杯口基礎(chǔ)二邊鑿開，并分別擴(kuò)寬300mm，以便打入鋼筋樁；

　�。�2）將鋼筋樁按設(shè)計(jì)位置打入后，在擴(kuò)寬部位做素混凝土墊層，厚度與原廠房杯口基礎(chǔ)相同；

　�。�3）鋼筋樁是通過400mm長的φ14短鋼筋與原杯口基礎(chǔ)的主鋼筋焊接相連接，燭接的搭接長度要求≥80mm；

　�。�4）杯口基礎(chǔ)二次澆筑混凝土前需要對(duì)接頭表面進(jìn)行糕鑿毛處理，鑿毛面在澆筑混凝土前需要進(jìn)行24h濕潤處理，然后用C20混凝土澆筑完成。

　　3．基礎(chǔ)加固的施工程序。

　　4．鋼筋樁的試驗(yàn)。為了檢驗(yàn)鋼筋樁的加固基礎(chǔ)的實(shí)際效果，現(xiàn)場抽取了兩根鋼筋樁做靜荷載試驗(yàn)，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)此，現(xiàn)場分別選擇了一根φ25和一根φ32的鋼筋樁進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)和數(shù)據(jù)比較。

　　靜載試驗(yàn)采用了錨樁方案，千斤頂加載。試驗(yàn)荷載級(jí)取0.5～1t為相鄰級(jí)差，卸荷級(jí)差為5t。由于鋼筋樁是樁尖打入基巖的柔性樁，其破壞應(yīng)該是由鋼筋受壓失穩(wěn)造成的，所以在靜載試驗(yàn)過程中，每級(jí)加荷后持荷的時(shí)間沒有必要太長，保持載5～30min就可以了。終止加荷條件也是從鋼筋樁的受力特性來考慮，受壓失穩(wěn)主要表現(xiàn)在樁的突然下沉就傾斜，柱頂產(chǎn)生水平位移，所以試樁的終止加載條件確定為：

　�。�1）樁發(fā)生不停滯的下沉；

　�。�2）某級(jí)加荷后樁頂?shù)南鲁脸�過一級(jí)荷載的5倍；

　�。�3）樁頂發(fā)生水平位移大于20mm。

　　通過靜荷載實(shí)驗(yàn)，取得了φ25鋼筋樁靜荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)和φ32鋼筋樁靜荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　對(duì)靜荷載實(shí)驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：從本次鋼筋樁的靜荷載試驗(yàn)的P-S曲線上看，φ25鋼筋樁的拐點(diǎn)出現(xiàn)在P=12t；φ32鋼筋樁加荷載至21t時(shí)尚未出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，由于這根試樁與兩邊的錨樁三點(diǎn)不在同一直線上（其偏差為25mm），故試壓力與加荷梁出現(xiàn)偏心。致使加荷梁產(chǎn)生側(cè)向彎曲。而試樁位能做到破壞。

　　按φ（8～10）（REI）1/2公式進(jìn)行計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果與靜荷載試驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果對(duì)比，當(dāng)土的抗剪強(qiáng)度=0.375時(shí)，φ25鋼筋樁的φ=12t，基本與鋼筋的抗壓極限相當(dāng)，故說明試樁是在屈服后破壞的。

　　通過在本地基加固工程中對(duì)鋼筋樁進(jìn)行靜荷截試驗(yàn)可以得到一些初步結(jié)論：

　�。�1）采用粗鋼筋直接作為結(jié)構(gòu)樁，其具有相當(dāng)?shù)某休d能力的，該承載能力甚至可以達(dá)到鋼筋的受壓極限；

　�。�2）鋼筋樁是柔性樁，如何來解釋為什么柔性的鋼筋樁在本次靜荷載試驗(yàn)中不出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象？對(duì)本工程的土層情況和廠房基礎(chǔ)情況進(jìn)行分析，本次鋼筋樁打樁是在已經(jīng)建成的原有廠房基礎(chǔ)下進(jìn)行的，該基礎(chǔ)下的土體長期在廠房的附加荷載作用下，土體空隙水已經(jīng)大量排除，土體也趨于初步固結(jié)，因此，可以認(rèn)為土體的抗剪強(qiáng)度大為提高，廠房的荷載相當(dāng)于對(duì)廠房下范圍內(nèi)的土體進(jìn)行了預(yù)壓地基。

　　四、結(jié)語

　　通過采用鋼筋樁加固后，本廠房不均勻沉降得到控制，加固后通過一年的沉降觀測(cè)，廠房的最大沉降值僅為4mm，原有的裂縫基本穩(wěn)定，沒有繼續(xù)發(fā)展的，廠房屋面經(jīng)過翻修后未發(fā)生滲漏現(xiàn)象，由此，可以說在已建建筑物基礎(chǔ)范圍內(nèi)采用鋼筋樁對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固，可以提高原基礎(chǔ)的承載能力，達(dá)到了對(duì)地基加固補(bǔ)強(qiáng)的預(yù)期效果。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用指南[M]．中國建筑工業(yè)出版社，2005．

　　作者簡介：蘇振明（1955－），男，廣東湛江人，廣東省湛江市建筑工程公司工程師。